bài giảng môn học kỹ thuật truyền tin, chương 4 potx

CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU Việc truyền dữ liệu phụ thuộc vào hai yếu tố chính: chất l ượng của tín hiệu được truyền và các đặc tính của môi trường truy ền. Mục tiêu của chương này và chương tiếp theo là cung cấp cho b ạn đọc những kiến thức cơ bản về hai nhân tố này. Mục đầu tiên của chương sẽ đưa ra một số khái niệm và thuật ng ữ trong lĩnh vực truyền thông; các khái niệm và thuật ngữ này nh ằm giúp cho bạn đọc đi qua toàn bộ các phần còn lại của ch ương. Mục 2.2 đưa ra cách sử dụng các thuật ngữ tương tự (analog) và số (digital) trong truyền thông. Dữ liệu tương tự (analog data) hoặc dữ liệu số (digital data) có thể được truyền b ằng cách sử dụng tín hiệu tương tự (analog signal) hoặc tín hiệu s ố (digital signal). Hơn nữa các công nghệ xử lý tín hiệu trung gian trên giữa điểm nguồn và điểm đích lại có thể công nghệ tương tự hoặc công nghệ số. Mục 2.3 xem xét về một loại các loại nhân tố gây suy giảm ch ất lượng tín hiệu. Các nhân tố này có thể gây ra lỗi trên dữ liệu trong quá trình truyền. Các nhân tố gây suy giảm chất lượng tín hiệu chính bao gồm: sự suy giảm tín hiệu, méo trễ thời gian và các dạng nhiễu. II.1. Một số khái niệm và thuật ngữ II.1.1. Một số thuật ngữ truyền thông - Môi trường truyền có thể phân thành 2 loại là hữu tuyến (guided media) và vô tuyến (unguided media).  Môi trường truyền hữu tuyến: Tín hiệu truyền được truyền theo một hướng dọc theo một con đường vật lý nào đó. Ví dụ như cáp đôi xoắn (twisted pair cable), cáp đồng trục (coaxial cable) và cáp quang (fiber optic cable).  Môi trường truyền vô tuyến: Không có sự dẫn hướng tín hi ệu truyền. Ví dụ như việc truyền trong không khí, chân không hoặc nước biển. - Liên kết trực tiếp (direct link): Là đường truyền kết nối giữa 2 thi ết bị truyền và nhận, không qua các thiết bị trung gian (có th ể qua các bộ lặp (repeater) hoặc tăng cường tín hiệu (amplifier)) - Cấu hình của các môi trường truyền hữu tuyến có thể ở dạng điểm - điểm (point – to – point) hoặc đa điểm (multipoint).  Dạng điểm-điểm: Chỉ có 2 thiết bị chia sẻ môi trường truyền.  Dạng đa điểm: Có nhiều hơn 2 thiết bị cùng chia sẻ môi tr ường truyền. - Việc truyền tin có thể theo dạng đơn công (simplex), bán song công (half-duplex) hoặc song công (duplex).  Kiểu đơn công: Tại mọi thời điểm, tín hiệu chỉ truyền theo m ột chiều.  Kiểu bán song công: Tín hiệu có thể truyền theo 2 chi ều nhưng tại một thời điểm chỉ có thể truyền theo một chiều.  Kiểu song công: Cả 2 trạm đều có thể truyền tín hiệu đồng thời. (a) Mô hình điểm - điểm Transmitte r/receiver Mediu m Amplifier or repeater Mediu m Transmi tte r/receiv er (b) Mô hình đa điểm 0 hoặc nhiều Transmi tte r/receiv er Transmi tte r/receiv er Transmi tte r/receiv er Transmi tte r/receiv er Medium Amplifi er or repeater Medium 0 hoặc nhiều Hình 2.1 Các cấu hình môi trường truyền hữu tuyến II.1.2.Tần số, phổ và dải thông (Frequency, Spectrum and Bandwidth). Trong cuốn sách này, chúng ta sẽ tập trung vào các tín hiệu điện từ, tín hiệu mà được sử dụng để truyền dữ liệu. Tín hiệu được thi ết bị truyền sinh và được truyền đến thiết bị nhận. Tín hiệu này là m ột hàm của thời gian nhưng nó cũng có thể được biểu diễn b ằng một hàm của tần số (frequency); đó là, tín hiệu bao gồm nhiều thành phần tần số khác nhau. Việc xem xét và nghiên cứu v ề tín hiệu theo miền tần số (frequency- domain view) là quan tr ọng hơn việc tìm hiểu tín hiệu theo miền thời gian (time- domain-view). 2.1.Biểu diễn tín hiệu theo miền thời gian - Khi biểu diễn theo miền thời gian, tín hiệu được chia thành 2 loại là tín hiệu liên tục (continuous) hoặc tín hiệu rời rạc (discrete). Tín hi ệu liên tục là một dạng tín hiệu mà cường độ (intensity) của tín hiệu biến đổi dạng một đường trơn (smooth fashion) theo thời gian. Nói cách khác, không có điểm gãy ho ặc không liên tục trên đường biểu diễn tín hiệu. Tín hiệu rời rạc là tín hiệu có cường độ duy trì bằng một giá trị hằng của của nó trong một số khoảng thời gian và sau đó lại thay đổi đến một mức hằng số khác. Tín hiệu liên tục có thể biểu diễn ti ếng nói còn tín hiệu rời rạc có thể dùng để biểu diễn các giá tr ị bit 1 hoặc 0. Biên độ Biê n đ ộ (a) Tín hiệu liên thời gian (a) Tín hiệu r ời rạc thời gian Hình 2.2 Tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc - Tín hiệu tuần hoàn (periodic signal) là loại tín hiệu có d ạng lặp lại qua thời gian. Nếu x(t) là hàm biểu diễn tín hiệu và thoả mãn x(t + T) = x(t) v ới - < t < +  với T là một giá trị hằng gọi là chu kỳ (period) của tín hiệu tín hi ệu được biểu diễn bởi hàm x(t) là tín hiệu tuần hoàn - Sóng hình sin là một loại tín hiệu liên tục cơ bản (fundamental continuous signal) với hàm biểu diễn x(t) = A.sin(2  ft+  ). - A gọi là biên độ (amplitude), là giá trị lớn nhất mà cường độ tín hiệu đạt được theo thời gian và thường được đo bằng đơn vị là Volts hay Watts. - f gọi là tần số (frequency), là số chu kỳ lặp lại của tín hi ệu trong thời gian 1 giây và có đơn vị là Hertz (Hz). Nếu T là chu k ỳ của tín hiệu thì f = 1/T. -  là độ đo vị trí quan hệ theo thời gian trong một chu kỳ của tín hiệu. - Bước sóng (wavelength)  của tín hiệu là độ dài di chuyển được trong một chu kỳ của tín hiệu. Nếu v là vận tốc (velocity) của tín hiệu thì  = v.T hay v =  .f . CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU Việc truyền dữ liệu phụ thuộc vào hai yếu tố chính: chất l ượng của tín hiệu được truyền và các đặc tính của môi trường truy ền. Mục tiêu của chương này và chương tiếp. thức cơ bản về hai nhân tố này. Mục đầu tiên của chương sẽ đưa ra một số khái niệm và thuật ng ữ trong lĩnh vực truyền thông; các khái niệm và thuật ngữ này nh ằm giúp cho bạn đọc đi qua toàn bộ. truyền. Các nhân tố gây suy giảm chất lượng tín hiệu chính bao gồm: sự suy giảm tín hiệu, méo trễ thời gian và các dạng nhiễu. II.1. Một số khái niệm và thuật ngữ II.1.1. Một số thuật ngữ truyền thông -