Các vấn đề cơ bản của truyền số liệu pps

1 Các vấn đề cơ bản của truyền số liệu bvhieu@dit.hcmut.edu.vn bvhieu@cse.hcmut.edu.vn Bộ môn Kỹ thuật máy tính 2 Nội dung  Dữ liệu và tín hiệu  Truyền dẫn dữ liệu  Kỹ thuật mã hóa tín hiệu  Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)  Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)  Lỗi và phát hiện, sữa lỗi  Cấu hình  Giao tiếp V.24/EIA-232-F  Nén thông tin  Phân hợp kênh  ADSL Bộ môn Kỹ thuật máy tính 3 Nội dung  Dữ liệu và tín hiệu  Truyền dẫn dữ liệu  Kỹ thuật mã hóa tín hiệu  Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)  Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)  Lỗi và phát hiện, sữa lỗi  Cấu hình  Giao tiếp V.24/EIA-232-F  Nén thông tin  Phân hợp kênh  ADSL Bộ môn Kỹ thuật máy tính 4 Tín hiệu số (digital)  Tín hiệu số có thể được biểu diễn như sau x = f + f 3 + f 5 +f 7 +f 9 +f 11 +f 13 f ∞  Tín hiệu số gồm 1 tần số cơ bản (f), cộng thêm tần số 3f (hài tần bậc 3), cộng thêm tần số 5f (hài tần bậc 5), …  Gọi biên độ của tần số f, f 3 , f 5, …làa, a 3 , a 5 , … thì a = 3a 3 = 5a 5 … Yêu cầu: băng thông của kênh truyền phải cho phép tần số cơ bản f, tần số 3f và tần số 5f đi qua mà không ảnh hưởng nhiều đến các tần số này Bộ môn Kỹ thuật máy tính 5 Tín hiệu số (tt)  Có thể truyền tín hiệu số tốc độ 2400bps qua kênh truyền băng thông 3.1kHz ? Bộ môn Kỹ thuật máy tính 6 Dữ liệu và tín hiệu  Thường dùng tín hiệu số truyền dữ liệu số  Thường dùng tín hiệu tương tự truyền dữ liệu tương tự  Có thể dùng tín hiệu tương tự mang dữ liệu số  Modem  Có thể dùng tín hiệu số để mang dữ liệu tương tự  Compact Disc audio Bộ môn Kỹ thuật máy tính 7 Nội dung  Dữ liệu và tín hiệu  Truyền dẫn dữ liệu  Kỹ thuật mã hóa tín hiệu  Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)  Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)  Lỗi và phát hiện, sữa lỗi  Cấu hình  Giao tiếp V.24/EIA-232-F  Nén thông tin  Phân hợp kênh  ADSL Bộ môn Kỹ thuật máy tính 8 Truyền dẫn  Truyền dẫn tương tự  Không quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyền  Suy giảm khi truyền xa  Dùng bộ khuếch đại (amplifier) để truyền dữ liệu đi xa  Khuếch đại cả tín hiệu lẫn nhiễu f c f S(f) Modulator Demodulator s(t) analog m(t) Digital/Analog m(t) f c Bộ môn Kỹ thuật máy tính 9 Truyền dẫn (tt)  Truyền dẫn số  Quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyền.  Nhiễu và sự suy giảm tín hiệu sẽảnh hưởng đến sự tích hợp.  Dùng bộ lặp (repeater) để truyền dữ liệu đi xa.  Không khuếch đại nhiễu. Encoder Decoder x(t) digital g(t) Digital/Analog g(t) t x(t) Bộ môn Kỹ thuật máy tính 10 Dữ liệu, tín hiệu và truyền dẫn  Analog data/Analog Signal  Gởi bình thường  Mã hóa vào phần phổ khác  Analog data/Digital Signal  Dùng bộ codec để tạo ra chuỗi bit số  Digital Data/Analog Signal  Được mã hóa dùng modem để tạo ra tín hiệu tương tự  Digital Data/Digital Signal  Gởi bình thường  Mã hóa để tạo ra tín hiệu số có đặc tính mong muốn Digital signal Analog signal Digital data Digital signal Analog signal Analog data Analog and digital transmission [...]... môn Kỹ thuật máy tính 11 Truyền dẫn số Ưu điểm Công nghệ LSI/VLSI làm giảm giá thành Toàn vẹn dữ liệu Nhiễu và suy giảm tín hiệu không bị tích lũy bởi các repeater Truyền khoảng cách xa hơn trên các đường truyền kém chất lượng Hiệu quả kênh truyền Có thể truyền nhiều kênh hơn trên cùng một đường truyền Bảo mật Các kỹ thuật mã hóa để bảo mật dữ liệu dễ áp dụng Tích hợp Dữ liệu số và analog được xử lý...Dữ liệu, tín hiệu và truyền dẫn (tt) Analog Signal/Analog Transmission Lan truyền thông qua các bộ khuếch đại, xử lý tín hiệu như nhau bất kể dữ liệu là số hoặc tương tự Analog Signal/Digital Transmission Xem tín hiệu biểu diễn dữ liệu số, lan truyền qua các bộ repeater Digital Signal/Analog Transmission Không dùng Digital Signal/Digital Data Tín hiệu là chuỗi nhị phân lan truyền qua các bộ repeater... và nhược điểm của NRZ Ưu điểm của NRZI so với NRZL Dữ liệu được biểu diễn bằng việc thay đổi tín hiệu Nhận biết sự thay đổi dễ dàng hơn so với nhận biết mức Trong các hệ thống truyền dẫn phức tạp, mức dễ dàng bị mất Ưu điểm của NRZ Dễ dàng nắm bắt Băng thông dùng hiệu quả Nhược điểm của NRZ Có thành phần một chiều Thiếu khả năng đồng bộ Dùng trong việc ghi băng từ Ít dùng trong việc truyền t/h Bộ môn... (PSK) Bộ môn Kỹ thuật máy tính 31 Điều biên (ASK) Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diễn 0 và 1 (thông thường một biên độ bằng 0) ⎧ A cos(2π f c t + θ c ) binary 1 s (t ) = ⎨ 0 binary 0 ⎩ Sử dụng một tần số sóng mang duy nhất Chỉ phù hợp trong truyền số liệu tốc độ thấp (~1200bps trên kênh truyền thoại) Tần số của tín hiệu mang được dùng phụ thuộc vào chuẩn giao tiếp đang được sử dụng... thuật máy tính 12 Nội dung Dữ liệu và tín hiệu Truyền dẫn dữ liệu Kỹ thuật mã hóa tín hiệu Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song) Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ) Lỗi và phát hiện, sữa lỗi Cấu hình Giao tiếp V.24/EIA-232-F Nén thông tin Phân hợp kênh ADSL Bộ môn Kỹ thuật máy tính 13 Tiêu chí so sánh các phương pháp mã hóa Phổ tín hiệu Việc thiếu thành phần tần số cao làm giảm yêu cầu về băng... AMI Bộ thu diễn giải chúng trở lại thành 8 số 0 Bộ môn Kỹ thuật máy tính 29 Scrambling – HDB3 Dựa trên bipolar-AMI Chuỗi 4 số 0 được thay thế theo quy tắc Bộ môn Kỹ thuật máy tính 30 Dữ liệu số - Tín hiệu tương tự Ứng dụng Truyền dữ liệu số trên mạng điện thoại công cộng Phổ đường truyền: 300Hz → 3400Hz Thiết bị MODEM (MOdulator-DEMulator) Kỹ thuật Điều biên: Amplitude-Shift Keying (ASK) Điều tần: Frequency-Shift... biến đổi, cho phép các thiết bị tách rời vật lý Tập trung công suất ở giữa băng thông Đồng bộ Đồng bộ bộ thu và bộ phát Tín hiệu đồng bộ ngoại vi Cơ chế đồng bộ dựa trên tín hiệu Bộ môn Kỹ thuật máy tính 14 Tiêu chí so sánh các phương pháp mã hóa(tt) Khả năng phát hiện lỗi Nhiễu và khả năng miễn nhiễm Độ phức tạp và chi phí Bộ môn Kỹ thuật máy tính 15 Dữ liệu số - Tín hiệu số Tín hiệu số Xung điện áp... máy tính 33 Điều tần (FSK) – Binary FSK (BFSK) Sử dụng hai tần số sóng mang: tần số cao tương ứng mức 1, tần số thấp tương ứng mức 0 ⎧ A cos(2π f1t + θ c ) binary 1 s (t ) = ⎨ ⎩ A cos(2π f 2t + θ c ) binary 0 Ít lỗi hơn so với ASK Được sử dụng truyền dữ liệu tốc độ 1200bps hay thấp hơn trên mạng điện thoại Có thể dùng tần số cao (3-30MHz) để truyền trên sóng radio hoặc cáp đồng trục Bộ môn Kỹ thuật máy... Không có chuỗi dài các tín hiệu không thay đổi điện áp Không giảm tốc độ dữ liệu Có khả năng phát hiện lỗi Bộ môn Kỹ thuật máy tính 28 Scrambling – B8ZS Dựa trên bipolar-AMI Có 8 số 0 thì sẽ thay thế Nếu xung điện áp cuối cùng trước đó là dương, thay thế bằng 000+–0–+ Xung điện áp cuối cùng trước đó là âm, mã thành 000–+0+– Gây ra 2 vi phạm mã AMI Bộ thu diễn giải chúng trở lại thành 8 số 0 Bộ môn Kỹ thuật... tín hiệu thay đổi (baud rate) Mark và Space Tương ứng với 1 và 0 nhị phân Bộ môn Kỹ thuật máy tính 17 Diễn giải tín hiệu Cần biết Định thời của các bit (khi nào chúng bắt đầu và kết thúc) Mức tín hiệu Yếu tố ảnh hưởng đến việc diễn giải t/h Tỉ số SNR Tốc độ dữ liệu Băng thông Bộ môn Kỹ thuật máy tính 18 Nonreturn to zero (NRZ) Điện áp không thay đổi trong thời khoảng bit Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) . 1 Các vấn đề cơ bản của truyền số liệu bvhieu@dit.hcmut.edu.vn bvhieu@cse.hcmut.edu.vn Bộ môn Kỹ thuật máy tính 2 Nội dung  Dữ liệu và tín hiệu  Truyền dẫn dữ liệu  Kỹ thuật. thêm tần số 5f (hài tần bậc 5), …  Gọi biên độ của tần số f, f 3 , f 5, …làa, a 3 , a 5 , … thì a = 3a 3 = 5a 5 … Yêu cầu: băng thông của kênh truyền phải cho phép tần số cơ bản f, tần số 3f. máy tính 6 Dữ liệu và tín hiệu  Thường dùng tín hiệu số truyền dữ liệu số  Thường dùng tín hiệu tương tự truyền dữ liệu tương tự  Có thể dùng tín hiệu tương tự mang dữ liệu số  Modem  Có