Bài giảng Tổng quan về viễn thông - Lê Thanh Thủy

 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
BÀI GIẢNG MÔN 
Tổng quan về viễn thông 
Giảng viên: 	Lê Thanh Thủy 
Điện thoại/E-mail:	 thuyvt1@yahoo.com 
Bộ môn: 	Tín hiệu và hệ thống- KhoaViễn thông 1 
Học kỳ/Năm biên soạn: 	II/ 2012 
Nội dung học phần 
Lý thuyết 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Chương 2: Mạng viễn thông 
Chương 3: Dịch vụ viễn thông 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Bài tập, tiểu luận (chia nhóm, mỗi nhóm không quá 5 sinh viên). 
1. Tìm hiểu về các vấn đề: 
+ Mạng cung cấp dịch vụ hiện tại của Việt Nam. Nhóm trình bày tổng quan về mạng viễn thông chung. 
+ Kĩ thuật viễn thông, dịch vụ/mạng cung cấp dịch vụ hiện tại của Việt Nam 
2. Mỗi sinh viên tìm hiểu và trả lời nội dung riêng 
Kiểm tra:Viết 
Thi: Viết (không sử dụng tài liệu) 
Khóa học 
Đề cương 
Cách thi và tính điểm 
Chuyên cần:	10% 
Kiểm tra : 	20% 
Bài tập/TL: 	10% 
Thi kết thúc: 60% 
Bài tập nhóm 
[ 1 ]	 Bài giảng môn học (2009). 
[2]	Moore M. S.: Telecommunications: A Beginner’s Guide . McGraw-Hill, 2002. 
[3]	Aattalainen T.: Introduction to Telecommunications Network Engineering. Artech House, 1999. 
[4] 	Freeman R. L.: Fundamentals of Telecommunications. John Wiley & Sons, 1999. 
[ 5 ] 	Tarek N. S., Mostafa H. A.: Fundamentals of Telecommunications Networks. John Wiley and Sons, 1994. 
[ 6 ]	 Understanding Telecommunications. Ericsson Telecom, 1996. 
[7] Sách hướng dẫn học tập “Tổng quan về viễn thông” (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa), Bộ môn Mạng viễn thông Khoa Viễn thông 1, TTĐTBCVT1, 2006. 
Tài liệu tham khảo chính 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông 
Bản tin và nguồn tin 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Các loại kênh truyền thông 
Khái niệm mạng viễn thông 
Chuẩn hóa trong viễn thông 
Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá 
Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 
Chương 1: Giới thiệu chung 
L ịch sử viễn thông 
Điện báo của Samuel Morse 1838-1866 
Điện thoại (telephony) 1876-1899 
Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại 1876 
Xuất hiện tổng đài đầu tiên với 08 đường dây 
Almond Strowger sáng chế ra tổng đài cơ điện kiểu từng nấc (Step-by-step 1887) 
Truyền hình (Television) 1923-1938 
Radar và vi ba 1938-1945 
Truyền thông vệ tinh 1955 
Internet 1980-1983 
Di động tế bào 1980-1985 
Truyền hình số 2001-2005 
 Hội tụ 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Thông tin (information) 
Thông tin: Các tính chất xác định của vật chất được tiếp nhận bởi nhà quan sát từ thế giới vật chất xung quanh. 
Thông tin (tin tức): sự hiểu biết hay tri thức, có khả năng được biểu diễn dưới những dạng thích hợp cho quá trình trao đổi, truyền đưa, lưu giữ hay xử lý. 
Các dạng cơ bản: Âm thanh, Hình ảnh, Dữ liệu.. (có thuộc tính chung: chứa đựng ý tưởng trong hoạt động tư duy của con người.) 
Ví dụ: 
	 + Âm thanh (tiếng nói, âm nhạc ) 
	+ Hình ảnh (hình ảnh tĩnh, hình ảnh động, đồ họa ) 
	+ Dữ liệu (chữ viết, ký tự, con số, đồ thị) 
  đa phương tiện 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Truyền thông (communication) 
Truyền thông: khái niệm rộng mô tả quá trình trao đổi thông tin (exchange of information) hoặc là sự trao đổi thông tin qua lại giữa hai hoặc nhiều bên. 
Ví dụ: 
	+ bưu chính (thư, bưu phẩm, bưu kiện) 
	+ viễn thông (điện thoại, điện báo, video, truyền dữ liệu  ). 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Viễn thông (tele-communication) 
Những vấn đề liên quan đến việc truyền thông tin (trao đổi hay quảng bá thông tin) giữa các đối tượng qua một khoảng cách. 
Bao gồm bất kỳ hoạt động liên quan tới việc phát/nhận tin tức (âm thanh, hình ảnh, chữ viết, dữ liệu, ) qua các phương tiện truyền thông (hữu tuyến như đường dây kim loại, cáp quang hoặc vô tuyến hoặc các hệ thống điện từ khác). 
Viễn thông (telecommunication) 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông 
Bản tin và nguồn tin 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Các loại kênh truyền thông 
Khái niệm về mạng viễn thông 
Chuẩn hóa trong viễn thông 
Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá 
Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Bản tin: 
Thông tin được thể hiện ở một dạng thức nhất định được gọi là bản tin. 
Dạng thể hiện có thể là 
văn bản 
bản nhạc 
hình vẽ 
đoạn thoại 
Một bản tin chứa đựng một lượng thông tin cụ thể, có nguồn và đích xác định cần được chuyển một cách chính xác, đúng đích và kịp thời. 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Nguồn tin: Nguồn tin là nơi sản sinh hay chứa các bản tin cần truyền. 
Nguồn tin có thể là 
con người; 
các thiết bị thu phát âm thanh, hình ảnh; 
các thiết bị lưu trữ và thu nhận thông tin  
Ví dụ: Mô hình hệ thống truyền thông thoại 2 chiều 
Mô hình hệ thống truyền thông 
Với dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện  (sv tự suy luận) 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông 
Bản tin và nguồn tin 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Các loại kênh truyền thông 
Khái niệm mạng viễn thông 
Chuẩn hóa trong viễn thông 
Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá 
Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Tín hiệu (signal) : 
là đại lượng vật lý trung gian do thông tin biến đổi thành. 
Trong viễn thông: một dạng năng lượng mang theo thông tin tách ra, được và truyền từ nơi phát đến nơi nhận. 
Phân loại: 
	 - Theo đặc tính hàm số: tín hiệu tương tự/tín hiệu số. 
	- Theo thông tin (nguồn tin): tín hiệu âm thanh (trong đó có tín hiệu thoại, tín hiệu ca nhạc ); tín hiệu hình ảnh (hình ảnh tĩnh, hình ảnh động ); tín hiệu dữ liệu. 
	- Theo năng lượng mang: tín hiệu điện, tín hiệu quang  
	- Theo vùng tần số: tín hiệu âm tần, tín hiệu cao tần, tín hiệu siêu cao tần  
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Phân loại tín hiệu theo đặc tính hàm số:  
 Cần nhớ rằng, tín hiệu tương tự và tín hiệu số có thể cùng tải một thông tin và có thể được chuyển đổi lẫn nhau. 
Ví dụ về dữ liệu và tín hiệu 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Mã hóa (coding): 
Mã hóa nguồn (source coding): nén nguồn thông tin. 
Mã hóa kênh (channel coding): bảo vệ bản tin khi truyền trên kênh. 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Mã hóa nguồn ( source coding): 
P hương thức mã hóa tín hiệu thành các bít thông tin để truyền, đồng thời làm tối đa dung lượng kênh truyền. 
Phân theo các loại nguồn thông tin khác nhau: thoại, số liệu hoặc hình ảnh. 
	Phổ biến PCM , ngoài ra có DPCM, ADPCM. 
Mã hóa kênh ( channel coding): 
 B ổ sung thêm các bít vào bản tin truyền đi nhằm mục đích phát hiện và/hoặc sửa lỗi. 
Real World 
Data 
Mã hoá 
Ví dụ về các khuôn dạng mã hoá và chuẩn 
Computer 
Data 
Thi ết bị vào 
Hi, Joe 
Keyboard 
10110010 
M áy ảnh số 
10111010 
Loại dữ liệu 
Chuẩn 
Alphanumeric (ký tự và số) 
ASCII, EBCDIC, Unicode 
Hình ảnh (image) 
JPEG, GIF, PCX, TIFF 
Ảnh động 
MPEG-2, Quick Time 
Âm thanh 
Sound Blaster, WAV, AU 
Đồ hoạ, font 
PostScript, TrueType, PDF 
V í dụ mã hoá ký tự và số: Trong bảng mã ASCII ‘a’ = 1100001 
 Số hoá tín hiệu Analog 
Khái niệm : Số hóa tín hiệu analog là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số 
Phương pháp số hóa : 
Điều xung mã PCM 
Điều xung mã vi sai 
Điều chế delta 
 Điều xung mã PCM 
Điều xung mã PCM được đặc trưng bởi 3 quá trình : 
Lấy mẫu 
Lượng tử hóa 
Mã hóa 
Khái niệm : Lấy mẫu là quá trình rời rạc hóa tín hiệu theo thời gian 
1 Lấy mẫu 
2 Lượng tử hóa 
1. Lượng tử hóa đều : Chia biên độ xung lấy mẫu thành các khoảng đều nhau, mỗi khoảng là một bước lượng tử đều ∆ 
2 Lượng tử hóa 
2. Lượng tử hóa không đều : Chia biên độ xung lấy mẫu thành các khoảng không đều nhau theo nguyên tắc khi biên độ xung lấy mẫu càng lớn thì độ dài bước lượng tử càng lớn. 
3 Mã hóa 
1. Chức năng : Chuyển đổi biên độ xung lượng tử thành một từ mã 8 bít. 
2.Đặc tính bộ mã hóa A=87,6/13 
3 Mã hóa 
3. Hoạt động của bộ mã hóa nén số. 
Xác định bit dấu b1 
Xác định mã đoạn b 2 b 3 b 4 
Xác định bước trong đoạn : b 5 b 6 b 7 b 8 
Dựa vào các bảng nguồn điện áp mẫu để xác định 8 bít theo phương pháp so sánh 
3 Mã hóa 
Bảng nguồn điện áp mẫu 
Mã hoá 
Bài tập về mã hóa nguồn PCM: 
1- Tính tốc độ luồng bít dữ liệu sau mã hoá trong trường hợp tín hiệu có dải tần là 0-10.000Hz, dùng 200 bước lượng tử để lượng tử hoá tín hiệu này và thêm 56 bước lượng tử để dự phòng trong tương lai. Trong quá trình mã hoá dự phòng thêm 4 bit. 
3- Tính tốc độ luồng bít dữ liệu sau mã hoá trong trường hợp tín hiệu có dải tần là 0-4.000.000Hz, dùng 500 bước lượng tử để lượng tử hoá tín hiệu này và thêm 12 bước lượng tử để dự phòng trong tương lai. Trong quá trình mã hoá dự phòng thêm 1 bit. 
2- Tính tốc độ luồng bít dữ liệu sau mã hoá trong trường hợp tín hiệu có dải tần là 300-4000Hz, dùng 2048 bước lượng tử để lượng tử hoá. 
Mã hoá 
Mã hóa nguồn PCM: 
TÝn hiÖu Audio sè: 
 f=3,1 kHz (0,33,4 kHz); SNR=30dB 
Tốc độ min: B= ( f/3) SNR=31 kb/s 
Thực tế, B = 64 kb/s ( f s = 8 kHz; 8 bits/sample). 
TÝn hiÖu Video sè : 
 f= 4 MHz ; SNR=50dB 
 Tèc ®é min : B= ( f/3) SNR=66 Mb/s 
 Thùc tÕ , B = 100 Mb/s ( f s = 10 MHz; 10 bits/sample). 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Điều chế (Modulation) 
Thông tin cần truyền được trộn lẫn với sóng mang nhờ điều chế. 
Cần quá trình điều chế: vì tin tức của tín hiệu, như tiếng nói chẳng hạn, thường có tần số thấp, khó phát đi xa. 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Điều chế (Modulation) 
Có 2 kiểu điều chế được sử dụng rộng rãi: 
Điều biên (AM) và 
Điều tần (FM). 
Các hình thức khác: QAM, PM và PCM. 
Sử dụng kết hợp các kỹ thuật điều chế: 
Phát thanh FM stereo: kết hợp cả AM và FM 
Hệ thống vô tuyến số: biến đổi tín hiệu tiếng nói thành xung mã, sau đó sử dụng QAM/ PM để chuyển dòng xung theo tín hiệu vô tuyến.. 
Các hình thức điều chế số: 
Khóa dịch biên độ (PAK). 
Khóa dịch tần (FSK) 
Khóa dịch pha (PSK) 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Điều chế ASK: 
+ Kh¸i niÖm : 
 Sãng mang cã biªn đé biÕn ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. 
- Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 1 th× biªn ®é Max tÝn hiÖu lµ A s 
- Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 0 th× biªn ®é tÝn hiÖu xÊp xØ lµ 0. 
+ D¹ng tÝn hiÖu : 
Sãng mang 
TÝn hiÖu ®iÒu chÕ 0 1 0 1 0 
TÝn hiÖu ASK 
+ BiÓu thøc tÝn hiÖu : 
 Sãng mang: 	 Es(t) = A S .Cos(  0 t + 0 ) 
 TÝn hiÖu ®iÒu biÕn: 	 x = x(t) 
 TÝn hiÖu ASK: 	E ASK (t) =m .x(t). A S .Cos(  0 t + 0 ] 
	Víi: 	A S lµ biªn ®é cùc ®¹i tÝn hiÖu;  0 lµ tÇn sè tÝn hiÖu 
 	 0 lµ pha ban ®Çu cña tÝn hiÖu; 	m lµ hÖ sè ®iÒu chÕ 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Điều chế FSK: 
+ Kh¸i niÖm : 
 Sãng mang cã tÇn sè biÕn ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu ®iÒu biÕn. 
- Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 1 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ  1 
- Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 0 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ  2 
+ D¹ng tÝn hiÖu : 
Sãng mang 
TÝn hiÖu ®iÒu chÕ 0 1 0 1 0 
TÝn hiÖu FSK 
+ BiÓu thøc tÝn hiÖu : 
 Sãng mang: 	 Es(t) = A S .Cos(  0 t + 0 ) 
 TÝn hiÖu ®iÒu chÕ: 	 x = x(t) 
 TÝn hiÖu FSK: 	E FSK (t) = A S .Cos[m.x(t)  0 t + 0 ] 
	Víi: 	A S lµ biªn ®é cùc ®¹i tÝn hiÖu;  0 lµ tÇn sè tÝn hiÖu 
 	 0 lµ pha ban ®Çu cña tÝn hiÖu; 	m lµ hÖ sè ®iÒu chÕ 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Điều chế PSK: 
+ Kh¸i niÖm : 
 Sãng mang cã pha biÕn ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu ®iÒu biÕn. 
- Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 1 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ 1 
- Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 0 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ 2 
+ D¹ng tÝn hiÖu : 
Sãng mang 
TÝn hiÖu ®iÒu chÕ 0 1 0 1 0 
TÝn hiÖu PSK 
+ BiÓu thøc tÝn hiÖu : 
 Sãng mang: 	 Es(t) = A S .Cos(  0 t + 0 ) 
 TÝn hiÖu ®iÒu chÕ: 	 x = x(t) 
 TÝn hiÖu PSK: 	E PSK (t) = . A S .Cos[  0 t + m.x(t). 0 ] 
	Víi: 	A S lµ biªn ®é cùc ®¹i tÝn hiÖu;  0 lµ tÇn sè tÝn hiÖu 
 	 0 lµ pha ban ®Çu cña tÝn hiÖu; 	m lµ hÖ sè ®iÒu chÕ 
Bài tập về điều chế số: 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
1. VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ ASK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit 101010101, sãng mang E= E 0 sin(2 f 0 t+ /2). 
2. VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ ASK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit 101100101, sãng mang E= E 0 sin(2 f 0 t+ /2) vµ hÖ sè ®iÒu chÕ m=3. 
3. VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ PSK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit 101010101, sãng mang E= E 0 sin(2 f 0 t+ /2). 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Các khái niệm cơ bản trong viễn thông 
Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông 
Bản tin và nguồn tin 
Tín hiệu, mã hoá và điều chế 
Các loại kênh truyền thông 
Khái niệm mạng viễn thông 
Chuẩn hóa trong viễn thông 
Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá 
Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 
Các loại kênh truyền thông 
Kênh (channel): 
Một HTTT gồm: TBĐC(thiết bị đầu cuối ), thiết bị truyền dẫn; thiết bị thu/phát (đặt cách xa nhau hoặc nối tiếp nhau). Môi trường vật chất và kỹ thuật qua hệ thống và được tạo sẵn, để truyền được một tín hiệu độc lập được gọi là một kênh . Có nhiều khái niệm kênh. 
Các thiết bị đầu cuối xử lý kênh thông tin . 
	Môi trường kỹ thuật được tạo ra xuyên suốt HTTT và truyền được 1 thông tin độc lập (kênh thoại; dữ liệu; video...). 
Thiết bị truyền dẫn kỹ thuật số (KTS- digital trasmission channels) xử lý các kênh truyền dẫn KTS. 
	Tương ứng với các tín hiệu KTS (kênh E1, T1, STM-1...). Trong thiết bị truyền dẫn, kênh truyền dẫn được tạo ra với tốc độ bít cố định theo chuẩn chung ( 64kb/s ; 2048 kb/s  ; 155,2 Mb/s ...) 
Thiết bị thu/phát xử lý kênh vật lý (physical channels). 
	 Đặc trưng bởi độ rộng băng tần và dải tần hoạt động (kênh radio, kênh vệ tinh, kênh cáp quang...) 
Khái niệm Mạng viễn thông 
Mạng viễn thông: Telecommunications Network 
Mạng: liên thông giữa các nút/thiết bị (tạo nên HTTT) và các hệ thống quản lý, giám sát, báo hiệu, vận hành, bảo dưỡng, an ninh  
Mạng viễn thông: Hệ thống thiết bị, cơ cấu và thủ tục giúp các thiết bị người dùng kết nối tới mạng có thể trao đổi thông tin có ý nghĩa. 
Hệ thống viễn thông/ HTTT: xử lý và phân phối thông tin từ một vị trí này sang vị trí khác. Đôi khi gọi là hệ thống thông tin (information system). Một hệ thống thông tin bao gồm các thành phần: Bộ mã hóa, bộ phát, môi trường truyền dẫn, bộ thu, bộ giải mã. 
Telecommunications Standards: Các chuẩn viễn thông 
39 
Chương 1. Giới thiệu chung 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Chuẩn hóa trong viễn thông 
Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá 
Các tổ chức chuẩn hóa 
Quốc tế 
Khu vực 
Quốc gia  
Chuẩn hóa trong viễn thông 
Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hóa 
Vì sao cần phải chuẩn hóa? 
1. Khả năng liên vận hành 
2. Đảm bảo chất lượng 
3. Nhất quán khi phát triển 
4. Hiệu quả giá thành 
Các tiêu chuẩn thúc đẩy cạnh tranh lành mạnh 
Các chuẩn chung sẽ dẫn tới có một sự cân bằng về kinh tế giữa yếu tố kỹ thuật và sản xuất 
Các tác động về quyền lợi chính trị sẽ dẫn tới hình thành nhiều chuẩn khác nhau. 
Các tiêu chuẩn quốc tế sẽ đe doạ các ngành công nghiệp của các nước lớn nhưng là các cơ hội tốt cho cho ngành công nghiệp của các nước nhỏ 
Các chuẩn chung sẽ làm cho các hệ thống thuộc các nhà cung cấp khác nhau có thể kết nối với nhau 
Các tiêu chuẩn giúp cho người sử dụng và các nhà điều hành mạng, các hãng sản xuất thiế ... ghĩa vật lý: ánh sáng c ũ ng là những sóng điện từ, nhưng nhờ có đặc tính đặc biệt của ánh sáng mà ta nhìn nhận cáp quang như là vật mang tín hiệu của chính nó. Nói cách khác, thông tin được truyền tải là số trong hầu hết các trường hợp, ít nhất là tín hiệu từ các bộ mã hóa thoại, video và máy vi tính. Hệ thống GSM thể hiện sự kết hợp của thông tin số trên vật mang tương tự (sóng vô tuyến), cho đến nay các bộ mã hóa thoại đã được đặt trong điện thoại di động (trong mạng điện thoại cố định, các bộ mã hóa thoại luôn luôn được đặt trong tổng đài nội hạt hay các nút truy nhập). 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Điều chế và truyền dẫn băng tần gốc 
Bằng cách cho phép thông tin cần truyền được điều khiển vật mang theo cách nào đó, chẳng hạn bằng cách bật và tắt sóng ánh sáng, thông tin có thể được nhận ở tổng đài hay thiết bị đầu cuối. Cách điều khiển vật mang này được gọi là điều chế. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Hai dây, bốn dây, lai ghép 
Truyền dẫn tương tự trong mạng truy nhập có một ưu điểm là: hai hướng thoại cùng truyền trên cùng đôi dây cáp. Kỹ thuật này được gọi là truyền dẫn 2 dây, nó có ưu điểm là giảm giá thành mạng, nhưng lại yêu cầu sử dụng các bộ lai ghép tại giao diện giữa mạng truy nhập và mạng trung kế và trong máy điện thoại. Đối với truyền dẫn 4 dây, tín hiệu thoại được truyền riêng biệt trên mỗi hướng. Bộ lai ghép (điểm chuyển đổi giữa phần 4 dây và 2 dây) có thể gây ra các vấn đề liên quan đến chất lượng nhất định (tiếng vọng). 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Hai dây, bốn dây, lai ghép 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Đơn công, bán song công và song công hoàn toàn 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Khuếch đại: Do hiện tượng suy hao, cần có thiết bị đặc biệt đặt ở giữa các nút khi khoảng cách truyền dẫn vượt quá một giá trị nhất định (còn phụ thuộc cả vào môi trường truyền dẫn). Thiết bị được đặt tại những điểm đó được gọi là các bộ lặp trung gian. Các bộ lặp có thể được sử dụng thuần túy cho mục đích khuếch đại (khi mà sóng mang tương tự trở nên quá yếu) hoặc để kết hợp khuếch đại và tái tạo, khi những tín hiệu băng tần gốc số đã suy giảm. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Tái tạo có nghĩa là những tín hiệu thông tin bị méo được đọc và diễn dịch, được tạo lại và khuếch đại tới hình dạng ban đầu trước khi chúng được truyền đi. Việc tái tạo giúp loại bỏ toàn bộ tạp âm và nhiễu khác ảnh hưởng lên tín hiệu. Việc tái tạo không áp dụng được đối với truyền dẫn tương tự khi mà nhiễu cũng được khuếch đại cùng tín hiệu. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Mã đường truyền: Để tái tạo những tín hiệu số thì các bộ tái tạo phải nhận được thông tin định thời sao cho những tín hiệu đến có thể được đọc tại các khoảng thời gian chính xác. Bởi vậy mà các mã đường truyền đặc biệt được sử dụng để ngăn cản các chuỗi bít “0” (không có tín hiệu định thời). 
Ghép kênh: Thực hiện và duy trì các đường truyền dẫn trong mạng viễn thông là một công việc tốn kém đối với các nhà khai thác mạng. Chi phí có thể giảm nếu truyền nhiều cuộc gọi trên cùng một kết nối vật lý (chẳng hạn như các đôi dây). Kỹ thuật như thế này được sử dụng trong cả mạng tương tự và số cho hệ thống đa kênh được gọi là ghép kênh. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Truyền dẫn 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Các môi trường truyền dẫn 
Cáp đồng, sử dụng 2 kiểu chính: cáp đôi và cáp đồng trục. 
Cáp quang, sử dụng trong cáp sợi quang. 
Sóng vô tuyến, sử dụng trong các hệ thống thông tin mặt đất điểm-tới-điểm hoặc các hệ thống phủ sóng khu vực (như điện thoại di dộng) hoặc cho thông tin phủ sóng khu vực thông qua vệ tinh. 
Chương 4: Kĩ thuật viễn thông 
Các môi trường truyền dẫn 
Cáp đồng trục 
Cáp quang 
Vô tuyến 
THÔNG TIN QUANG 
Ứng dụng 
Triển khai trong các mạng đường dài (liên tỉnh, quốc tế) của PSTN, GSM, Internet, NGN 
Triển khai trong các mạng nội hạt 
Triển khai trong phần truy nhập (FTTx) 
Các loại cáp sợi quang 
Ưu nhược điểm 
Cấu tạo, tính chất và các thông số sợi quang 
Hệ thống thông tin quang 
Hệ thống và ưu điểm 
Máy phát và máy thu tín hiệu quang 
Ứng dụng cáp quang 
THÔNG TIN QUANG 
Th«ng tin ®iÖn qua ®­êng d©y kim lo¹i 
Th«ng tin quang qua sîi quang 
Dây kim loại 
( Âm thanh) 
(Tín hiệu điện) 
(Tín hiệu điện) 
( Âm thanh) 
(Âm thanh Tín hiệu điện) 
(Tín hiệu điện Âm thanh ) 
Tín hiệu điện 
 Tín hiệu quang 
Tín hiệu quang 
 Tín hiệu điện 
Dây kim loại 
Sợi quang 
THÔNG TIN QUANG 
Thông tin quang là một hệ thống truyền tin qua sợi quang 
Thông tin tín hiệu điện ánh sáng ======== sợi quang======== ánh sáng tín hiệu điện thông tin 
¦u ®iÓm cña th«ng tin quang 
• ¦u thÕ vÒ träng l­îng vµ ®é réng b ¨ ng 
• ¦u thÕ vÒ suy hao vµ kho ¶ ng lÆp 
Kho¶ng lÆp cña hÖ thèng kim lo¹i 
Kho¶ng lÆp cña hÖ thèng quang 
Lõi 
Vỏ 
Lớp vỏ bọc sơ cấp 
Cấu tạo sợi quang 
Sợi quang đơn mốt (Singlemode Optical Fiber) 
CÊu tróc c¬ së cña sîi quang 
Lâi (n 1 ) 
Vá (n 2 ) 
(n 2 ) 
n 2 
n 2 
n 1 
Ph©n bè chiÕt suÊt 
Sợi quang 
	 TruyÒn ¸nh s¸ng qua sîi quang 
Sợi quang 
Luật Snell (khúc xạ ánh sáng) 
n 1 sin(θ 1 ) = n 2 sin(θ 2 ) 
Hiện tượng phản xạ toàn phần 
C¸c lo¹i sîi quang c¬ b¶n vµ ¶nh h­ëng cña t¸n s¾c tíi tõng lo¹i. 
Sợi quang 
Đơn kênh và đa kênh 
Ưu điểm của sợi quang là có băng thông (bandwidth) lớn nên thích hợp với những hệ thống đa kênh. 
Sợi quang có thể truyền dẫn với tốc độ hàng Terabit/s ( ~ 10 12 bit/s) 
Đơn kênh: 1 sợi (đơn mode) – 1 bước sóng 
Đa kênh: 1 sợi (đơn mode) - nhiều bước sóng 
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 
S¬ ®å ®¬n gi¶n hÖ thèng quang 
Thông tin vô tuyến 
Thông tin vô tuyến 
Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
Hệ thống truyền dẫn vi ba số 
Hệ thống thông tin di động 
Hệ thống thông tin vệ tinh 
Chương 4: Kĩ thuật viễn thông 
Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
Đa truy nhập phân chia theo tần số 
	(FDMA: Frequency Division Multiple Access). 
 Đa truy nhập phân chia theo thời gian 
	(TDMA: Time Division Multiple Access). 
 Đa truy nhập phân chia theo mã 
	(CDMA: Code Division Multiple Access). 
 Đa truy nhập phân chia theo không gian 
	(SDMA: Space Division Access). 
Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
Các hệ thống đa truy nhập 
Đa truy nhập phân chia theo tần số 
Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
Đa truy nhập phân chia theo thời gian 
Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
Đa truy nhập phân chia theo mã 
Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 
TRUYỀN DẪN VI BA SỐ 
 Một số đặc điểm 
 Hiện tượng pha đinh 
 Pha đinh phẳng 
 Pha đinh lựa chọn tần số 
 Nhiễu và phân bố tần số để chống nhiễu 
 Phân tập 
THÔNG TIN DI ĐỘNG 
Mạng thông tin di động 
Mạng điện thoại tổ ong cầm tay đầu tiên 
THÔNG TIN DI ĐỘNG 
MSC 
G 
M 
S 
C 
AuC 
EIR 
VLR 
HLR 
BSC 
BTS 
BTS 
BTS 
ISDN 
PSTN 
PLMN 
PDN 
SSS 
BSS 
OMC 
Abis 
Um 
MS 
Cấu hình hệ thống GSM 
THÔNG TIN VỆ TINH 
M¸y thu 
M¸y ph¸t 
6 GHz 
4 GHz 
6 GHz 
4 GHz 
Tr¹m mÆt ®Êt 1 
Tr¹m mÆt ®Êt 2 
CÊu h×nh c¬ b¶n hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh 
CÊu h×nh c¬ b¶n hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh 
Kỹ thuật ghép kênh 
Ghép kênh là quá trình kết hợp nhiều tín hiệu để truyền dẫn đồng thời trên cùng một đường truyền dẫn. 
Kỹ thuật ghép kênh 
Có nhiều phương pháp ghép kênh song thường hay nhắc tới nhất đó là ghép kênh theo tần số và ghép kênh theo thời gian. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Kỹ thuật ghép kênh 
Ghép kênh theo thời gian. 
§­êng th«ng tin tèc ®é cao 
TS0 
TS0 
TS0 
TS0 
TS0 
TS0 
TS0 
TS0 
P 0 
P 1 
P 2 
P 3 
K1 
K2 
K3 
K4 
TS 
- - - - - - 
Bé ®iÒu khiÓn 
TS0 
TS0 
TS0 
TS0 
P 0 
P 1 
P 2 
P 3 
K4 
K3 
K2 
K1 
Bé ®iÒu khiÓn 
Th«ng tin ®ång bé 
 P 3 
P 2 
P 1 
 P 0 
TS: Khe thêi gian 
Pi: TÝn hiÖu ®IÒu khiÓn 
Nguyªn lý ghÐp kªnh TDM 
CẤU TRÚC KHUNG VÀ ĐA KHUNG PCM-30 
Đa khung 
16 khung 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Chuy ể n mạch 
Khái niệm: Để thiết lập một tuyến nối theo yêu cầu từ một thiết bị này tới một thiết bị khác thì mạng phải có thiết bị chuyển mạch để lựa chọn một tuyến nối phù hợp. 
ITU- T định nghĩa chuyển mạch như sau: “Chuyển mạch là sự thiết lập của một kết nối cụ thể từ một lối vào đến một lối ra mong muốn trong một tập hợp các lối vào và ra cho đến khi nào đạt được yêu cầu truyền tải thông tin” 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Chuy ể n mạch 
Trong mạng điện thoại, c á c hệ thống chuyển mạch n à y được gọi l à c á c tổng đ à i. Thuê bao sẽ nhận được cuộc nối theo yêu cầu nhờ v à o c á c thông tin b á o hiệu truyền qua đường dây thuê bao. Thông tin b á o hiệu n à y rất cần thiết cho việc truyền c á c thông tin điều khiển của một cuộc gọi hay truyền trên c á c mạch kết nối c á c tổng đ à i với nhau. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Chuyển mạch- Phân loại : Trong thực tế hiện nay, có rất nhiều kỹ thuật chuyển mạch đang được áp dụng. Trong đó, phổ biến nhất là kỹ thuật chuyển mạch kênh và kỹ thuật chuyển mạch gói. 
Chuyển mạch kênh 
Chuyển mạch kênh 
Chuyển mạch (S witching) 
Chuy ể n m ạ ch k ênh trong m ạ ng đ i ệ n tho ại công c ộ ng 
Chuyển mạch kênh tín hiệu số 
Chuyển mạch kênh tín hiệu số là quá trình kết nối, trao đổi thông tin các khe thời gian. 
Có hai cơ chế thực hiện quá trình chuyển mạch kênh tín hiệu số 
Chuyển mạch kênh 
(circuit switching) 
Chuyển mạch thời gian 
(Time switching ) 
Chuyển mạch không gian 
(Space switching ) 
Đọc vào tuần tự 
S-MEM (Speech Memory -bộ nhớ tín hiệu thoại): Nhớ tạm thời các tín hiệu PCM chứa trong mỗi khe thời gian phía đầu vào 
Đọc ra điều khiển 
C-MEM (Control Memory -bộ nhớ điều khiển): có chức năng điều khiển quá trình đọc thông tin đã lưu đệm tại S-Mem. 
Ví dụ: vào TS3 ra TS7 
Cơ chế điều khiển chuyển mạch thời gian (T) 
Chuyển mạch không gian 
CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN (SSW) 
SSW 
CTLM 
ASE 
L 
TSC 
ĐƯỜNG 
VÀO CAO TỐC 
ĐƯỜNG RA CAO TỐC 
CLK 
 CP 
SSW - CTLM: Bộ nhớ điều khiển chuyển mạch không gian 
A SEL: Cổng chọn địa chỉ 
TSC : Bộ đếm khe thời gian 
CLK : Đồng hồ 
CP : Bộ xử lý trung tâm 
0 
1 
2 
3 
4 
n 
0 
1 
2 
m 
PCM vào 
PCM ra 
Kết hợp chuyển mạch không gian và thời gian: Chuyển mạch TST 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Chuyển mạch gói: Nguyên lý của chuyển mạch gói là dựa trên khả năng của các máy tính tốc độ cao và các quy tắc để tác động vào bản tin cần truyền sao cho có thể chia cắt các cuộc gọi, các bản tin hoặc các giao dịch (Transaction) thành các thành phần nhỏ gọi là “Gói” tin. 
 Transaction / Message có đ ộ dài L 
Đầu Trường tin CRC 
Trường tin có độ dài tới M bit 
(M>=N) 
 Tiêu đề Tải tin (Tới Nbit) CRC 
Tạo khung bắt đầu 
Tạo khung kết thúc 
Segment#1 Segment#2 .. Segment#n 
Bản tin 
Segment 
Gói 
Chuyển mạch gói 
Nguyên lý chuyển mạch gói (Packet switching) 
Các công nghệ chuyển mạch gói 
Chuyển mạch gói 
Cơ chế chuyển mạch gói: 
Tại trạm phát, thông tin của người dùng được chia thành nhiều gói nhỏ (có thể có độ dài khác nhau), mỗi gói được gán một nhãn (tiêu đề) để có thể định tuyến gói tin đến đích. Mỗi gói tin có thể được định tuyến độc lập. 
Khi gói tin đến một trạm bất kỳ trên đường truyền dẫn, gói tin được trạm lưu tạm và xử lý: tách tiêu đề, kiểm tra lỗi 
Tại trạm đích: thực hiện quá trình kết hợp các gói tin nhận được theo thứ tự được quy định trong phần tiêu đề của mỗi gói tin thành thông tin người dùng như ở phía phát 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Truyền dẫn (Transmission) 
Chuyển mạch (Switching) 
Báo hiệu (Signalling) 
Đồng bộ (Synchronizing) 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Báo hiệu 
Ý nghĩa của vấn đề báo hiệu: Trong mạng viễn thông báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác, các thông tin và các lệnh này có liên quan đến thiết lập, đ i ều khi ển k ết n ối (cho h ội tho ại , truy ền d ữ li ệu ) ho ặc để qu ản l ý m ạng . 
Báo hiệu thực hiện 3 chức năng chính: 
Chức năng giám sát: giám sát đường thuê bao, đường trung kế... 
Chức năng tìm chọn: chức năng điều khiển và chuyển thông tin địa chỉ 
Chức năng khai thác và vận hành mạng: phục vụ cho việc khai thác mạng một cách tối ưu nhất. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Báo hiệu : Phân loại 
Thông thường báo hiệu được chia làm 2 loại tùy thuộc vào phương thức xử lý tín hiệu báo hiệu và ứng dụng của nó là 
báo hiệu cho mạng chuyển mạch kênh 
báo hiệu cho mạng chuyển mạch gói. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Báo hiệu : Phân loại 
Trong mạng chuyển mạch gói báo hiệu được thực hiện thông qua các giao thức báo hiệu. 
Có thể xem có hai loại báo hiệu trong mạng chuyển mạch gói hay chính xác hơn có hai loại nhóm giao thức báo hiệu trọng mạng chuyển mạch gói: 
Các giao thức báo hiệu lớp ứng dụng: thực hiện các chức năng cơ bản của một cuộc gọi: thiết lập, duy trì và giải phóng phiên truyền thông. 
Các giao thức báo hiệu lớp lõi: thực hiện chức năng điều khiển, quản lý các phần tử trên mạng. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Báo hiệu : 
B áo hiệu cho mạng chuyển mạch kênh 
BÁO HIỆU (mạng chuyển kênh) 
Báo hiệu kênh riêng (CAS) 
Báo hiệu kênh chung (CCS) 
Báo hiệu đường dây thuê bao 
Báo hiệu liên đài 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Truyền dẫn (Transmission) 
Chuyển mạch (Switching) 
Đánh địa chỉ (Addressing) 
Báo hiệu (Signalling) 
Đồng bộ (Synchronizing) 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Đồng bộ 
Khái niệm và ý nghĩa 
Đồng bộ có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và chất lượng dịch vụ của mạng thông tin. Việc mất đồng bộ hay kém đồng bộ gây nên rung pha, trôi pha, trượt... làm suy giảm chất lượng dịch vụ . 
Để các thiết bị trong cùng mạng lưới hoạt động đồng bộ với nhau và cùng theo một thời gian chuẩn, đòi hỏi tín hiệu đồng bộ phải có độ tin cậy cao và phương pháp thực hiện đồng bộ tối ưu. 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Đồng bộ 
Các phương pháp đồng bộ mạng 
Phương pháp cận đồng bộ 
Phương pháp đồng bộ chủ tớ 
Phương pháp đồng bộ tương hỗ 
Phương pháp đồng bộ kết hợp 
Phương pháp đồng bộ ngoài 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Phương pháp cận đồng bộ: 
M 
G 
M 
G 
Phương pháp cận đồng bộ 
M: Đồng hồ chủ (Master Clock) 
G: Chuyển mạch quốc tế (Gateway) 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Phương pháp đồng bộ chủ tớ 
Tín hiệu đồng bộ 
Đồng hồ chủ 
Đồng hồ tớ 
Phương pháp đồng bộ chủ - tớ 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Phương pháp đồng bộ tương hỗ 
 PRC 
Nút mạng 
 Đồng bộ tương hỗ có nguồn chủ 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Phương pháp đồng bộ kết hợp: 
PRC 
Vùng 1 
Cấp 1 
Cấp 2 
Cấp 3 
PRC 
Vùng 2 
Cấp 1 
Cấp 2 
Đồng bộ kết hợp 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Phương pháp đồng bộ ngoài: thực chất phương pháp đồng bộ ngoài là sử dụng một số nguồn thời gian và tần số có sẵn như GPS (Hệ thống định vị toàn cầu) hoặc tham chiếu theo đồng hồ chủ của một quốc gia khác (gọi là “đồng hồ chủ giả”)... 
Cấp 1 
Cấp 2 
Cấp 3 
Đồng hồ chủ 
Đồng bộ tương hỗ có một tham chiếu chủ và phân cấp 
Chương 4: Kỹ thuật viễn thông 
Đồng bộ 
Phương pháp 
Ưu điểm 
Nhược điểm 
Cấu hình 
Độ phức tạp 
Phạm vi 
ứng dụng 
Cận đồng bộ 
Độ ổn định tần số cao 
Giá thành cao 
Đơn giản 
Ít phức tạp 
Mạng quốc tế 
Đồng bộ chủ tớ 
Tin cậy 
Giá thành trung bình 
Phù hợp với cấu hình mạng hình sao 
Độ phức tạp trung bình 
-Mạng quốc gia 
 -Mạng nội hạt 
Đồng bộ tương hỗ 
Tin cậy, Giá thành thấp 
Phức tạp 
Phù hợp với cấu hình mạng lưới 
Phức tạp 
Mạng nội hạt 
Nội dung ôn tập 
Nội dung: 
Bài giảng trên lớp 
Bài tập nhóm 
Bài kiểm tra điều kiện 
Tính điểm: 40% tổng điểm môn học