View
19
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
1
Bμi gi¶ng
Kü thuËttruyÒn dÉn 1
Gi¶ng viªn: ThS. Phan Thanh HiÒn
2
Vai trò - Vị trí môn học1. Vai trò:
1. Cung cấp kiến thức tổng quan về hệ thống truyền dẫnsố
2. Các thông số cơ bản trong kênh truyền dẫn số.3. Các kỹ thuật truyền dẫn số điển hình ( PDH, SDH,…)4. Các mô hình quản lý mạng truyền dẫn.
2. Vị trí môn học:1. Các môn học tiên quyết: Cơ sở thông tin số; Lý thuyết
thông tin; Kỹ thuật mạch điện tử2. Các môn học song hành: Thông tin vi ba số, Mạng máy
tính; Kỹ thuật truyền hình
3
Hình thức học – Đánh giá1. Yêu cầu:
Đi học đầy đủ ( không nghỉ quá số tiết quy định)Chuẩn bị bài trước khi đến lớp.Chuẩn bị giáo trình và tài liệu tham khảo…
2. Đánh giá:1. Kiểm tra giữa kỳ: Thi viết2. Thi kết thúc học phần: Thi viết3. Điểm chuyên cần: Sinh viên có thể đăng ký làm tiểu
luận,…
4
Tài liệu học tậpSách, giáo trình chính:
[1]; Nguyễn Quốc Bình; Kỹ thuật truyền dẫn số; NXB Quân đội nhân dân; 2001.[2]; Chu Công Cẩn; Kỹ thuật truyền dẫn SDH; NXB Giaothông vận tải; 2003.[3]; Nguyễn Hồng Sơn; Kỹ thuật truyền số liệu; NXB Lao động - Xã hội; 2002.Sile bài giảng, tài liệu kèm theo.- Sách tham khảo: [4]; Nguyễn Thúc Hải; Mạng máy tính và các hệ thốngmở; NXB Giáo dục; 1997.
5
Nội dung môn họcChương 1: Tổng quan về hệ thống truyền dẫn
Chương 2: Số hoá tín hiệu liên tục trong các hệ thốngtruyền dẫn số.
Chương 3: Ghép kênh trong truyền dẫn tín hiệu số
Chương 4: Xử lý tín hiệu băng gốc
Chương 5: Kỹ thuật truyền dẫn PDH
Chương 6: Kỹ thuật truyền dẫn SDH
Chương 7: Đồng bộ trong truyền dẫn số
6
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN
7
Nội dung chính
1. Các đặc điểm của hệ thống thông tin số
2. Trình bầy một số khái niệm và thuật ngữ
3. Sơ đồ khối hệ thống thông tin số cơ bản
4. Các tham số chất lượng cơ bản của hệ thống thông tin số
5. Hệ thống truyền dẫn số
6. Dịch vụ mạng viễn thông và môi trường truyền
8
1. Các đặc điểm hệ thống thông tin số
Các hệ thống thông tin số được dùng để truyền tin tức từnơi này đến nơi khác.Bản tin là dạng hình thức chứa đựng thông tin ( Có thểliên tục hay rời rạc)Biểu diễn vật lý của một bản tin được gọi là tín hiệu.Tín hiệu truyền dẫn có thể là:
Tín hiệu AnalogTín hiệu số
9
2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ
Tóm lược một số kiến thức cơ bản :Khái niệm và thuật ngữTín hiệu và nhiễu
10
Tín hiệu
11
Tín hiệu
12
T
A
Tần số của tín hiệuMiền thời gian Miền tần số
A
T
T
A
1 giây (s)
f
A
A
A
0
f
2f
F
F
F
13
Phổ của tín hiệu
f = 300 Hz 300
F (Hz)
600 Hz 600
F (Hz)
700 Hz 700
F (Hz)
F (Hz)
Phổ: Tầm tần số chứa trong tín hiệu
14
Băng thôngA
F500 2500
Băng thông tuyệt đốiĐộ rộng phổ (được đo bằng sự chênh lệch tần số cao nhất và thấp nhấtmà kênh hỗ trợ)Băng thông càng lớn, tốc độ truyền càng cao
Băng thông hiệu dụngBăng thôngDải tầm tần số hẹp chứa hầu hết năng lượng của t/h
Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz
15
Phổ âm của thoại
16
NhiễuTín hiệu thêm vào giữa thiết bị phát và thiết bị thuCác loại nhiễu
Nhiễu nhiệtNhiễu điều chếNhiễu xuyên kênh (cross talk)Nhiễu xung
17
Nhiễu
18
Nhiễu nhiệtDo dao động nhiệt của các điện tử trong chất dẫn
Hàm của nhiệt độPhân tán đồng nhất trên phổ tần sốNhiễu trắngKhông thể loại bỏ→ giới hạn hiệu suất của hệ thốngNhiễu trong băng thông 1Hz của bất kỳ chất dẫn nào
N0 = kTN0: mật độ công suất nhiễu (watt/Hz)k: hằng số Boltzmann (= 1.38 x 10-23 J/0K)T: nhiệt độ (0K)
Nhiễu trong băng thông W Hz: N = N0W = kTW
19
NhiễuNhiễu điều chế
T/h nhiễu có tần số là tổng hoặc hiệu tần số của các t/h dùng chungmôi trường truyềnDo tính phi tuyến của thiết bị thu/phát
Nhiễu xuyên kênh (crosstalk)T/h từ đường truyền này ảnh hưởng sang các đường truyền khácCùng độ lớn (hoặc nhỏ hơn) nhiễu nhiệt
Nhiễu xungXung bất thường (spike)
e.g. ảnh hưởng điện từ bên ngoàiThời khoảng ngắnCường độ caoẢnh hưởng nhiều đến quá trình trao đổi dữ liệu số
Xung 0.01s làm mất 50 bit dữ liệu nếu truyền ở tốc độ 4800bps
20
Tốc độ kênh truyền (khả năng kênh)Đặc điểm
Có thể truyền nhiều hơn một bit ứng với mỗi thay đổi củatín hiệu trên đường truyền.Tốc độ truyền thông tin cực đại bị giới hạn bởi băng thôngcủa kênh truyền
Công thức NyquistNếu tốc độ truyền tín hiệu là 2W thì tín hiệu với tần số nhỏhơn (hoặc bằng) W là đủ; ngược lại nếu băng thông là W thì tốc độ tín hiệu cao nhất là 2WC = 2W x log2M
C : tốc độ truyền t/h cực đại (bps) khi kênh truyền không cónhiễuW : băng thông của kênh truyền (Hz)M : số mức thay đổi tín hiệu trên đường truyền
Độ hữu hiệu băng thông: B = R/W (bps HZ-1)
21
Tốc độ kênh truyền
22
Tốc độ kênh truyền
23
Tốc độ dữ liệuBaud rate (baud/s)
Nghịch đảo của phần tử dữ liệu ngắn nhất (số lần thay đổi tín hiệuđường truyền mỗi giây)Tín hiệu nhị phân tốc độ 20Hz: 20 baud (20 thay đổi mỗi giây)
Bit rate (bps hoặc bit/s)Đặc trưng cho khả năng của kênh truyềnTốc độ truyền dữ liệu cực đại trong trường hợp không có nhiễuBằng baud rate trong trường hợp tín hiệu nhị phânKhi mỗi thay đổi đường truyền được biểu diễn bằng 2 hay nhiều bit, tốc độ bit khác với tốc độ baud
Quan hệ giữa Baud rate và Bit rateR = Rs x log2M = Rs x m
R : tốc độ bit (bit/s)Rs : tốc độ baud (baud/s)M : số mức thay đổi tín hiệu trên đường truyềnm : số bit mã hóa cho một tín hiệu
24
Bit rate
25
Tỉ lệ tín hiệu so với nhiễuSignal to Noise ratio
SNR = 10 x log10 (S/N) (dB)S : công suất tín hiệu nhậnN : công suất nhiễu
Công thức Shannon-HartleyC = W x log2 (1 + S/N) (bps)
C: tốc độ truyền t/h cực đại khi kênh truyền không có nhiễu
26
Chiều dài sóngKhoảng cách chiếm bởi một chu kỳKhoảng cách giữa 2 điểm pha tương ứng trong 2 chu kỳliên tiếpKý hiệu λGiả sử vận tốc t/h là v
λ = vTλf = vc = 3*108 ms-1 (tốc độ ánh sáng)
27
3. Sơ đồ khối hệ thống thông tin số
Tạo khuân
Tạo khuân
Mã hoá nguồn
Giải mã nguồn
Mã hoá mật
Giải mã mật
Mã hoá khênh
Giải mã khênh
Điều chế
Phân khênh
Ghép khênh
Giải điều chế
Trải phổ
Giải trải phổ
Đa truy nhập
Đa truy nhập
Máy phát
Máy thu
Kênh truyền
Đồng bộ
Từ các nguồn khác
Tới các đích khác
Từ nguồn tin
Tới bộ nhận tin
* * * * *
* * * * *
* : Chuỗi bít
# # #
###
#: Chuỗi dạng sóng
Đây là sơ đồ hệ thống thông tin số điển hình song không phải nhất thiết hệthống nào cũng phải thực hiện đầy đủ các thuật toán cơ bản này.
28
Chức năng các khối trong sơ đồ
Tạo khuôn dạng tín hiệu: thực hiện biến đổi tín tức cầntruyền thể hiện ở dạng tín hiệu liên tục hay số thành cácchuỗi bit nhị phân.Mã hoá và giải mã nguồn tín hiệu: thực hiện nén và giảinén tín hiệu nhằm giảm tốc độ bit để giảm phổ tín hiệu.Mã mật: thực hiện mã chuỗi bit theo 1 khoá xác địnhnhằm bảo mật tin tức.Mã kênh: chống nhiễu và các tác động xấu khác trênđường truyền.
29
Chức năng các khối trong sơ đồGhép, tách kênh: thực hiện truyền tin từ nhiều nguồn tin khác nhau tới các đích nhận tin khác nhau trên 1 hệ thốngtruyền dẫn.Điều chế (MODEM) là biến đổi tín hiệu từ băng tần cơ sởsang tín hiệu thích hợp với đường truyền dẫn.Trải phổ: nhằm mục đích chống nhiễu và bảo mật tin tức.Đa truy nhập: cho phép nhiều đối tượng có thể truy nhậpmạng thông tin để sử dụng hệ thống truyền dẫn theo yêucầu.Đồng bộ mạng: bao gồm đồng bộ nhịp và dồng bộ sóngmang
30
4. Các tham số đặc trưng trong truyền dẫn
1. Công suất phát.
2. Dải tần kênh.
3. Tỷ số S/N.
4. Suy hao.
5. Méo trễ nhóm.
6. BER.
31
4.1 Công suất phát
Công suất phát: Phụ thuộc hoàn toàn vào máy phát.Công suất phát lớn thì khoảng cách truyền dẫn tốt hơn, xahơn.Tuỳ thuộc vào kênh truyền dẫn mà công suất phát củamáy phát có thể thay đổi để đảm bảo việc truyền dẫn vàkhông tác động lên các hệ thống xung quanh.
32
4.2. Dải tần hay Băng thôngA
F
Băng thông tuyệt đốiĐộ rộng phổ (được đo bằng sự chênh lệch tần số cao nhất và thấp nhấtmà kênh hỗ trợ)Băng thông càng lớn, tốc độ truyền càng cao
Băng thông hiệu dụngBăng thôngDải tầm tần số hẹp chứa hầu hết năng lượng của t/h
500 2500
Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz
33
4.3. Tỉ số tín hiệu/ nhiễu (S/N)
Tỉ số tín hiệu/nhiễu (S/N): Đặc trưng cho môi trườngtruyền dẫn.Tỉ số S/N cao tương đương với kênh truyền tốt, độ ổnđịnh cao, không bị tác động nhiều của nhiễu. Ngược lạinếu tỉ số S/N thấp thì kênh truyền này bị tác động rấtnhiều của nhiễu.Đối với kênh truyền có tỉ số S/N thấp thì bắt buộc phải sửdụng mã hoá, trải phổ nhằm chống nhiễu.
34
4.4. Suy hao hay Suy giảm tín hiệu
T/h nhận được khác với t/h truyền điAnalog – suy giảm chất lượng t/hDigital – lỗi trên bit
Nguyên nhânSuy yếu và méo do suy yếu trên đường truyềnMéo do trễ truyềnNhiễu
35
Độ suy giảm tín hiệuĐịnh nghĩa (signal attenuation)
Khi một tín hiệu lan truyền qua một môi trường truyền, cường độ(biên độ) của tín hiệu bị suy giảm (theo khoảng cách)Tùy thuộc vào môi trường truyền dẫn
Đối với môi trường vô tuyến, suy giảm cường độ t/h là một hàm phứctạp theo khoảng cách và thành phần khí quyển
Cường độ t/h nhận phảiĐủ mạnh để thiết bị nhận nhận biết đượcĐủ cao so với nhiễu để t/h không bị lỗiSuy yếu là một hàm tăng theo tần số
Kỹ thuật cân bằng độ suy yếu trên dải tần sốDùng bộ khuyếch đai (khuyếch đại ở tần số cao nhiều hơn)
Đo bằng đơn vị decibel (dB)Cường độ t/h suy giảm theo hàm logaritĐộ lợi/độ hao hụt của các tầng nối tiếp có thể được tính bằng phéptoán đơn giản (+/-)
36
Độ suy giảm tín hiệuĐo bằng đơn vị decibel (dB)
Cường độ t/h suy giảm theo hàm logaritĐộ lợi/độ hao hụt của các tầng nối tiếp có thể được tínhbằng phép toán đơn giản (+/-)
Công thứcAttenuation = 10log10(P1/P2) (dB)
P1: công suất của tín hiệu nhận (W)P2: công suất của tín hiệu truyền (W)
Decibel (dB) là giá trị sai biệt tương đốiCông suất suy giảm ½ → độ hao hụt là 3dBCông suất tăng gấp đôi → độ lợi là 3dB
37
4.5. Trễ lan truyền tín hiệuMéo trễ truyền
Chỉ xảy ra trong môi trường truyền dẫn hữu tuyếnVận tốc lan truyền thay đổi theo tần số
Vận tốc cao nhất ở gần tần số trung tâmCác thành phần tần số khác nhau sẽ đến đích ở các thời điểm khácnhau
Công thứcTransmission propagation delay
Tp = S/VS : khoảng cách vật lý (meter)V : vận tốc lan truyền tín hiệu trên môi trường truyền, vd: vớisóng điện từ: v = 2 x 106 (m/s)
Round trip delay Tx = N/R
N : khối lượng dữ liệu truyền (bit)R : tốc độ truyền bit trên đường truyền.
38
Tham số chất lượng cơ bản của HTTTS
Yêu cầu của hệ thống thông tin số: Độ tin cậy cao và tốcđộ truyền nhanh.Đối với thông tin: Tham số chính đánh giá chất lượng hệthống đánh giá qua tỉ lệ lỗi bit (BER: Bit Error Ratio).BER: Là tỉ lệ giữa số bit nhận bị lỗi và tổng số bit đãtruyền trong khoảng thời gian quan sát.Khi khoảng thời gian quan sát tiền đến vô hạn thì tỉ lệ lỗibit tiến tới xác suất lỗi bit.Khi BER > 10-3 thì hệ thống truyền dẫn được xem là giánđoạn.
39
5. Môi trường truyền dẫnHữu tuyến (guided media – wire)
Cáp đồngCáp quang
Vô tuyến (unguided media – wireless)Vệ tinhHệ thống sóng radio: troposcatter, microwave, ...
Đặc tính và chất lượng được xác định bởi môi trường và tín hiệuĐối với hữu tuyến, môi trường ảnh hưởng lớn hơnĐối với vô tuyến, băng thông tạo ra bởi anten ảnh hưởng lớn hơn
Yếu tố ảnh hưởng trong việc thiết kế: tốc độ dữ liệu và khoảng cáchBăng thông
Băng thông cao thì tốc độ dữ liệu caoSuy yếu truyền dẫn
Nhiễu (nhiễu nhiệt, nhiễu điều chế, nhiễu xuyên kênh, nhiễu xung)Số thiết bị nhận (receiver)
Môi trường hữu tuyếnCàng nhiều thiết bị nhận, tín hiệu truyền càng mau suy giảm
40
Môi trường truyền dẫn
41
Môi trường truyền dẫn hữu tuyếnCáp xoắn đôiCáp đồng trụcCáp quang
Frequency Range
Typical Attenuation
Typical Delay Repeater Spacing
Twisted pair (with loading)
0 to 3.5 kHz 0.2 dB/km @ 1 kHz
50 µs/km 2 km
Twisted pairs (multi-pair cables)
0 to 1 MHz 0.7 dB/km @ 1 kHz
5 µs/km 2 km
Coaxial cable 0 to 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz
4 µs/km 1 to 9 km
Optical fiber 186 to 370 THz 0.2 to 0.5 dB/km
5 µs/km 40 km
42
Cáp đồng: two-wire open line
Single pair
Flat ribon
Terminating Connector
43
Cáp đồng: twisted-pairTách rờiXoắn lại với nhauThường được bó lại
Insulatingouter cover
Multi core
Insulatingouter cover
Protective screen (shield)
44
Cáp đồng: twisted-pairỨng dụng
Môi trường truyền dẫn thông dụng nhấtMạng điện thoại
Giữa các thuê bao và hộp cáp (subscriber loop)Kết nối các tòa nhà
Tổng đài nội bộ (Private Branch eXchange – PBX)Mạng cục bộ (LAN)
10Mbps hoặc 100Mbps
Ưu – nhược điểmRẻDễ dàng làm chủTốc độ dữ liệu thấpTầm ngắn
45
Cáp đồng: twisted-pairĐặc tính truyền dẫn
Analog Cần bộ khuếch đại mỗi 5km tới 6km
Độ suy giảm t/h: ~1dB/kmChuẩn trong ĐT: = 6dB
DigitalDùng tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu sốCần bộ lặp (repeater) mỗi 2km hoặc 3km
Khoảng cách giới hạnBăng thông giới hạn (1MHz)Tốc độ dữ liệu giới hạn (100MHz)Dễ bị nhiễu và tác động của môi trường ngoài
46
Cáp đồng: twisted-pairKhông vỏ bọc giáp – Unshielded Twisted Pair (UTP)
Dây ĐT bình thườngRẻ nhấtDễ lắp đặtDễ bị nhiễu trường điện từ bên ngoài
Vỏ bọc giáp – Shielded Twisted Pair (STP)Vỏ giáp bện giúp giảm nhiễu và tác động bên ngoàiĐắt hơnKhó lắp đặt (cứng, nặng)
47
Cáp đồng: twisted-pairUTP Cat 3
Lên đến 16MHzĐược dùng trong liên lạc thoại ở hầu hết cácvăn phòngChiều dài xoắn (twist length): 7.5cm tới 10cm
UTP Cat 4Lên đến 20 MHz
UTP Cat 5Lên đến 100MHzĐược dùng phổ biến hiện nay trong các vănphòngChiều dài xoắn: 0.6cm đến 0.85cmThích hợp cho tốc độ truyền lên đến 100.106 bits/second
STP Cat 3: thích hợp cho tốc độ truyền lên đến10.106 bits/second
48
Cáp đồng: twisted-pair
49
Cáp đồng: Unshielded Twisted-Pair
50
Cáp đồng: Shielded Twisted-Pair
51
Cáp đồng: CoaxialỨng dụng
Môi trường truyền linh hoạt nhấtCáp truyền hìnhTruyền dẫn ĐT khoảng cách xa
FDMCó thể mang đồng thời 10.000 cuộc gọiSẽ bị thay thế bởi cáp quang
Kết nối các thiết bị khoảng cách gầnMạng cục bộ
Đặc tính truyền dẫnHiệu ứng bề mặt (skin effect)Analog
Cần bộ khuyếch đại mỗi vài kmKhoảng cách càng ngắn nếu tần số càng caoLên đến 500MHz
DigitalCần bộ lặp (repeater) mỗi km
52
Cáp đồng: Coaxial
53
Cáp đồng: coaxial
Insulatingouter cover
Braided outerconductor
Dielectricinsulatingmaterial
Centerconductor
Insulatingouter cover
Braided outerconductor
Dielectricinsulatingmaterial
Centerconductor
54
Cáp đồng: đặc điểm chungXác suất bit lỗi trên đường truyền (Bit Error Rate – BER) vào khoảng 10-6.Dễ bị ảnh hưởng của nhiễu (crosstalk, thermal,...) và môitrường xung quanh.Tốc độ truyền thông tin thay đổi tùy theo phạm vi hệthống được triển khai :
LAN: tốc độ 10Mbps ~ 100Mbps, khoảng cách khoảng vàitrăm mét (UTP: length < 100 m). WAN: tốc độ truyền thấp hơn, từ vài chục Kbps đến vàiMbps. Ví dụ: T1 ~ 1,5Mbps, E1 ~ 2Mbps, đường ĐT: 64Kbps
55
Cáp quang
Single core
Multicore
Plasticcoating
Optical core Optical claddingSingle core
Multicore
Plasticcoating
Optical core Optical cladding
56
Cáp quang
57
Cáp quang: lợi ích và ứng dụngLợi ích
Dung lượng caoTốc độ dữ liệu hàng trăm Gbps (so với 100Mbps trên 1km coaxial cable và thấp hơn của twisted-pair cable)
Kích thước và trọng lượng nhỏĐộ suy hao của tín hiệu trên đường truyền thấp. Cách ly trường điện từ (Ít bị ảnh hưởng của nhiễu và môi trường xungquanh)Khoảng cách giữa các bộ lặp xaTỷ lệ bit lỗi trên đường truyền vào khoảng 10-9 → 10-12
Ứng dụngPhạm vi triển khai rất đa dạng: LAN (vài km), WAN (hàng chục km).Môi trường truyền thích hợp để triển khai các ứng dụng mạng số đadịch vụ tích hợp băng rộng (Broadband Integrated Services Digital Networks) Đường trung kế khoảng cách xaTrung kế đô thịTrung kế tổng đài nông thôn
h ê b
58
Cáp quang: đặc tính truyền dẫnSóng lan truyền có hướng 1014 đến 1015 Hz
Một phần phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy đượcLight Emitting Diode (LED)
RẻTầm nhiệt độ hoạt động rộngTuổi thọ cao
Injection Laser Diode (ILD)Hiệu quả hơnTốc độ dữ liệu cao hơn
Wavelength Division Multiplexing
59
Cáp quang: đặc tính truyền dẫnSóng lan truyền có hướng 1014
đến 1015 Hz Một phần phổ hồng ngoại vàphổ nhìn thấy được
Light Emitting Diode (LED)RẻTầm nhiệt độ hoạt động rộngTuổi thọ cao
Injection Laser Diode (ILD)Hiệu quả hơnTốc độ dữ liệu cao hơn
Wavelength Division Multiplexing
Nguồnsáng
LED/ILD
LED/ILD
ILD
Băngthông
20MHz/km
1GHz/km
Lên đến1000GHz/km
Ứng dụng LAN, computer data links
Mod length phone lines
Long haul telecom. lines
Đườngkính lõi(µm)
> 80 50 – 60 1.5 – 5
Độ suygiảm t/h(dB/km)
0.5 –2.0
0.5 – 2.0 0.15
60
Cáp quang: chế độ truyền
multimode: several paths/time delays
narrow: 1 wavelength no time delays
61
Cáp quang: chế độ truyềnStep-index multimode
Graded-index multimode Single-mode
Nguồn sáng LED/ILD LED/ILD ILD
Băng thông Rộng (lên đến200MHz/km)
Rất rộng (200MHz-3GHz/km)
Cực rộng (3GHz-50GHz/km)
Ghép nối khó khó khó
Ứng dụng Truyền dữ liệumáy tính
Đường điện thoại (khoảngcách trung bình)
Viễn thông đường dài
Giá thành Rẻ nhất Trung bình Đắt nhất
Đường kính lõi(µm)
50-125 50-125 2-8
Đường kính vỏ(µm)
125-440 125-440 15-60
Độ suy giảm(db/km)
10-50 7-15 0.2-2
62
Cáp quangOptical Dielectric SLT Cable, 72-Fiber, Composite (24 SM/48MM)
63
Truyễn dẫn vô tuyếnTruyền và nhận thông qua antenCó hướng
Chùm định hướng (focused beam)Đòi hỏi sự canh chỉnh hướng cẩnthận
Vô hướngTín hiệu lan truyền theo mọi hướngCó thể được nhận bởi nhiều anten
Tầm tần số2GHz đến 40GHz
Sóng viba (microwave)Định hướng caoĐiểm-điểmVệ tinh
30MHz đến 1GHzVô hướngradio
3 x 1011 đến 2 x 1014
Hồng ngoạiCục bộ
Khắc phục những khó khăn về địalý khi triển khai hệ thống
Tỷ lệ bit lỗi trên đường truyền(BER) thay đổi tùy theo hệ thốngđược triển khai. Ví dụ: BER của vệtinh ~ 10-10
Tốc độ truyền thông tin đạt đượcthay đổi, từ vài Mbps đến hàng trămMbps
Phạm vi triển khai đa dạng: LAN (vài km), WAN (hàng chục km)
Chi phí để triển khai hệ thống ban đầu rất cao
64
Vô tuyến: các băng tần truyền dẫn
65
Vô tuyến: sóng viba mặt đấtChảo parabol (thường 10 inch)Chùm sóng định hướng theo đường ngắm (line of sight)Khoảng cách max giữa các anten
h: chiều cao của antenk: hằng số hiệu chỉnh độ gấp khúc của sóng (k=4/3)Ví dụ: tháp anten cao 100m cách xa 82kmChuỗi tháp anten: điểm-điểm
Độ suy giảm t/hd: khoảng cách – λ: chiều dài sóngĐộ suy giảm tỉ lệ thuận bình phương khoảng cách → cầnamp/repeater mỗi 10-100kmĐộ suy giảm thay đổi theo môi trường (càng tăng khi có mưa)
Viễn thông khoảng cách xaThay thế cho cáp đồng trục (cần ít bộ amp/repeater, nhưng phải nằmtrên đường thẳng)
Tần số càng cao thì tốc độ dữ liệu càng cao
khd 14.7=
( ) dBL d 24log10 λπ=
66
Vô tuyến: sóng vệ tinhVệ tinh là trạm trung chuyểnVệ tinh nhận trên một tần số, khuyếch đại (lặp lại tín hiệu) và pháttrên một tần số khácCần quĩ đạo địa tĩnh
Cao 35.784 kmỨng dụng
Truyền hìnhĐiện thoại đường dàiMạng riêng
Đặc tínhThường trong khoảng tần số 1-10 GHz
< 1 GHz: quá nhiều nhiễu>10 GHz: hấp thụ bởi tầng khí quyển
Cặp tần số thu/phát(3.7-4.2 downlink, 5.925-6.425 uplink) 4/6 GHz band(11.7-12.2 downlink, 14-14.5 uplink) 12/14 GHz bandTần số cao hơn đòi hỏi tín hiệu phải mạnh để không bị suy giảmT ễ 240 300 đá hú ý t iễ thô
67
Vô tuyến: vệ tinh
Satellite
Footprint
Earth
Earth groundstation
Uplink down
link
point-to-point
Satellite
Hub station
point-to-multipoint
Uplink
downlink
downlink
VSAT VSAT
VSAT : very smal aperture terminal
Equatorial Orbit
22,300 miles
68
Vô tuyến: sóng radioVô hướng, 30MHz – 1GHzSóng FMTruyền hình UHF và VHFTruyền theo đường thẳng (line of sight)Bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa kênh
Phản xạ
69
Vô tuyến: sóng hồng ngoạiTruyền theo đường thẳng (hoặc phản xạ)Cản bởi các bức tườngBộ điều khiển TV từ xa, cổng điều khiển bằng hồng ngoại(IRD port)
70
Lan truyền vô tuyếnTín hiệu lan truyền theo 3 đường
Sóng mặt đấtDọc theo đường bao trái đất< 2MHzAM radio
Sóng bầu trờiRadio nghiệp dư, dịch vụ toàn cầu BBC, VOATín hiệu phản xạ từ tầng điện ly
Đường thẳngKhoảng trên 30MHzCó thể xa hơn đường thẳng quang học do có phản xạ
71
Lan truyền sóng mặt đất
Earth
Signalpropagation
Transmitantenna
Receiveantenna
Ground-wave propagation (below 2MHz)
72
Lan truyền sóng bầu trời
Earth
Sky-wave propagation (2MHz to 30MHz)
Receiveantenna
Transmitantenna
ionosphere
Signal propagation
73
Lan truyền đường thẳng
Earth
Line-of-sight (LOS) propagation (above 30MHz)
Receiveantenna
Transmitantenna
Signal propagation
74
Nhiễu đa luồng
75
Kết chươngMột số khái niệm và thuật ngữ
PhổBăng thôngTốc độ kênh truyền
Môi trường truyền dẫnHữu tuyến
Twisted – pairCoaxialFiber optic
Vô tuyếnRadioSatelliteMicrowave
Recommended