Htvt c1: Giới thiệu về hệ thống viễn thông và các khái niệm cơ bản

Chuyên khảo phân tích Htvt c1 01082020 student, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Th. Nguyễn Thanh Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hệ Thống Viễn Thông
• Đề tài: Giới thiệu về hệ thống viễn thông và các khái niệm cơ bản
• Loại tài liệu: bài giảng
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: Giới thiệu tổng quan
• 1.1. Các khái niệm về kỹ thuật hệ thống viễn thông
• 1.2. Các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thông
• 1.3. Kênh truyền
• 1.4. Truyền sóng điện từ
• 1.5. Giới thiệu chuyên ngành Điện tử - Truyền thông/Viễn thông
• 1.6. Nhắc lại kiến thức cơ bản

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan về hệ thống viễn thông hiện đại

Hệ thống viễn thông là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Nó bao gồm các công nghệ và phương pháp truyền tải thông tin từ điểm này đến điểm khác. Hệ thống này không chỉ phục vụ cho việc liên lạc mà còn hỗ trợ cho nhiều lĩnh vực khác nhau như y tế, giáo dục và kinh doanh. Việc hiểu rõ về hệ thống viễn thông và các khái niệm cơ bản liên quan là rất quan trọng để có thể áp dụng hiệu quả trong thực tiễn.

1.1. Các khái niệm cơ bản về hệ thống viễn thông

Hệ thống viễn thông bao gồm nhiều khái niệm như mạng viễn thông, công nghệ thông tin, và đường truyền dữ liệu. Những khái niệm này giúp người dùng hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống và các thành phần cấu thành nó.

1.2. Các thành phần chính của hệ thống viễn thông

Một hệ thống viễn thông thường bao gồm các thành phần như khối phát, khối thu và kênh truyền. Mỗi thành phần có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của việc truyền tải thông tin.

II. Vấn đề và thách thức trong hệ thống viễn thông hiện nay

Hệ thống viễn thông đang đối mặt với nhiều thách thức như sự gia tăng nhu cầu về băng thông, vấn đề bảo mật thông tin và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ. Những thách thức này đòi hỏi các nhà nghiên cứu và kỹ sư phải tìm ra các giải pháp hiệu quả để cải thiện chất lượng dịch vụ.

2.1. Các vấn đề về băng thông trong viễn thông

Băng thông là một yếu tố quan trọng trong hệ thống viễn thông. Sự gia tăng người dùng và thiết bị kết nối dẫn đến áp lực lớn lên băng thông, gây ra tình trạng nghẽn mạng và giảm chất lượng dịch vụ.

2.2. Thách thức về bảo mật trong truyền thông

Bảo mật thông tin là một trong những thách thức lớn nhất trong viễn thông. Các cuộc tấn công mạng ngày càng tinh vi, đòi hỏi các biện pháp bảo vệ mạnh mẽ để đảm bảo an toàn cho dữ liệu truyền tải.

III. Phương pháp giải quyết vấn đề trong hệ thống viễn thông

Để giải quyết các vấn đề trong hệ thống viễn thông, nhiều phương pháp và công nghệ mới đã được phát triển. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như mạng 5G và công nghệ mã hóa giúp cải thiện hiệu suất và bảo mật của hệ thống.

3.1. Ứng dụng công nghệ 5G trong viễn thông

Công nghệ 5G mang lại tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn và độ trễ thấp hơn, giúp cải thiện trải nghiệm người dùng trong các ứng dụng như video trực tuyến và trò chơi trực tuyến.

3.2. Giải pháp mã hóa thông tin trong truyền thông

Mã hóa thông tin là một phương pháp quan trọng để bảo vệ dữ liệu trong hệ thống viễn thông. Việc sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ giúp ngăn chặn việc truy cập trái phép vào thông tin nhạy cảm.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống viễn thông trong đời sống

Hệ thống viễn thông có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày. Từ việc liên lạc qua điện thoại đến việc truy cập Internet, hệ thống này đã trở thành một phần không thể thiếu trong xã hội hiện đại.

4.1. Viễn thông trong lĩnh vực y tế

Hệ thống viễn thông hỗ trợ việc truyền tải thông tin y tế từ xa, giúp bác sĩ và bệnh nhân kết nối dễ dàng hơn. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tình huống khẩn cấp.

4.2. Ứng dụng viễn thông trong giáo dục

Viễn thông đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các khóa học trực tuyến, giúp học sinh và sinh viên tiếp cận kiến thức từ xa một cách dễ dàng.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống viễn thông

Hệ thống viễn thông đang phát triển nhanh chóng với nhiều công nghệ mới. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và tiện ích cho người dùng. Việc nắm bắt các xu hướng mới sẽ giúp các chuyên gia trong lĩnh vực này có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông

Công nghệ viễn thông sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT), mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành.

5.2. Tương lai của hệ thống viễn thông

Tương lai của hệ thống viễn thông sẽ tập trung vào việc cải thiện hiệu suất, bảo mật và khả năng kết nối, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu tổng quan 1.1 Các khái niệm về kỹ thuật hệ thống viễn thông 1.2 Các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thông 1.4 Truyền sóng điện từ 1.5 Giới thiệu chuyên ngành Điện tử - Truyền thông/Viễn thông 1.6 Nhắc lại kiến thức cơ bản Th. Nguyễn Thanh Tuấn 1 Bạn có biết? 1) Phân biệt kỹ thuật (technique, engineering) với công nghệ (technology) và khoa học (science)? 2) Phân biệt hệ thống (system) với mạng (network) và mạch (circuit)? 3) Phân biệt thông tin (information) với dữ liệu (data)? 4) Phân biệt viễn thông (telecommunication) với truyền thông (communication)? 5) Phân biệt tương tự (analog) và số (digital): thông tin, tín hiệu (signal), dạng sóng (waveform), hệ thống và mạch? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 2 Thông tin ▪ Thông tin (tin tức): tất cả các sự kiện, sự việc, ý tưởng, phán đoán làm tăng thêm sự hiểu biết của con người, hình thành trong quá trình giao tiếp → trừu tượng ▪ Dạng thông tin (thông điệp): hình thức chứa thông tin → vật lý – Tương tự: tín hiệu liên tục (âm thanh, …) – Số: dữ liệu rời rạc (số liệu, …) Th. Nguyễn Thanh Tuấn 3 Truyền thông tin ▪ Trong môn học này, hệ thống viễn thông/ truyền thông/ thông tin có thể được hiểu như nhau: toàn bộ hoạt động nhằm mục đích vận chuyển, đảm bảo tính chính xác của các thông điệp.

▪ Hệ thống truyền thông tin dưới dạng kỹ thuật điện/điện tử đầu tiên: điện báo Th. Nguyễn Thanh Tuấn 4 Tín hiệu (dạng sóng) ▪ Thông tin cần được biến đổi thành tín hiệu (điện từ) để có thể truyền. ▪ Tín hiệu truyền có dạng sóng liên tục theo thời gian. – Tương tự (analog): có vô số giá trị – Số (digital): có hữu hạn giá trị (lý tưởng) Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 5 Hệ thống: xử lý tín hiệu ▪ Tương tự ▪ Số Th. Nguyễn Thanh Tuấn 6 Bạn có biết? 1) Liệt kê một số hệ thống truyền thông tin ở khoảng cách xa? 2) Liệt kê một số hệ thống truyền thông tin ở khoảng cách gần? 3) Phân loại các hệ thống truyền thông tin? 4) Liệt kê một số hệ thống truyền thông tin tương tự? 5) Liệt kê một số hệ thống truyền thông tin số? 6) Liệt kê một số ưu điểm của số so với tương tự? 7) Tại sao vẫn học tương tự? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 7 1.1 Các khái niệm ▪ Thông điệp (chứa thông tin): tương tự hoặc số. ▪ Tín hiệu (truyền thông tin): tương tự hoặc số.

▪ Viễn thông/Truyền thông: truyền thông tin có ý nghĩa từ nơi này đến nơi khác dưới dạng tín hiệu kỹ thuật (phần lớn ở dạng điện từ). ▪ Mục đích của hệ thống viễn thông/truyền thông/thông tin: tái tạo tại đích đến một bản sao chấp nhận được của thông điệp nguồn. – Đánh giá hệ thống tương tự: tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR), độ méo dạng, … – Đánh giá hệ thống số: tốc độ lỗi bit (BER). Nguyễn Thanh Tuấn 8 Ví dụ hệ thống thông tin tương tự Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 9 Ví dụ hệ thống thông tin số Th. Nguyễn Thanh Tuấn 10 Bạn có biết? 1) Liệt kê các thành phần cơ bản của 1 hệ thống viễn thông? 2) Cho biết chức năng của mỗi thành phần? 3) Liệt kê một số thiết bị trong mỗi thành phần? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 11 1.2 Các thành phần cơ bản A B C ▪ Cho biết tên gọi mỗi thành phần A, B, C? ▪ Cho biết chức năng mỗi thành phần trên? ▪ Liệt kê 3 thiết bị ở mỗi thành phần trên? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 12 Đặc tính các thành phần cơ bản ▪ Khối phát: biến đổi tín hiệu (thông tin) nguồn thành tín hiệu phát – Điều chế – Mã hóa (chỉ dùng với hệ thống số) ▪ Khối thu: biến đổi tín hiệu thu thành tín hiệu (thông tin) đích – Giải điều chế – Giải mã (chỉ dùng với hệ thống số) ▪ Kênh truyền: môi trường hay phương tiện sử dụng để truyền tín hiệu Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 13 Phương thức (hướng) truyền ▪ Đơn công (simplex): truyền một hướng (phát thanh, truyền hình) ▪ Song công (full-duplex): truyền đồng thời hai hướng (di động) ▪ Bán song công (half-duplex): truyền hai hướng nhưng tại một thời điểm chỉ có một hướng (bộ đàm) Th. Nguyễn Thanh Tuấn 14 Bạn có biết? 1) Liệt kê một số thiết bị có cả khối phát và khối thu (khối thu phát)? 2) Tên gọi tiếng Anh của khối thu phát? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 15 Đánh giá hệ thống viễn thông ▪ Chất lượng tín hiệu (thông tin) đích – SNR – BER ▪ Công suất phát ▪ Băng thông tín hiệu phát ▪ Dung lượng thông tin truyền (thời gian truyền, tốc độ truyền) ▪ Độ phức tạp (chi phí) ▪ Bảo mật Th. Nguyễn Thanh Tuấn 16 1.3 Kênh truyền ▪ Hữu tuyến (có dây): có kết nối – Cáp xoắn (điện thoại cố định) – Cáp đồng trục (truyền hình) – Cáp quang (Internet) ▪ Vô tuyến (không dây): không kết nối Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 17 Các ảnh hưởng của kênh truyền ▪ Suy hao ▪ Méo dạng ▪ Nhiễu Th. Nguyễn Thanh Tuấn 18 Băng thông kênh truyền ▪ Phạm vi tần số của tín hiệu có thể truyền qua. Nguyễn Thanh Tuấn 19 Bạn có biết? 1) Khi nào kênh truyền cần chia sẻ? 2) Vấn đề gì cần giải quyết khi chia sẻ kênh truyền? 3) Đề xuất giải pháp chia sẻ kênh truyền? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 20 Chia sẻ kênh truyền ▪ Ghép kênh (multiplexing) – FDM – TDM ▪ Đa truy cập (multiple access) – Cố định (fixed) • FDMA • TDMA • CDMA – Thống kê (statistical) : ALOHA Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 21 1.4 Truyền sóng điện từ ▪ Tần số của tín hiệu không phụ thuộc kênh truyền. ▪ Bước sóng của tín hiệu và tốc độ truyền sóng điện từ và phụ thuộc vào kênh truyền và tần số của tín hiệu. Nguyễn Thanh Tuấn 22 Ví dụ 1 ✓Ánh sáng truyền nhanh nhất trong môi trường chân không với tốc độ 3 x 108 m/s. ✓Bước sóng của ánh sáng đỏ (4 x 1014 Hz) trong không khí là 0.75um, trong cáp (đồng trục hoặc quang) là 0.

▪ Tốc độ ánh sáng truyền trong cáp là bao nhiêu? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 23 Ví dụ 2 ▪ Trong vô tuyến truyền thẳng (line-of- sight) để hiệu quả yêu cầu kích thước vật lý của anten khoảng 1/10 bước sóng (thường ½ hoặc ¼). Tính kích thước tối thiểu của anten để truyền tín hiệu có tần số a) 100 Hz b) 100 MHz Th. Nguyễn Thanh Tuấn 24 Bạn có biết? 1) Phân biệt băng thông và băng tần? 2) Tại sao phải chia phổ tần thông tin sóng điện từ thành các băng tần? 3) Tên gọi các băng tần (VHF, UHF, …)? 4) Phạm vi tần số và bước sóng của các băng tần? 5) Các nghĩa tiếng Việt của thuật ngữ “radio”? 6) Các tên tiếng Việt và tiếng Anh gần nghĩa với thuật ngữ “vô tuyến”? Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 25 Băng thông và Băng tần ▪ So sánh băng thông của các loại cáp truyền? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 26 Băng tần vô tuyến ▪ Có thể có khác biệt nhỏ trong phân loại băng tần vô tuyến Th. Nguyễn Thanh Tuấn 27 Bạn có biết? 1) Thuật ngữ AM/FM/SW trên máy radio là gì? 2) Chất lượng nghe nhạc AM hay FM thì tốt hơn? 3) Phạm vi phủ sóng AM hay FM thì xa hơn? 4) Chất lượng nghe máy radio vào ban ngày hay buổi tối thì tốt hơn? Giải thích? 5) Cách điều chỉnh anten roi của máy radio để cải thiện chất lượng nghe? Giải thích? 6) Cách điều chỉnh vị trí máy radio để cải thiện chất lượng nghe? Giải thích? 7) Tại sao nhiều điện thoại được thiết kế cần phải cắm tai nghe để nghe radio (FM) mà không thể nghe trực tiếp? Giải thích? 8) Thông tin các đài phát thanh (radio) tại Việt Nam? Th. Nguyễn Thanh Tuấn 28 Các tổ chức tiêu chuẩn ▪ International Telecommunication Union (ITU) – ITU-T: International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) – ITU-R: International Radio Consultative Committee (CCIR) ▪ International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission (ISO/IEC) ▪ American National Standards Institute (ANSI) ▪ Federal Communications Commission (FCC) ▪ Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ▪ Electronic Industries Association (EIA) ▪ Telecommunications Industry Association (TIA) ▪ European Telecommunications Standards Institute (ETSI) ▪ Association of Radio Industries and Broadcasting (ARIB) Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 29 Lưu ý ▪ Một số khái niệm, định nghĩa, công thức có thể có khác biệt nhỏ tùy theo tiêu chuẩn, quan điểm, quy ước khác nhau hoặc do các yếu tố khác biệt về ngôn ngữ, lịch sử, địa lý, … ➢Cần xác định ngữ cảnh câu hỏi cũng như nêu rõ góc nhìn khi trả lời Th. Nguyễn Thanh Tuấn 30 Băng tần vô tuyến ITU-R Band Range Propagation Application VLF 3–30 KHz Ground Long-range radio navigation Radio beacons and LF 30–300 KHz Ground navigational locators MF 300 KHz–3 MHz Sky AM radio Citizens band (CB), HF 3–30 MHz Sky ship/aircraft communication Sky and VHF TV, VHF 30–300 MHz line-of-sight FM radio UHF TV, cellular phones, UHF 300 MHz–3 GHz Line-of-sight paging, satellite SHF 3–30 GHz Line-of-sight Satellite communication EHF 30–300 GHz Line-of-sight Long-range radio navigation 300–3000 GHz Line-of-sight Th. Nguyễn Thanh Tuấn 31 1.5 Các lĩnh vực nghiên cứu tại Bộ môn Viễn thông ▪ Kỹ thuật hệ thống viễn thông ▪ Mạng thông tin dữ liệu ▪ Kỹ thuật siêu cao tần ▪ Xử lý tín hiệu Th. Nguyễn Thanh Tuấn 32 Kỹ thuật hệ thống viễn thông Phân tích, thiết kế, khai thác, vận hành thiết bị và hệ thống viễn thông.

▪ Hệ thống thông tin di động ▪ Hệ thống thông tin quang ▪ Hệ thống truyền hình số ▪ Hệ thống thông tin vệ tinh Th. Nguyễn Thanh Tuấn 33 Mạng thông tin dữ liệu Phân tích, thiết kế và ứng dụng mạng thông tin dữ liệu. ▪ Mạng LAN, WAN ▪ Mạng cảm biến ▪ Kết nối vạn vật IoT Th. Nguyễn Thanh Tuấn 34 Kỹ thuật siêu cao tần Nghiên cứu, thiết kế mạch RF, cao tần, antenna, radars ▪ Mạch tích hợp cao tần ▪ Mạch và hệ thống cao tần ▪ Antenna và truyền sóng Radar Systems Th.

Nguyễn Thanh Tuấn 35 Xử lý tín hiệu Phát triển các giải thuật xử lý tín hiệu, phân tích, nhận dạng và ứng dụng. ▪ Ảnh/Video ▪ Tiếng nói ▪ Tín hiệu thông tin ▪ Tín hiệu y sinh Th. Nguyễn Thanh Tuấn 36 Nhận dạng đối tượng và người Th. Nguyễn Thanh Tuấn 37 Hệ thống quản lý thông minh nguồn nước ▪ Cảm biến: nhiệt độ, mực nước, độ pH, ORP, độ đục ▪ Mạng mesh vô tuyến ▪ Phần mềm trung tâm thu thập dữ liệu và điều khiển thiết bị qua mạng.

Nguyễn Thanh Tuấn 38 Hệ thống eHealth ▪ Thu thập: nhịp tim, SPO2, huyết áp, thân nhiệt ▪ Mạng mesh vô tuyến ▪ Cảnh báo khi có dấu hiệu bất thường. ▪ Phần mềm thu thập và cảnh báo qua Internet.