Kỹ Thuật Truyền Số Liệu : Truyền dẫn số liệu part 2 docx

©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 11 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Truyềndẫnsố • Ưu điểm –Côngnghệ số • Công nghệ LSI/VLSI làm giảm giá thành – Toàn vẹndữ liệu •Nhiễu và suy giảmtínhiệu không bị tích lũybởi các repeater •Truyềnkhoảng cách xa hơntrêncácđường truyềnkémchấtlượng –Hiệuquả kênh truyền •TDM > FDM –Bảomật •Cáckỹ thuật mã hóa để bảomậtdữ liệudễ áp dụng –Tíchhợp •Dữ liệusố và analog đượcxử lý tương tự nhau ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 12 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Suy giảm tín hiệu •T/h nhận đượckhácvớit/htruyền đi – Analog – suy giảmchấtlượng t/h – Digital – lỗitrênbit • Nguyên nhân –Suyyếu và méo do suy yếutrênđường truyền – Méo do trễ truyền –Nhiễu ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 13 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Độ suy yếu tín hiệutrênđường truyền • Định nghĩa (signal attenuation) –Khimột tín hiệu lan truyền qua mộtmôitrường truyền, cường độ (biên độ) của tín hiệubị suy giảmtheokhoảng cách –Tùythuộcvàomôitrường truyềndẫn • Đốivớimôitrường vô tuyến, suy giảmcường độ t/hlàmột hàm phứctạp theo khoảng cách và thành phần khí quyển –Cường độ t/h nhậnphải • Đủ mạnh để thiếtbị nhậnnhậnbiết được • Đủ cao so với nhiễu để t/h không bị lỗi •Suyyếulàmột hàm tăng theo tầnsố –Kỹ thuậtcânbằng độ suy yếutrêndảitầnsố – Dùng bộ khuyếch đai (khuyếch đại ở tầnsố cao nhiềuhơn) – Đobằng đơnvị decibel (dB) •Cường độ t/h suy giảm theo hàm logarit • Độ lợi/độ hao hụtcủacáctầng nốitiếpcóthểđượctínhbằng phép toán đơngiản(+/-) ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 14 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Phổ âm củathoạivàâmnhạc ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 15 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Độ suy yếu tín hiệutrênđường truyền •Côngthức – Attenuation = 10log10(P1/P2) (dB) • P1, P2: công suất(watts) – Decibel (dB) là giá trị sai biệttương đối •Côngsuất suy giảm½→ độ hao hụt là 3dB •Côngsuấttăng gấp đôi → độ lợilà3dB – Attenuation = 20log10(V1/V2) • Do công suấttiêuthụ trên điệntrở R là P = V 2 /R –Giátrị sai biệttuyệt đối • Decibel-watt (dBW) –1W làgiátrị tham khảo, tương ứng với0dBW – Công suất (dBW) = 10log10 (công suất theo W) • Decilbel-milivolt (dBmV) –1mV làgiátrị tham khảo, tương ứng với0dBmV – Điện áp (dBmV) = 20log10 (điện áp theo mV) – Đây là điệnápgiả sử trên điệntrở 75Ω ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 16 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Trễ lan truyền tín hiệu •Méotrễ lan truyền –Chỉ xảy ra trong môi trường truyềndẫnhữutuyến –Vậntốc lan truyền thay đổi theo tầnsố •Vậntốc cao nhất ở gầntầnsố trung tâm • Các thành phầntầnsố khác nhau sẽđến đích ở các thời điểm khác nhau •Côngthức – Transmission propagation delay –Tp= S/V • S : khoảng cách vật lý (meter) •V : vậntốc lan truyền tín hiệutrênmôitrường truyền, vớisóngđiện từ: v = 2 x 106 (m/s) – Round trip delay –Tx= N/R •N : khốilượng dữ liệutruyền(bit) •R : tốc độ truyền bit trên đường truyền. ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 17 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Nhiễu • T/h thêm vào giữathiếtbị phát và thiếtbị thu •Nhiễu nhiệt – Do dao động nhiệtcủa các electron trong chấtdẫn •Hàmcủa nhiệt độ –Phântánđồng nhấttrênphổ tầnsố –Nhiễutrắng – Không thể loạibỏ → giớihạnhiệusuấtcủahệ thống –Nhiễu trong băng thông 1Hz củabấtkỳ chấtdẫn nào –N 0 = kT •N 0 : mật độ công suất nhiễu(watt/Hz) •k: hằng số Boltzmann (= 1.38 x 10-23 J/°K) • T: nhiệt độ (°K) –Nhiễu trong băng thông B (Hz) N = kTB ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 18 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Nhiễu •Nhiễu điềuchế – T/h nhiễucótầnsố là tổng hoặchiệutầnsố củacáct/h dùng chung môi trường truyền – Do tính phi tuyếncủathiếtbị thu/phát •Nhiễu xuyên kênh (crosstalk) – T/h từđường truyền này ảnh hưởng sang các đường truyền khác –Cùngđộ lớn(hoặcnhỏ hơn) nhiễu nhiệt •Nhiễuxung –Xungbấtthường (spike) •e.g. ảnh hưởng điệntừ bên ngoài –Thờikhoảng ngắn –Cường độ cao – Ảnh hưởng nhiều đến quá trình trao đổidữ liệusố • Xung 0.01s làm mất50 bit dữ liệunếutruyền ở tốc độ 4800bps ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 19 Data Communication and Computer Networks 2008 dce • Đặc điểm –Cóthể truyền nhiềuhơnmộtbit ứng vớimỗithayđổicủa tín hiệutrênđường truyền. –Tốc độ truyền thông tin cực đạibị giớihạnbởibăng thông của kênh truyền •Côngthức Nyquist –Nếutốc độ truyền t/h là 2W thì t/h vớitầnsố nhỏ hơn (hoặcbằng) W là đủ; ngượclạinếubăng thông là W thì tốc độ t/h cao nhấtlà2W – C = 2W x log2M •C : tốc độ truyềnt/hcực đại (bps) khi kênh truyền không có nhiễu •W : băng thông củakênhtruyền(Hz) •M : số mức thay đổitínhiệutrênđường truyền – Độ hữuhiệubăng thông: B = R/W (bps Hz-1) Tốc độ kênh truyền(khả năng kênh truyền) ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 20 Data Communication and Computer Networks 2008 dce Tốc độ dữ liệu • Baud rate (baud/s) –Nghịch đảocủaphầntử dữ liệungắnnhất(số lần thay đổitínhiệu đường truyềnmỗigiây) –Tínhiệunhị phân tốc độ 20Hz: 20 baud (20 thay đổimỗigiây) • Bit rate (bps hoặc bit/s) – Đặctrưng cho khả năng củakênhtruyền –Tốc độ truyềndữ liệucực đạitrongtrường hợp không có nhiễu –Bằng baud rate trong trường hợptínhiệunhị phân –Khimỗi thay đổi đường truyền đượcbiểudiễnbằng 2 hay nhiều bit, tốc độ bit khác vớitốc độ baud •Quanhệ giữa Baud rate và Bit rate R = R s x log2M = R s x m –R : tốc độ bit (bit/s) –R s : tốc độ baud (baud/s) –M : số mức thay đổitínhiệutrênđường truyền –m : số bit mã hóa cho mộttínhiệu . nhấtlà2W – C = 2W x log2M •C : tốc độ truyềnt/hcực đại (bps) khi kênh truyền không có nhiễu •W : băng thông củakênhtruyền(Hz) •M : số mức thay đổitínhiệutrênđường truyền – Độ hữuhiệubăng thông: B. S/V • S : khoảng cách vật lý (meter) •V : vậntốc lan truyền tín hiệutrênmôitrường truyền, vớisóngđiện t : v = 2 x 106 (m/s) – Round trip delay –Tx= N/R •N : khốilượng dữ liệutruyền(bit) •R : tốc. các repeater •Truyềnkhoảng cách xa hơntrêncácđường truyềnkémchấtlượng –Hiệuquả kênh truyền •TDM > FDM –Bảomật •Cáckỹ thuật mã hóa để bảomậtdữ liệudễ áp dụng –Tíchhợp •Dữ liệusố và analog đượcxử