Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 2 - Trịnh Huy Hoàng

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 2 do Trịnh Huy Hoàng biên soạn bao gồm những nội dung về khái niệm và thuật ngữ; tín hiệu và nhiễu; các môi trường truyền dẫn. Bài giảng phục vụ cho các bạn chuyên ngành Kỹ thuật viễn thông và những bạn quan tâm tới lĩnh vực này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 2 - Trịnh Huy Hoàng

CHƯƠNG 2 MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN  Giảng viên: Trịnh Huy Hoàng
Nội dung  Khái niệm và thuật ngữ  Tín hiệu và nhiễu  Các môi trường truyền dẫn CSE 501035 – Data Communication 2
Tín hiệu CSE 501035 – Data Communication 3
Tín hiệu CSE 501035 – Data Communication 4
Tần số của tín hiệu Miền thời gian Miền tần số A A T F 0 1 giây (s) A A f T F f A A T F 2f CSE 501035 – Data Communication 5
Phổ của tín hiệu F (Hz) f = 300 Hz 300 F (Hz) 600 Hz 600 F (Hz) 700 Hz 700 F (Hz) Phổ: Tầm tần số chứa trong tín hiệu CSE 501035 – Data Communication 6
Băng thông A F 500 2500 Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz  Băng thông tuyệt đối  Độ rộng phổ (được đo bằng sự chênh lệch tần số cao nhất và thấp nhất mà kênh hỗ trợ)  Băng thông càng lớn, tốc độ truyền càng cao  Băng thông hiệu dụng  Băng thông  Dải tầm tần số hẹp chứa hầu hết năng lượng của t/h CSE 501035 – Data Communication 7
Phổ âm của thoại CSE 501035 – Data Communication 8
Suy giảm tín hiệu  T/h nhận được khác với t/h truyền đi  Analog – suy giảm chất lượng t/h  Digital – lỗi trên bit  Nguyên nhân  Suy yếu và méo do suy yếu trên đường truyền  Méo do trễ truyền  Nhiễu CSE 501035 – Data Communication 9
Độ suy giảm tín hiệu  Định 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 phức tạp theo khoảng cách và thành phần khí quyển  Cường độ t/h nhận phải  Đủ mạnh để thiết bị nhận nhận biết được  Đủ cao so với nhiễu để t/h không bị lỗi  Suy yếu là một hàm tăng theo tần số  Kỹ thuật cân bằng độ suy yếu trên dải tần số  Dùng 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 logarit  Độ lợi/độ hao hụt của các tầng nối tiếp có thể đượ c tính bằng phép toán đơn giản (+/) CSE 501035 – Data Communication 10
Độ suy giảm tín hiệu  Đo bằng đơn vị decibel (dB)  Cường độ t/h suy giảm theo hàm logarit  Độ lợi/độ hao hụt của các tầng nối tiếp có thể được tính bằng phép toán đơn giản (+/)  Công thức  Attenuation = 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 đối  Công suất suy giảm ½ độ hao hụt là 3dB  Công suất tăng gấp đôi độ lợi là 3dB CSE 501035 – Data Communication 11
Trễ lan truyền tín hiệu  Méo trễ truyền  Chỉ xảy ra trong môi trường truyền dẫn hữu tuyến  Vận tốc lan truyền thay đổi theo tần số  Vận tốc cao nhất ở gần tần số trung tâm  Các thành phần tần số khác nhau sẽ đến đích ở các thời điểm khác nhau  Công thức  Transmission propagation delay Tp = S/V S : khoảng cách vật lý (meter) V : vận tốc lan truyền tín hiệu trên môi trường truyền, vd: với sóng 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. CSE 501035 – Data Communication 12
Nhiễu  Tín hiệu thêm vào giữa thiết bị phát và thiết bị thu  Các loại nhiễu  Nhiễu nhiệt  Nhiễu điều chế  Nhiễu xuyên kênh (cross talk)  Nhiễu xung CSE 501035 – Data Communication 13
Nhiễu CSE 501035 – Data Communication 14
Nhiễu nhiệt  Do dao động nhiệt của các điện tử trong chất dẫn  Hàm của nhiệt độ  Phân tán đồng nhất trên phổ tần số  Nhiễu trắng  Không thể loại bỏ giới hạn hiệu suất của hệ thống  Nhiễu trong băng thông 1Hz của bất kỳ chất dẫn nào N0 = kT  N0: 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 CSE 501035 – Data Communication 15
Nhiễu  Nhiễu điều chế  T/h nhiễu có tần số là tổng hoặc hiệu tần số của các t/h dùng chung môi trường truyền  Do tính phi tuyến của thiết bị thu/phát  Nhiễu xuyên kênh (crosstalk)  T/h từ đường truyền này ảnh hưởng sang các đường truyền khác  Cùng độ lớn (hoặc nhỏ hơn) nhiễu nhiệt  Nhiễu xung  Xung bất thường (spike)  e.g. ảnh hưởng điện từ bên ngoài  Thời khoảng ngắn  Cường độ cao  Ảnh 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 CSE 501035 – Data Communication 16
Tốc độ kênh truyền (khả năng kênh)  Đặc điểm  Có thể truyền nhiều hơn một bit ứng với mỗi thay đổi của tín hiệu trên đường truyền.  Tốc độ truyền thông tin cực đại bị giới hạn bởi băng thông của kênh truyền  Công thức Nyquist  Nếu tốc độ truyền tín hiệu là 2W thì tín hiệu với tần số nhỏ hơn (hoặc bằng) W là đủ; ngược lại nếu băng thông là W thì tốc độ tín hiệu cao nhất là 2W  C = 2W x log2M C : tốc độ truyền t/h cực đại (bps) khi kênh truyền không có nhiễu W : 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 HZ1) CSE 501035 – Data Communication 17
Tốc độ kênh truyền CSE 501035 – Data Communication 18
Tốc độ kênh truyền CSE 501035 – Data Communication 19
Tốc độ dữ liệu  Baud rate (baud/s)  Nghịch đảo của phần tử dữ liệu ngắn nhất (số lần thay đổi tín hiệu đường 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 truyền  Tốc độ truyền dữ liệu cực đại trong trường hợp không có nhiễu  Bằng baud rate trong trường hợp tín hiệu nhị phân  Khi 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 rate R = 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 truyền  m : số bit mã hóa cho một tín hiệu CSE 501035 – Data Communication 20