Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông

Thông tin là một phần quan trọng không thể thiếu. Thông tin trong viễn thông có nhiều dạng khác nhau, như tiếng nói, hình ảnh, video…. Mỗi thông tin có các thuộc tính khác nhau. Thông tin có thể tồn tại dưới 2 dạng: analog (tính hiệu liên tục theo thời gian hay còn gọi là tín hiệu tương tự) hoặc digital (tính hiệu số). Tín hiệu liên tục theo thời gian cũng được xử lý một cách hiệu quả theo qui trình: biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (biến đổi A/D), xử lý tín hiệu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông z  Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thôngTổng quan các lĩnh vực trong viễn thông – Phần 1Nguồn:blogthongtin.infoMục đích của phần viết này là nhằm giới thiệu một cách tiếp cận các lĩnh vực khác nhautrong viễn thông dựa vào mô hình viễn thông ở bài viết trước.a. Xử lý tín hiệuTrước tiên, cốt lõi của viễn thông là truyền thông tin. Thông tin là một phần quan trọngkhông thể thiếu. Thông tin trong viễn thông có nhiều dạng khác nhau, như tiếng nói, hìnhảnh, video…. Mỗi thông tin có các thuộc tính khác nhau. Thông tin có thể tồn tại dưới 2dạng: analog (tính hiệu liên tục theo thời gian hay còn gọi là tín hiệu tương tự) hoặcdigital (tính hiệu số). Tín hiệu liên tục theo thời gian cũng được xử lý một cách hiệu quảtheo qui trình: biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (biến đổi A/D), xử lý tín hiệusố (lọc, biến đổi, tách lấy thông tin, nén, lưu trử, truyền,…) và sau đó, nếu cần, phục hồilại thành tín hiệu tương tự (biến đổi D/A) để phục vụ cho các mục đích cụ thể.Tất cả các xử lý thông tin như nén kích thước thông tin, chuyển đổi định dạng, giảm kíchthước thông tin, watermaking, xóa nhiễu, tái chế, phục hồi, nhận dạng … được gọi chunglà xử lý tín hiệu (Signal Processing). Thực chất xử lý tín hiệu là một môn cơ sở không thểthiếu được cho nhiều ngành khoa học, kỹ thuật như: điện, điện tử, tự động hóa, tin học,vật lý và viễn thông. Xứ lý tín hiệu có nội dung khá rộng dựa trên một cơ sở toán họctương đối phức tạp. Nó có nhiều ứng dụng đa dạng, trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Rấtkhó phân biệt rạch ròi đâu là xử lý tín hiệu trong viễn thông, đâu không phải là cho viễnthông. Dưới đây mình xin giới thiệu một số khía cạnh của xử lý tín hiệu trong viễn thông:- Nhu cầu truyền thông tin multimedia (hình ảnh, âm thanh, video) với thời gian thực(real-time) ngày càng cao dẫn đến cần phải có các định dạng cho kích thước nhỏ và chấtlượng tốt. Đó chính là một trong những nhiệm vụ của xử lý tín hiệu multimedia.- Bài toán nhận dạng: nhận dạng tiếng nói, hình ảnh, chữ viết, chuẩn đoán bệnh quatelemedicine (y học từ xa thông qua Internet), xác định vị trí, tốc độ, đường đi của các vậtthể liên lạc di động (mobile communicating object) , chuẩn đoán “bệnh” của một thiết bịviễn thông trong hệ thống (dựa vào các thông tin xác suất)… cũng là một dạng xử lý tínhiệu.- Trong truyền thông, thông tin thường bị nhiễu noise, echo, bị các hiệu ứng fading, đađường, mixer (trộn lẫn thông tin từ nhiều nguồn)…. Thông tin thu được do đó cần phảiđược xử lý để làm giảm các hiệu ứng này.b. Truyền thông kỹ thuật sốTrước khi truyền đi, thông tin sẽ phải được mã hóa, nén, điều chế, v.v. được minh họabởi sơ đồ truyền thông tin ở hình dưới. Tất cả các quá trình diễn ra trong dây chuyềntruyền thông tin như điều chế, encoder, mã hóa, v.v. thì được gọi chung là truyền thôngkỹ thuật số (digital communication). Đôi khi người ta vẫn xem truyền thông kỹ thuật sốlà một dạng xử lý tín hiệu. Tuy nhiên, mình muốn tách biệt nó ra khỏi phần xử lý tín hiệuvì nó mang nhiều đặc thù riêng.Kỹ thuật truyền thông số đã phát triển từ gần 60 năm qua, có thể tính từ khi ra đời lýthuyết thông tin của Claude Shannon (1948). Nhưng phải đến những năm 70’s thì nhữnghệ thống đầu tiền sử dụng lý thuyết thông tin này mới ra đời vì đến lúc đấy thì tốc độ tínhtóan của phần cứng mới đủ khả năng thực hiện các thuật toán phức tạp của lý thuyếttruyền thông. Sơ đồ truyền thông tinMỗi một block trên hình 2 là một vấn đề nghiên cứu của truyền thông kỹ thuật số. Truyềnthông kỹ thuật số xây dựng và phát triển các giao thức viễn thông ở lớp vật lý (physical)và lớp kết nối thông tin (data-link) (trong mô hình 7 lớp của ISO mà sẽ được giới thiệu ởphần sau). Cùng với sự ra đời và phát triển của nhiều công nghệ truyền thông mới, đặcbiệt là các công nghệ không dây, truyền thông kỹ thuật số cũng không ngừng phát triểnđể đáp ứng nhu cầu truyền thông với tốc độ nhanh và hiệu quả cao (ít lỗi). Các nghiêncứu nhằm tìm ra hoặc cải tiến các quá trình mã hóa, điều chế, các mã hóa sữa sai phốihợp phức tạp, các cách thức “access” vào kênh truyền có chọn lọc, các kỹ thuật trãi phổmới vẫn đang tiếp diễn. Khuynh hướng thiết kế dây chuyền truyền thông có khả năng tựthích ứng (adaptive), có khả năng nhận thức (cognitive), có thể tự cấu hình(reconfigurable) để có thể truyền thông tin trên nhiều mạng truy cập khác nhau hay còngọi là software defined radio (SDR) vẫn đang được tập trung nghiên cứu phát triển. Cáckỹ thuật mới này đòi hỏi các thành phần RF (radio frequency) hoặc các bộ vi xử lý số(digital processor), bộ nhớ (memory) phải ngày càng cung cấp nhiều tính năng hơn vớigiá thành thấp hơn và năng lượng tiêu thụ thấp.c. Truyền sóng điện từ/vô tuyến và điện tử RFThông tin sau khi được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự sẽ được truyền đi giữa máyphát và máy thu thông qua một môi trường hoặc dây dẫn (sóng điện từ) hoặc môi trườngkhông dây dẫn (sóng vô tuyến). Trong viễn thông không dây, ngày này mọi người đềunói đến việc kết hợp nhiều angten để thu và phát sóng (MIMO) hoặc sử dụng angtenthông minh (smart antenna) để tăng hiệu quả truyền sóng. Bên cạnh đó, những có gắngnhằm biến khả năng sử dụng đường dây tải điện kiêm đường dây tải thông tin cũng đượctiếp tục nghiên cứu. Ví dụ mô hình đơn giản của máy thu kỹ thuật sốĐể truyền sóng thông tin, chúng ta cần phải có máy phát và máy thu. Hình trên là ví dụcủa một máy thu bao gồm angten, các bộ lọc, bộ trộn (mixer), các chuyển đổi A/D hoặcngược lại D/A… Khía cạnh này của viễn thông gắn liền với lĩnh vực điện tử (vi mạch xửlý, FPGA, ASIC…)Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông (phần 2)Nguồn:blogthongtin.infod. Mạng viễn thôngThông thường, thông tin trao đổi giữa hai thực thể (source và sink) sẽ được truyền quanhiều thực thể trung gian để tạo thành một đường nối (logical link) giữa 2 ...