BÀI TẬP CHƯƠNG 3

Nhóm: Trần Quang Huy

Bài 3.6:

Theo đề bài ta có:

E = 350; E = -100

0; Elmin = 67

0; SG O = 42164; R = 6371 km

min = 900 + Elmin

Theo công thức (3.17) ta có:

S = arcsin06371

sin15742164

= 3.380.

Theo công thức (3.18) ta có:

b = 180 – 157 – 3.38

= 19.620.

Theo công thức (3.19) ta có:

B = arccos

0

0

os 19.62

os 35

c

c

= 00

Phía đông giới hạn vệ tinh của các trạm mặt đất ở:

E + B = - 1000

Và ở phía tây là:

E - B = -1000

Bài 3.7

Theo đề bài ta có:

E = 120; E = - 52

0; Elmin = 70

0; SG O = 42164; R = 6371 km

min = 900 + Elmin

Theo công thức (3.17) ta có:

S = arcsin06371

sin16042164

= 2.960

Theo công thức (3.18) ta có:

b = 180 – 160 – 2.96

= 17.040.

Theo công thức (3.19) ta có:

B = arccos

0

0

os 17.04

os 12

c

c

= 12.10.

Phía đông giới hạn vệ tinh của các trạm mặt đất ở:

E + B = - 39.90

Và ở phía tây là:

E - B = - 64.10

Bài 3.8:

Theo đề bài ta có:

E = 350; E = - 65

0; Elmin = 19

0; SG O = 42164; R = 6371 km

min = 900 + Elmin

Theo công thức (3.17) ta có:

S = arcsin06371

sin10942164

= 8.210.

Theo công thức (3.18) ta có:

b = 180 – 109 – 8.21

= 62.790.

Theo công thức (3.19) ta có:

B = arccos

0

0

os 62.79

os 35

c

c

= 56.10.

Phía đông giới hạn vệ tinh của các trạm mặt đất ở:

E + B = - 8.90

Và ở phía tây là:

E - B = - 121.10.

CHAPTER 6: ANTENNAS

6.4. What are the main characteristics of a radiated wave in the far-field region? The

components of a wave in the far field region are , .

Calculate the magnitude of the total electric field. Calculate also the magnitude of the

magnetic field.

- Đặc tính của sóng phát xạ trong vùng far-field là :

+ Vùng phát xạ có dạng sóng ngang TEM, (E⏊H) ⏊k, tuân theo quy tắc bàn tay

phải.

+ Trong far-field, E được tổng hợp từ 2 thành phần: Eθ, EΦ. E có biên độ được

tính như sau:

√ θ Φ

Bài tập:

Tóm tắt:

Tính độ lớn điện trường tổng hợp?

Tính độ lớn từ trường?

a. Độ lớn điện trường tổng hợp:

√

√

b. Độ lớn từ trường của vùng từ:

√

6.7. The rms value of the electric field of a wave in the far-field region is 3 V/m.

Calculate the power flux density.

Tóm tắt:

Tính mật độ công suất phổ?

=120

6.8. Explain what is meant by the isotropic power gain of an antenna.(Giải thích ý

nghĩa của độ lợi công suất đẳng hướng của một anten)

+ Độ lợi công suất đẳng hướng là độ lợi công suất bằng nhau ở tất của các hướng.

+ Là tỉ số:

: mật độ dòng công suất lớn nhất

6.9. The directivity of an antenna is 52 dB, and the antenna efficiency is 0.95. What is

the power gain of the antenna?

Tóm tắt:

, Tính G?

Ta có:

[ ]dB = 10lg + [ ]dB = 10lg 0.95 +52

= -0.22 +52 = 51.8 dB

8.1 Explain what is meant by direct broadcast satellite service. How does

this differ from the home reception of satellite TV signals in the C band?

A. Explain what is meant by direct broadcast satellite service:

Vệ tinh truyền thông trực tiếp( Direct-broadcast satellite - DBS), hoặc

truyền hình vệ tinh Trực tiếp tại gia (Direct to Home -DTH) truyền trực tiếp tín

hiệu truyền hình đến từng máy thu hình ở các hộ gia đình, mà không qua một

thiết bị trung gian nào.

Vể mặt kỹ thuật :đây là phương thức truyền dẫn tín hiệu sử dụng băng tần

Ku hoặc C trực tiếp từ vệ tinh đến các điểm nhận tín hiệu.

DTH có những thế mạnh mà truyền hình số mặt đất (DTT) và truyền hình

cáp không có được như: vùng phủ sóng rộng, không phụ thuộc vào địa hình,

cường độ trường tại điểm thu ổn định và đồng đều trên toàn quốc nên hình ảnh,

âm thanh luôn có chất lượng tốt.

Để sử được truyền hình số vệ tinh (DTH), người dùng cần có chảo thu vệ

tinh, đầu thu kỹ thuật số để giải mã, chuyển đổi tín hiệu.

B. How does this differ from the home reception of satellite TV signals in

the C band?

Ku Band và C band cần các chảo khác nhau, có cả loại chảo thu được cả

C và Ku.

Chảo Ku cần chính xác hơn và chảo C cần to hơn. Thông thường dùng

chảo Ku với đường kính 55-60 Cm còn chảo C với đường kính 1m4.

8.3. Tại sao lại phải chuyển đồi lại tín hiệu nhận được từ vệ tinh ở anten

thu?

Truyền hình vệ tinh hoạt động gồm phần uplink và downlink . Các trạm

uplink thu thập tín hiệu từ các nhà cung cấp nội dung khác nhau ( HBO,

ESPN , Discovery , các nhà cung cấp địa phương , vv ) , biến đổi nó

thành tín hiệu tần số cao và phát ra để truyền hình vệ tinh quay quanh

Trái Đất. Các vệ tinh sau đó gửi đường xuống tín hiệu trở lại trái đất

thông qua các thiết bị điện tử được gọi là bộ thu vệ tinh .

Do đó, khi tín hiệu nhận được ở anten cần được biển đổi ngược lại thành

tín hiệu tương tự, khi đó ta mới xem được các thông tin mình muốn.

8.4 Giải thích lý do tại sao các bộ khuếch đại tạp âm thấp trong một hệ

thống tiếp nhận vệ tinh được đặt ở cuối ăng ten của cáp feeder?

Truyền hình vệ tinh có khả năng bao phủ một vùng rất rộng lớn, độ cao

hoạt động lên đến 30-40km. Do vậy dù tín hiệu đã được điều chế với tín

hiệu có tần số cao để đảm bảo khả năng truyền xa và không bị nhiễu. Tuy

nhiên ở đầu thu anten cũng cần bộ khuếch đại tạp âm thấp để lọc bớt các

tạp âm, làm cho chất lượng âm thanh và hình ảnh được tốt nhất.

8.6. In most satellite TV receivers the first IF band is converted to a second,

fixed IF. Why is this second frequency conversion required?

Trong giao tiếp và kỹ thuật điện tử, một tần số trung gian ( IF ) là một tần

số mà một tần số sóng mang được chuyển như một bước trung gian

trong truyền hoặc thu. Tần số trung gian được tạo ra bằng cách trộn các hãng

truyền tín hiệu với một tín hiệu dao động địa phương trong một quá trình được

gọi là phách , kết quả trong một tín hiệu về sự khác biệt hoặc tần số nhịp . Tần

số trung gian được sử dụng trong thu đổi tần vô tuyến , trong đó một tín hiệu

đến được chuyển sang một IF cho khuếch đại trước khi cuối cùng phát

hiện được thực hiện.

Chuyển đổi sang một tần số trung gian là hữu ích vì nhiều lý do. Khi được sử

dụng nhiều giai đoạn của các bộ lọc, tất cả họ đều có thể được thiết lập với một

tần số cố định, để xây dựng và điều chỉnh dễ dàng hơn. Bóng bán dẫn tần số

thấp hơn thường có lợi nhuận cao hơn, do đó giai đoạn ít được yêu cầu. Nó dễ

dàng hơn để làm cho các bộ lọc mạnh có chọn lọc tần số cố định thấp hơn.

Bài tập nhóm: Chương 9: 9.10, 9.11, 9.12, 9.16, 9.22, 9.24

Danh sách nhóm:

Nông Việt Bình 0820011

Hà Quốc Dũng 0820031

Trần Quốc Hoài 0820057

Đỗ Như Long 0820089

Trần Đình Thắng 0820157

Bài 9.10

a) Định nghĩa điều chế tần số.

(b) Một sóng mang 70 MHz được điều chế tần số với tín hiệu âm tần 1 kHz có biên

độ đỉnh là 5V. Các hằng số điều chế là 15 KHz/V. Viết biểu thức Biểu thức tần sồ

tức thời.

(a)Điều chế tần số FM :

FM là viết tắt của ( Fryquency Moducation : Điều chế tần số ) là điều chế theo

phương thức làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tần theo biên độ của tín hiệu âm

tần, khoảng tần số biến đổi là 150KHz

Sóng FM là sóng cực ngắn đối với tín hiệu Radio, sóng FM thường phát ở dải

tần từ 76MHz đến 108MHz

Sóng FM có nhiều ưu điểm về mặt tần số, dải tần âm thanh sau khi tách sóng

điều tần có chất lượng rất tốt, cho âm thanh trung thực và có thể truyền âm thanh

Stereo , sóng FM ít bị can nhiễu hơn só với sóng AM.

Nhược điểm của sóng FM là cự ly truyền sóng ngắn, chỉ truyền được cự ly từ

vài chục đến vài trăm km.

(b) Ta có : tần số sóng mang fc= 70MHz, tần số tín hiệu fm=1kHz, biên độ sóng

mang A=5V, hằng số tỉ lệ Kf=15kHz/V. Tìm biểu thức của tần số tức thời?

Giải :

Ta có tín hiệu dữ liệu băng gốc là : s(t) = Acos(2πfmt) = 5cos(2πt)

Biểu thức tần sồ tức thời : fi(t) = fC + Kf.s(t) = 70.103 + 15.5cos(2πt)

9.11 Dạng sóng điều chế góc có thể được viết dưới dạng sin(t), đối số (t) là một

thành phần tín hiệu điều chế. Cho tần số góc tức thời là i= d(t)/dt, tính đạo hàm

biểu thức sóng mang FM trong Prob. 9.10.

fc: Tần số điều chế tín hiệu.

fm : Tần số tín hiệu hình sin

Δf :Độ chênh lệch tần số đỉnh.

Ta có:

(t) = 2fct + n(t) ; với n(t) là biến điệu pha nhiễu (noise phase modulation)

=>i= d(t)/dt = 2fc +

Mà i = 2fi =>fi=

= fc +

Vì sóng điều chế là tín hiệu hình sin nên :

fi= fc + Δf2fmt =>

= Δf 2fmt (eq 9.6)

Vậy : fm =

9.12

(a) Định nghĩa điều chế pha.

(b) Một sóng mang 70 MHz được điều chế pha với tín hiệu âm tần 1 kHz có biên

độ đỉnh là 5V. Các hằng số điều chế pha là 0,1 rad/V. Viết biểu thức cho các đối

số (t) của sóng điều chế.

Giải:

(a) Điều chế pha

Định nghĩa: thay đổi pha của sóng mang có biên độ cố định thay đổi trực

tiếp với biên độ điều chế của tín hiệu điều chế với tốc độ bằng với tần số của

tín hiệu điều chế

Biểu thức toán học

m(t)=

- m(t):sóng đã điều chế góc

- :biên độ đỉnh sóng mang(V)

- : tần số góc sóng mang

- : độ lệch pha tức thời(rads)

- là 1 hàm của tín hiệu điều chế

=F[ ]=F[ sin( t)]

(b)Ta có =70MHz =5V = 1KHz (tần số góc sóng điều chế )

K=0,1 rad/V (frequency deviation)

Hệ số điều chế

m =K =0,1x5=0,5

Biểu thức điều chế pha của sóng đã qua điều chế:

= K (t)

Với (t)= sin =5sin(1t)

=0,1x5sin(t)=0,5sin(t)

Bài 9.16

Một tín hiệu âm tần 10 KHz được dùng để điều chế tần số sóng mang.Độ lệch đỉnh

của tần số là 75 KHz/V. Sử dụng quy tắc của Carson để ước lượng băng thông cần

thiết.

Giải:

Theo quy tắc của Carson, băng thông yêu cầu:

BIF = 2 ( F + FM)

: Là độ lệch tần số tạo bởi các tín hiệu baseband điều chế.

FM : Là thành phần tần số cao nhất trong các tín hiệu baseband.

Băng thông cần thiết BIF :

FM = 10KHz

BIF = 2 ( F + FM) = 2(75 + 10) = 170 KHz

9.22. Tính toán IF băng thông cần thiết cho tín hiệu điện thoại FDM / FM: (a) 12

kênh, (b) 300 kênh, và (c) 960-kênh. Giả sử rằng peak/ rms bằng 10 dB cho (a) và

(b) và bằng 18 dB cho (c).

Giải:

(a) Tín hiệu điện thoại FDM / FM có tần số từ 300-3400Hz ,12 kênh thuộc nhóm

cơ bản ( Group) . Suy ra Fm = 60 KHz ; Frms=35 KHz; gdB = 10 dB ; Fm (dựa theo

bảng CCITT Recommendations G.423). Frms từ bảng 9.1.

g = = =3.16

Vì 12 20logL = -1 + 4logn ;với n : số kênh;n= 12

= 1.46

= g.L. Frms = 3.16 1.46 35 = 161.4 KHz

BIF = 2 ( F + Fm) = 2(161.4 60) = 443.2 KHz

(b) n 240 => 20logL = -15 + 10logn; Frms=200 KHz; Fm = 1364

g = = =3.16

= g.L. Frms 3.16 9.6 200 6067.2 KHz

BIF = 2 ( F + Fm) = 2(6067.2 +1364 ) = 14862.4 KHz

(c) n 240 => 20logL = -15 + 10logn; Frms=200 KHz; Fm = 2792 ; gdB = 18;

g = = =7.9

= g.L. Frms 7.9 14.8 200 23384 KHz

BIF = 2 ( F + Fm) = 2(23384 +2792 ) = 52352 KHz

9.24

Tóm tắt : tín hiệu video có peak deviation và video bandwith

.

Dùng luật Carson’s ,tính IF bandwidth required và receiver processing gain

.

Giải:

Theo luật Carson’s: BIF = 2 ( F + FM)

Suy ra: MHz.

receiver processing gain GP :

Với

Vậy

11.2 xác suất lỗi là 10-6

. Hỏi có bao nhiêu bit lỗi khi truyền 108 bit?

Giải:

xác suất lỗi là 10-6

=>truyền 106 bit có 1 bit lỗi

vậy truyền 108bit có 10

8/10

6=100 bit lỗi

11.3 một quá trình truyền sử dụng 1 code có k=7 và n=8. Hỏi có bao nhiêu

codewords và bao nhêu datawords?

Giải:

codewords= 2n = 2

8= 256

Datawords= 2k = 2

7 =128

11.5 Tính code rate của mã Hamming (31,26) ?

Giải:

Mã (31,26) suy ra k=26, n=31

Suy ra rc = k/n =26/31

11.6 Tính code rate và số lỗi có thể sữa được với mã BCH (63,36) ?

Giải: mã (63,36) suy ra n =63, k=36

Mà n= 2m

-1 63=2m – 1 => m=6

=>code rate rc=k/n = 36/63

Số lỗi có thể sữa được là t:

K ≥ n-mt 36 ≥ 63-6t

Suy ra t ≥ 9/2

11.7. An R-S có k=8 và số symbol dự phòng là 8. Tính số symbol lỗi có thể sữa sai

Số symbol dự phòng = N-K = 8

84

2 2

N Kt

Vậy số symbol lỗi có thể sữa sai là 4 .

11.10 Giải thích ý nghĩa và tại sao lại dùng đan xen trong mã hoá sửa sai.

Đan xen dùng để thay đổi vị trí các bit trong từ mã, khiến cho các lỗi chùm trở

thành các lỗi ngẫu nhiên. đan xen được dùng với mã hoá khối và cũng có thể dùng

với mã chập.

Hình (a) cho chúng ta thấy được chuỗi dữ liệu truyền đi và các bit được đánh dấu

từ b1 đến b24.

Hình (b) các bit được đan xen thành các hàng và các cột để truyền đi, ngoài ra các

bit chẵn lẻ được thêm vào ở ba hàng cuối

Hình (c) khối thông tin truyền đi sẽ được giải theo từng hàng, và ví dụ rằng lỗi

chùm xảy ra và xuất hiệt ở hàng thứ 4, ở các bit b3 b4 và b5, các bít này sẽ xem

như các bit lỗi riêng biệt trong các cột 4,3,2, và các bit sẽ được mã hoá sửa sai theo

các cột.

8

42 2

N Kt

11.12 Giải thích ý nghĩa của mã forward error correcting (FEC). Mã hóa FEC với

tỉ lệ mã hóa ¾ , biết tốc độ bit là 1.544 Mb/s. Tính tốc độ truyền dẫn ?

Giải

Giải thích mã hóa FEC: FEC là kỹ thuật sữa lỗi, trong đó các lỗi xảy ra có thể

được sữa bởi FEC khi dữ liệu đến đầu nhận. Khả năng sữa lỗi của FEC là tùy thuộc

vào mã được sử dụng để mã hoá. Forward là do khi áp dụng mã FEC vào thì đầu

nhận có khả năng sữa lỗi rồi nên không cần Auto Retransmit reQuest (ARQ), do

vậy mà các dữ liệu được gửi đến một cách liên lục.

Rc = 1.544 Mb/s

Với tỉ lệ mã hóa ¾ FEC thì tốc độ truyền dẫn là 1.544 x 4/3 =2.059 Mb/s

11.14 A BPSK signal provides an [Eb /No] of 9 dB at the receiver. Calculate the

probability of bit error.

Tóm tắt :

Tín hiệu điều chế BPSK tại đầu thu có Eb/No = 9dB.

Tính xác suất bit lỗi.

Giải

Công thức tính xác suất bit lỗi :

Mà erfc(x) = 1 – erf(x)

=>

(√

) =

Tra trong bảng Error function table :

Erf(x) =

√ ∫

=> erf(3) = 0.99998

=>

Bài tập Chương 13

Nguyễn Thái Sơn 0820138

Vương Công Khánh 0820081

Lê Quang Thái 0820149

Nguyễn Thanh Bình 0820010

Huỳnh Ngọc Duy 0820024

13.9/

Tại Downlink:

[EIRP] = 35 dBw

GR =59.5 dB

30

G( )=32 – 25 log

[Y]D = 6 dBd

Tính [ ] tại bộ nhận ăng ten?

Giải:

Ta có:

[ ]= [EIRP] + [GR] – [G( )] + [Y]D

mà [EIRP] =0

[G( )] = 32-25 log3 = 20 dB

Suy ra : [ ]= + 59.5 – 20 + 6 = 45.5 dB

13.10/

P1 = 36 dBw [EIRP]1 = 34 dBw

P2 = 24 dBw [EIRP]2 = 34 dBw

[GA] = 54 dB [GB] = 44 dB

[Y]D = [Y]0 = 4 dB

[G( )] = 32 – 25log dB

Tính [ ] và tính tỉ số [ ]ant tại bộ nhận ăng ten

Gb :Gain anten thu

Ga :Gain anten phat

Ta có:

C.T 13.3

U C.T 13

[G( )] = 32-25 log3

32- 25 =24,5 dB

= 0 + 44 – 24.5 +4 = 23.5 dB

U = (30 -24) +54 -24,5 + 4 =39.5 dB

TỈ số tại bộ nhận anten là ant

Ta có CT : ant = + 13.5

Đối với downlink

Với = 23.5 dB => = 102.35

= 223.9

=4.47 x10 -3

Đối với uplink

U = 39,5dB => U =103.95

= 8912

Suy ra U =1.12 x 10 -4

ant = 4.582 x10 -3

=> ant = 218.3

=> ant = 23.4db

14.41. The shift register in an m-sequence generator has 7 stages. Calculate

the number of binary 1s and 0s. The code is used to generate a NRZ polar

waveform at levels +1 V and -1 V. Calculate the dc offset and the carrier

suppression in decibels that can be achieved when BPSK is used.

7 stages => n=7

N= 2n – 1 = 2^7 -1 =127 (Chips)

số nhị phân 1 được cho bởi :

=2^7/2 = 64

Và số nhị phân 0 được cho bởi :

=2^7/2 -1 = 63

Carrier suppression = 1/N = 1/127

14.48. Explain the principle behind spectrum spreading and despreading and how

this is used to minimize interference in a CDMA system.

Là một kỹ thuật truyền dẫn trong đó một mã giả nhiễu ngẫu nhiên (Pseudo-Noise)

(không phụ thuộc vào thông tin dữ liệu) được điều chế (spreading) thành một dạng

sóng có mức năng lượng trải ra trên băng thông lớn hơn nhiều so với băng thông

của thông tin.Thông thường, độ rộng dãi tần là vài MHz cho tín hiệu thoại vài Khz.

Tại bộ thu, tín hiệu sẽ được giải điều chế (despreading) bằng khả năng sử dụng một

mẫu đồng bộ của mã giả tạp âm(PN).

c(t) trong máy thu thực hiện chức năng despreading mà nó phục hồi quảng phổ của

tín hiệu cần thiết với những gì nó là trước khi có hoạt động lan truyền trong máy

phát. Đây cũng là kĩ thuật trải phổ có thể làm giảm nhiễu. Hình 14.39a cho thấy

quang phổ của hai tín hiệu, một tín hiệu nhiễu mà không phải một phần của hệ

thống CDMA và điều đó đã không được lan truyền, và DS/SS đòi hỏi nhận được

tín hiệu. Sau khi hoạt động despreading cho tín hiệu cần thiết, quang phổ của nó

được phục hồi như được mô tả trước đây. Tuy nhiên, các tín hiệu nhiễu chỉ đơn

giản là được tăng thêm bởi tín hiệu c(t), mà kết quả trong nó được lan truyền.

14.49. The IF bandwidth for a CDMA system is 3 MHz, the rolloff factor for the

filter being 1. The information bit rate is 2.4 kb/s, and an [ Eb/No] of 11 dB is

required for each channel accessing the CDMA system. Calculate the maximum

number of accesses permitted.

Băng thông trung tần của 1 ht CDMA BN = 3Mhz

Thừa số dốc bộ lọc ρ = 1

Tốc độ bit thông tin Rb = 2.4 kb/s

[ Eb/No] yêu cầu cho mỗi kênh truy cập ht CDMA = 11dB.

Tính số kênh cho phép truy cập tối đa?

Rch = BIF/(1+ρ) =3x10^6 /(1+1)=1.5x10^6 (chips/s)

GP = Rch/Rb = 1.5x10^6/(2.4x10^3)= 625

K = 1 +(1+ρ) GP N0/Eb = 1+(1+1)x625x1/11 = 114,6

Vậy có tối đa 114 kênh cho phép truy cập .

14.50. Determine the throughput efficiency for the system in Prob. 14.49.

η = K/Gp =115/625 = 0.184

14.51. Show that when K is large such that the first term, unity, on the right

hand side of Eq. (14.53) can be neglected, the throughput efficiency is

independent of the processing gain. Hence, plot the throughput efficiency as a

function of [Eb/No] for the range 7 to 11 dB.

15.2. Explain the difference between a wideband network and a broadband network. In

network terminology, bandwidth is usually given in terms of bit rate, while in radio

systems bandwidth is given in terms of frequency. Show how these concepts are connected.

Mặc dù "wideband" và "broadband" có ý nghĩa tương tự nhau, nhưng mỗi loại được sử dụng

trong bối cảnh khác nhau:

Wideband network đề cập đến dải tần số trong phổ của tín hiệu .

Broadband network : nhiều tín hiệu (hoặc nhiều kênh) khác nhau có thể được truyền đi bên trong

một dây dẫn trong cùng một lúc,có khả năng hỗ trợ tốc độ bit lớn.,Broadband đề cập đến tốc độ

và tỷ lệ bit

Trong công nghệ mạng.Bandwidth thưởng được thể hiện bởi bit rate trong khi “radio systems

bandwidth” được thể hiện bởi tần số

*Tần số:

Băng thông từ được sử dụng để xác định một phạm vi tần số và áp dụng chủ yếu cho các mạch

tương tự và tín hiệu, Phần. 9.6.2.

Băng thông t n hiệu l một giá trị đo được của phổ tần số tín hiệu được tính theo quy tắc của

Carson:

Với độ lệch D:

BIF : Băng thông IF

ΔF : Độ lệch của sóng mang

FM : Thành phần tần số cao nhất trong các tín hiệu baseband

*Bit rate:

Các tín hiệu kỹ thuật số cũng đòi hỏi băng thông tần số, (phần.10.5), và ở đây băng thông tần số

là tỷ lệ thuận với tốc độ bit

B và f1 được xác định bởi tỉ lệ mẫu và tham số rolloff

0≤ p ≤ 1

Bandwidth B

f1:

Rsym: Symboys rate được đo bằng đơn bị Bauld, 1 Bauld là symboys/1 giây

15.3. Explain briefly what is meant by a network protocol. By referring to any of the

standard publications showing the open systems interconnection (OSI) model, show how

the ATM layer model, of Fig. 15.2, relates to the OSI model.(A comprehensive description

of the OSI model can be found on the web site of Wikipedia, the free encyclopedia).

Tầng ứng dụng (Application layer – lớp 7): tầng ứng dụng quy định giao diện giữa

người sử dụng v môi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện cho người sử dụng truy

cập vả sử dụng các dịch vụ của mô hình OSI. Các ứng dụng cung được cấp như các

chương trình xử lý kí tự, bảng biểu, thư t n … v lớp 7 đưa ra các giao thức HTTP, FTP,

SMTP, POP3, Telnet.

Tầng trình bày (Presentation layer – lớp 6): chuyển đổi các thông tin từ cú pháp người

sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hóa

chúng trước khi truyền đễ bảo mật. Tầng này sẽ định dạng dữ liệu từ lớp 7 đưa xuống rồi

gửi đi đảm bảo sao cho bên thu có thể đọc được dữ liệu của bên phát. Các chuẩn định

dạng dữ liệu của lớp 6 l GIF, JPEG, PICT, MP3, MPEG …

Tầng giao dịch (Session layer – lớp 5): thực hiện thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên

làm việc giữa hai hệ thống. Tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng cho tầng

vận chuyển sử dụng. Nó xác lập ánh xạ giữa các tên đặt địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc ban

đầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch truyền thông. Nó đặt tên nhất

quán cho mọi thành phần muốn đối thoại riêng với nhau. Các giao thức trong lớp 5 sử

dụng là NFS, X- Window System, ASP.

Tầng vận chuyển (Transport layer – lớp 4): tầng vận chuyển xác định địa chỉ trên mạng,

cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút, đảm bảo truyền dữ

liệu tin cậy giữa hai đầu cuối (end-to-end). Các giao thức phổ biến tại đây l TCP, UDP,

SPX.

Tầng mạng (Network layer – lớp 3): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển

hướng, vạch đường các gói tin trong mạng (chức năng định tuyến), các gói tin này có thể

phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đ ch cuối cùng. Lớp 3 là lớp có liên quan đến

các địa chỉ logic trong mạng Các giao thức hay sử dụng ở đây l IP, RIP, IPX, OSPF,

AppleTalk.

Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer – lớp 2): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ xác

định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng

gói và phân phát các gói tin.Lớp 2 có liên quan đến địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng,

topo mạng, truy nhập mạng, các cơ chế sửa lỗi v điều khiển luồng.

Tầng vật lý (Phisical layer – lớp 1): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào

đường truyền vật lý để truyền các dòng Bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các

chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn,

giao diện nối kết và các mức nối kết.

ATM

Lớp vật lý:là lớp thấp nhất,có chức năng truyền tải các tế bào ATM giữa các thiết bị

ATM trên phương tiện vật lý

Lớp AAL:Nhận các khung của dữ liệu được đưa đến,chuyễn khung đó th nh dạng tế bào

và thêm những header thông tin cần thiết cho phép khôi phục khối gốc tại bên nhận.

Lớp ATM:có chức năng vận chuyển tế bào ATM từ nguồn tới đ ch.Lớp ATM sẽ gửi

nhận các payload từ AAL

So sánh mô hình tham chiếu giao thúc B-ISDN với mô hình OSI : mô hình tham chiếu

của ATM không tương th ch ho n to n mới mô hình OSI . Tùy theo từng trường hợp cụ

thể mà ta xem xét mô hình tham chiếu của ATM tương đương với các lớp khác nhau của

mô hình OSI. Khi xét các chức năng bên trên không thuộc ATM (IP, IPX..) thì lớp vật lí

của ATM tương ứng với lớp 1 trong mô hình OSI, lớp ATM v AAL tương ứng với lớp 2

của mô hình OSI, nhưng trường địa chỉ trong phần tiêu đề của tế bào ATM lại có ý nghĩa

như lớp thứ 3 trong mô hình OSI.

15.4. Describe briefly the difference between synchronous and asynchronous transfer

modes. One author (Ramteke, 1994) points out that synchronous transmission mode

(STM) uses asynchronous multiplexing, and ATM is transmitted using synchronous

multiplexing (SONET). Explain how this is.

Chế độ truyền đồng bộ v không đồng bộ.

Nguyên lý ghép kênh thời gian đồng bộ (Sychronous Time Division Multiplexing) hay còn

gọi là phương thức truyền đồng bộ (Sychronous Transfer mode).

Các kênh được tổ chức th nh khung v được sắp xếp theo một thứ tự chặt chẽ. Việc xác định

thông tin của từng kênh để phục vụ cho việc chúng cũng như thực hiện các thao tác chuyển mạch

phải bắt đầu bằng việc xác định đồng bộ đa khung, đồng bộ khung. Mất hoặc thu sai đồng bộ

khung cũng l m mất thông tin của các kênh. Do băng thông được phân phối đều cho các kênh

nên những kênh không có thông tin để truyền cũng chiếm khe thời gian dành cho nó và các kênh

khác có nhu cầu truyền tin không thể tận dụng được.

Ưu điểm cơ bản của phương thức này là tốc độ truyền ổn định do vậy rất phù hợp với các dịch

vụ có tốc độ bít cố định và các dịch vụ yêu cầu trễ không đổi cho các dịch vụ nhạy cảm với thời

gian thực như l t n hiệu thoại hoặc hình ảnh.

•Như vậy, chế độ truyền đồng bộ thực chất là cách gán cho mỗi khung 1 khe thời gian để thực

hiện việc đồng bộ khi truyền. Mỗi kênh nắm một khe thời gian, cứ đến phiên là nó chiếm băng

thông dù có truyền hay không v nó độc lập với các kênh khác như thể câu “ nước sông không

phạm nước giếng“. Trong phần n y nói ưu điểm cơ bản là tốc độ truyền ổn định thì chưa ch nh

xác lắm vì đây cũng ch nh l nhược điểm của nó. STM không thể truyền dữ liệu với tốc độ

thay đổi được.

Nguyên lý ghép kênh thời gian không đồng bộ ATDM (Asychronous Time Division

Multiplexing) hay còn gọi là phương thức chuyển giao không đồng bộ ATM (Asychronous

Transfer Mode). Băng thông được phân phát cho các kênh có nhu cầu và không cần tuân theo

một thứ tự chặt chẽ như trong phương thức truyền đồng bộ. Thông tin của từng kênh được truyền

cùng với phần m o đầu của nó tạo thành các gói. Phần header chứa các thông tin điều khiển giúp

cho các thiết bị mạng xác định được thông tin của từng kênh để thực hiện các thao tác định

tuyến, chuyển mạch và sắp xếp lại bản tin. Nhờ có phần header nên việc ghép v tách kênh được

tiến hành rất thuận tiện, băng thông được phân phối một cách linh hoạt cho các kênh. Cũng nhờ

phần header mà có thể áp dụng cơ cấu chuyển mạch tương đối đơn giản như chuyển mạch địa

chỉ.

•Nói một cách chính xác : chế độ truyền tải không đồng bộ sử dụng băng thông một cách cực kỳ

mềm dẻo, nó tận dụng gần như tối đa lưu lượng băng thông nên qua đó có thể tăng tốc độ truyền

mà không cần bổ trợ thêm một thiết bị cơ sở hạ tầng nào. Chìa khoá của chế độ truyền không

đồng bộ này nằm ở phần header của mỗi tế bào. Dựa vào header ta có thể định tuyến, truyền tế

b o đi theo một thứ tự tuỳ ý nhưng vẫn có thể sắp xếp lại thành khối dữ liệu hoàn chỉnh.

15.5. Describe the different types of interfaces and their functions in an ATM

network.

- UNI User Network Interface d ng kết nối giữa thiết bị người d ng v thiết bị ATM. Khi được

kết nối đến một ATM WAN, UNI l đường truyền thuê bao giữa địa điểm khách h ng v điểm

truy cập của h ng truyền tải. Nó có thể l một đường T1 hay một ATM .

- FUNI Frame UNI . Đường truyền FUNI truyền các khung đến mạng ATM, tại đó chúng được

chuyển th nh các cell bởi h ng truyền tải. FUNI có thể giảm những chi ph phần cứng.

- NNI Network-to-Network Interface - Giao diện Mạng-đến-Mạng Đây l giao diện giữa các

thiết bị ATM.

15.12 Những loại tín hiệu nào nhạy cảm với sự chậm trễ của tế bào (cell delay). Làm thế

nào để ATM thích ứng truyền các loại tín hiệu này?

Thoại, truyền hình và hội nghị truyền hình đều yêu cầu dịch vụ CBR(yêu cầu băng thông cố

định). Những tín hiệu này nhạy cảm với sự chậm trễ tế b o, do đó các cell trong các dịch vụ này

phải đảm bảo có một khoảng cách nhất định.

15.15 Thảo luận ngắn gọn các vấn đề chính gặp phải trong việc kết hợp kỹ thuật ATM

trong truyền thông vệ tinh và cách khắc phục.

ATM được mô tả trong các phần trước được sử dụng trong các mạng trên mặt đất để pha trộn tín

hiệu, ví dụ như voice, video, data, v hình ảnh. Phát triển để mở rộng mạng lưới ATM liên kết

với vệ tinh để mang lại các dịch vụ ATM cho người dùng từ xa hoặc biệt lập và cung cấp các

thiết bị băng rộng. Liên kết vệ tinh có bổ sung thêm các mạng cục bộ LAN được liên kết với

nhau tạo thành mạng diện rộng WAN. ATM qua vệ tinh thường được viết tắt là SATM trong các

tài liệu (cho vệ tinh ATM). Vệ tinh có thể được đưa v o mạng ATM bằng 1 số cách khác nhau,

nhưng có một số vấn đề liên kết vệ tinh có giải quyết trong mọi trường hợp.

Trước tiên l BER.ATM được thiết kế để hoạt động trên đường truyền sợi quang do đó lỗi bit

ngẫu nhiên và xác suất bit lỗi là rất thấp.Trong truyền thông vệ tinh, nói chung BER cao hơn

nhiều, và quan trọng hơn, bit lỗi có thể xảy ra trong các vụ nổ.Trong các cuộc thử nghiệm trong

phòng thí nghiệm liên quan đến tín hiệu MPEG-2 đ chứng minh BER tốt hơn 108 ứng dụng

ATM cần thiết. Giá trị này có thể đạt được bằng cách chuyển tiếp sửa lỗi.

Vấn đề với việc áp dụng FEC tới tín hiệu ATM chung đó l lỗi hiệu chỉnh đang được áp dụng

trên các kênh có thể có BER cao hơn như truyền voice, v đó l sự lãng phí tài nguyên. Một số

bản kiểm soát lỗi thương mại dành cho ATM trên vệ tinh có hiệu quả. Ericsson CLA-2000 ATM

Link Accelerator sử dụng thích nghi R-S v cơ chế đan xen, kết quả là tỷ lệ tổn thất và lỗi tế bào

1010 hoặc tốt hơn. Bằng sự th ch nghi có nghĩa l các chương trình m hóa được điều chỉnh cho

phù hợp với các ứng dụng(vd: voice hoặc data), và nó tự động thích nghi với các điều kiện liên

kết , ví dụ, vào những ngày trong trẻo nó sử dụng t FEC trên không, tăng 7% băng thông.

Phương pháp khác l được thực hiện trong giao thức LANET (Limitless ATM Network), một

sản phẩm của Yurie-Lucent. Thích ứng với mã R-S được áp dụng cho các trọng tải và PTI và

CLP trong header.

Delay và biến động trễ (gọi l delay jitter cũng có những vấn đề không được tìm thấy trong các

mạng trên mặt đất. Đối với vệ tinh địa tĩnh sự chậm trễ là khoảng 250ms. Các biến thể trong sự

chậm trễ, gọi là delay jitter, có thể là một vấn đề trong sự trì hoãn của các kênh như voice v

video và một vài hình thức đệm là cần thiết để giảm bớt delay jitter. Việc sử dụng vệ tinh quỹ

đạo trái đất thấp (LEO) và quỹ đạo trái đất trung bình (MEO) làm giảm đi sự trì hoãn mặc dù xảy

ra các vấn đề khác sẽ được đề cập sau.

Mạng ATM trong vệ tinh có thể được phân loại như l kiến trúc đường ống uốn cong và kiến

trúc xử lý on-board. Với kiến trúc “bent pipe”, vệ tinh hoạt động như một đường dẫn nối giữa hai

trạm mặt đất, có thể là cố định hoặc di động. Với kiến trúc xử lý on-board thường viết tắt là

OBP), chuyển mạch ATM là một phần của hệ thống tiếp sóng trong vệ tinh. Việc sử dụng OBP

cung cấp lớn hơn kết nối làm giảm sự trễ đường truyền và cho phép thiết bị đầu cuối nhỏ hơn v

rẻ hơn, nhưng tất nhiên tất cả điều này làm cho kiến trúc vệ tinh phức tạp hơn.

Đường truyền vệ tinh hoạt động với tốc độ bit thấp hơn so với các dịch vụ ATM trên mặt đất.

Các liên kết tăng tốc (ALA) cung cấp kiểm soát lỗi mã hóa đ đề cập trước đó.Chuyển mạch tế

bào (sử dụng VPI v VCI được thực hiện ở trạm cuối ATM, không có trong vệ tinh.

15.16 Hệ thống “bent pipe” có nghĩa gì trong kết nối với hệ thống vệ tinh.

Với kiến trúc “bent pipe”, vệ tinh đóng vai trò như một “đường ống” chỉ cho dữ liệu đi

qua m không “chuyển mạch” switch các luồng dữ liệu) giữa các trạm mặt đất (các trạm này có

thể cố định hay di chuyển).

15.18 Điểm mạnh và yếu trong việc sử dụng các vệ tinh ở quỹ đạo LEO so với các vệ tinh ở

quỹ đạo GEO trong mạng ATM?

Điểm mạnh của vệ tinh ở LEO: có 2 điểm mạnh: vì các dãi tần thấp hơn nên,

+ trễ truyền thấp hơn nhiều so với các vệ tinh ở GEO

+ công suất phát cần thiết thấp hơn nhiều so với các vệ tinh ở GEO.

Điểm yếu: đòi hỏi mạch trong vệ tinh ở LEO phức tạp hơn so với các vệ tinh ở GEO.

Vì : các vệ tinh ở LEO di chuyển so với các trạm mặt đất nên đòi hỏi phải có sự chuyển

đổi búp sóng angten (antenna beam switching) khi búp sóng angten vệ tinh quét qua một vị trí

trên mặt đất (hình thức n y được xem là chuyển mạch trong vệ tinh - intra-satellite switching).

Khi vệ tinh di chuyển ra khỏi một v ng trên trái đất thì cần phải chuyển mạch giữa các vệ tinh

với nhau - Switching between inter-satellite links (ISLs)