Kỹ Thuật Thông Tin Số

Chæång I Chæång Giåïi thiãûu chung Trong cuäüc säúng tỉì xa xỉa, ngỉåìi ln cọ nhu cáưu trao õọứi vồùi nhổợng tỏm tổ, tỗnh caớm, nhổợng kinh nghiãûm âáúu sinh täưn , nghéa l cọ nhu cáưu thäng tin (communication) tæïc trao âäøi tin tæïc våïi Hiãûn chỉa cọ mäüt âënh nghéa âáưy â v sục têch cho khại niãûm tin tỉïc (information), chụng ta cọ thãø tảm hiãøu âọ l sỉû cm hiãøu ca ngỉåìi vãư thãú giåïi xung quanh thäng qua sỉû tiãúp xục våïi Chỉång ny s giåïi thiãûu mäüt cạch chung nháút vãư nhỉỵng váún âãư liãn quan âãún thäng tin, giåïi thiãûu så lỉåüc vãư lëch sỉí phạt trióứn cuớa thọng tin, tỗm hióứu vóử caùc dởch vuỷ vaỡ caùc maỷng vióựn thọng khaùc nhau, mọ hỗnh tọứng quạt ca hãû thäúng thäng tin v chỉïc nàng ca caïc kháu chênh hãû thäúng thäng tin, âàûc biãût nãu så âäư khäúi chỉïc nàng âáưy â ca mäüt hóỷ thọỳng thọng tin sọỳ õóứ laỡm cồ sồớử tỗm hiãøu cạc chỉång tiãúp theo sau 1.1 Så lỉåüc vãư lëch sỉí thäng tin Bng sau s nãu tọm lỉåüc vãư sỉû phạt triãøn ca lëch sỉí thäng tin, bao gäưm nhỉỵng sỉû kiãûn, nhỉỵng phạt minh quan trng thäng tin Nàm Sỉû kiãûn 3000 tr.CN Ngỉåìi Ai Cáûp cọứ phaùt trióứn hóỷ thọỳng chổợ vióỳt tổồỹng hỗnh 1500 tr.CN Ngỉåìi Do Thại & Ráûp phạt minh k tỉû alphabet 300 tr.CN Ngỉåìi Hindu phạt minh säú âãúm 800 Ngỉåìi Ráûp hon thnh hãû thäúng säú viãút 1440 Johannes Gutenberg chãú tảo mạy âạnh chỉỵ 1622 "Baớn tin chỏu u" phaùt haỡnh dổồùi hỗnh thổùc baớn in 1752 Benjamin Franklin chỉïng minh sẹt cọ bn cháút âiãûn 1799 Alessandro Volta phạt minh pin âiãûn âáưu tiãn 1820 Hans Christian Oersted chỉïng minh ràòng dng âiãûn tảo tỉì trỉåìng 1827 George Simon Ohm âỉa âënh luáût Ohm I = E/R 1831 Michael Faraday khaïm phạ ràòng sỉû thay âäøi tỉì trỉåìng tảo âiãûn trỉåìng 1834 Carl F Gauss v Ernst H Weber chãú tảo mạy âiãûn bạo âiãûn tỉì 1838 William F Cooke v Sir Charles Wheatstone chãú tảo mạy âiãûn bạo 1839 Joseph Niepace v Louis Daguerre phạt minh k thût chủp nh 1844 Samuel F B Morse âãư xút thiãút láûp âỉåìng dáy âiãûn bạo giỉỵa Baltimore MD v Washington DC -1CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chæång I 1850 Gustav Robert Kirchhoff âæa âënh luáût Kirchhoff I 1858 Thiãút láûp hãû thäúng cạp xun Âải Táy Dỉång âáưu tiãn v bë hng sau 26 ngy 1864 James C Maxwell dỉû âoạn cọ bỉïc xả âiãûn tỉì 1866 Thiãút láûp hãû thäúng cạp xun Âải Táy Dỉång láưn thỉï hai 1871 Täø chỉïc Hiãûp Häüi K Thût Âiãûn Bạo åí Ln Âän 1872 Cäng ty Western Electric âỉåüc thnh láûp Alexander Graham Bell lm viãûc tải cäng ty ny nghiãn cỉïu phạt minh chiãúc mạy âiãûn thoải 1876 Alexander Graham Bell nháûn bàòng phạt minh vãư viãûc phạt minh mạy âiãûn thoải (ngy 7/3/1876) (*) 1877 Thomas A Edison phạt minh maïy haït 1879 Thomas A Edison phaït minh bọng ân âiãûn 1883 Thomas A Edison khạm phạ dng electron âỉåìng háưm gi l "hiãûu ỉïng Edison", cå såí ca ân tube ngy 1884 Thnh láûp Viãûn K Thût Âiãûn Hoa K (AIEE) 1885 Edward Branly phạt minh sỉû tạch sọng radio kãút håüp 1887 Heinrich Hertz kiãøm tra l thuút ca Maxwell 1889 George Eastman phạt triãøn film nh thỉûc tãú 1889 Âän Viãûn K Thût Âiãûn (IEE) thnh láûp tỉì Hiãûp Häüi K Thût Âiãûn Bạo åí Ln 1894 yards Oliver Lodge giåïi thiãûu quạ trỗnh truyóửn khọng dỏy qua khoaớng caùch 150 1897 Guglielmo Marconi âàng k bn quưn sạng chãú hãû thäúng âiãûn bạo vä tuún 1898 Valdemar Poulsen phạt minh k thût ghi tỉì trãn dáy thẹp 1900 nháút Guglielmo Marconi truưn tên hiãûu vä tuún xun Âải Táy Dỉång láưn thỉï 1904 John A Fleming phạt minh diode âỉåìng háưm 1905 Reginald Fessenden thỉûc hiãûn truưn tiãúng nọi v ám nhảc bàòng radio 1906 Lee de Forest phạt minh sỉû khúch âải bàòng triode âỉåìng háưm 1907 Thnh láûp Hiãûp Häüi Âiãûn Bạo Vä Tuún 1908 A A Campbell-Swinton âãư xuỏỳt yù tổồớng cồ baớn vóử truyóửn hỗnh quaớng baù 1909 Thnh láûp Viãûn Vä Tuún -2CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chỉång I 1912 Vä Tuún Viãûn K Thût Vä Tuún thnh láûp tỉì Hiãûp Häüi Âiãûn Bạo Vä Tuún v Viãûn 1915 Bell System hon thnh hãû thäúng âiãûn thoải xun lủc âëa åí Hoa K 1918 Edwin H Amstrong phạt minh mạy thu âäøi táưn 1920 KDKA, Pittsburgh, PA bàõt âáưu phạt qung bạ 1920 J R Carson ỉïng dủng láúy máùu thäng tin 1926 J L Baird vaì C F Jenkins phaùt minh truyóửn hỗnh 1927 Harold Black chãú tảo bäü khúch âải häưi tiãúp ám tải phng thê nghiãûm Bell 1928 Philo T Farnsworth âỉa hóỷ thọỳng truyóửn hỗnh õióỷn tổớ õỏửu tión 1933 Edwin H Amstrong phạt minh k thût âiãưu táưn FM 1934 Thaình láûp Hiãûp Häüi Thäng Tin Liãn Bang (FCC) 1935 Robert A Watson-Watt phạt triãøn hãû thäúng radar thỉûc tãú âáưu tiãn 1935 Giåïi thiãûu film nh mu lồùp 1936 Tỏỷp oaỡn Phaùt Thanh Truyóửn Hỗnh Anh (BBC) bừt õỏửu truyóửn hỗnh quaớng baù 1937 Alex Reeves õóử xút k thût âiãưu xung m PCM 1938 Chester Carlson phạt triãøn k thût copy ténh âiãûn 1939 sọng R H Varian, S F Varian, W C Hahn vaì G F Metcalf phaït minh äúng dáùn 1941 John V Atanasoff phạt minh mạy tải trỉåìng Âải hc Bang Iowa 1941 FCC truyóửn hỗnh quaớng baù ồớ Hoa K 1945 ENIAC John W Mauchly åí Âải hc Pennsylvania phạt triãøn mạy säú âiãûn tỉí 1947 Walter H Brattain, John Bardeen v William Shockley chãú tảo transistor åí phng thê nghiãûm Bell 1947 Bell Steve O Rice âỉa cạch biãøu diãùn thäúng kã cho nhiãùu åí phng thê nghiãûm 1948 Claude E Shannon xuáút baín " Lyï thuút thäng tin" 1950 p dủng k thût ghẹp kãnh phán thåìi gian TDM vo âiãûn thoải 1950 Phạt triãøn âiãûn thoải vä tuún 1953 Thiãút láûp cạp âiãûn thoải xun Âải Táy Dỉång âáưu tiãn 36 kãnh 1954 J P Gordon, H J Zeiger v C H Townes sn xút maze (maser) thnh cäng 1955 J R Pierce âãư xuáút thäng tin vãû tinh -3CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chæång I 1956 Videotape âỉåüc sỉí dủng láưn âáưu båíi Ampex 1957 Liãn Xä phọng thnh cäng vãû tinh âáưu tiãn Sputnik I 1958 A L Schawlow v C H Townes âỉa nguyãn lyï laser 1958 Jack Kilby cuía Texas Instrument chãú tảo mảch têch håüp (IC) germani âáưu tiãn 1958 Robert Noyce ca Fairchild chãú tảo mảch têch håüp (IC) silic âáưu tiãn 1960 Theodore H Marman sn xút laser âáưu tiãn 1961 Hoa K bàõït âáưu truưn FM stereo 1962 Vãû tinh Telstar I chuyãøn tiãúp tên hiãûu truyãön hỗnh giổợa Hoa Kyỡ vaỡ Chỏu u 1963 Thaỡnh lỏỷp Viãûn K Thût Âiãûn v Âiãûn Tỉí (IEEE) 1963-66 âäü cao ặẽng duỷng maợ sổớa lọựi vaỡ lổồỹng tổớ hoaù thêch nghi cho thäng tin säú khäng läùi täúc 1964 Hãû thäúng chuøn mảch âiãûn thoải âiãûn tỉí (No ESS) âi vo hoảt âäüng 1965 Mariner IV truưn nh tỉì Ho vãư Trại âáút 1965 Vãû tinh thäng tin thỉång mải âáưu tiãn Early Bird âi vo hoảt âäüng 1966 K C Kao vaì G A Hockham xuáút bn "Ngun l thäng tin quang" 1968 Phạt triãøn truưn hỗnh caùp 1971 Tỏỷp õoaỡn Intel õổa chip vi xỉí l âáưu tiãn 4004 1972 Motorola âãư xút âiãûn thoải tãú bo våïi FCC 1973 Giåïi thiãûu mạy quẹt (scanner) CAT 1976 Phaït triãøn maïy caï nhán PC 1979 RAM 64 kb måí kyí nguyãn cuía VLSI 1980 Bell System phaït triãøn thäng tin såüi quang 1980 Philips v Sony sn xút âéa compact 1981 Sn xút maïy caï nhán IBM 1984 Apple giåïi thiãûu maïy Macintosh 1985 Mạy fax tråí nãn phäø biãún 1989 Motorola giåïi thiãûu âiãûn thoải tãú bo b tụi 1990-nay K ngun ca xỉí l tên hiãûu säú våïi vi xỉí l, mạy hiãûn sọng säú, tri phäø, mảng säú lión kóỳt õa dởch vuỷ ISDN, truyóửn hỗnh phỏn giaới cao HDTV, ghẹp kãnh quang (*) Ngy 7/3/1876, nh phạt minh - tiãún sé Alexander Graham âỉåüc tàûng bàòng sạng chãú vãư mäüt cạc thiãút bë cọ nghéa nháút âåìi säúng chụng ta, âọ l mạy âiãûn thoải Äng Bell â máút nhiãưu nàm nghiãn cỉïu cạch liãn lảc våïi våü B Bell bë âiãúc, nãn ọng Bell tỗm caùch -4CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chổồng I chuyóứn õọứi ám thnh mäüt dảng tên hiãûu truưn thäng khạc cho b våü cọ thãø hiãøu âỉåüc låìi nọi ca äng ta Do cọ mäüt säú kinh nghiãûm vãư âiãûn bạo, åí âọ cạc bn tin âỉåüc m họa v truưn qua cạp, Bell quút âënh bàõt chỉåïc cạch truưn thäng ny Khi ạp dủng ngun l cå bn l tên hiãûu truưn thäng cọ thãø chuøn âäøi tỉì ám thnh âiãûn, äng Bell cọ thãø nọi vo thiãút bë truưn thäng, thiãút bë ny lải chuøn âäøi sọng ám thoải thnh nàng lỉång âiãûn Sau âọ nàng lỉåüng âiãûn ny dng âãø tảo bn tin m họa tỉång tỉû bn tin âiãûn bạo Âiãưu ny bạo hiãûu mäüt sỉû täút lnh, nhỉng cäng viãûc nghiãn cỉïu ca äng cng våïi tråü l - tiãún sé Watson â tri qua nhiãưu tháút bải Räưi mäüt ngy, váûn may â âãún Trong âang lm viãûc mäüt mỗnh phoỡng thờ nghióỷm, Bell õaợ laỡm õọứ axit bn lm viãûc Axit ny cọ tạc dủng l cháút xục tạc âãø tảo ngưn âiãûn m sau ny gi l pin Khäng nháûn thỉïc âỉåüc sỉû viãûc xy lục âọ, tiãún sé Bell â gi tiãún sé Watson Tiãúng goüi cuía äng ta "tiãún sé Watson, vo âáy, täi cáưn äng" â tạc âäüng âãún thiãút bë thê nghiãûm hai äng chãú tảo trỉåïc âọ âãø lm thiãút bë liãn lảc Ám ca Bell â truưn qua dáy dáùn âãún phng thỉï hai nåi Watsonddang lm viãûc Nghe tiãúng kãu, Watson chảy âãún giụp Bell H phạt hiãûn ràòng nãúu pin âỉåüc kãút näúi qua mảch âiãûn (dáy dáùn) ngỉåìi sỉí dủng nọi, sọng ám ngỉåìi tảo âỉåüc truưn qua âäi dáy dáùn ny âãún mạy thu tiãúp nháûn dng âiãûn v chuøn âäøi nàng lỉåüng âiãûn tråí lải thnh ám Tỉì ngy âọ, mäüt ngy may màõn, sỉû âåìi ca nãưn cäng nghiãûp måïi â bàõt âáưu: mạy âiãûn thoải âỉåüc phạt minh Nàm 1877, Bell cho hng bạn bàòng phạt minh cho Western Union Telegraph våïi giạ bạn 100.000 USD (Pháưn ny trêch chỉång I Cáøm nang truưn thäng thoải v säú liãûu - NXB Bỉu âiãûn thạng 5/1999) 1.2 Khại quạt vãư dëch vủ viãùn thäng v mảng viãùn thäng 1.2.1 Dëch vủ viãùn thäng Thäng tin (communications) l sỉû trao âäøi tin tỉïc giỉỵa cạc âäúi tỉåüng cọ nhu cáưu bàòng mäüt cäng củ no âọ Viãùn thäng (telecommunications) l mäüt cạc cäng củ thäng tin "Viãùn thäng" ạm chè mäüt khong cạch âëa l âỉåüc bàõc cáưu âãø thỉûc hiãûn trao âäøi thäng tin tỉì xa m khäng cáưn mäüt sỉûû tråü giụp nhán tảo no Khong cạch ny hm tỉì vi inches âãún hng ngn dàûm Âãø trao âäøi thäng tin tỉì xa, ngỉåìi ta phi xáy dỉûng mảng viãùn thäng (telecommunications network) Dëch vủ viãùn thäng (telecommunications services) laỡ hỗnh thaùi trao õọứi thọng tin maỡ mảng viãùn thäng cung cáúp Cạc dëch vủ viãùn thäng ngy ráút phong phụ v âa dảng, phủc vủ cho nhu cáưu trao âäøi thäng tin ngy cng cao cuớa ngổồỡi sổù duỷng -5CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chổồng I Hỗnh 1.1 trỗnh baỡy mọỹt sọỳ dởch vuỷ vióựn thọng cồ baớn cng mảng tỉång âỉång cung cáúp dëch vủ âọ: Mảng âiãûn thoải (telephone network) l mảng láu âåìi nháút v låïn nháút cạc loải mảng viãùn thäng Mảng âiãûn thoải âỉåüc xáy dỉûng nãn trỉåïc hãút l âãø cung cáúp dëch vủ truưn ám thoải, nhiãn ngy phảm vi ỉïng dủng ca mảng âiãûn thoải ngy cng âỉåüc måí räüng: tỉì dëch vủ thoải truưn thäúng cho âãún dëch vủ thoải di âäüng, truưn säú liãûu, fax, videotex Dëch vủ thoải Truưn säú liãûu Mang âiãn thoai CSPDN Videotex Fax PSPDN Teletex Mang Telex Telex Hỗnh 1.1 Mäüt säú dëch vủ viãùn thäng v mảng cung cáúp dëch vủ Mảng telex âåìi tỉì nhỉỵng nàm 1930, cung cáúp dëch vủ telex (âiãûn bạo) - gåíi v nháûn cạc bn tin âạnh mạy trãn ton thãú giåïi Hån 1,2 triãûu th bao telex â âáúu näúi vo mảng telex Theo tiãu chøn hiãûn hnh, telex l hãû thäúng thäng tin täúc âäü tháúp 50 bps Säú lỉåüng k tỉû cọ thãø truưn âi ráút hản chãú bao gäưm cạc k tỉû in hoa v mäüt êt k tỉû âàûc biãût Màûc d váûy, dëch vủ telex váùn âỉåüc ỉa chüng cáưn gåíi âi cạc bn tin ngàõn Ngy cạc th bao telex cọ thãø gåíi cạc bn tin âãún th bao teletex nhåì vo sỉû thám nháûp dãù dng giỉỵa cạc mảng khạc Maûng säú liãûu chuyãøn maûch kãnh cäng cäüng CSPDN (Circuit Switching Public Data Network) âåìi tỉì nhỉỵng nàm 1980 tải cạc qúc gia Scandinavia Säú lỉåüng th bao tàng lãn vỉåüt träüi vi nàm gáưn âáy CSPDN â läi cún âỉåüc säú lỉåüng khạch hng ráút låïn gäưưm ngán hng (cạc dëch vủ tỉû âäüng ngán hng), cäng ty xàng dáưu (cạc trảm xàng), cạc âải l du lëch (hãû thäúng âàût vẹ) Âáy l mảng hon ton säú, âỉåüc thiãút kãú cho mủc âêch truưn säú liãûu våïi bäún täúc âäü laì 600, 2400, 4800 v 9600 bps CSPDN l mảng chuøn mảch kãnh (circuit switching), nghéa l ngỉåìi gåíi v ngỉåìi nháûn kãút näúi trỉûc tiãúp våïi sút thåìi gian truưn dáùn v phi hoảt âäüng åí cng täúc âäü Chãú âäü truưn CSPDN l song cäng (full duplex), nghéa l säú liãûu truưn âäưng thåìi theo c hai hỉåïng Mảng säú liãu chuøn mảch gọi cäng cäüng PSPDN (Packet Switching Public Data Network) âỉåüc giåïi thiãûu räüng ri trãn ton thãú giåïi tỉì giỉỵa nhỉỵng nàm 1970 Háưu hãt cạc mảng truưn säú liãûu trãn thãú giåïi hiãûn l mảng chuøn mảch gọi cạc mảng säú liãûu chuøn mảch gọi åí Táy Áu, USA, Canada, Nháût v nhiãưu nỉåïc khạc Khạch hng l cạc trỉåìng âải hc, viãûn nghiãn cỉïu, cạc cäng ty, cạc nh kinh doanh Âiãøm háúp dáùn ca PSPDN l giụp khạch -6CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chỉång I hng cọ thãø truy cáûp âãún cạc cå såí dỉỵ liãûu räüng låïn trãn ton thãú giåïi, trao âäøi thäng tin giỉỵa cạc mạy våïi giạ c dãù cháúp nháûn Trong PSPDN, bn tin âỉåüc chia thnh cạc gọi tin (packet) v âỉåüc gåíi âi cọ mäüt kãút näúi (connection) räùi Cạc gọi tỉì cạc th bao khạc cọ thãø truưn âi trãn cng mäüt kãút näúi âån, theo cạch ny, mäüt vi cüc gi cọ thãø cng chia s mäüt kãút näúi o (virtual connection) Âãø cạc gọi âi âãún âụng âêch, cạc gọi cáưn phi mang âëa chè nháûn (receiver address) Khi âãún nåi cạc gọi cáưn phi âỉåüc kãút håüp lải thnh bn tin gäúc bãn phạt Váûy âiãøm khạc biãût cå bn so våïi mảng chuøn mảch kãnh l åí âáy khäng täưn tải kãút näúi trỉûc tiãúp giỉỵa cạc th bao Dëch vủ teletex cn gi l " siãu telex", âáy chênh l dëch vủ telex våïi nhiãưu ỉu âiãøm hån hàón Láúy teletex åí Thủy âiãøn lm vê dủ, âọ l mảng säú liãûu chuøn mảch kãnh, dng telex truưn thäúng nhỉng täúc âäü hån âãún gáưn 50 láưn (2400 bps), cho phẹp truưn c k tỉû in hoa v in thỉåìng, tải th bao cọ thãø âạnh mạy vàn bn, soản tho, lỉu trỉỵ v truưn âãún th bao khạc cọ u cáưu Nhåì täúc âäüü truưn cao nãn cọ thãø gåíi âi nhỉỵng ti liãûu låïn m nãúu dng telex trỉåïc âáy s ráút âàõt Dëch vủ videotex l dëch vủ âỉåüc khai thạc trãn mảng âiãûn thoải Chè cáưn sỉí dủng PC l ngỉåìi sỉí dủng cọ thãø khai thạc mäüt säú lỉåüng låïn dỉỵ liãûu tỉì cạc cå såí dỉỵ liãûu, vê dủ thäng tin vãư tên dủng ca ngán hng, âàng k phỉång tiãûn giao thäng, giạ c thë trỉåìng chỉïng khoạn Videotex cng bao gäưm dëch vủ thỉ âiãûn tỉí, cho phẹp truưn bn tin giỉỵa cạc th bao mảng Videotex lm viãûc våïi täúc âäü 1200 bps hỉåïng tỉì cå såí dỉỵ liãûu vãư th bao v täúc âäü 75 bps cho hỉåïng ngỉåüc lải Thäng tin cung cáúp mảng sỉí dủng täúc âäü 1200 bps cho c hai hỉåïng Truưn säú liãûu mảng âiãûn thoải chuøn mảch cäng cäüng PSTN l dëch vủ truưn säú liãûu PSTN dng modem Våïi sỉû tråü giụp ca âiãûn thoải, kãút näúi âỉåüc thỉûc hiãûn giäúng mäüt cüc gi âiãûn thoải thäng thỉåìng âãún th bao u cáưu Modem âm bo cho cạc mạy cọ thãø kãút näúi våïi thäng qua âỉåìng dáy âiãûn thoải hồûc âỉåìng th riãng (leased line) Ngoi ra, cọ thãø kãø thãm ráút nhiãưu mảng v cạc dëch vủ viãùn thäng khạc Vê dủ mảng cnh bạo (alarm network), mảng bàng räüng (broadband network), mảng tỉ (private network), mảng củc bäü LAN Dëch vủ cnh bạo cọ thãø âỉåüc khai thạc trãn mảng âiãûn thoải, khạch hng th mäüt âỉåìng dáy âàûc biãût, kóỳt nọỳi õóỳn mọỹt maỡn hỗnh giaùm saùt õỷt taỷi caớnh saùt hoỷc cồ quan an ninh õóứ tỗnh traỷng an ninh âỉåüc giạm sạt, theo di thỉåìng xun Mảng bàng räüng cung cáúp nhỉỵng dëch vủ bàng räüng m mảng âiãûn thoải khäng thãø âạp ỉïng âỉåüc Nhỉỵng dëch vuỷ naỡy bao gọửm truyóửn hỗnh caùp (cable TV), truyóửn hỗnh họỹi nghở (conference TV), truyóửn họỹi nghở (conference radio) Nọ âi hi mäi trỉåìng truưn phi l cạp âäưng trủc (coaxial cable) hồûc såüi quang (fiber optic) Mảng tỉ âỉåüc thiãút láûp cho cạc täø chỉïc, cạc doanh nghiãûp Mảng ny âäüc láûp våïi mảng âiãûn thoải, khäng tn th cạc khuún nghë, cạc lût ca mảng âiãûn thoải Mảng củc bäü LAN sỉí dủng âãø truưn thäng tin bãn cạc cäng ty låïn, mảng ny âäüc láûp våïi mảng âiãûn thoải Tuy nhiãn cỏửn kóỳt nọỳi LAN vồùi caùc maỷng khaùc thỗ cỏửn phi tn theo cạc chøn giao tiãúp thäng thỉåìng -7CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chỉång I Liãn mảng (interworking between networks) l sỉû håüp nháút ca táút c cạc loải mảng viãùn thäng khạc vo mäüt mảng chung nháút, bàòng cạch âỉa thãm cäøng (gateway) vo mảng Theo âọ, mảng nháút ny cọ thãø cung cáúp táút c cạc dảng dëch vủ viãùn thäng khạc våïi giạ cỉåïc tháúp nháút Âáy l mảng hon ton säú gi l mảng säú liãn kãút cạc dëch vủ ISDN (Intergrated Service Digital Networks) Cọ hai loải ISDN l ISDN bàng hẻp NISDN xáy dỉûng trãn nãưn tng ca mảng säú liãn kãút IDN v ISDN bàng räüng B-ISDN xáy dỉûng trãn nãưn tng ca cäng nghãû truưn dáùn khäng âäưng bäü ATM (Asynchronous Transfer Mode) 1.2.2 Cạc thnh pháưn chênh ca mảng viãùn thäng Âãø xáy dỉûng mảng viãùn thäng phủc vủ cho nhu cáưu trao âäøi thäng tin ca cạc âäúi tỉåüng, tỉåíng âáưu tiãn l cáưn phi cung cáúp cạc kãút näúi näúi táút c cạc âäúi tỉåüng våïi tỉìng âäi mäüt Tuy nhiãn säú âäúi tổồỹng tng lón vaỡ phaỷm vi rọỹng hồn lón thỗ cáưn phi phán chia phảm vi âọ lm nhiãưu khu vỉûc nh Cạc âäúi tỉåüng thüc khu vỉûc no s âỉåüc trung tám ca khu vỉûc âọ phủc vủ Sau âọ âáúu näúi táút c cạc trung tám ny lải våïi Táút c cạc trang thiãút bë mảng viãùn thäng cọ thãø phán thnh bäún nhọm chênh nhổ sau (hỗnh 1.2): Nhoùm mọỹt laỡ thióỳt bở õỏửu cuäúi (terminal equipment) hay coìn goüi laì thuã bao (subscriber), l ngỉåìi sỉí dủng (user), cọ nhiãûm vủ âỉa tin tỉïc vo mảng v láúy tin tỉïc tỉì mảng Nhọm hai laì trung tám (center) hay coìn goüi laì täøng âi (exchange), l nụt mảng (node), cọ nhiãûm vủ thu tháûp táút c nhu cáưu ca cạc âäúi tỉåüng, xỉí l tin tỉïc, chuøn mảch âãø täø chỉïc viãûc trao âäøi tin tỉïc giỉỵa cạc âäúi tỉåüng Nhọm ba l mảng truưn dáùn (transfer network), cọ nhiãûm vủ kãút näúi nhọm mäüt våïi hai gi l âỉåìng dáy th bao (subscriber line) v kãút näúi nhọm hai våïi hai gi l âỉåìng dáy trung kãú (trunk line) Nhọm bäún l pháưn mãưm (software) ca mảng, cọ nhiãûm vủ phäúi håüp hoảt âäüng ca ba nhọm trãn cho hiãûu qu Hỗnh 1.2 Caùc thaỡnh phỏửn chênh ca mảng viãùn thäng 1.2.3 Mảng viãùn thäng tỉång tỉû v mảng viãùn thäng säú Mảng viãùn thäng âỉåüc gi l tỉång tỉû nãúu cọ cạc âàûc âiãøm sau âáy: - Tên hiãûu truưn trãn trung kãú l tỉång tỉû -8CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chỉång I - Tên hiãûu truưn trãn âỉåìng dáy th bao l tỉång tỉû - Cạc nụt mảng xỉí l tên hiãûu tỉång tỉû Mảng viãùn thäng âỉåüc gi l säú nãúu cọ cạc âàûc âiãøm sau âáy: - Tên hiãûu truưn trãn trung kãú l säú - Tên hiãûu truưn trãn âỉåìng dáy th bao l tỉång tỉû hồûc cọ thãø l säú våïi mảng hon ton säú - Cạc nụt mảng xỉí l tên hiãûu säú 1.3 Hãû thäúng thäng tin 1.3.1 Khại niãûm v phán loải hãû thäúng hãû thäúng thäng tin Nhỉỵng hãû thäúng thäng tin (communication system) củ thãø m ngỉåìi â sỉí dủng v khai thạc ráút âa dảng v phán loải chụng, ngỉåìi ta cọ thãø dỉûa trãn nhiãưu cå såí khạc Vê dủ trãn cå såí nàng lỉåüng mang tin ta cọ thãø phán loải thnh: - Hãû thäúng âiãûn tên dng nàng lỉåüng mäüt chiãưu - Hãû thäúng thäng tin vä tuyãún âiãûn duìng nàng lỉåüng sọng âiãûn tỉì - Hãû thäúng thäng tin quang nàng - Hãû thäúng thäng tin dng sọng ám, siãu ám Trãn cå såí biãøu hiãûn bãn ngoi ca thäng tin ta cọ thãø phán loải thnh: - Hãû thäúng truưn säú liãûu - Hãû thäúng thäng tin thoải - Hóỷ thọỳng truyóửn hỗnh Cn cổù vaỡo õỷc âiãøm ca tên hiãûu âỉa vo kãnh ta cọ thãø phán thnh hai loải chênh: - Hãû thäúng tỉång tỉû - Hóỷ thọỳng sọỳ Hỗnh 1.3 trỗnh baỡy sồ õọử khäúi chỉïc nàng ca mäüt hãû thäúng thäng tin täøng quạt, gäưm cọ ba kháu chênh: ngưn tin (information source), kãnh tin (channel) v nháûn tin (information destination): Ngưn tin Kónh tin Nhỏỷn tin Hỗnh 1.3 Sồ õọử khọỳi chổùc nàng ca mäüt hãû thäúng thäng tin täøng quạt Ngưn tin l nåi sn sinh hay chỉïa cạc tin cáưn truưn âi Khi mäüt âỉåìng truưn tin âỉåüc thiãút láûp âãø truưn tin tỉì ngưn tin âãún nháûn tin, mäüt dy cạc tin ca ngưn s âỉåûc truưn âi -9CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chæång I våïi mäüt phán bäú xacï suáút no âo Dy ny âỉåüc gi l mäüt bn tin (message) Váûy cọ thãø âënh nghéa: ngưn tin l táûp håüp cạc tin m hãû thäúng thäng tin dng âãø láûp cạc bn tin khạc âãø truưn âi Säú lỉåüng cạc tin ngưn cọ thãø hỉỵu hản hay vä hản tỉång ỉïng våïi ngưn tin råìi rảc hay liãn tủc Kãnh tin l mäi trỉåìng truưn lan thäng tin Âãø cọ thãø truưn lan mäüt mäi trỉåìng váût l xạc âënh, thäng tin phi âỉåüc chuøn thnh dảng tên hiãûu thêch håüp våïi mäi trỉåìng truưn lan Vỏỷy kónh tin laỡ nồi hỗnh thaỡnh vaỡ truyóửn tờn hiãûu mang tin âäưng thåìi åí âáúy cng sn sinh cạc nhiãùu (noise) phạ hy thäng tin Trong thỉûc tãú kãnh tin cọ ráút nhiãưu dảng khạc nhau, vê dủ dáy song hnh, cạp âäưng trủc, äúng dáùn sọng, cạp såüi quang, vä tuún Nháûn tin l cå cáúu khäi phủc lải thäng tin ban âáưu tỉì tên hiãûu láúy åí âáưu ca kãnh tin 1.3.2 Hãû thäúng thäng tin säú Mäüt muûc tiãu quan troüng thiãút kãú hãû thäúng thäng tin l giạ c, âäü phỉïc tảp v cäng sút tiãu thủ tháúp nháút våïi bàng thäng truưn dáùn v thåìi gian truưn tháúp nháút Bàng thäng l säú âo täúc âäü truưn tin tỉïc nhanh hay cháûm, bàng thäng cọ thãø thay âäøi âỉåüc v âọ, l mäüt thäng säú quan trng thiãút kãú hãû thäúng thäng tin Bng 1.1 l bàng thäng danh âënh ca ba loải tên hiãûu phäø biãún Viãûc sỉí dủng bàng thäng v thåìi gian truưn hiãûu qu âm bo cho nhiãưu th bao cọ thãø âỉåüc phủc vủ våïi mäüt bàng thäng hản chãú v mäüt khong thåìi gian hản chãú Tên hiãûu Bàng thäng Thoải kHz Ám qung bạ 15 kHz Video MHz Baíng 1.1 Bàng thäng danh âënh cuía mọỹt sọỳ tờn hióỷu Hỗnh 1.4 trỗnh baỡy caùc thaỡnh pháưn mäüt hãû thäúng thäng tin säú âáưy â Thỉûc tãú khäng phi táút c cạc hãû thäúng thäng tin säú âãưu cọ âáưy d cạc thnh pháưn thãú ny Háưu hãút tên hiãûu âỉa vo hãû thäúng thọng tin sọỳ (tióỳng noùi, hỗnh aớnh, ỏm ) l tên hiãûu tỉång tỉû Khäúi âënh dảng lm nhiãûm vủ chuøn âäøi tên hiãûu tỉì tỉång tỉû sang dy tỉì m säú Cạc tỉì m ny âỉåüc biãøu diãùn bàòng cạc bit nhë phán, räưi tu ỉïng dủng củ thãø m biãøu diãùn cạc bit hay nhọm bit åí dảng thỉïc thêch håüp Viãûc chuøn âäøi tỉång tỉû sang säú hãû thäúng thäng tin säú thỉåìng theo phỉång phạp âiãưu xung m PCM (Pulse Code Modulation) Khäúi gii âënh dảng thỉûc hiãûn cäng viãûc ngỉåüc lải, chuøn âäøi tên hiãûu tỉì säú sang tỉång tỉû Viãûc säú họa tên hiãûu tỉång tỉû lm tàng bàng thäng truưn dáùn ca tên hiãûu nhỉng cho phẹp bäü thu hoảt âäüng åí tyí säú tên hiãûu trãn nhiãùu tháúp hån Âáy l mäüt vê dủ vãư sỉû máu thùn giỉỵa ti ngun ny (bàng thäng) so våïi ti ngun khạc (cäng sút truưn) Viãûc chuøn âäøi tỉång tỉû/säú v säú/tỉång tỉû dng k thût xỉí l tên hiãûu säú giụp cho tên hiãûu âỉåüc m họa hiãûu qu trỉåïc truưn âi v gii m bãn thu chụng bë nh hỉåíng båíi nhiãùu, mẹo v giao thoa - 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII T0 ∫ cos(2πf t ) cos(2πf t )dt = 0 thỗ õỏửu ca mäüt kãnh bäü thu kãút håüp l tọỳi õa thỗ õỏửu cuớa kónh seợ tọỳi thióứu Sau trổỡ caùc tờn hióỷu cho thỗ âiãûn ạp quút âënh bäü thu BFSK trỉûc giao s giäúng trỉåìng håüp PSK f2 f1 f1 f2 f1 f2 f2 (c) T0 (a) -1/T0 1/T0 (d) f1 (f1+ f 2)/2 f2 (b) (e) Hỗnh 7.9 ióửu chóỳ BFSK: daỷng soùng, bọỹ õióửu chãú, phäø (a)Tên hiãûu bàng gäúc (b)Phäø âiãûn ạp ca tên hiãûu bàng gäúc (c) Bäü âiãöu chãú BFSK (d) Tên hiãûu BFSK (e) Phäø âiãûn ạp ca tên hiãûu BFSK Xaïc suáút läùi bäü thu kãút håüp âäúi våïi BFSK trỉûc giao âỉåüc l: 1/ 1⎡ ⎛ E ⎞ ⎤ ⎜ ⎟ ⎥ Pe = ⎢1 − erf ⎢⎣ ⎜⎝ N ⎟⎠ ⎥⎦ Biãøu diãùn xạc sút läùi theo t säú CNR s cọ dảng sau: 1/ (T0 B)1 / ⎛ C ⎞ ⎤ 1⎡ Pe = ⎢1 − erf ⎜ ⎟ ⎥ 2⎣ ⎝N⎠ ⎦ Trỉåìng håüp BFSK khọng tổồng quan thỗ giổợa hai kyù tổỷ BFSK s cọ mäüt sỉû tỉång quan no âọ K hiãûu càûp k tỉû BFSK l f1(t) v f2(t), hãû säú tỉång quan chøn họa âỉåüc âënh nghéa sau: - 169 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII - f ( t )f ( t ) ρ= f1 ( t ) f (t ) LPF BFSK VCO @ f1 (a) Maûch quyãút âënh LPF VCO @ f1 BPF BFSK Maûch quyãút âënh (b) BPF cos ω1 t ∫ T0 ∫ T0 ∫ T0 ∫ T0 sin ω t BFSK dt ( )2 dt ( )2 Maûch quyãút âënh cos ω t (c) sin ω t dt ( )2 dt ( )2 Hỗnh 7.10 Bọỹ thu BFSK (a) Bọỹ thu kóỳt håüp duìng PLL (b) Bäü thu khäng kãút håüp (c) Bäü thu khäng kãút håüp hai kãnh Âãø toaïn thỉûc tãú, cọ thãø viãút lải hãû säú ρ sau: - 170 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII T0 1 T ρ= ∫ f1 ( t )f ( t )dt = E E ∫0 f1 ( t )f ( t )dt f1RMS f RMS T0 Trong hãû thäúng BFSK, ta coï E1 = E2 = E, âoï: sin[π(f − f1 )T0 ] cos[π (f − f1 )T0 2T ρ = ∫ cos(2πf1 t ) cos(2πf t )dt = T0 (f f1 )T0 Hỗnh 7.11 l âäư thë ca hãû säú ρ theo 2(f2 - f1)T0 Caïc âiãøm biãøu diãùn cho hãû thäúng BFSK trỉûc giao v âiãøm 1.43 biãøu diãùn cho hãû thäúng BFSK täúi ỉu Täúi ỉu åí âáy theo nghéa l tiãút kiãûm âỉåüc 0.8dB t säú CNR so våïi BFSK trổỷc giao 1.43 2(f2-f1)T0 Hỗnh 7.11 Âäư thë ca ρ 7.3.4 Khäi phủc sọng mang Tạch sọng kãút håüp cạc bäü thu vỉìa xẹt u cáưu phi cọ mäüt tên hiãûu tham chiãúu trng pha våïi pha ca sọng mang tên hiãûu Vê dủ våïi bäü thu PRK, ta cọ thãø thỉûc hiãûn khọi phuỷc soùng mang theo maỷch voỡng bỗnh phổồng nhổ hỗnh 7.12 Giaới õ/chóỳ PRK LPF ( )2 ữ2PLL LPF fx2 VCO /2 Hỗnh 7.12 Voỡng biỡnh phổồng khọi phuỷc sọng mang - 171 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII - Trổồùc tión ta bỗnh phổồng tờn hióỷu PRK, seợ thu âỉåüc táưn säú gáúp âäi táưn säú sọng mang m khäng bë dëch chuøn pha Tiãúp âãún dng vng khoạ pha l mäüt bäü chia âäi táưn säú âãø tảo tên hiãûu tham chiãúu Vng khọa pha tảo tên hiãûu tham chiãúu væåüt 900 so våïi tên hiãûu vo, váûy cáưn mäüt mảch dëch pha 900 åí vng v giỉỵa vng våïi bäü gii âiãưu chãú, âãø tên hiãûu tham chiãúu cọ pha chênh xạc nhàòm gii âiãưu chãú chênh xạc Mảch khäi phủc ny cọ thãø cho sọng mang trng pha hồûc ngỉåüc pha so våïi sọng mang phạt Âiãưu ny s lm cho k tỉû dỉỵ liãûu gii âiãưu chãú bë âo ngỉåüc Âãø khàõc phủc, cọ thãø sỉí dủng phỉång phạp m họa vi sai trỉåïc âiãưu chãú PRK v âỉåüc gi l âiãưu pha vi sai DPSK Mảch maợ hoùa vi sai õổồỹc trỗnh baỡy trón hỗnh 7.13a Theo cạch ny, säú âỉåüc biãøu diãùn bàòng mäüt sổỷ dởch pha coỡn sọỳ thỗ khọng dởch pha Âãø gii âiãưu chãú, ta cọ thãø dng mäüt k tổỷ laỡm tham chióỳu cho kyù tổỷ tióỳp theo (hỗnh 7.13b) Kiãøu gii âiãưu chãú ny cọ ỉu âiãøm l õồn giaớn , reớ tióửn Tuy nhión, vỗ tờn hióỷu tham chiãúu cng bë nhiãùu nãn so våïi PSK kãút hồỹp thỗ xaùc suỏỳt lọựi ồớ õỏy seợ lồùn hồn Dy bit vo Tåïi âiãưu chãú DPSK LPF STR T0 T0 (a) (b) Hỗnh 7.13 (a) Maợ hoùa vi sai (b) Gii âiãưu chãú DPSK 7.3.5 So sạnh cạc k thût diãưu chãú khọa nhë phán Vãư hiãûu sút cäng sút, càn cỉï vo cäng thỉïc xạc sút läùi, ta nháûn tháúy OOK v BFSK cọ cng hiãûu sút cäng sút, nghéa l cọ cng xạc sút läùi våïi cng t säú /N0 PRK cho hiãûu sút cäng sút täút hån, nghéa laì Pe tháúp hån våïi cuìng /N0 Nọi cạch khạc, PRK tiãút kiãûm âỉåüc cäng sút ngưn Nóỳu so saùnh cọng suỏỳt õốnh thỗ FSK trổỷc giao u cáưu cäng sút låïn hån PRK nhỉng nh hån OOK vỗ tỏỳt caớ nng lổồỹng truyóửn dỏựn OOK õóửu däưn vo âãø truưn mäüt kiãøu k hiãûu Bng 7.1 tọm tàõt quan hãû vãư hiãûu sút cäng sút ca ba loải âiãưu chãú kãø trãn OOK BFSK trỉûc giao PRK E1 N0 N0 2 Bng 7.1 Quan hãû vãư hiãûu sút cäng sút ca ba loải âiãưu chãú - 172 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII - Vãư ngun tàõc, nãúu dảng tên hiãûu laỡ xung vuọng thỗ hióỷu suỏỳt phọứ laỡ bit/s/Hz Bồới vỗ bóử rọỹng phọứ cuớa xung vuọng laỡ vọ hản Tuy nhiãn, ta cọ thãø âënh nghéa hiãûu sút phäø danh âënh dỉûa vo bàng thäng danh âënh Bàng thäng danh âënh l bãư räüng ca bụp sọng chênh ca phäø ca tên hiãûu Bng 7.2 tọm tàõt cạc hiãûu sút phäø danh âënh ca ba hãû thäúng âiãưu chãú trãn BASK BFSK trỉûc giao BPSK Täúc âäü dỉỵ liãûu (bit/s) 1/T0 1/T0 1/T0 Bàng thäng danh âënh (Hz) 2/T0 (n+4)/2T0 2/T0 Hiãûu suáút phäø danh âënh (bit/s/Hz) 1/2 2/(n+4) 1/2 Baíng 7.2 Quan hãû hiãûu suáút phäø cuía cạc kiãøu âiãưu chãú khọa nhë phán (n l säú õióứm trón õọử thở hỗnh 7.11) Tổỡ õỏy ta nháûn tháúy: cạc phỉång phạp âiãưu chãú nhë phán trãn khäng cọ phỉång phạp no sỉí dủng bàng thäng âàûc biãût hiãûu qu., nọi cạch khạc l hiãûu sút phọứ thỏỳp Phỏửn sau seợ trỗnh baỡy vóử caùc phổồng phạp âiãưu chãú lm tàng hiãûu sút phäø 7.4 Âiãưu chãú tàng hiãûu sút phäø Nhỉ â giåïi thiãûu tỉì âáưu chỉång, hiãûu sút phäø, k hiãûu ηs , âỉåüc âënh nghéa l täúc âäü truưn tin trãn mäüt âån vë bàng thäng chiãúm dủng Nghéa l cọ thãø âæåüc hiãûu suáút phäø nhæ sau: ηs = R sH (bit / s / Hz) B Å í âáy Rs l täúc âäü k hiãûu, H l entropy, tỉïc l lổồỹng tin trung bỗnh chổùa mọỹt kyù hióỷu vaỡ B l bàng thäng chiãúm dủng Täúc âäü k hiãûu laì: R s = / T0 Entropy hãû thäúng cọ M k hiãûu âäüc láûp v âäưng xạc suáút laì: H = log M Do váûy, hiãûu suáút phäø laì: ηs = log M (bit / s / Hz) T0 B Tỉì âáy ta tháúy, mún tàng hiãûu suáút phäø, ta tàng säú læåüng kyï hiãûu M lãn v gim têch T0B xúng Âáy chênh l cạch âỉåüc sỉí dung cạc k thût âiãưu chãú tàng hiãûu suáút phäø Ta biãút bàng thäng täúi thiãøu laì: B = / T0 Do váûy têch T0B täúi thiãøu l bàòng Thỉûc tãú hiãûn â cọ cạc hãû thäúng âiãưu chãú våïi M lãn âãún 64, 128, , 1024 - 173 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII - 7.4.1 Âiãưu chãú khọa dëch pha M mỉïc Âiãưu chãú khọa dëch pha M mỉïc, gi tàõt l MPSK, l trỉåìng håüp måí räüng ca PSK mỉïc, tàng säú trảng thại pha tỉì lãn 4, 8, 16, , 2i Gin âäư pha (cn gi l chm sao) cho trỉåìng håüp M = 16 nhổ trón hỗnh 7.14, ồớ õỏy coù 16 pha phỏn bióỷt Hỗnh 7.14 Giaớn õọử pha cuớa PSK 16 mỉïc Xạc sút läùi hãû thäúng MPSK våïi M ≥ âỉåüc xáúp xè båíi Stein v Jones nhæ sau: ⎡ ⎛ π ⎞⎛ E ⎞1 / ⎤ ⎟⎟ ⎥ Pe = − erf ⎢sin ⎜ ⎟⎜⎜ ⎢⎣ ⎝ M ⎠⎝ N ⎠ ⎥⎦ Coï thãø viãút lải theo t säú CNR, våïi quan hãû C = E/T0 v N = N0B sau: 1/ ⎡ ⎛ π ⎞⎛ C ⎞ ⎤ 1/ Pe = − erf ⎢(T0 B) sin ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎥ ⎝ M ⎠⎝ N ⎠ ⎦ ⎣ Âiãöu chãú nhiãưu mỉïc åí âáy cọ thãø xem l quaù trỗnh sừp xóỳp n bit nhở phỏn vaỡo mäüt k hiãûu M mỉïc, mäùi k hiãûu l mäüt xung IF Do âọ, läùi tạch sọng mäüt k hiãûu chênh l mäüt vi läùi bit dy bit m họa tỉång ỉïng Váûy xạc sút läùi bit Pb khäng chè phủ thüc vo xạc sút läùi k hiãûu Pe v entropy H m cn phủ thüc vo sỉû sàõp xãúp bit v kiãøu läùi xút hiãûn Vê dủ nhổ, hóỷ thọỳng PSK 16 mổùc nhổ hỗnh 7.14, kiãøu läùi hay xy nháút l nháưm láùn giỉỵa hai trảng thại pha lán cáûn Nãúu dng m Gray õóứ sừp xóỳp caùc kyù hióỷu nhở phỏn thỗ chố coï mäüt läùi bit âån coï läùi kyï hiãûu Trong trỉåìng håüp ny, xạc sút läùi bit l: Pb = Pe log M Ta cọ quan hãû giỉỵa nàng lỉåüng k hiãûu v nàng lỉåüng bit l: - 174 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII - Eb = E log M Tỉì âáy cọ thãø biãøu diãùn Pb theo Eb/N0 nhæ sau: 1/ ⎡ ⎛π⎞ ⎛ E b ⎞ ⎤ ⎫⎪ ⎧⎪ ⎟⎟ ⎥ ⎬ Pb = ⎨1 − erf ⎢sin ⎜ ⎟ log M ⎜⎜ log M ⎪ M N ⎝ ⎠ ⎢⎣ ⎝ ⎠ ⎥⎦ ⎪⎭ ⎩ hồûc theo t säú CNR nhæ sau: 1/ ⎡ ⎧⎪ ⎛ π ⎞⎛ C ⎞ ⎤ ⎫⎪ 1/ Pb = ⎨1 − erf ⎢(T0 B) sin ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎥ ⎬ log M ⎪⎩ ⎝ M ⎠⎝ N ⎠ ⎦ Vỗ caùc kyù hióỷu tờn hióỷu PSK nhiãưu mỉïc âãưu cọ phäø biãn âäü nãn bãư räüng phäø ca tên hiãûu chè phủ thüc vo täúc âäü kyï hiãûu (goüi laì täúc âäü baud) vaì dảng xung chỉï khäng phủ thüc vo M Âäúi våïi dảng xung vng, bàng thäng danh âënh ca tên hiãûu PSK M mỉïc l 2/T0 Hz Trong trỉåìng håüp ny, hiãûu suáút phäø laì: ηs = 0.5 log M (bit/s/Hz) Hiãûu sút phäø täúi âa cọ thãø âỉåüc l trỉåìng håüp bàng thäng âỉåüc cho mäüt bãn 1/T0, nghéa l: ηs = log M (bit/s/Hz) Bng 7.3 so sạnh mäüt vi thäng säú ca cạc hãû thäúng PSK Eb/N0 yãu cáöu cho Pb=10-6 Bàng thäng täúi thiãøu Hiãûu suáút phäø täúi âa CNR yãu cáöu cho bàng thäng täúi thiãøu PRK 10.6 dB Rb 10.6 dB QPSK 10.6 dB 0.5Rb 13.6 dB 8-PSK 14.0 dB 0.33Rb 18.8 dB 16PSK 18.3 dB 0.25Rb 24.3 dB Bng 7.3 So sạnh cạc k thût âiãưu chãú PSK 7.4.2 Âiãưu biãn cáưu phỉång QAM (Quadrature Amplitude Modulation) Âäúi våïi bäü phạt, ta cọ thãø kãút håüp âiãưu biãn våïi âiãưu pha âãø ci thiãûn sỉû phán bäú trảng thại pha chm Phỉång phạp ny âỉåüc giåïi thiãûu láưn âáưu tiãn vo nàm 1960 våïi mỉïc biãn âäü (tỉång âỉång vng) v mổùc pha trón mọựi voỡng (hỗnh 7.15a) Vỗ õỏy laỡ sỉû kãút håüp giỉỵa âiãưu biãn v âiãưu pha nãn âỉåüc gi l âiãưu chãú khọa biãn âäü/pha APK - 175 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII - (Amplitude/Phase Keying) Sau âọ ngỉåìi ta nháûn tháúy ràòng nãúu säú âiãøm åí vng gim cn 4, säú âiãøm åí vng ngoaỡi tng lón 12 (hỗnh 7.15b) thỗ caùc õióứm trón chm cạch âãưu hån Âãún nàm 1962, ngỉåìi ta âỉa mäüt cạch chn biãn âäü v pha khaùc (hỗnh 7.15c) Ngổồỡi ta nhỏỷn thỏỳy kióứu naỡy dóự thỉûc hiãûn hån v Pe cọ âỉåüc ci thiãûn âäi chuùt Vỗ tờn hióỷu APK naỡy coù thóứ xem laỡ càûp ASK nhiãưu mỉïc âỉåüc âiãưu chãú trãn cạc sọng mang vng gọc nãn thỉåìng âỉåüc gi l âiãưu biãn cáưu phỉång QAM Nhỉ váûy QAM l mäüt trỉåìng håüp riãng ca APK Tuy nhiãn, thỉûc tãú âäi ngỉåìi ta dng thay âäøi giỉỵa hai thût ngỉỵ APK vaỡ QAM (a) (b) (c) Hỗnh 7.15 Choỡm cuớa cạc tên hiãûu âiãưu chãú (a) APK 16 (8,8) (b) APK 16 (4,12) (c) QAM 16 (4 x 4) Giaí sỉí c M trảng thại âãưu âäüc láûp thäúng kã v âäưng xạc sút, Carlson â xáúp xè xạc suáút läùi hãû thäúng QAM våïi nhiãùu Gauss nhæ sau: 1/ ⎛< E >⎞ ⎤ ⎛ M1 / − ⎞⎡ ⎟ ⎥ ⎜ Pe = 2⎜ ⎟ ⎢1 − erf 1/ 2(M − 1) ⎜⎝ N ⎟⎠ ⎥⎦ ⎝ M ⎠ ⎢⎣ ÅÍ õỏy < E > laỡ nng lổồỹng trung bỗnh trón mọỹt kyù hióỷu QAM Nóỳu daỷng xung laỡ hỗnh chổợ nhỏỷt thỗ: v < E >= ⎟ (M − 1)T0 3⎝ ⎠ ÅÍ âáy ∆v l sai khạc âiãûn ạp giỉỵa hai mỉïc biãn âäü cảnh v T0 l âäü di mäüt k hiãûu Viãút theo t säú CNR, ta âỉåüc: 1/ 3T0 B ⎛ C ⎞ ⎤ ⎛ M1/ − ⎞⎡ Pe = 2⎜ ⎟ ⎢1 − erf ⎜ ⎟ ⎥ 1/ 2(M − 1) ⎝ N ⎠ ⎦ ⎝ M ⎠⎣ Nãúu dng m Gray âãø sàõp xãúp cạc bit dc theo cạc trủc âäưng pha v vng pha trãn chm QAM, xạc sút läùi bit s l: - 176 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII 1/ log M ⎛ E b ⎞ ⎤ ⎛ M1/ − ⎞⎡ ⎟ ⎥ ⎜ Pb = ⎜ ⎟ ⎢1 − erf log M ⎝ M / ⎠ ⎣⎢ 2(M − 1) ⎜⎝ N ⎟⎠ ⎦⎥ Hồûc viãút theo t säú CNR laì: 1/ 3T0 B ⎛ C ⎞ ⎤ ⎛ M1 / − ⎞⎡ Pb = ⎜ ⎟ ⎢1 − erf ⎜ ⎟ ⎥ log M ⎝ M1 / ⎠ ⎣ 2(M − 1) ⎝ N ⎠ ⎦ Cng PSK nhiãưu mỉïc, táút c cạc k hiãûu APK hồûc QAM âãưu chiãúm cng mäüt di táưn säú nhau, váûy hiãûu sút phäø ca tên hiãûu âiãưu chãú APK/QAM (danh âënh v täúi âa) cng giäúng PSK nhiãưu mỉïc Tuy nhiãn, våïi cng mäüt xạc sút läùi, t säú CNR v âọ l t säú Eb/N0 u cáưu âiãưu chãú QAM tháúp hån so våïi PSK nhiãưu mỉïc Vê dủ nhỉ, våïi Pb = 10 −6 , T0 B = thỗ CNR vaỡ Eb/N0 õổồỹc lióỷt kó bng 7.4 Âiãưu chãú CNR (dB) Eb/N0 (dB) PRK 10.6 10.6 QPSK 13.6 10.6 4QAM 13.6 10.6 16PSK 24.3 18.3 16QAM 20.5 14.5 Bng 7.4 So sạnh cạc kiãøu âiãưu chãú khạc 7.4.3 Âiãưu chãú khọa pha cáưu phỉång QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) Âiãưu chãú QPSK cọ thãø xem l 4PSK våïi biãn âäü sọng mang l A hồûc l xãúp chäưng ca hai tên hiãûu BASK våïi biãn âäü l ± A / v sọng mang laì cos 2πf c t vaì sin 2πf c t (chờnh laỡ 4QAM) Hỗnh 7.16 laỡ giaớn õọử choỡm ca tên hiãûu QPSK Cạc mi tãn km theo chè ràòng táút c cạc chuøn âäøi giỉỵa bäún trảng thaùi õóửu coù thóứ xaớy Hỗnh 7.17 laỡ sồ õọử bọỹ phaùt vaỡ hỗnh 7.18 laỡ sồ õọử bọỹ thu QPSK Hỗnh 7.16 Choỡm cuớa tờn hióỷu QPSK km våïi cạc chuøn âäøi trảng thại cọ thãø cọ - 177 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII - Bäü phạt QPSK cọ thãø thỉûc hiãûn tỉì hai bäü phạt PRK âỉåüc sàõp xãúp trãn hai kãnh l kãnh I v kãnh Q, mäùi kãnh hoảt âäüng åí täúc âäü bit bàòng mäüt nỉía täúc âäü ca ton bäü hãû thäúng QPSK Kãnh I Rs= Rb/2 cos 2πf c t cos 2πf c t Dỉỵ liãûu nhë phán Rb=1/Tb ∑ Näúi tiãúp/ song song QPSK Rs= Rb/2 π/2 sin 2f c t Kónh Q Rs= Rb/2 Hỗnh 7.17 Så âäư bäü phạt QPSK Têch phán Q/â ngỉåỵng cos( 2πf c t + π / 4) QPSK Song song Näúi tiãúp/ Rs= Rb/2 Têch phán Dỉỵ liãûu nhë phán Rb=1/Tb Q/â ngỉåỵng cos( 2πf c t − π / 4) Hỗnh 7.18 Sồ õọử bọỹ thu QPSK Hióỷu suáút phäø cuía QPSK cao gáúp âäi so våïi PRK Bồới vỗ caùc kyù hióỷu mọựi kónh chióỳm cuỡng di táưn säú v cọ bàng thäng bàòng mäüt nỉía so våïi PRK åí cng täúc âäü Xạc sút läùi Pe hãû thäúng QPSK r rng s xáúu hån PRK, bồới vỗ mióửn quyóỳt õởnh trón giaớn õọử choỡm gim tỉì mäüt nỉía màût phàóng xúng cn mäüt phỏửn tổ Tuy nhión xaùc suỏỳt lọựi Pb thỗ laỷi giọỳng nhau, vỗ mọựi kónh I hay Q hóỷ thäúng QPSK âãưu âäüc láûp våïi (trỉûc giao nhau) Vãư ngun tàõc, cọ thãø truưn tên hiãûu kãnh I trỉåïc kãnh Q, âọ bn tin täøng s máút thåìi gian truưn gáúp âäi Tuy nhiãn thỉûc tãú, mäùi kyï hiãûu trãn kãnh I hoàûc kãnh Q chiãúm thåìi gian gáúp âäi v nàng lỉåüng gim âi mäüt nỉía so våïi k hiãûu PRK nãn nàng lỉåüng ca bn tin täøng (v âọ l nàng lỉåüng trãn mäüt bit Eb) QPSK v PRK l (hỗnh 7.19) Xaùc suỏỳt lọựi bit Pb laỡ: - 178 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII 1/ ⎛ Eb ⎞ ⎤ 1⎡ ⎟⎟ ⎥ Pb = ⎢1 − erf ⎜⎜ ⎣⎢ N ⎝ ⎠ ⎦⎥ Viãút theo t säú CNR l: 1/ ⎤ 1⎡ 1/ ⎛ C ⎞ Pb = ⎢1 − erf (Tb B) ⎜ ⎟ ⎥ 2⎣ ⎝N⎠ ⎦ Åí âáy Tb l mäüt nỉía âäü di k hiãûu QPSK, T0 Âáy l l âãø nọi ràòng BER ca QPSK v PRK l Xạc sút läùi k tỉû Pe âỉåüc tỉì xạc sút bit trãn kãnh I bë läùi, hay bit trãn kãnh Q bë läùi, hay caí hai bit trãn hai kãnh bë läùi, nghéa laì: Pe = Pb (1 − Pb ) + (1 − Pb )Pb + Pb2 A T/h nhë phán -A Eb A/ T/h kãnh I − A/ Es = Eb A/ 2 T/h kónh Q A/ Es = Eb Hỗnh 7.19 Doìng bit vaìo, doìng bit kãnh I vaì Q tỉång ỉïng v sỉû phán bäú nàng lỉåüng bit 7.5 Âiãưu chãú tàng hiãûu sút cäng sút Cọ mäüt säú hãû thäúng thäng tin lm viãûc mäi trỉåìng sàơn cọ bàng thäng räüng nhỉng lải bë hản chãú vãư cäng sút tên hiãûu Nhỉỵng hãû thäúng váûy cáưn phi dỉûa vo cạc k thût âiãưu chãú tàng hiãûu sút cäng sút âãø âảt âỉåüc mäüt t lãû läùi v mäüt täúc âäü dỉỵ liãûu no âọ Nọi chung, cọ thãø ci thiãûn täúc âäü dỉỵ liãûu bàòng cạch tàng säú lỉåüng k hiãûu åí bäü phạt (tàng M) Âãø viãûc tàng säú lỉåüng k hiãûu khäng lm gim khong cạch giỉỵa cạc âiãøm trãn chm v khäng lm tàng cäng sút phạt, cọ mäüt phỉång phạp l sỉí dủng tên hiãûu nhiãưu hỉåïng- âỉa thãm cạc trủc trỉûc giao vo gin âäư chm - 179 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII - Âiãưu chãú khọa dëch nhiãưu táưn säú MFSK (Multi-frequency Shift Keying) l mäüt trỉåìng håüp ca âiãưu chãú nhiãưu hỉåïng nhàòm tàng hiãûu sút cäng sút Cạc k hiãûu âỉåüc thiãút kãú cho trổỷc giao tổỡng õọi mọỹt Hỗnh 7.20 chố ràòng phäø âiãûn ạp ca tên hiãûu MFSK trỉûc giao l xãúp chäưng ca phäø tên hiãûu OOK f1 f2 f3 Hỗnh 7.20 Phọứ cuớa tờn hióỷu MFSK trổỷc giao Täúc âäü dỉỵ liãûu tàng lãn hon ton l bng thọng tng lón Vỗ mọựi kyù hióỷu chổùa lổồỹng tin laì H = log M (bit) nãn hiãûu sút phäø danh âënh ca MFSK trỉûc giao l: ηs = log M (bit/s/Hz) (n / 2)(M − 1) + Åí âáy n l säú âiãøm trãn õọử thở hỗnh 7.11 Vồùi n = 2, hióỷu suỏỳt phäø laì: ηs = log M (bit/s/Hz) M +1 Tên hiãûu nhiãưu hỉåïng cng cọ thãø âảt âỉåüc bàòng caùch duỡng caùc mỏựu bit maợ hoùa trổỷc giao (hỗnh 7.21) Lyù tổồớng thỗ mọựi kyù hióỷu maợ hoùa mang lỉåüng tin l H = log M (bit), nhỉng âãø âảt âỉåüc sỉû trỉûc giao tỉìng âäi mäüt, cạc k hiãûu phi cọ chiãưu di bàòng M säú nhë phỏn (xem hỗnh 7.21) Bng thọng danh õởnh cuớa caùc kyï hiãûu naìy laì M/T0 (Hz) âäúi våïi tên hiãûu bàng cå bn v l 2M/T0 Hz âäúi våïi tên hiãûu thäng di, åí âáy T0/M l khong thåìi gian ca mäüt säú nhë phán Nãúu cạc k hiãûu âäưng xaùc suỏỳt thỗ hióỷu suỏỳt phọứ danh õởnh cuớa tờn hiãûu thäng di m họa trỉûc giao l: ηs = log M (bit/s/Hz) 2M V hiãûu sút phäí täúi âa (våïi T0B = M) laì: ηs = log M (bit/s/Hz) M - 180 - CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII - Trong trỉåìng håüp tạch sọng kãút håüp täúi ỉu cọ nhiãùu Gauss, cạc k hiãûu âäưng xạc sút v cọ nàng lỉåüng bàòng nhau, xạc sút läùi k hiãûu âỉåüc giåïi hản båíi: ⎡ E ⎤ Pe ≤ (M − 1) ⎢1 − erf ⎥ 2N ⎦ ⎣ Åí âáy E l nàng lỉåüng k hiãûu Nàng lỉåüng mäüt bit l: E b = E / log M Tổỡ hỗnh 7.21 ta thỏỳy âäúi våïi mäüt bit báút k mäüt k tỉû cho sàơn, chè cọ M/2 läùi ngoi täøng säú M-1 läùi k hiãûu s dáùn âãún bit âọ bë läùi Do âọ xạc sút läùi bit tên hiãûu MFSK trỉûc giao l: Pb = (M / 2) Pe M −1 000 001 010 011 100 101 110 111 Táûp kyù hióỷu trổỷc giao Caùc bit tin tổồng ổùng Hỗnh 7.21 Tỏỷp maợ trổỷc giao gọửm kyù tổỷ ặẽng dủng chênh ca hãû thäúng MFSKl hãû thäúng âiãûn bạo Piccolo, cọ 32 táưn säú v täúc âäü k hiãûu laì 10 kyï hiãûu giáy, mäùi kyï hiãûu l 100 ms Mäüt ỉïng dủng khạc ca MFSK hiãûn âang âỉåüc triãøn khai ráút räüng ri l FDM trổỷc giao (OFDM) duỡng nhióửu truyóửn hỗnh vóỷ tinh, LAN khäng dáy TỌM TÀÕT CHỈÅNG Âiãưu chãú IF hồûc RF âỉåüc sỉí dung trỉåïc hãút l âãø dëch phäø ca tên hiãûu säú lãn mäüt di táưn säú ph håüp Âiãưu ny giụp cho bàng táưn m tên hiãûu chiãúm ph håüp våïi bàng thäng ca âỉåìng truưn, âãø ghẹp kãnh theo táưn säú hồûc l cho phẹp tên hiãûu âỉåüc bỉïc xả bàòng cạc anten cọ kêch thỉåïc thỉûc tãú - 181 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chỉång VII - Âãø so sạnh cạc kiãøu âiãưu chãú khạc nhau, dng hai thäng säú l hiãûu suáút phäø vaì hiãûu suáút cäng suáút Hiãûu suáút phäø cọ âån vë l bit/s/Hz, v hiãûu sút cäng sút liãn quan âãún giạ trë Eb/N0 u cáưu âäúi våïi mäüt xạc sút läùi bit cho trỉåïc Cọ ba k thût âiãưu chãú chênh cho tên hiãûu nhë phán Âọ l ASK, FSK v PSK Trong cạc phỉång phạp ny, biãn âäü, táưn säú v pha ca tên hiãûu soïng mang bë thay âäøi theo tên hiãûu nhë phán vo ASK v FSK âãưu sỉí dủng tên hiãûu trỉûc giao Bäü thu ASK v FSK cọ thãø dng loải khäng kãút håüp, våïi ỉu âiãøm l sỉû âån gin thiãút kãú PSK u cáưu phi tạch sọng kãút håüp, phi khäi phủc sọng mang, âọ khọ thỉûc hiãûn hån v âàõt hån Tuy nhiãn cọ thãø trạnh viãûc ny bàòng cạch m họa vi sai trỉåïc âiãưu chãú- gi l DPSK Hãû thäúng DPSK khäng âảt âỉåüc xạc sút läùi täút PSK nhỉng b lải kinh tãú hån PSK u cáưu cäng sút tên hiãûu tháúp hån so våïi ASK vaì FSK våïi cng mäüt xạc sút läùi Trong truưn thäng, ngỉåìi ta sỉí dủng phäø biãún ba phỉång phạp âiãưu chãú laì PSK, DPSK vaì FSK khäng kãút håüp M-PSK, APK, QAM l cạc k thût âiãưu chãú tàng hiãûu sút phäø Âàûc âiãøm chung ca cạc kiãøu âiãưu chãú ny l säú lỉåüng k hiãûu âiãưu chãú nhiãưu hån APK yãu cáöu cäng suáút tên hiãûu tháúp hån MPSK våïi cng mäüt xạc sút läùi Hiãûu sút phäø ca APK v MPSK QAM l mäüt trỉåìng håüp riãng ca APK, dãù thỉûc hiãûn hån v cọ xạc sút läùi âỉåüc ci thiãûn âäi chụt MFSK l kiãøu âiãưu chãú tàng hiãûu sút cäng sút Cọng suỏỳt phaùt tióỳt kióỷm laỡ vỗ tng bóử rọỹng phäø våïi mäüt xạc sút läùi cho trỉåïc - 182 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Chæång VII - - 183 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... mäüt hãû thäúng thäng tin täøng quạt, gäưm cọ ba kháu chênh: ngưn tin (information source), kãnh tin (channel) v nháûn tin (information destination): Nguäön tin Kãnh tin Nháûn tin Hỗnh 1.3 Sồ õọử... thäúng thäng tin täøng quạt Ngưn tin l nåi sn sinh hay chỉïa cạc tin cáưn truưn âi Khi mäüt âỉåìng truưn tin âỉåüc thiãút láûp âãø truưn tin tỉì ngưn tin âãún nháûn tin, mäüt dy cạc tin ca ngưn... tin l hãû thäúng âỉåüc xáy dỉûng nãn nhàòm mủc âêch truưn tin tỉïc tỉì bãn phạt âãún bãn thu Mäüt hãû thäúng thäng tin täøng quaït gäưm cọ ba kháu chênh: ngưn tin, kãnh tin v nháûn tin Ngưn tin