Mạng viễn thông lý thuyết thông tin
9/12/2010
1
Outline
•
•
•
•
•
Giới thiệu Mạng viễn thông
Khái niệm cơ bản
Thông tin
Entropy
Mã hóa nguồn
9/12/2010
2
Giới thiệu
•
•
•
Viễn thông là gì?
Tiếng Hi Lạp : "tele” - xa; và
và Latin, "communicate“ –chia
sẻ . Viễn thông là truyền thông
cự ly xa.
Bản chất của Viễn thông là
truyền Thông tin đến 1 hay
nhiều người dùng trong bất kỳ
dạng nào có thể
9/12/2010
3
Viễn thông
• Có xu hướng nghĩ Viễn thông là điện thoại,
mạng máy tính, Internet, truyền hình cáp.
• Bao gồm phương tiện điện, điện từ, và quang
đã được nhắc đến, đồng thời Bao gồm dây dẫn
đơn giản, radio, hay dạng khác.
9/12/2010
4
Viễn thông thời kỳ đầu
•
•
•
•
trống và còi
khói/Tín hiệu lửa
ánh sáng
bồ câu
trống
Tower using mirrors
9/12/2010
khói
bồ câu
5
Viễn thông phát triển
•
•
•
•
điện tín (Morse)
điện thoại (Bell)
truyền thông không dây
truyền thông vệ tinh
9/12/2010
A BTS (Mobile
Communication)
VINASAT-1 satellite
6
hệ thống truyền thông di động
Hệ thống truyền thông không dây
hệ thống truyền thông dữ liệu
Mạng viễn thông
Hệ thống truyền thông vệ t
hệ thống chuyển mạch
9/12/2010
hệ thống truyền thông quang
hệ thống thoại và truyền hình
7
• Mạng viễn thông là mạng gồm liên kết và
nút mạng viễn thông được sắp xếp để
thông tin chuyển từ 1 phần của mạng đến
mạng khác qua nhiều kết nối và thông
qua chế độ khác nhau.
9/12/2010
8
Mạng viễn thông
•
Mạng viễn thông được chia thành:
Transport
thiết bị truyền nhận
chuyển mạch
Switch hay Exchange hay Central Office
(CO)
truy nhập
thiết bị để truy nhập của thuê bao (truy
nhập mạngs AN)
Customer
Premises
Equipment (CPE)
thiết bị đầu cuối thuê bao
– thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền nhận cùng nhau hình thành
mạng lõi
– thiết bị đầu cuối hướng khách hàng kết nối đến mạng lõi thông qua
truy nhập mạng
•
truyền tải và chuyển mạch là 2 chức năng cơ bản để truyền tải
Thông tin người dùng.
9/12/2010
9
AN
N
T
SIEMENS
NIXDORF
Transport
AN
AN
N
T
N
T
SIEMENS
NIXDORF
Exchange
SIEMENS
NIXDORF
truy nhập mạng (AN)
với đầu cuối thuê bao
(CPE)
AN
N
T
SIEMENS
NIXDORF
9/12/2010
truyền tải kênh truyền(trao đổi liên kết kết nối):
• trung kế để truyềnThông tin người dùng
• tín hiệu kết nối để truyền thông tin điều khiển
10
Khái niệm cơ bản
• sơ đồ khối của hệ thống truyền thông số
nguồn
mã hóa
nguồn
mã hóa
kênh
truyền
bộ điều
chế
đích
bộ giải
mã
nguồn
bộ giải
mã kênh
bộ giải điều
chế
9/12/2010
kênh
truyền
nhiễu
11
lý thuyết thông tin?
• lý thuyết thông tin cung cấp cách đo lường của nguồn
Thông tin, dung lương thông tin của một kênh truyền
• mã hóa là phương tiện tối ưu hóa dung lượng kênh
truyền để lưu chuyển Thông tin
• lý thuyết mã hóa của Shannon:
“Nếu tốc độ của Thông tin từ nguồn ko vượt quá dung
lượng của kênh truyền thông tin, thì tồn tại kỹ thuật mã
hóa mà Thông tin được phát qua kênh truyền với xác
suất lỗi nhỏ, bất chấp sự tồn tại của lỗi”
9/12/2010
12
đo lường Thông tin
• lý thuyết thông tin: bao
nhiêu Thông tin
– … chứa trong tín hiệu?
– … hệ thống phát sinh?
– … một kênh truyền truyền
tải?
• Thông tin là 1 dạng hàng
hóa sản xuất bởi nguồn
để đến vài người dùng ở
đích
• Ví dụ : Barcelona vs
GĐT-LA
9/12/2010
13
đo lường Thông tin
• 3 kết quả: thắng, hòa, thua
Cases
sự kiệns
Thông tin
khả năng
1
Barca thắng
không có Thông tin
≈1, chắc chắn
2
Barca hòa với
GĐT-LA
Thông tin nhiều hơn
Tương đối thấp
3
Barca thua
Lượng Thông tin lớn
Xác suất thấp xuất
hiện trong tình
huống đặc biệt
• Sự kiện càng ít khả năng, càng chưa nhiều thông tin
• Thông tin định nghĩa toán học như thế nào?
14
9/12/2010
i
Thông tin
• xj là sự kiện với p(xj) là khả năng của sự kiện xj được
chọn để truyền dẫn
• Nếu xj xảy ra
1
I ( x j ) = log a
= − log a p( x j )
(1)
p( x j )
đơn vị của Thông tin
I(xj) được gọi self-information
I(xj)≥0
for
I(xj)→0 for
I(xj)>I(xi) for
9/12/2010
0≤ p(xj)≤1
p(xj)→1
p(xj)