viễn thông

Viễn thông wiki

0
(0)

Viễn thông là gì?

Viễn thông là việc truyền tải thông tin bằng các công nghệ khác nhau qua dây, vô tuyến, quang học hoặc các hệ thống điện từ khác. Nó có nguồn gốc từ mong muốn của con người đối với việc giao tiếp ở một khoảng cách xa hơn mức khả thi với giọng nói của con người, nhưng với quy mô tương tự về hiệu quả; do đó, các hệ thống chậm (chẳng hạn như thư bưu điện) bị loại trừ khỏi lĩnh vực này.

Phương tiện truyền dẫn trong viễn thông đã phát triển qua nhiều giai đoạn công nghệ, từ đèn hiệu và các tín hiệu hình ảnh khác (chẳng hạn như tín hiệu khói, điện báo semaphore, cờ tín hiệu và máy ảnh quang học), đến cáp điện và bức xạ điện từ, bao gồm cả ánh sáng. Các đường truyền như vậy thường được chia thành các kênh truyền thông, điều này có lợi thế của việc ghép kênh nhiều phiên truyền thông đồng thời.

Các ví dụ khác về giao tiếp đường dài thời tiền hiện đại bao gồm thông điệp âm thanh, chẳng hạn như tiếng trống được mã hóa, còi thổi bằng phổi và tiếng huýt sáo lớn. Các công nghệ của thế kỷ 20 và 21 cho liên lạc đường dài thường liên quan đến các công nghệ điện và điện từ, chẳng hạn như điện báo, điện thoại, truyền hình và máy viễn thám, mạng, vô tuyến, truyền dẫn vi ba, cáp quang và vệ tinh thông tin liên lạc.

Một cuộc cách mạng trong truyền thông không dây bắt đầu vào thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 với sự phát triển tiên phong trong truyền thông vô tuyến của Guglielmo Marconi, người đoạt giải Nobel Vật lý năm 1909, và các nhà phát minh và nhà phát triển tiên phong đáng chú ý khác trong lĩnh vực viễn thông điện và điện tử. . Những người này bao gồm Charles Wheatstone và Samuel Morse (nhà phát minh ra máy điện báo), Antonio Meucci và Alexander Graham Bell (một số nhà phát minh và phát triển điện thoại, xem phần Phát minh ra điện thoại), Edwin Armstrong và Lee de Forest (nhà phát minh ra đài) , cũng như Vladimir K. Zworykin, John Logie Baird và Philo Farnsworth (một số nhà phát minh ra tivi).

Theo Điều 1.3 của Quy định về Vô tuyến điện (RR), viễn thông được định nghĩa là “Mọi hoạt động truyền, phát hoặc thu các dấu hiệu, tín hiệu, chữ viết, hình ảnh, âm thanh hoặc thông tin tình báo bằng hệ thống dây, vô tuyến, quang học, hoặc các hệ thống điện từ khác.” Định nghĩa này giống với định nghĩa trong Phụ lục của Hiến pháp và Công ước của Liên minh Viễn thông Quốc tế (Geneva, 1992).

Các mạng viễn thông ban đầu được tạo ra với dây đồng làm phương tiện vật lý để truyền tín hiệu. Các mạng này được sử dụng cho các dịch vụ điện thoại thiết yếu, cụ thể là thoại và điện tín. Kể từ giữa những năm 1990, giọng nói đã dần được thay thế bằng dữ liệu khi Internet ngày càng trở nên phổ biến. Sự thay thế này đã sớm chứng tỏ những hạn chế của đồng trong việc truyền dữ liệu, thúc đẩy sự phát triển của quang học.

tập đoàn công nghiệp viễn thông viettel
Tập đoàn Công nghiệp Viễn thông ViettelNhà cung cấp dịch vụ viễn thông

Lịch sử

Báo hiệu và chim bồ câu

Chim bồ câu Homing đôi khi được sử dụng trong suốt lịch sử bởi các nền văn hóa khác nhau. Pigeon post có nguồn gốc từ Ba Tư và sau đó được người La Mã sử dụng để hỗ trợ quân sự của họ. Frontinus nói rằng Julius Caesar đã sử dụng chim bồ câu làm sứ giả trong cuộc chinh phục Gaul của mình. Người Hy Lạp cũng truyền tải tên của những người chiến thắng đến các thành phố khác nhau bằng cách sử dụng chim bồ câu tại Thế vận hội Olympic. Vào đầu thế kỷ 19, chính phủ Hà Lan đã sử dụng hệ thống này ở Java và Sumatra. Và vào năm 1849, Paul Julius Reuter bắt đầu dịch vụ chim bồ câu để bay giá cổ phiếu giữa Aachen và Brussels, một dịch vụ hoạt động trong một năm cho đến khi khoảng cách trong liên kết điện báo được đóng lại.

Vào thời Trung cổ, các chuỗi đèn hiệu thường được sử dụng trên các đỉnh đồi để chuyển tiếp tín hiệu. Các chuỗi Beacon có nhược điểm là chúng chỉ có thể truyền một chút thông tin, vì vậy ý nghĩa của thông điệp, chẳng hạn như “kẻ thù đã bị phát hiện”, phải được thỏa thuận trước. Một ví dụ đáng chú ý về việc sử dụng chúng là trong Armada Tây Ban Nha khi một chuỗi đèn hiệu chuyển tiếp tín hiệu từ Plymouth đến London.

Năm 1792, Claude Chappe, một kỹ sư người Pháp, đã xây dựng hệ thống điện báo hình ảnh cố định đầu tiên (hay đường dây semaphore) giữa Lille và Paris. Tuy nhiên, semaphore bị ảnh hưởng bởi sự cần thiết của các nhà khai thác lành nghề và các tháp đắt tiền ở độ cao từ mười đến ba mươi km (sáu đến mười chín dặm). Do sự cạnh tranh của điện báo, đường dây thương mại cuối cùng đã bị bỏ dở vào năm 1880.

Điện báo và điện thoại

Vào ngày 25 tháng 7 năm 1837, chiếc điện báo thương mại đầu tiên được trình diễn bởi nhà phát minh người Anh, Ngài William Fothergill Cooke và nhà khoa học người Anh, Ngài Charles Wheatstone. Cả hai nhà phát minh đều coi thiết bị của họ là “một cải tiến đối với máy điện báo điện từ [hiện có],” không phải là một thiết bị mới.

Samuel Morse đã độc lập phát triển một phiên bản điện báo mà ông đã chứng minh không thành công vào ngày 2 tháng 9 năm 1837. Mã của ông là một bước tiến đáng kể so với phương pháp truyền tín hiệu của Wheatstone. Cáp điện báo xuyên Đại Tây Dương đầu tiên được hoàn thành vào ngày 27 tháng 7 năm 1866, cho phép viễn thông xuyên Đại Tây Dương lần đầu tiên.

Alexander Bell đã được cấp bằng sáng chế cho chiếc điện thoại thông thường vào năm 1876. Elisha Grey cũng đã đệ đơn xin báo trước cho nó vào năm 1876. Grey đã từ bỏ lời cảnh báo của mình và vì anh ta không tranh giành quyền ưu tiên của Bell, người giám định đã chấp thuận bằng sáng chế của Bell vào ngày 3 tháng 3 năm 1876. Gray đã đệ đơn cảnh báo của mình cho điện thoại có điện trở thay đổi, nhưng Bell là người đầu tiên viết ra ý tưởng và thử nghiệm nó trên điện thoại. Antonio Meucci đã phát minh ra một thiết bị cho phép truyền giọng nói qua đường dây gần ba mươi năm trước, vào năm 1849. Tuy nhiên, thiết bị của ông có ít giá trị thực tế vì nó dựa vào hiệu ứng điện âm yêu cầu người dùng phải đặt đầu thu vào miệng để “nghe.” Công ty Điện thoại Bell đã thiết lập các dịch vụ điện thoại thương mại đầu tiên vào năm 1878 và 1879 trên cả hai bờ Đại Tây Dương ở New Haven và London.

dịch vụ 5g viettel
Dịch vụ 5G Viettel

Đài phát thanh và truyền hình

Năm 1894, nhà phát minh người Ý Guglielmo Marconi bắt đầu phát triển giao tiếp không dây bằng cách sử dụng hiện tượng sóng vô tuyến mới được phát hiện sau đó, cho thấy vào năm 1901 rằng chúng có thể được truyền qua Đại Tây Dương. Đây là sự khởi đầu của điện tín không dây bằng radio. Vào ngày 17 tháng 12 năm 1902, một đường truyền từ trạm Marconi ở Vịnh Glace, Nova Scotia, Canada, đã trở thành thông điệp vô tuyến đầu tiên trên thế giới vượt Đại Tây Dương từ Bắc Mỹ, và vào năm 1904, một dịch vụ thương mại đã được thành lập để truyền các bản tóm tắt tin tức hàng đêm đến các tàu đăng ký. , có thể kết hợp chúng vào các tờ báo trên máy bay của họ.

Giao tiếp sóng milimet lần đầu tiên được nhà vật lý người Bengali Jagadish Chandra Bose nghiên cứu từ năm 1894 đến năm 1896, khi ông đạt đến tần số cực cao lên tới 60 GHz trong các thí nghiệm của mình. Ông cũng giới thiệu việc sử dụng các mối nối bán dẫn để phát hiện sóng vô tuyến khi ông được cấp bằng sáng chế cho máy dò tinh thể vô tuyến vào năm 1901.

Chiến tranh thế giới thứ nhất đã thúc đẩy sự phát triển của vô tuyến điện cho liên lạc quân sự. Sau chiến tranh, phát thanh AM của đài phát thanh thương mại bắt đầu vào những năm 1920 và trở thành một phương tiện truyền thông đại chúng quan trọng để giải trí và tin tức. Chiến tranh thế giới thứ hai một lần nữa thúc đẩy sự phát triển của vô tuyến điện cho các mục đích thời chiến của máy bay và liên lạc đất liền, điều hướng vô tuyến và radar. Sự phát triển của phát sóng FM stereo của đài phát thanh đã diễn ra từ những năm 1930 tại các phường ở Hoa Kỳ. Nó đã thay thế AM trở thành tiêu chuẩn thương mại thống trị vào những năm 1960 và 1970 ở Vương quốc Anh.

Vào ngày 25 tháng 3 năm 1925, John Logie Baird đã trình diễn việc truyền những bức ảnh chuyển động tại cửa hàng bách hóa Selfridges ở London. Thiết bị của Baird dựa trên đĩa Nipkow và do đó được gọi là máy thu hình cơ học. Nó hình thành nền tảng của các chương trình phát sóng thử nghiệm do Tập đoàn Phát thanh truyền hình Anh thực hiện bắt đầu vào ngày 30 tháng 9 năm 1929. Tuy nhiên, hầu hết các máy truyền hình thế kỷ 20 phụ thuộc vào ống tia âm cực do Karl Braun phát minh. Phiên bản đầu tiên của một chiếc tivi như vậy để thể hiện lời hứa đã được Philo Farnsworth sản xuất và trình diễn với gia đình ông vào ngày 7 tháng 9 năm 1927. Sau Thế chiến thứ hai, các thí nghiệm trên tivi bị gián đoạn đã được tiếp tục và nó cũng trở thành một phương tiện phát sóng giải trí gia đình quan trọng.

Van nhiệt điện

Loại thiết bị được gọi là ống nhiệt điện tử hoặc van nhiệt điện sử dụng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử từ một cực âm bị nung nóng. Nó được sử dụng cho các chức năng điện tử cơ bản như khuếch đại tín hiệu và chỉnh lưu dòng điện.

Tuy nhiên, các loại phi nhiệt điện tử, chẳng hạn như ống quang chân không, đạt được sự phát xạ điện tử thông qua hiệu ứng quang điện và được sử dụng để phát hiện mức độ ánh sáng. Trong cả hai loại, các êlectron đều được điện trường trong ống tăng tốc từ cực âm đến cực dương.

Ống chân không đơn giản nhất, điốt được phát minh vào năm 1904 bởi John Ambrose Fleming, chỉ chứa một cực âm phát ra điện tử được nung nóng và một cực dương. Các electron chỉ có thể chạy theo một hướng qua thiết bị — từ cực âm đến cực dương. Thêm một hoặc nhiều lưới điều khiển trong ống cho phép dòng điện giữa cực âm và cực dương được điều khiển bởi điện áp của lưới. Những thiết bị này đã trở thành thành phần quan trọng của mạch điện tử trong nửa đầu thế kỷ XX. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển đài phát thanh, truyền hình, radar, ghi âm và tái tạo âm thanh, mạng điện thoại đường dài, máy tính kỹ thuật số tương tự và thời kỳ đầu. Mặc dù một số ứng dụng đã sử dụng các công nghệ trước đó như máy phát khoảng cách tia lửa cho vô tuyến hoặc máy tính cơ học để tính toán, Phát minh ra ống chân không nhiệt điện đã làm cho những công nghệ này trở nên phổ biến và thực tế và tạo ra kỷ luật của điện tử.

Vào những năm 1940, Sự phát minh ra các thiết bị bán dẫn đã cho phép sản xuất các thiết bị ở trạng thái rắn, nhỏ hơn, hiệu quả hơn, đáng tin cậy và bền hơn, đồng thời rẻ hơn so với các ống nhiệt điện. Từ giữa những năm 1960, các dòng nhiệt điện tử sau đó được thay thế bằng bóng bán dẫn. Hộp nhiệt vẫn có một số ứng dụng cho một số bộ khuếch đại tần số cao nhất định.

Kỷ nguyên bán dẫn

Thời kỳ hiện đại của lịch sử viễn thông từ năm 1950 trở đi được gọi là kỷ nguyên bán dẫn do việc áp dụng rộng rãi các thiết bị bán dẫn trong công nghệ viễn thông. Sự phát triển của công nghệ bóng bán dẫn và công nghiệp bán dẫn đã cho phép những tiến bộ đáng kể trong công nghệ viễn thông. Chúng đã dẫn đến sự chuyển đổi từ các mạng chuyển mạch kênh băng hẹp thuộc sở hữu nhà nước sang các mạng chuyển mạch gói băng thông rộng tư nhân. Các công nghệ kim loại-oxit-bán dẫn (MOS) như tích hợp quy mô lớn (LSI) và RF CMOS (MOS bổ sung tần số vô tuyến), cùng với lý thuyết thông tin (chẳng hạn như nén dữ liệu), đã dẫn đến sự chuyển đổi từ xử lý tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số , với sự ra đời của viễn thông kỹ thuật số (như điện thoại kỹ thuật số và phương tiện kỹ thuật số) và truyền thông không dây (như mạng di động và điện thoại di động), dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của ngành viễn thông vào cuối thế kỷ 20.

Linh kiện bán dẫn

Sự phát triển của công nghệ bóng bán dẫn là nền tảng cho viễn thông điện tử hiện đại. Bóng bán dẫn đầu tiên, bóng bán dẫn tiếp xúc điểm, được phát minh bởi John Bardeen và Walter Houser Brattain tại Bell Labs vào năm 1947. MOSFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-oxit-silicon), còn được gọi là bóng bán dẫn MOS, sau đó được phát minh bởi Mohamed M. Atalla và Dawon Kahng tại Bell Labs năm 1959. MOSFET là khối xây dựng hay “ngựa ô” của cuộc cách mạng thông tin và thời đại thông tin và là thiết bị được sản xuất rộng rãi nhất. Công nghệ MOS, bao gồm các mạch tích hợp MOS và MOSFET năng lượng, thúc đẩy cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc của viễn thông hiện đại. Cùng với máy tính, các yếu tố thiết yếu khác của viễn thông đương đại được xây dựng từ MOSFET bao gồm thiết bị di động, bộ thu phát, mô-đun trạm gốc, bộ định tuyến, bộ khuếch đại công suất RF, bộ vi xử lý, chip nhớ và mạch viễn thông.

Theo luật của Edholm, băng thông của các mạng viễn thông cứ sau 18 tháng lại tăng gấp đôi. Những tiến bộ trong công nghệ MOS, bao gồm cả việc mở rộng quy mô MOSFET (tăng số lượng bóng bán dẫn với tốc độ hàm mũ, theo dự đoán của định luật Moore), là yếu tố góp phần quan trọng nhất vào sự gia tăng nhanh chóng của băng thông trong các mạng viễn thông.

Mạng máy tính và Internet

Vào ngày 11 tháng 9 năm 1940, George Stibitz truyền các bài toán cho Máy tính Số phức của ông ở New York bằng cách sử dụng một loại máy viễn thông và nhận lại kết quả tính toán tại Đại học Dartmouth ở New Hampshire. Cấu hình của một máy tính tập trung (máy tính lớn) với các thiết bị đầu cuối câm từ xa vẫn phổ biến vào những năm 1970. Tuy nhiên, vào những năm 1960, các nhà nghiên cứu bắt đầu nghiên cứu về chuyển mạch gói, một công nghệ gửi một thông điệp theo từng phần đến đích của nó một cách không đồng bộ mà không cần chuyển nó qua một máy tính lớn tập trung. Một mạng bốn nút xuất hiện vào ngày 5 tháng 12 năm 1969, tạo nên sự khởi đầu của ARPANET, đến năm 1981 đã phát triển lên 213 nút. ARPANET cuối cùng đã hợp nhất với các mạng khác để tạo thành Internet. Trong khi phát triển Internet là trọng tâm của Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet (IETF), đội đã xuất bản một loạt tài liệu Yêu cầu Bình luận, các tiến bộ về mạng khác đã xảy ra trong các phòng thí nghiệm công nghiệp, chẳng hạn như sự phát triển mạng cục bộ (LAN) của Ethernet (1983) và Token Ring (1984)

Viễn thông không dây

Cuộc cách mạng không dây bắt đầu vào những năm 1990 với sự ra đời của mạng không dây kỹ thuật số dẫn đến quá trình xã hội và sự chuyển đổi mô hình từ công nghệ có dây sang không dây, bao gồm sự gia tăng của các công nghệ không dây thương mại như điện thoại di động, điện thoại di động, máy nhắn tin, mạng máy tính không dây, mạng di động, Internet không dây, máy tính xách tay và máy tính cầm tay có kết nối không dây. Cuộc cách mạng không dây đã được thúc đẩy bởi những tiến bộ trong kỹ thuật tần số vô tuyến (RF) và vi sóng và sự chuyển đổi từ công nghệ RF tương tự sang kỹ thuật số. Những tiến bộ trong công nghệ bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-oxit-bán dẫn (MOSFET, hoặc bóng bán dẫn MOS), thành phần quan trọng của công nghệ RF cho phép mạng không dây kỹ thuật số, là trung tâm của cuộc cách mạng này, bao gồm các thiết bị MOS như nguồn MOSFET, LDMOS và RF CMOS.

Truyền thông kỹ thuật số

Việc phân phối và phát trực tuyến phương tiện kỹ thuật số thực tế đã được thực hiện nhờ những tiến bộ trong nén dữ liệu do yêu cầu về bộ nhớ, lưu trữ và băng thông cao không thực tế của phương tiện truyền thông. Kỹ thuật nén quan trọng nhất là biến đổi cosine rời rạc (DCT), một thuật toán nén tổn hao lần đầu tiên được đề xuất như một kỹ thuật nén hình ảnh vào năm 1972. Vào ngày 29 tháng 10 năm 2001, Sự hiện thực và trình diễn truyền dẫn rạp chiếu phim kỹ thuật số đầu tiên bằng vệ tinh ở Châu Âu về một tính năng phim của Bernard Pauchon, Alain Lorentz, Raymond Melwig và Philippe Binance.

Tăng công suất truyền tải

Khả năng thích hợp để trao đổi thông tin trên toàn thế giới thông qua các mạng viễn thông hai chiều đã tăng từ 281 petabyte (PB) thông tin nén tối ưu vào năm 1986 lên 471 pm năm 1993, lên 2,2 exabyte (EB) vào năm 2000 và 65 EB vào năm 2007. Đây là thông tin tương đương với hai trang báo mỗi người mỗi ngày vào năm 1986 và sáu tờ báo cho một người mỗi ngày vào năm 2007. Với sự tăng trưởng này, viễn thông ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới và ngành viễn thông toàn cầu có quy mô khoảng 4,7 nghìn tỷ đô la Mỹ năm 2012. Doanh thu dịch vụ của ngành viễn thông toàn cầu được ước tính là 1,5 nghìn tỷ USD vào năm 2010, tương ứng với 2,4% tổng sản phẩm quốc nội (GDP) của thế giới.

Khái niệm kỹ thuật

Viễn thông hiện đại được thành lập dựa trên một loạt các khái niệm chính đã trải qua quá trình phát triển và cải tiến tiến bộ trong hơn một thế kỷ.

Các yếu tố cơ bản

Các yếu tố cơ bản Công nghệ viễn thông chủ yếu có thể được chia thành các phương pháp có dây và không dây. Một hệ thống viễn thông cơ bản bao gồm ba phần chính luôn tồn tại dưới một số hình thức:

  • Một bộ truyền nhận thông tin và chuyển nó thành tín hiệu.
  • Một phương tiện truyền dẫn còn được gọi là kênh vật lý mang tín hiệu. Một ví dụ về điều này là “kênh không gian trống”.
  • Người nhận lấy tín hiệu từ kênh và chuyển đổi lại thành thông tin có thể sử dụng cho người nhận.

Ví dụ, trong một trạm phát sóng vô tuyến, bộ khuếch đại công suất lớn là máy phát; và ăng-ten phát sóng là giao diện giữa bộ khuếch đại công suất và “kênh không gian trống”. Kênh không gian trống là môi trường truyền dẫn, và ăng ten của máy thu là giao diện giữa kênh không gian trống và máy thu. Tiếp theo, máy thu thanh là điểm đến của tín hiệu radio, và đây là nơi nó được chuyển đổi từ điện năng thành âm thanh để mọi người nghe.

Đôi khi, các hệ thống viễn thông là hệ thống “song công” (hệ thống hai chiều) với một hộp điện tử duy nhất hoạt động như một bộ phát và một bộ thu hoặc một bộ thu phát. Ví dụ, điện thoại di động là một bộ thu phát. Các thiết bị điện tử truyền và nhận trong một bộ thu phát là độc lập với nhau. Điều này có thể được giải thích một cách dễ dàng bởi vì máy phát vô tuyến có chứa bộ khuếch đại công suất hoạt động với công suất điện được đo bằng watt hoặc kilowatt. Tuy nhiên, máy thu vô tuyến xử lý công suất vô tuyến được đo bằng microwatts hoặc nanowat. Do đó, các bộ thu phát phải được thiết kế và chế tạo cẩn thận để cách ly mạch công suất cao và mạch công suất thấp với nhau để không gây nhiễu.

Viễn thông qua đường dây cố định được gọi là liên lạc điểm-điểm giữa một máy phát và một máy thu. Viễn thông thông qua các chương trình phát sóng vô tuyến được gọi là truyền thông quảng bá giữa một máy phát mạnh và nhiều máy thu vô tuyến công suất thấp nhưng nhạy.

Viễn thông trong đó nhiều máy phát và nhiều máy thu được thiết kế để hợp tác và chia sẻ cùng một kênh vật lý được gọi là hệ thống ghép kênh. Việc chia sẻ các kênh vật lý bằng cách sử dụng ghép kênh thường giúp giảm chi phí rất lớn. Các hệ thống ghép kênh được bố trí trong các mạng viễn thông và các tín hiệu được ghép kênh được chuyển tại các nút thông qua máy thu đầu cuối đích chính xác.

Truyền thông tương tự và kỹ thuật số

Tín hiệu truyền thông có thể được gửi bằng tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số. Có hệ thống truyền thông tương tự và hệ thống truyền thông kỹ thuật số. Đối với tín hiệu tương tự, tín hiệu được thay đổi liên tục liên quan đến thông tin. Trong tín hiệu kỹ thuật số, thông tin được mã hóa dưới dạng các giá trị rời rạc (ví dụ, một tập hợp các giá trị một và các số không). Trong quá trình truyền và nhận, thông tin trong tín hiệu tương tự chắc chắn sẽ bị suy giảm do nhiễu vật lý không mong muốn. Thông thường, tiếng ồn trong hệ thống thông tin liên lạc có thể được biểu thị bằng cách cộng hoặc trừ tín hiệu mong muốn theo cách hoàn toàn không mong muốn. Dạng tiếng ồn này được gọi là tiếng ồn cộng tính, hiểu nôm na là tiếng ồn có thể âm hoặc dương tại các thời điểm khác nhau của thời gian.

Trừ khi nhiễu phụ gia vượt quá một ngưỡng nhất định, thông tin chứa trong tín hiệu kỹ thuật số sẽ vẫn còn nguyên vẹn. Khả năng chống nhiễu của chúng thể hiện một ưu điểm chính của tín hiệu kỹ thuật số so với tín hiệu tương tự. Tuy nhiên, hệ thống kỹ thuật số thất bại thảm hại khi tiếng ồn vượt quá khả năng tự động sửa lỗi của hệ thống. Mặt khác, các hệ thống tương tự bị lỗi một cách duyên dáng. Khi tiếng ồn tăng lên, tín hiệu trở nên suy giảm dần nhưng vẫn có thể sử dụng được. Ngoài ra, việc truyền dữ liệu liên tục bằng kỹ thuật số chắc chắn sẽ làm tăng thêm nhiễu lượng tử hóa cho đầu ra. Điều này có thể được giảm bớt, nhưng không được loại bỏ, chỉ làm tăng yêu cầu băng thông kênh.

Kênh thông tin liên lạc

Thuật ngữ “kênh” có hai nghĩa khác nhau. Theo một nghĩa nào đó, kênh là một phương tiện vật lý mang tín hiệu giữa máy phát và máy thu. Các ví dụ về điều này bao gồm bầu không khí để liên lạc tốt, sợi quang thủy tinh cho một số loại thông tin quang học, cáp đồng trục để liên lạc bằng điện áp và dòng điện trong chúng, và không gian trống cho thông tin liên lạc sử dụng ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia cực tím và sóng radio. Các loại cáp đồng trục được phân loại theo kiểu RG hoặc “dẫn hướng vô tuyến”, thuật ngữ bắt nguồn từ Thế chiến thứ hai. Các ký hiệu RG khác nhau được sử dụng để phân loại các ứng dụng truyền tín hiệu cụ thể. Kênh cuối cùng này được gọi là “kênh không gian trống”. Việc gửi sóng vô tuyến từ nơi này đến nơi khác không liên quan gì đến việc có hay không có bầu không khí giữa hai bên. Sóng vô tuyến truyền qua chân không hoàn hảo dễ dàng như không khí, sương mù, mây hoặc khí.

Ý nghĩa khác của thuật ngữ “kênh” trong viễn thông được thấy trong cụm từ kênh liên lạc, là một phần nhỏ của phương tiện truyền dẫn để nó có thể được sử dụng để gửi nhiều luồng thông tin đồng thời. Ví dụ, một đài vô tuyến có thể phát sóng vô tuyến vào không gian tự do ở tần số 94,5 MHz (megahertz). Ngược lại, một đài vô tuyến khác có thể đồng thời phát sóng vô tuyến với tần số trong vùng lân cận là 96,1 MHz. Mỗi đài vô tuyến sẽ truyền sóng vô tuyến trên băng thông tần số khoảng 180 kHz (kilohertz), tập trung ở các tần số như trên, được gọi là “tần số sóng mang”. Mỗi trạm trong ví dụ này được ngăn cách với các trạm lân cận của nó là 200 kHz. Sự khác biệt giữa 200 kHz và 180 kHz (20 kHz) là sự cho phép về mặt kỹ thuật đối với những điểm không hoàn hảo trong hệ thống thông tin liên lạc.

“Kênh không gian trống” đã được chia thành các kênh liên lạc theo tần số trong ví dụ trên. Mỗi kênh được ấn định một băng thông tần số khác nhau để phát sóng vô tuyến. Hệ thống phân chia môi trường thành các kênh theo tần số được gọi là “ghép kênh phân chia theo tần số”. Một thuật ngữ khác cho khái niệm tương tự là “ghép kênh phân chia theo bước sóng”, được sử dụng phổ biến hơn trong truyền thông quang khi nhiều máy phát chia sẻ cùng một môi trường vật lý.

Một cách khác để chia phương tiện truyền thông thành các kênh là phân bổ cho mỗi người gửi một phân đoạn thời gian định kỳ (“khe thời gian”, ví dụ: 20 mili giây trong mỗi giây) và cho phép mỗi người gửi chỉ gửi tin nhắn trong khoảng thời gian của nó. Phương pháp chia môi trường thành các kênh truyền thông này được gọi là “ghép kênh phân chia theo thời gian” (TDM) và được sử dụng trong truyền thông cáp quang. Một số hệ thống thông tin liên lạc vô tuyến sử dụng TDM trong một kênh FDM được cấp phát. Do đó, các hệ thống này sử dụng kết hợp giữa TDM và FDM.

Modulation

Việc định hình một tín hiệu để truyền tải thông tin, được gọi là điều chế. Điều chế có thể được sử dụng để biểu diễn một thông điệp kỹ thuật số dưới dạng sóng tương tự. Điều này thường được gọi là “khóa” —một thuật ngữ có nguồn gốc từ việc sử dụng Mã Morse trong viễn thông cũ hơn — và tồn tại một số kỹ thuật khóa (khóa dịch pha, khóa dịch tần và khóa dịch chuyển biên độ). Ví dụ, hệ thống “Bluetooth” sử dụng tính năng khóa lệch pha để trao đổi thông tin giữa các thiết bị khác nhau. Ngoài ra, còn có sự kết hợp giữa khóa dịch pha và khóa dịch chuyển biên độ, được gọi là (theo thuật ngữ của lĩnh vực này) “điều chế biên độ vuông góc” (QAM), được sử dụng trong các hệ thống thông tin vô tuyến kỹ thuật số dung lượng cao.

Điều chế cũng có thể truyền thông tin của tín hiệu tương tự tần số thấp ở tần số cao hơn. Điều này rất hữu ích vì tín hiệu tương tự tần số thấp không thể được truyền qua không gian trống một cách hiệu quả. Do đó, thông tin từ tín hiệu tương tự tần số thấp phải được chuyển thành tín hiệu tần số cao hơn (được gọi là “sóng mang”) trước khi truyền. Có một số sơ đồ điều chế khác nhau có sẵn để đạt được điều này [hai trong số cơ bản nhất là điều chế biên độ (AM) và điều chế tần số (FM)]. Một ví dụ của quá trình này là giọng nói của người chơi xóc đĩa được ấn tượng thành sóng mang 96 MHz bằng cách sử dụng điều chế tần số (giọng nói sau đó sẽ được nhận trên đài phát thanh là kênh “96 FM”). Ngoài ra, điều chế có ưu điểm là nó có thể sử dụng ghép kênh phân chia theo tần số (FDM).

Mạng viễn thông

Mạng viễn thông là một tập hợp các máy phát, máy thu và các kênh truyền thông gửi tin nhắn cho nhau. Một số mạng truyền thông kỹ thuật số có chứa một hoặc nhiều bộ định tuyến hoạt động cùng nhau để truyền thông tin đến đúng người dùng. Mạng truyền thông tương tự bao gồm các thiết bị chuyển mạch thiết lập kết nối giữa hai hoặc nhiều người dùng. Đối với cả hai loại mạng, bộ lặp có thể cần thiết để khuếch đại hoặc tái tạo tín hiệu khi truyền trên một khoảng cách xa. Điều này là để chống lại sự suy giảm có thể làm cho tín hiệu không thể phân biệt được với tiếng ồn. Một ưu điểm khác của hệ thống kỹ thuật số so với hệ thống tương tự là đầu ra của chúng dễ lưu trữ hơn trong bộ nhớ, tức là hai trạng thái điện áp (cao và thấp) dễ lưu trữ hơn một dải trạng thái liên tục.

Tác động xã hội

Viễn thông có tác động xã hội, văn hóa và kinh tế đáng kể đối với xã hội hiện đại. Năm 2008, các ước tính cho thấy doanh thu của ngành viễn thông là 4,7 nghìn tỷ USD, hay chỉ dưới 3% tổng sản phẩm thế giới (tỷ giá hối đoái chính thức). Một số phần tiếp theo thảo luận về tác động của viễn thông đối với xã hội.

Kinh tế vi mô

Ở quy mô kinh tế vi mô, các công ty đã sử dụng viễn thông để giúp xây dựng các đế chế kinh doanh toàn cầu. Điều này có thể thấy rõ trong trường hợp của nhà bán lẻ trực tuyến Amazon.com. Theo học giả Edward Lenert, ngay cả nhà bán lẻ thông thường Walmart cũng được hưởng lợi từ cơ sở hạ tầng viễn thông tốt hơn so với các đối thủ cạnh tranh. Ở các thành phố trên toàn thế giới, chủ nhà sử dụng điện thoại của họ để đặt hàng và sắp xếp các dịch vụ gia đình khác nhau, từ giao bánh pizza đến thợ điện. Ngay cả những cộng đồng tương đối nghèo cũng được ghi nhận sử dụng viễn thông để có lợi cho họ. Tại Quận Narsingdi của Bangladesh, những người dân làng bị cô lập sử dụng điện thoại di động để nói chuyện trực tiếp với những người bán buôn và thu xếp giá tốt hơn cho hàng hóa của họ. Ở Côte d’Ivoire, những người trồng cà phê chia sẻ điện thoại di động để theo dõi sự biến động hàng giờ của giá cà phê và bán với giá tốt nhất.

Kinh tế vĩ mô

Về quy mô kinh tế vĩ mô, Lars-Hendrik Röller và Leonard Waverman đề xuất mối liên hệ nhân quả giữa cơ sở hạ tầng viễn thông tốt và tăng trưởng kinh tế. Rất ít người tranh cãi về sự tồn tại của một mối tương quan, mặc dù một số người cho rằng việc coi mối quan hệ là quan hệ nhân quả là sai.

Do lợi ích kinh tế của cơ sở hạ tầng viễn thông tốt, ngày càng có nhiều lo lắng về khả năng tiếp cận dịch vụ viễn thông không công bằng giữa các quốc gia – được gọi là khoảng cách số. Một cuộc khảo sát năm 2003 của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) cho thấy khoảng một phần ba số quốc gia có ít hơn một thuê bao di động cho mỗi 20 người. Một phần ba số quốc gia có ít hơn một thuê bao điện thoại cố định cho mỗi 20 người. Về khả năng truy cập Internet, khoảng một nửa số quốc gia có ít hơn một trong số 20 người có quyền truy cập Internet. Từ thông tin và dữ liệu giáo dục này, ITU đã có thể biên soạn một chỉ số đo lường khả năng tổng thể của công dân trong việc tiếp cận và sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông. Sử dụng thước đo này, Thụy Điển, Đan Mạch và Iceland nhận được thứ hạng cao nhất, trong khi các quốc gia châu Phi Nigeria, Burkina Faso và Mali nhận được thứ hạng thấp nhất.

Tác động xã hội

Viễn thông đã đóng một vai trò quan trọng trong các mối quan hệ xã hội. Tuy nhiên, các thiết bị như hệ thống điện thoại ban đầu được quảng cáo tập trung vào các kích thước thực tế của thiết bị (chẳng hạn như khả năng tiến hành kinh doanh hoặc đặt dịch vụ tại nhà) trái ngược với các kích thước xã hội. Mãi đến cuối những năm 1920 và 1930, các khía cạnh xã hội của thiết bị mới trở thành chủ đề nổi bật trong các quảng cáo trên điện thoại. Các chương trình khuyến mãi mới bắt đầu thu hút cảm xúc của người tiêu dùng, nhấn mạnh tầm quan trọng của các cuộc trò chuyện xã hội và duy trì kết nối với gia đình và bạn bè.

Kể từ đó, viễn thông đóng vai trò quan trọng trong các mối quan hệ xã hội ngày càng trở nên quan trọng. Trong những năm gần đây, mức độ phổ biến của các trang mạng xã hội đã tăng lên đáng kể. Các trang web này cho phép người dùng giao tiếp với nhau và đăng ảnh, sự kiện và hồ sơ cho người khác xem. Hồ sơ có thể liệt kê tuổi, sở thích, sở thích tình dục và tình trạng mối quan hệ của một người. Bằng cách này, các trang web này có thể đóng một vai trò quan trọng trong mọi việc, từ tổ chức các hoạt động giao lưu xã hội đến tán tỉnh.

Trước các trang mạng xã hội, các công nghệ như dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS) và điện thoại cũng tác động đáng kể đến các tương tác xã hội. Năm 2000, nhóm nghiên cứu thị trường Ipsos MORI báo cáo rằng 81% người dùng SMS từ 15 đến 24 tuổi ở Vương quốc Anh đã sử dụng dịch vụ này để phối hợp sắp xếp xã hội và 42% để tán tỉnh.

Giải trí, tin tức và quảng cáo

Về mặt văn hóa, viễn thông đã làm tăng khả năng tiếp cận âm nhạc và phim ảnh của công chúng. Với tivi, mọi người có thể xem những bộ phim mà họ chưa từng xem trước đây ngay tại nhà của mình mà không cần đến cửa hàng video hoặc rạp chiếu phim. Với radio và Internet, mọi người có thể nghe những bản nhạc mà họ chưa từng nghe trước đó mà không cần đến cửa hàng âm nhạc.

Viễn thông cũng đã thay đổi cách mọi người tiếp nhận tin tức của họ. Trong một cuộc khảo sát năm 2006 (bảng bên phải) với hơn 3.000 người Mỹ của Tổ chức phi lợi nhuận Pew Internet and American Life tại Hoa Kỳ, phần lớn chỉ định truyền hình hoặc đài phát thanh hơn báo chí.

Viễn thông đã có một tác động đáng kể không kém đến quảng cáo. TNS Media Intelligence báo cáo rằng trong năm 2007, 58% chi tiêu quảng cáo ở Hoa Kỳ được chi cho các phương tiện truyền thông phụ thuộc vào viễn thông.

Bạn thấy bài viết này có bổ ích không?

Bấm vào ngôi sao để đánh giá!!

Điểm đánh giá trung bình 0 / 5. Số lượng đánh giá: 0

Chưa có ai đánh giá bài viết này! Hãy là người đầu tiên đánh giá.