Bài giảng Hệ thống viễn thông - Chương 1: Tổng quan hệ thống viễn thông

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống viễn thông - Chương 1: Tổng quan hệ thống viễn thông

1. Hệ thống viễn thơng Giảng viên: Trương Thu Hương Bộ mơn: Hệ thống viễn thơng Viện Điện tử viễn thơng Email: huong.truongthu@hust.edu.vn
2. Các thủ tục trước khi lớp học bắt đầu 1. Vào trang 2. Đăng ký lớp trong mục Class Registraon – Việc đăng ký là bắt buộc để giáo viên cĩ thể quản lý sinh viên trong lớp – Việc đăng ký là cần thiết nếu sinh viên muốn truy nhập vào các page liên quan đến mơn học đăng ký để tải tài liệu và xem thơng báo liên quan tới mơn học 3. Vào phần giảng dạy hệ đại học courses>undergraduate, chọn mơn Hệ thống viễn thơng 2
3. Các thủ tục trước khi lớp học bắt đầu 3
4. Ngồi các kiến thức kỹ thuật, Sinh viên kỹ thuật cần gì khi ra trường??? Kỹ năng mềm: - Khả năng làm việc nhĩm - Khả năng trình bày/thuyết trình - Khả năng hồn thành cơng việc trong một giới hạn thời gian ngắn - Khả năng lãnh đạo 4
5. Phát triển các kỹ năng thơng qua Làm việc nhĩm 5
6. Hoạt động xây dựng nhĩm • Mỗi nhĩm 5 người được lựa chọn ngẫu nhiên • Xây dựng danh sách nhĩm gồm: – Tên sinh viên – SHSV • Mỗi nhĩm cĩ 1 số hiệu thứ tự nhĩm riêng: – Nhĩm [ví dụ Nhĩm 1] – mã lớp [ví dụ: 45455 ] • Các nhĩm viên sẽ ngồi cùng nhau từ đầu đến cuối học kỳ • Bảng tên nhĩm đặt đầu bàn 6
7. Hoạt động làm việc nhĩm • Nhĩm sẽ làm việc cùng nhau để giải quyết các vấn đề được giao • Mỗi nhĩm cần làm thuyết trình trong vịng đúng 10 phút 7
8. Đánh giá hiệu năng làm việc nhĩm • Điểm cho mỗi thuyết trình được đánh giá dựa trên: – Nội dung thuyết trình ( nội dung thế nào) – khả năng thuyết trình ( dễ hiểu hay khơng) – khả năng truyền tải nội dung cĩ đúng trong phạm vi thời gian cho phép 8
9. Cách tính điểm giữa kỳ 1. Điểm cuối kỳ: dựa trên khả năng của từng cá nhân qua bài thi viết 2. Điểm giữa kì: dựa vào khả năng chung của nhĩm • Điểm của các thành viên trong nhĩm như nhau • Thành viên vắng trong buổi kiểm tra nhận 0 điểm • Cĩ hai cách cho điểm quá trình: làm seminar hoặc làm kiểm tra giữa kỳ 9
10. Cách tính điểm giữa kỳ 1. Với nhĩm nhận làm seminar • Cĩ 5 chủ đề seminar để chọn lựa đầu kỳ • Các nhĩm đăng ký, nếu số nhĩm muốn đăng ký vượt số chủ đề seminar, tiến hành bốc thăm • Thuyết trình và trả lời câu hỏi PHẢI BẰNG TIẾNG ANH. • Chuẩn bị nội dung thuyết trình phải trong đúng 20 phút + ~ 15 phút Q&A • Điểm số sẽ là trung bình cộng từ đánh giá của người nghe là các thành viên trong lớp +đánh giá từ giáo viên 10 (Ghi chú: kỹ năng thuyết trình sẽ được giáo viên hướng dẫn)
11. Cách thức thực hiện seminar • Vào link: • Tải chủ đề seminar về • Upload file thuyết trình lên webpage 1 tuần trước khi buổi thuyết trình diễn ra 11
12. Cách thức thực hiện seminar 12
13. Cách thức thực hiện seminar 13
14. Cách tính điểm 1. Với các nhĩm làm kiểm tra giữa kỳ: • Mỗi nhĩm chỉ nộp 1 bài chung cĩ ghi tên tất cả thành viên + SHSV • Đề thi sẽ dài 45 phút nếu 1 người làm • NHƯNG, các nhĩm sẽ làm bài thi trong 20 phút ! 14
15. Đánh giá mơn học Hệ thống viễn thơng • Vào link: • Chỉ sinh viên đăng ký vào lớp HTVT mới cĩ quyền đánh giá mơn học • Tên người đánh giá sẽ khơng được hiển thị 15
16. Mơn học Hệ thống viễn thơng 16
17. Các kiến thức ên quyết – Mã hố đường truyền – Điều chế/giải điều chế 17
18. Sách tham khảo • Phạm Minh Việt, Thái Hồng Nhị, Hệ thống viễn thơng, Nhà xuất bản KHKT 2003 • Roger Freeman, Telecom System Engineering, Wiley-Interscience 2003 • Nguyễn Viết Kính, Thơng n số, nhà xuất bản giáo dục, 2008 • Vi ba số, tập 1, nhà xuất bản thơng n và truyền thơng, 2010 • Thái Hồng Nhị, Hệ thống thơng n vệ nh, nhà xuất bản bưu điện, 2008 18
19. Bản đồ mơn học Hệ thống viễn thơng Các chương AM Vi ba số Thơng n Thơng n Thơng n /FM vệ nh quang di động Cần biết Đặc nh Thiết kế Quy đường hoạch Trải phổ tuyến truyền mạng 19
20. Mơn học này đem lại cái gì? 1. Nắm hiểu được kiến thức tổng quan 2. Ứng dụng lý thuyết để thiết kế tuyến thơng n quang/viba/vệ nh 3. Học hỏi kỹ năng làm việc đề tài theo nhĩm 4. Học hỏi kỹ năng thuyết trình 20
21. Chương 1: Tổng quan hệ thống viễn thơng • Lịch sử viễn thơng • Giới thiệu hệ thống viễn thơng • Nguồn hệ thống tương tự và số 21
22. Lịch sử • 3500BC: bắt đầu, sử dụng Abstract Signs • 490 BC: lịch sử viễn thơng bắt đầu, sử dụng người đưa tin (chạy 40 km). Chạy Marathon: 9-490 BC trận đánh ở gần bờ biển Aegean, gần thị trấn Marathon. • 360 BC: Water telegraphs • 150 BC: mạng lưới truyền tin bằng khĩi trên 3000 dặm của đế quốc La mã • 1794: C. Chappe (France) phát triển optical telegraph 22
23. Lịch sử • 1809: Samuel T. von Sưmmering, Germany phát triển Electric telegraph • 1840: Samuel F. B. Morse (USA) xây dựng Morse code • 1844: chuyển mạch điện tử tự động viết thơng tin truyền đi Samuel F.B. Morse gửi telegraph đầu tiên từ Baltimore tới Washington, DC: "What hath God wrought?” • 1850: Telegraphy vượt biên giới-cáp biển Anh-Pháp • 1853: Telegraph wires used in both direcons simultaneously 23
24. Lịch sử • 1861: Philipp Reis phát minh điện thoại • 1876: Alexander Graham Bell (USA) cĩ phát minh điện thoại • 1886: Mỹ: card đục lỗ để chứa dữ liệu • 1892: Điện thoại sử dụng quay số, tổng đài ĐT tự động đầu tiên • 1894: truyền tín hiệu khơng dây dài 2 dặm bởi Marconi • 1899: Giám đốc Văn phịng phát minh Mỹ: “Tất cả cái gì cĩ thể đều đã được phát minh” 24
25. Lịch sử • 1902: thơng tin radio tồn thế giới trên tàu thủy (Morse code) • 1906: kỷ nguyên điện tử bắt đầu: chỉnh lưu, triode, kđại • 1917: máy phát AM • 1919: bộ nhớ 2 với 2 triodes • 1922: Các trạm phát sĩng quảng bá được thương mại hĩa (Nga, Pháp, Anh, Mỹ) • 1927: Tivi điện tử • 1928: điều chế FM 25
26. Lịch sử • 1931: truyền hình ảnh truyền hình đầu tiên dùng điện tử • 1935: cáp đồng trục nhiều lõi cho thơng tin • 1939: máy tính số • 1949: Board mạch in • 1951: Howard H. Aiken phát triển máy tính điện từ • 1954: Radio, ghi âm stereo, radio 76m ở Anh • 1958: Internet • 1964: Hệ điều hành 26
27. Lịch sử • 1965: Máy tính mini – thiết bị số PDP-8 • 1970: Cáp quang • 1976: Siêu máy tính - Cray-1 • 1979: Japanese Matsushita Inc. - Liquid Crystal TV • 1980: Videotext, Cable TV, Video Conferencing, CD • 1983: Máy tính cá nhân, đĩa mềm • 1985: Định vị bằng vệ tinh • 1991: WWW 27
28. Lịch sử • 1950's: xử lý batch với cuộn giấy và bìa đục lỗ • 1960's: đầu cuối online sử dụng kết nối nối tiếp khơng đồng bộ với máy tính ở tốc độ thấp và hệ thống truyền thời gian thực • 1970's: sự thay thế hệ thống các file rời rạc bằng hệ thống database. • 1980's: trao đổi dữ liệu giữa các máy tính các nhân, máy tính mini và các máy tính chủ =>LAN. 28
29. Lịch sử • 1990s: thiết bị đầu cuối khơng thơng minh nhường chỗ cho client/server computing. • 2000s: ? 29
30. Viễn thơng là gì • Viễn thơng là truyền đi xa dữ liệu : tiếng nĩi, ảnh, video và dữ liệu • Từ điển: • Viễn: từ xa • Viễn thơng: thơng tin từ xa • Hiện nay, viễn thơng thường được thực hiện với các thiết bị điện tử: Radio, Telegraph, điện thoại, truyền hình. 30
31. Hệ thống viễn thơng Mơi trường truyền Nguồn Xử lý Máy Máy Xử lý Đích tín phát thu tín hiệu hiệu Sơ đồ khối hệ thống viễn thơng 4 phần: phát, thu, dữ liệu và mơi trường truyền 31
32. Hệ thống viễn thơng Phát Thu Nguồ Loại dữ liệu: audio, Loại dữ liệu: audio, n dữ video, data video, data liệu Nguồn: microphone, Đích: loa, TV, camera, computer computer 32
33. Hệ thống viễn thơng Xử lý Chuyển đổi A/D Chuyển đổi D/A dữ Multiplex Demultiplex liệu Điều chế Giải điều chế Ngẫu nhiên hĩa Giải ngẫu nhiên hĩa Mã hĩa Giải mã Khuếch đại Khuếch đại Phát Phát vi ba, vệ tinh Thu vi ba, vệ tinh - Thu Quang Quang 33
34. Hệ thống viễn thơng • Mơi trường truyền: – Khơng khí, nước, dây dẫn, cáp hoặc phối hợp các loại trên • Phương thức truyền trên mơi trường: – Dây dẫn: cáp quang, cáp đồng trục, cáp xoắn – Khơng dây: . 34
35. Hệ thống viễn thơng – Khơng dây: • Dùng sĩng điện từ – Truyền sĩng: đất, trời, nhìn thẳng – Tính chất sĩng: tần số, cơng suất – Hệ thống ứng dụng: HF, AM, FM, tivi, di động, vi ba, vệ tinh. • Dùng các phương pháp khác – Khĩi – Trống – Ánh sáng 35
36. Ví dụ mạng viễn thơng • Các thực thể trung gian tham gia truyền thơng tin, tạo thành đường nối giữa nguồn và đích tạo ra một mạng viễn thơng – Ví dụ: mạng ad hoc 36
37. Ví dụ mạng viễn thơng Phân tách thành: mạng lõi (core network) và mạng truy cập ( access network) 37
38. Khuynh hướng mạng • Khuynh hướng là mạng IP à cho phép kết nối nhiều cơng nghệ mạng truy cập khac nhau • Mục tiêu: truyền các gĩi thơng tin thật nhanh (hàng trăm Gb/s trở lên) • Ý tưởng thực hiện: – cắt gĩi thơng tin thành các gĩi nhỏ – Thực hiện định tuyến ở mức thấp hơn IP. Ví dụ nhãn (label) trong MPLS, hoặc Ethernet, hoặc VCI/VPI – QoS như DiffServ, Intserv 38
39. Mạng lõi trong tương lai sử dụng MPLS 39
40. Ơn tập lại 40
41. Mã hố và giải mã • Định nghĩa: – Quá trình thực hiện việc biến đổi tin tức sang một dạng khác với một qui tắc nhất định để gửi đi – Giải mã (decoding) là quá trình ngược lại 41
42. Mã hố và giải mã • Mục đích: chuyển dạng tín hiệu thích hợp – Làm nhỏ kích thước dữ liệu. VD: mã Huffman – Sử dụng trong trường hợp dạng thơng tin bình thường khơng thích hợp. VD: mã ASCII – Để phát hiện và sửa lỗi. VD: mã Hamming, Turbo – Sử dụng để truyền đi xa. VD: mã đường dây 42
43. Điều chế và giải điều chế • Điều chế băng gốc: – PCM, PCM vi sai, delta, PTM, PWM, PPM • Điều chế tương tự: – AM (2 biên, 2 biên cĩ nén, 1 biên), FM, PM • Điều chế số: – PSK, BPSK, DPSK, FSK – QPSK, MPSK, QAM – OFDM 43
44. Mã đường truyền • Định nghĩa: • Loại mã thích hợp để truyền trên đường truyền • Yêu cầu: • Phù hợp kênh truyền, cho phép đồng bộ, cĩ cấu trúc để phát hiện và sửa lỗi, dải thơng nhỏ • Thích hợp với từng loại đường truyền 44
45. Mã đường truyền • Loại: – Đơn cực, lưỡng cực, Manchester • Ví dụ: – AMI, 4B5B, 8B6B, 8B10B, HDB3, RZ, NRZ, NRZI, Manchester, Trellis 45
46. Bây giờ, khởi động nhĩm! • Lựa chọn ngẫu nhiên tên đề tài • Làm việc nhĩm trong vịng 20 phút • 5 nhĩm sẽ được lựa chọn ngẫu nhiên • Trình bày trong vịng < 10 phút • Câu hỏi và tranh luận: 5 phút 46
47. Đề tài 1. Trình bày về mã 4B5B, 8B6B 2. Trình bày về mã NZ, NRZ, NRZI 3. Trình bày điều chế tương tự AM, FM 4. Trình bày điều chế số BPSK 5. Trình bày điều chế số QAM 6. Trình bày điều chế số QPSK 7. Trình bày mã Huffman 8. Điều chế băng gốc PCM 47