hệ thống viễn thông

Thông qua quá trình điều chế tin tức ở miền tần số thấp được chuyển sang miền tần số cao để truyền đi xa.- Giải điều chế tách sóng là quá trình tách lấy tín hiệu thông tin ra khỏi sóng m

HỆ THỐNG VIỄN THÔNGMã đơn cực:

AMI: 1 luân phiên đảo + -, 0 -> , độ rộng xung 50%

CMI: 1 luân phiên đảo + -, 0 -> - ở nửa chu kỳ đầu và -> ở nửa chu kỳ sauHDB3: 1 -> + ở nửa chu kỳ đầu, giảm về 0 ở nửa chu kỳ còn lại, đảo dấu ở xung tiếp theo.

0 -> 0

4 cụm 0000 đầu thay bằng 000V – V cùng dấu với xung trước đóCòn lại 0000 thay bằng B00V – B tráng dấu với xung trước đó

1 Điều chế? Giải điều chế? Tại sao phải điều chế? Phân biệt điều chế AM và điều chế FM?

- Điều chế tín hiệu là quá trình gắn tin tức vào một dao động cao tần bằng biến đổi một thông số nào đó (biên độ, tần số, góc pha, độ rộng xung …) của dao động cao tần trong tin tức Thông qua quá trình điều chế tin tức ở miền tần số thấp được chuyển sang miền tần số cao để truyền đi xa.

- Giải điều chế (tách sóng) là quá trình tách lấy tín hiệu thông tin ra khỏi sóng mang cao tần Còn đối với điều chế số, tín hiệu số sẽ được biến đổi về dạng thông tin Tóm lại, giải điều chế là một quá trình ngược lại so với quá trình điều chế.- Cần phải điều chế vì:

+ Tin tức thường có tần số thấp, biên độ nhỏ nên không có khả năng truyền đi xa (hoặc không có khả năng bức xạ ra ngoài dưới dạng sóng điện từ, khả năng định hướng trong không gian kém) Chính vì thế mà người ta dùng các phương tiện khác (dao động cao tần) có đủ các tính chất: Bức xạ, ít suy giảm, khả năng định hướng cao để vận chuyển thông tin đi xa.

+ Tăng hiệu suất thông tin: Tín hiệu sóng cao tần có thể dễ dàng truyền đi xa, các anten phát và thu có kích thước nhỏ hơn.

+ Tăng băng tần thông tin: do sóng mang làm việc ở tần số rất cao nên có dải băngthông rộng hơn rất nhiều lần so với dải tần số của tín hiệu điều chế với dùng một hệ số lọc f0/ f.

+ Cho phép gán tần số phát: điều chế có chức năng tương đương như đổi tần số, cho phép xác định tần số phát cho mỗi kênh Nghĩa là trong cùng một môi trường truyền tin, các kênh thông tin có nội dung như nhau có thể sử dụng các dải tấn số phát khác nhau.

+ Giảm nhiễu và can nhiễu: Băng thông tín hiệu của tín hiệu sau điều chế lớn hơn băng thông của tín hiệu điều chế do đó khả năng chống nhiễu sẽ tốt hơn Khi côngsuất phát bị hạn chế, điều chế tín hiệu cho phép giảm nhiễu mà không cần phải tăng công suất phát.

- Điều chế AM:

+ Điều biên AM là quá trình làm cho biên độ tải tin (hay sóng mang) thay đổi theo tín hiệu mang tin (tín hiệu điều chế).

+ Tín hiệu điều biên:

Tín hiệu tin: s(t) = AmscosωstSóng mang: x (t) = Acmccosωct

Tín hiệu điều biên: X = [ A + s(t)].cosAMmc ωctHệ số điều biên: m = A msA mc.100%+ Biểu diễn tín hiệu điều biên:

Hệ số điều chế m phải thoả mãn m ≤ 1 Điều kiện này đảm bảo sau tách sóng ta tách được tín hiệu mang tin không bị méo.

Khi m > 1 có hiện tượng quá điều chế và tín hiệu sau tách sóng sẽ bị méo trầm trọng.

+ Phổ tín hiệu điều biên:

Phổ của tín hiệu gồm 3 thành phần: sóng mang, tần số hiệu của sóng mang và tín hiệu, tần số tổng của sóng mang và tín hiệu tin.

Độ rộng phổ tín hiệu điều biên nhỏ nên tăng được số lượng kênh thông tin.Tuy nhiên:

Khả năng chống nhiễu kém do nhiễu tác động theo biên độ dễ hơn theo tầnsố.

Không hiệu quả về mặt năng lượng Do năng lượng chủ yếu tập trung ở thành phần tần số sóng mang không mang tin tức.

+ Các kiểu điều chế biên độ:

Điều chế biên độ AM (DSB-SC): Phổ bao gồm hai dải biên và sóng mang.Điều biên cân bằng (DSB): Phổ chỉ bao gồm hai dải biên mà không có sóng mang.

Điều chế đơn biên (SSB): Phổ chỉ bao gồm 1 dải biên Không bao gồm sóng mang Có hiệu suất lớn nhất Thiết kế các bộ điều chế và giải điều chế phức tạp.

Điều chế đơn biên có tín hiệu lái (VSB): Một biến thể cho SSB để cho việc thiết kế các bộ điều chế và giải điều chế đơn giản hơn.

- Điều chế FM:

+ Điều chế FM (điều tần) là quá trình biến đổi tần số sóng mang theo quy luật biến đổi của tín hiệu điều chế (tín hiệu tin).

+ Đặc điểm:

Chống nhiễu tốt hơn

Cải thiện độ trung thực của hệ thốngSử dụng công suất hiệu quả hơnYêu cầu độ rộng băng lớn hơn

Mạch điều chế, giải điều chế phức tạp hơn+ Ưu và nhược điểm:

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 so với sóng AM.

Tuy nhiên, sóng FM là cự ly truyền sóng ngắn, chỉ truyền được cự ly từ vài chục đến vài trăm Km, do đó sóng FM thường được sử dụng làm sóng phát thanh trên các địa phương.

kf Umsωs = Δ FB

+ Phổ tín hiệu FM:

Tín hiệu FM: x (t) = AFMmc[J (m )cos0fωct

+ J1(m )[cos(fωc + ωs)t + cos(ωc - ωs)t]+ J2(m )[cos(fωc + 2ωs)t + cos(ωc -2 ωs)t]+ J3(m )[cos(fωc + 3ωs)t + cos(ωc - 3ωs)t]+ J4(m )[cos(fωc + 4ωs)t + cos(ωc - 4ωs)t] + …]Phổ tín hiệu FM bao gồm:

Thành phần tần số sóng mang ωc, biên độ J0(mf)

Các thành phần tần số (ω + nω)t + cos(ω - nω), biên độ J(m)

2 Sơ đồ, thành phần, ưu nhược điểm, ứng dụng của hệ thống ghép kênh FDM?

* Thành phần:- Phía phát:

+ Dịch chuyển phổ từng tín hiệu tin lên vùng tần số cao ấn định cho kênh tinđó.

+ LDF: Lọc thông thấp, giới hjan băng tần tín hiệu tin.

+ Bộ điều chế: điều chế tải tin, dịch chuyển phổ tín hiệu tin lên vùng tần số cao.

+ Tín hiệu FDM: cộng các tín hiệu sau điều chế.+ Bộ tổng hợp tần số: tạo tần số sóng mang cho điều chế.- Đường truyền:

+ Tín hiệu trên một môi trường truyền dẫn là tín hiệu tập hợp của các kênh.+ Mỗi kênh chiếm một khoảng trên trục tần số.

- Phía thu:

+ Tách tín hiệu FDM ra từng kênh riêng biệt.

+ BPF: Bộ lọc thông dải - thực hiện phân kênh – lọc lấy phần tín hiệu trong dải tần số đã ấn định cho mỗi kênh.

+ Bộ giải điều chế: khôi phục tín hiệu tin từ tín hiệu đã được điều chế - chuyển phổ tín hiệu từ vùng tần số cao về vùng tần số thấp.

+ LPF: Lọc thông thấp – lọc lấy tín hiệu tin tần số thấp.* Ưu, nhược điểm:

- Hiện tượng xuyên âm thường xảy ra và nó quyết định chất lượng việc tách, ghépkênh Có các nguyên nhân:

+ Đặc tính không lý tưởng của các bộ lọc thông dải BDF tại mạch tách kênh.+ Phổ của các kênh liền kề nhau chồng lấn lên nhau -> cần có dải bảo vệ giữa các kênh kề nhau.

- Hiện tượng nhiễu xuyên điều chế: Do đặc tính phi tuyến của hệ thống (bộ khuếch đại) dẫn đến có thể tạo ra thành phần tần số nằm ở dải tần của 1 kênh khác.

3 Các bước điều chế xung mã theo PCM? Ưu nhược điểm của truyền dẫn số so với truyền dẫn tương tự?

- Điều chế xung mã (PCM) là quá trình chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, trong đó độ lớn các mẫu tức thời của tín hiệu tương tự được biểu diễn bởi cáctừ số tương ứng với một chuỗi các tổ hợp xung (bit) Tín hiệu nhận được sau điều chế xung mã gọi là tín hiệu PCM.

- Các bước điều chế xung mã theo PCM:

Để chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số dùng phương pháp PCM, cần thực hiện 4 bước như sau:

+ Lọc: hạn chế băng tần của tín hiệu tương tự đầu vào.+ Lấy mẫu: tạo tín hiệu PAM

+ Lượng tử hoá: làm tròn các mẫu tới một số hữu hạn các giá trị.+ Mã hoá: mỗi mẫu lượng tử được mã hoá bởi số bit cố định.Chi tiết:

- Lọc hạn băng:+ Mục đích:

Giới hạn băng thông tín hiệu tương tự Chống chồng phổ của tín hiệu sau khi lấy mẫu

+ Bộ lọc chống chồng phổ: Chồng phổ xảy ra khi tần số lấy mẫu nhỏ hơn 2B- Lấy mẫu:

+ Rời rạc hoá tín hiệu về thời gian

+ Với tín hiệu tương tự băng tần giới hạn: tồn tại tần số lấy mẫu tối thiểu cho phép khôi phục tín hiệu tương tự ban đầu với độ méo cho phép.

+ Lấy độ lớn tín hiệu tương tự ở một số khoảng thời gian nhất định.+ Sau điều chế biên độ chuối xung: Tín hiệu PAM

- Lượng tử hoá:

+ Lượng tử hoá nghĩa là chia biên độ của tín hiệu thành các khoảng đều hoặc không đều, mỗi khoảng là một bước lượng tử, biên độ tín hiệu ứng với đầu hoặc cuối mỗi khoảng lượng tử gọi là một mức lượng tử.

+ Sau khi có các mức lượng tử thì biên độ của các xung mẫu được làm tròn đến mức gần nhất.

+ Có hai loại lượng tử hoá biên độ: lượng tử hoá đều và lượng tử hoá không đều.

- Mã hoá:

+ Mã hoá mỗi mẫu lượng tử bằng một từ mã n bit.

+ Thực hiện mã hoá: nếu mẫu lượng tử rơi vào đoạn nào thì lấy từ mã tương ứng gán cho đoạn lượng tử đó.

* Ưu – nhược điểm:- Ưu điểm:

+ Các mạch số khá rẻ và được sử dụng trong nhiều hệ thống

+ Tín hiệu PCM cùng với các tín hiệu số khác có thể cùng được truyền trên một hệ thống thông tin tốc độ cao.

+ Khả năng sử dụng các bộ phát lặp trong truyền dẫn đường dài.+ Khả năng chịu nhiễu hệ thống số tốt hơn so với hệ thống tương tự+ Xác suất lỗi bit trong hệ thống số có thể rất nhỏ khi sử dụng các kỹ thuật mã hoá thích hợp.

- Nhược điểm:

+ Tín hiệu PCM yêu cầu lượng băng thông lớn hơn so với tín hiệu tương tự.

4 Trình bày hệ thống truyền dẫn số cơ bản (phát, truyền, thu) để phát chuỗi số liệu 1011?

5 Sơ đồ, thành phần, ưu nhược điểm, ứng dụng của hệ thống ghép kênh TDM?

- Các tín hiệu đồng hồ điều khiển đóng các khoá.

- Phía phát: Các khoá K1, K2, … Kn lần lượt đóng, trong những khe thời gian xác định, nối các nguồn tin 1, 2, … n với đường truyền dẫn.

- Phía thu: các khoá K , K , … K lần lượt nối đường truyền dẫn với các bộ nhận 12N*

tin 1, 2, … n tương ứng khe thời gian xác định.* Các bộ phân phối phát/phân phối thu:

- Một chu kỳ làm việc của bộ phân phối phát/phân phối thu bằng độ dài khung tín hiệu nhánh và gọi là một khung.

- Bộ phân phối phát và phân phối thu phải làm việc đồng bộ với nhau thì mới không gây ra lỗi phân kênh -> cần có các thiết bị đồng bộ.

6 Cấu trúc trường chuyển mạch thời gian số T, trường chuyển mạch không giansố S?

7 Cấu trúc, hoạt động, đặc điểm của mạng chuyển mạch gói?

8 Sơ đồ cấu trúc và chức năng từng khối của tổng đài kỹ thuật số SPC?

9 Cấu trúc và thành phần của mạng PSTN?

10 Sơ đồ, thành phần của hệ thống thông tin quang?

11 Cấu trúc sợi quang và sự truyền ánh sáng trong sợi quang?

12 Hệ thống ghép kênh quang phân chia theo bước sóng?

13 Các phương pháp lan truyền sóng vô tuyến?

14 Phân cấp vùng phục vụ trong mạng GSM? Cấu trúc và thành phần hệ thống thông tin di động GSM?

15 Cấu trúc và thành phần hệ thống thông tin vệ tinh?