Thứ Năm, 7 tháng 11, 2013

Phân biệt Modulation, Multiplexing và Multiple Access?

 Hôm nay tôi trình bày 3 điểm căn bản cho các bạn muốn tìm hiểu về viễn thông.
1.   Modulation (điều chế).
Thông thường những tần số chúng ta muốn truyền đi đều ở dạng tần số thấp, giả sử tôi lấy dãi tần giọng nói để người ta nghe rõ là vào khoảng từ 300 Hz đến 3500 Hz. Ban đầu nếu tôi truyền âm thanh trực tiếp sử dụng tần số này vậy antenna chúng ta cần sử dụng có độ dài bao nhiêu? Giả sử tui dùng antenna lưỡng cực thì ta có chiều dài antenna L sẽ bằng Lamda/2.  Và lamda sẽ bằng c/f (với c là vận tốc ánh sáng)
Tính sơ sơ nếu truyền tần số 3000 Hz tôi phải dùng antenna có độ dài là L = 50 000 m (ôi tưởng tượng lúc đó thiết kế 1 cái điện thoại di động chắc bằng cái thửa ruộng). Cũng may là ông cha ta (chính xác la ông cha của người ta) nghĩ ra 1 kỹ thuật mà nay ta gọi là điều chế để đưa tín hiệu từ băng gốc lên cao tần. 
Vậy đưa nó lên bằng cách nào?
Người ta dùng 1 sóng ở tầng số cao gọi là carrier (sóng mang) trộn với tín hiệu cần điều chế (modulating signal hay còn gọi là base band signal) để được tín hiệu gọi là modulated signal hay pass band signal. (Hehe lúc này thì tha hồ iphone x với galaxy Sx nhé).
Ở đây có nhiều kỹ thuật điều chế từ biên độ, đến tần số từ tương tự đến kỹ thuật số (Phần này xin phép được trình bày ở 1 thread khác các bạn ạ)


2.   Multiplexing (Ghép kênh)
Giờ nói đến kỹ thuật ghép kênh. 
Bác nào học môn signal system rồi chắc cũng biết chúng ta có 2 loại hệ thống cơ bản là time system và frequency system (ở miền thời gian và ở miền tần số) mà chưa học thì cũng tạm thời hiểu nôm na như vậy. Thế thì cái ông ghép kênh này từ đâu ra? Nếu cùng 1 lúc (nếu nói ở miền tần số) hay cùng 1 tần số (nếu nói ở miền thời gian) mà ta chỉ truyền tín hiệu từ một nguồn thông tin duy nhất thì ôi thôi phí phạm vô cùng, mà phí phạm đã đành, lại không tận dụng được hết tài nguyên để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau nữa. Vậy nên mới có chuyện ghép kênh, vào cùng lúc ta sẽ truyền tín hiệu của nhiều nguồn dữ liệu khác nhau. 
Vậy ghép như thế nào?
Tôi lấy 1 ví dụ đơn giản ở miền thời gian (tức là cố định tần số). Tôi giả sử con đường hẹp chỉ đi được 1 xe đi qua là tần số, và có 10 xe cần đi qua (xe ở đây hiểu là khung dữ liệu). Vậy làm thế nào đây? Phải nhờ một anh công can làm nhiệm vụ là cho từng xe một đi qua. Thế là ta vừa hiểu xong định nghĩa ghép kênh rồi đấy. Còn các kỹ thật ghép kênh nào là TDM, FDM, …. Mấy vụ này chắc cũng phải thiếu nợ, vì thread này viết cho mục đích khác, đào sâu nữa chắc tới khuya chưa xong. 
3.   Multiple Access (Đa truy cập)
Hix, nói tới chỗ này thì khổ nỗi là dân số Việt Nam nó đông lắm, năm hết tết đến nhà nhà ai cũng nhắn tin gọi điện chúc tết vậy mà làm sao 1 kênh truyền có thể phục vụ từng người từng người được. Vậy mới có chuyện xài chung(bởi vậy mới nói ngay cả trong kỹ thuật thì CNXH cũng muôn năm-hihi nhiễm triết nặng rồi), nhiều người dùng chung tài nguyên, truy cập cũng phải được phân chia gọi là đa truy cập. Nó cũng giống như ghép kênh nhưng khác ở chỗ anh này giải quyết bài toán cụ thể là nhiều người dùng cùng truy cập ngẫu nhiên, anh kia là truyền nhiều dữ liệu trên cùng 1 kênh truyền. Một anh cung cấp tài nguyên theo yêu cầu của người dùng còn anh kia thì không. Cái này bắt nguồn từ khái niệm của cái kia nên mới có chuyện cái tên nó giống hệt. Vd: TDM thì có TDMA, FDM thì có FDMA, CDMA,SDMA rồi OFDMA.
Tôi lấy 1 ví dụ đa truy cập theo tần số.
Giả sử ta có nguyên 1 con đường to đùng, nhưng mỗi người phải xắp hàng để đi qua, thế tại sao ta không chia cái con đường đó thành nhiều đường nhỏ để nhiều người đi qua cùng 1 lúc. Thế nên nguyên 1 cái dãy tần to đùng được chia thành nhiều tần số nhỏ khác nhau gọi là channel, vậy mỗi channel sẽ phục vụ một user tại 1 thời điểm nhất định. Nói 1 cách toán học nếu tôi có 1 dãi tần với băng thông là 200Khz, và tôi cần 50khz băng thông cho mỗi user thì cùng 1 lúc dùng kỹ thuật FDMA tôi sẽ phục vụ được cho 4 người dùng khác nhau. Trên thực tế thì kỹ thuật đa truy cập phức tạp hơn nhiều khi trên thực tế ta xuất hiện nhiễu xuyên kênh và nhiễu đa truy cập. Hệ Thống GSM thông thường dùng băng thông 200Khz cho mỗi channel.
      Vài dòng ngắn gọn lời lẽ mộc mạc hy vọng các bạn hiểu được những định nghĩa này, có gì các bạn cứ trao đổi thêm nhé.

0 nhận xét:

Đăng nhận xét