BÀI GIẢNG TRUYỀN DẪN SỐ Chương 1

CSE 501035 – Data Communication
1
1
TRUYỀN DẪN SỐ
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Bài giảng môn học
BM: TH & HT
KHOA: VT1
1
CSE 501035 – Data Communication
2
N I DUNGỘ
2

THỜI LƯỢNG: 60 (LT36/BT8/TỰ HỌC16)

NỘI DUNG:

Tổng quan về truyền dẫn số

Mã hóa nguồn

Mã hóa kênh

Mã truyền dẫn

Đồng bộ

Các hệ thống truyền dẫn Viễn thông
2
CSE 501035 – Data Communication

3
Bài giảng môn học:
TRUYỀN DẪN SỐ
Tài liệu tham khảo:
[1] John G. P., Digital Communications, McGraw Hill, 4th edition 2007.
[2] A. B. Carlson, P. B. Crilly and J. C. Rutledge, Communication Systems: An
Introduction to Signals and Noise in Electrical Communication, McGraw Hill, 2002,
4th Edition.
[3] Bernard Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications,
Prentice Hall, 4th edition 2000.
[4] John Bellamy, Digital Telephony, John Wiley &Sons, Inc., 2nd
edition 1991.
Đánh giá môn học:

ĐÁNH GIÁ: CC:10%-KT:20%-BT:10%-THI:60%
5/14/15
3
CSE 501035 – Data Communication
4
N I DUNGỘ
4
Mã truyền dẫn
Mã hóa kênh
Mã hóa nguồn

Tổng quan về truyền dẫn số
TRUYỀN DẪN SÔ
Đồng bộ
Một số hệ thống viễn thông
4

CSE 501035 – Data Communication
5
Chương 1: Tổng quan về truyền dẫn số
Nội dung:
1.1. Quá trình phát triển của truyền dẫn số
1.2. Một số khái niệm cơ bản
1.3. Các phần tử cơ bản của hệ thống truyền dẫn số
1.4. Các kênh truyền dẫn và đặc tính
1.5. Các mô hình toán học cho các kênh truyền dẫn
5
5/14/15
5
CSE 501035 – Data Communication
6
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SỐ
1.1 Vài nét về lịch sử của các hệ thống truyền dẫn số:
•
Năm 1837: Samuel Morse (1791-1872, American) phát triển hệ thống điện báo
•
Năm 1875: Emile Baudot (1845 -1903, French): đưa ra hệ thống mã mới, mã Baudot, sử
dụng các từ mã có chiều dài bằng 5 để mã hóa các ký tự.
•
Năm 1897: Marconi (1874 -1937, Italian): phát triển hệ thống vô tuyến điện báo đầu tiên,
là bước khởi đầu cho sự phát triển của các hệ thống thông tin vô tuyến.
•
Năm 1937: Alec Reeves (1902-1971, English): phát triển kỹ thuật điều chế xung mã
PCM. Từ đây, dữ liệu được truyền đi trong hệ thống số không chỉ là các message, mà có
thể là các dạng khác, ví dụ như dạng audio,vv…
•
Năm 1948: Shannon (1916-2001, American): thiết lập nên những cơ sở toán học cho

truyền dẫn thông tin. Những lý thuyết này là cơ sở quan trọng cho sự phát triển vượt bậc
của các hệ thống thông tin vô tuyến ngày nay.
•
Năm 1991: hệ thống thông tin di động GSM được ra đời ở châu Âu.
•
Năm 1994: hệ thống CDMA IS-95 được tập đoàn Qualcom (Mỹ) triển khai.
6
5/14/15
6
CSE 501035 – Data Communication
7
7
CSE 501035 – Data Communication
8
8
1.2. Một số khái niệm cơ bản
CSE 501035 – Data Communication
9
9
CSE 501035 – Data Communication
10
Truyền thông

Main purpose of communication is to transfer information
from a source to a recipient via a channel or medium.

Basic block diagram of a communication system:
Source Transmitter Receiver
Recipient
Channel

10
CSE 501035 – Data Communication
11
Truyền thông

Source: analog or digital

Transmitter: transducer, amplifier, modulator, oscillator, power
amp., antenna

Channel: e.g. cable, optical fibre, free space

Receiver: antenna, amplifier, demodulator, oscillator, power
amplifier, transducer

Recipient: e.g. person, (loud) speaker, computer
11
CSE 501035 – Data Communication
12

Types of information
Voice, data, video, music, email etc.

Types of communication systems
Public Switched Telephone Network (voice,fax,modem)
Satellite systems
Radio,TV broadcasting
Cellular phones
Computer networks (LANs, WANs, WLANs)
12

Truyền thông
CSE 501035 – Data Communication
13
Hệ thống PSTN
13
CSE 501035 – Data Communication
14
ISDN
14
CSE 501035 – Data Communication
15
15
ADSL
ADSL Characteristics
Upstream transmission rate up to
640kbps and downstream transmission
rate up to 8Mbps

Asymmetric Digital Subscriber Line

Simultaneously transmit voice and
data over the same twisted-pair.
ADSL Standards
G.992.1(G.dmt)
G.992.2(G.lite) T1.413
Asymmetrical
Digital
Subscriber
Line (ADSL)
Transceivers

(G.dmt)
Splitterless
Asymmetrical
Digital
Subscriber Line
(ADSL)
Transceivers
(G.lite)
Asymmetrical
Digital
Subscriber Line
(ADSL)
Transceivers
(G.dmt)
Twisted-
pair
PSTN
Internet
Home
network
ATU-R
DSLAM
ATU-C
Splitter
Splitter
CSE 501035 – Data Communication
16
Chế độ truyền

Simplex mode


Không dùng rộng rãi vì không thể
gởi ngược lại lỗi hoặc tín hiệu điều
khiển cho bên phát

Television, teletext, radio

Half-duplex mode

Bộ đàm

Full-duplex mode

Điện thoại
One-way only
Simplex operation
Half-duplex operation
Two-way but not at
the same time
Full-duplex operation
Both-way at
the same time
16
CSE 501035 – Data Communication
17
Truyền dẫn ,dữ liệu,tín hiệu

Dữ liệu

Thực thể mang thông tin


Analog

Các giá trị liên tục trong một vài thời khoảng

e.g. âm thanh, video

Digital

Các giá trị rời rạc

e.g. văn bản, số nguyên

Tín hiệu

Biểu diễn điện hoặc điện từ của dữ liệu

Analog

Biến liên tục

Môi trường liên tục (wire, fiber optic, space)

Băng thông tiếng nói 100Hz tới 7kHz

Băng thông điện thoại 300Hz tới 3400Hz

Digital

Dùng 2 thành phần một chiều


Truyền dẫn

Trao đổi dữ liệu thông qua việc xử lý và lan truyền tín hiệu
17
CSE 501035 – Data Communication
18
Các kiểu truyền dẫn tín hiệu
CSE 501035 – Data Communication
19
Truyền dẫn

Truyền dẫn analog

Không quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyền (số hoặc tương tự)

Suy giảm khi truyền xa

Dùng bộ khuếch đại (amplifier) để truyền dữ liệu đi xa

Khuếch đại cả tín hiệu lẫn nhiễu

Truyền dẫn số

Quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyền.

Nhiễu và sự suy giảm tín hiệu sẽ ảnh hưởng đến sự tích hợp.

Dùng bộ lặp (repeater) để truyền dữ liệu đi xa.


Không khuếch đại nhiễu.
19
CSE 501035 – Data Communication
20
20
Các tham số hiệu năng
CSE 501035 – Data Communication
21
Các tham số hiệu năng

Hệ thống truyền thông Anolog

Metric is fidelity: want

SNR typically used as performance metric

Hệ thống truyền thông số

Metrics are data rate (R bps) and probability of bit error

Symbols already known at the receiver

Without noise/distortion/sync. problem, we will never
make bit errors

k= T+
δ
T th× ®îc gäi lµ jitter, tÝnh theo phÇn tr¨m
ˆ
( ) ( )m t m t≈

( )
ˆ
( )
b
P p b b= ≠
21
CSE 501035 – Data Communication
22
Truyền dẫn số

Ưu điểm

Công nghệ số

Công nghệ LSI/VLSI làm giảm giá thành

Toàn vẹn dữ liệu

Nhiễu và suy giảm tín hiệu không bị tích lũy bởi các repeater

Truyền khoảng cách xa hơn trên các đường truyền kém chất
lượng

Hiệu quả kênh truyền

TDM > FDM

Bảo mật

Các kỹ thuật mã hóa để bảo mật dữ liệu dễ áp dụng


Tích hợp

Dữ liệu số và analog được xử lý tương tự nhau
22
CSE 501035 – Data Communication
23
23
5/14/15
23
Những ưu nhược điểm của hệ thống truyền dẫn số:

Ưu điểm:

Tăng khả năng truyền dẫn

Bảo mật dữ liệu

Tạp âm không tích lũy

Các mạch số hoạt động tin cậy

Giá thành ngày càng giảm

Nhược điểm:

Vấn đề đồng bộ

Yêu cầu về dải thông


Tần số hoạt động
Các hệ thống
số
đang dần dần
thay thế
hầu hết các
hệ thống
tương tự
CSE 501035 – Data Communication
24
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN HỆ THỐNG TDS
24
24
CSE 501035 – Data Communication
25
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN HỆ THỐNG TDS
25