Hệ thống truyền tin -Transmission of information

I. Tổng quan.

Viễn thông là một quá trình/ quy trình/ thủ tục “Truyền thông tin từ một vị trí trí này đến một vị trí khác thông qua một quá trình xử lý” được mô tả như sau:
1. Tín hiệu bản tin (Message signal): tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh hoặc dữ liệu máy tính.
2. Mô tả tín hiệu bản tin một cách chính xác được bởi một tập hợp các ký hiệu/biểu tượng (set of symbols) như: electrical, aural (nghe bằng tai, âm thanh) hoặc visual (hình ảnh, nhìn).
3. Mã hóa (encoding) các ký hiệu/biểu tượng vào một khuôn mẫu sao cho nó phù hợp với truyền dẫn thông qua phương tiện vật lý thích hợp.
4. Truyền dẫn (The transmission) chuỗi ký tự đã được mã hóa đến điểm cuối mong muốn.
5. Giải mã (the decoding) và tái tạo lại (reproduction) các ký hiệu/biểu tượng gốc ban đầu.
6. Tái tạo lại tín hiệu bản tin gốc. Tín hiệu nhận được có thể suy giảm về chất lượng so với tín hiệu gốc, và đây là lý do sự không hoàn hảo của hệ thống.

Có ba thành phần cơ bản đều có ở trong mọi hệ thống truyền thông, đó là: phát (transmitter), kênh (channel) và nhận (receiver) được mô tả như hình dưới

Điểm phát và nhận ở hai vị trí khác nhau, và kênh là phương tiện truyền thông vật lý kết nối giữa chúng. Mục đích của bên phát là nó sẽ chuyển đổi tín hiệu bản tin và tạo nên dạng thông tin nguồn phù hợp để truyền thông tin này đi qua kênh (channel). Tuy nhiên tín hiệu lan truyền dọc theo kênh sẽ bị biến dạng (distorted) do nhiễu (noise) và các tín hiệu từ các nguồn khác (interfering noise) được thêm vào kênh truyền, do đó với kết quả là tín hiệu nhận được (received signal) sẽ bị sai lệch so với tín hiệu phát. Vì vậy bên nhận sẽ có nhiệm vụ khôi phục lại bản tin tín hiệu gốc ban đầu sao cho người dùng cuối có thể nhận biết được.

Có hai mô hình truyền thông cơ bản:

a, Quảng bá (Broadcast): một điểm phát với công suất mạnh cho nhiều điểm thu. Tín hiệu mang thông tin  ở đây là một chiều. Ví dụ như radio, truyền hình…

b, Điểm – điểm (point – to – point communication): quá trình xảy ra ở hai điểm phát và nhận, trong trường hợp này quá trình tín hiệu mạng thông tin ở đây là hai hướng. ví dụ như điện thoại.

II. Tài nguyên hệ thống thông tin (Primary Communication Resource)
Trong hệ thống truyền tin, có hai tài nguyên chính đó là Công suất phát (Transmitter Power) và độ rộng kênh (Channel bandwidth). Công suất phát là công suất trung bình truyền tín hiệu. Độ rộng kênh được định nghĩa là sự phân phối băng tần cho việc truyền tín hiệu bản tin.
Một điểm qua trọng khác là chúng ta phải biết là không thể tránh được nhiễu trong hệ thống thông tin. Nhiễu là những sóng không mong muốn làm ảnh hưởng đến quá trình truyền và xử lý tín hiệu trong hệ thống thông tin. Nguồn của nhiễu có thể ở bên ngoài hoặc bên trong hệ thống.
Tham số SNR (Signal-to-Noise Ratio) là cách xác định nhiễu cảu hệ thống. Ví dụ ta có thể định nghĩa SNR ở đầu vào của bên nhận là “Tỷ lệ Công suất tín hiệu trung bình với Công suất nhiễu trung bình”. Đơn vị của SNR là decibels (dBs) = 10xLog theo cơ số 10.
ví dụ: tỷ lệ nhiễu là 10, 100, 1000 thì SNR lần lượt sẽ là 10dBs, 20dBs, 30dBs.

III. Thông tin nguồn/gốc (Source of Information)
Trong hệ thống viễn thông có bốn loại thông tin nguồn cơ bản sau: Tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh và dữ liệu máy tính. Một thông tin nguồn (source of Information) có thể được mô tả dưới dạng tín hiệu (signal) để mang thông tin (carries information). Một tín hiệu là một giá trị đơn của của hàm thời gian và nó giữ vai trò là biến độc lập. Ở mỗi thời điểm thì hàm có giá trị là duy nhất.

IV. Kênh truyền (Communication Channel)
Truyền thông tin qua mạng truyền thông được thực hiện ở lớp vật lý được gọi là Kênh truyền. Phụ thuộc vào mô hình truyền dẫn, có hai nhóm cơ bản:

– Truyền theo định hướng (Guided Propagation): kênh điện thoại, cáp đồng trục, cáp quang.
– Truyền vô hướng (free Propagation): kênh quảng bá không dây, kênh vô tuyến di động, và các kênh vệ tinh.

Có 6 loại kênh cơ bản như sau:
1. Cáp xoắn (Twisted pair): dùng trong mạng điện thoại công cộng, xDSL, truyền số liệu.
2. Coaxial cable: Cáp đồng trục, có 2 loại: 50 và 75 ohms.
3. Cáp quang: optical fiber
4. Kênh quảng bá không dây (Wireless Broadcast Channel): truyền dẫn tín hiệu radio và truyền hình.
5. Kênh vo tuyến di động (Mobile radio channel):
6. Kênh vệ tinh (Satellite channel)

V. Kỹ thuật điều chế
Mục đích của Hệ thống truyền thông là phân phát tín hiệu bản tin từ nguồn đến đích cho người dùng, để làm được điều này thì nguồn tin (information source) cần phải được thay đổi tín hiệu bản tin phù hợp với dạng truyền tin thông qua kênh truyền, sự thay đổi này gọi là Điều chế (Modulation), tức là nó sẽ bao gồm nhiều tham số của một sóng mang (carrier wave) sao cho phù hợp với tín hiệu bản tin. Bên nhận sẽ tái tạo lại tín hiệu bản tin ban đầu từ tín hiệu (đã suy yếu do nhiễu, ..) truyền trên kênh, quá trình này gọi là giải điều chế (demodulation). Tuy nhiên, tín hiệu bản tin nhận được sẽ là không mong muốn do nhiễu (noise) và yếu do vậy sẽ không tái tạo được tín hiệu bản tin chính xác. Sự suy giảm này bị ảnh hưởng bởi kiểu điều chế mà ta sử dụng.

a, CW Modulation: sóng hình sin là sóng mang, khi ảnh hưởng tới biên độ thì ta dùng điều chế biên độ (AM – Amplitude Modulation), nếu ảnh hưởng tới góc thì ta dùng điều chế góc (Angle Modulation). Gần nhất thì CW Modulation được chia ra lad điều chế tần số (FM – Frequency Modulation) và điều chế pha (Phase Modulation)

b, PM: ta có điều chế biên độ xung PAM (Pulse Amplitude Modulation) và Điều chế độ rộng xung PDM (Pulse-Duration Modulation) và Điều chế vị trí xung PPM (Pulse-Position Modulation).

Một dạng điều chế số từ PM khác là Điều chế xung mã PCM (Pulse-Code Modulation), nó bắt đầu từ PAM nhưng có sự thay đổi quan trọng: Biên độ của mỗi xung điều chế ( ví dụ như mẫu (sample) của tín hiệu bản tin gốc) sẽ được lượng tử hóa (quantized) hoặc làm tròn (rounded off) đến giá trị gần nhất đối với quy định mức biên độ và mã hóa chúng thành chuỗi nhị phân. Ký tự 0 và 1 sẽ đại diện cho tín hiệu xung sao cho hình dạng phù hợp với quá trình truyền trong kênh.

BOBYTECH Company

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *