giáo trình mạng máy tính phần 3

The Physic Layer 1 Ch ng 3: T ng V t lýươ ầ ậ The Physic Layer The Physic Layer 2 The physical layer functions ❒ deals with mechanical, electrical and procedural interfacing ❒ provides collision detection ❒ specifies cables, connectors, and other components ❒ transmits raw information over communication channel ❒ establishes, maintains, and disconnects physical links ❒ includes software device drivers for communication interfaces The Physic Layer 3 Các ch c năng c b n c a t ng V t ứ ơ ả ủ ầ ậ lý ❒ Cung c p các đ c t k thu t v c , đi n, các hàm, th t cấ ặ ả ỹ ậ ề ơ ệ ủ ụ ❒ Cung c p kh năng dò tìm xung đ tấ ả ộ ❒ Ch rõ các lo i cáp, đ u n i và các thành ph n khácỉ ạ ầ ố ầ ❒ Truy n dòng bit “t i” qua kênh truy n thôngề ươ ề ❒ Kích ho t, duy trì và k t thúc các liên k t v t lýạ ế ế ậ ❒ Bao g m c ph n m m đi u khi n thi t b cho các m ch giao ồ ả ầ ề ề ể ế ị ạ ti p truy n thôngế ề The Physic Layer 4 Questions to Think ❒ Why do we prefer digital transmission to analog transmission? ❒ What is the most promising physical transmission medium for the future? ❒ Can wireless communication replace all the wired communication? ❒ What does the “personal communication system” mean to you? The Physic Layer 5 Các v n đ c n cân nh cấ ề ầ ắ ❒ T i sao chúng ta thích truy n thông tín hi u s h n ạ ề ệ ố ơ truy n thông tín hi u t ng t ?ề ệ ươ ự ❒ Ph ng ti n truy n v t lý h a h n nh t cho t ng lai là ươ ệ ề ậ ứ ẹ ấ ươ gì? ❒ Truy n thông vô tuy n có th thay th hoàn toàn truy n ề ế ể ế ề thông h u tuy n?ữ ế ❒ “H th ng truy n thông cá nhân” là gì?ệ ố ề The Physic Layer 6 Data Communication and Digital Signal ❒ Signals propagate over a physical medium ❍ Digital signal (a binary string) ❍ Analog signal (a continuous number) ❒ Data can be either digital or analog ❍ Some data naturally represented as digital signals • Letter ‘A’: 01000001 in ASCII ❍ Other data need to be converted from analog to digital • Voice, video etc ❒ We are interested in digital signals/data The Physic Layer 7 Truy n d li u và Tín hi u sề ữ ệ ệ ố ❒ Các lo i tín hi u truy n qua ph ng ti n truy n ạ ệ ề ươ ệ ề v t lý:ậ ❍ Tín hi u sệ ố ❍ Tín hi u t ng tệ ươ ự ❒ D li u có th là digital ho c analogữ ệ ể ặ ❍ M t s d li u v n đã đ c trình bày d i d ng ộ ố ữ ệ ố ượ ướ ạ tín hi u sệ ố • Ký t ‘A’ trong b ng mã ASCII: 01000001ự ả ❍ Các d ng d li u khác c n đ c chuy n đ i t ạ ữ ệ ầ ượ ể ổ ừ analog sang digial • Âm thanh, video,… ❒ Chúng ta quan tâm đ n tín hi u/d li u s !ế ệ ữ ệ ố The Physic Layer 8 Why Digital Signals ❒ Digital signal better than analog signal for ❍ Storage ❍ Manipulation ❍ Transmission The Physic Layer 9 T i sao l i là tín hi u s ?!ạ ạ ệ ố ❒ Tín hi u s t t h n tín hi u t ng t ệ ố ố ơ ệ ươ ự để ❍ L u trư ữ ❍ Thao tác, x lýử ❍ Truy n tinề The Physic Layer 10 Data Transmission (1) ❒ Transmission of data depends on ❍ Quality of signal ❍ Characteristics of medium ❒ Need to do signal processing ❒ Need to measure quality of received signal ❍ Analog: signal-to-noise ratio ❍ Digital: probability of symbol error ❒ To transmit bits (0’s or 1’s) we need to map them into electromagnetic waves. Modulation techniques. [...]... Ì shared or dedicated? The Physic Layer 33 Truy cập mạng và phương tiện truyền Các hệ thống đầu cuối kết nối đến router biên như thế nào? Ì Các mạng truy cập tại nhà riêng Ì Các mạng truy cập tại các công ty, trường, viện… Ì Các mạng truy cập di động Cần lưu ý: Ì dải thông của mạng truy cập là bao nhiêu? Ì mạng truy cập chia sẻ hay dành riêng? The Physic Layer 34 Residential access: point to point access... frequency is 30 00 Hz Signal-to-noise ratio is approximately 1000 Effective capacity is 30 00*log2(1+1000)= ~30 000 bps Ì Conclusion: dialup modems have little hope of exceeding 28.8 Kbps The Physic Layer 23 Ứng dụng định lý Shannon Ì Hệ thống điện thoại quy ước     Được thiết kế để truyền tải giọng nói Ngưỡng giới hạn là 30 00 Hz Tỷ lệ Signal-to-noise xấp xỉ bằng 1000 Khả năng truyền tối đa: 30 00*log2(1+1000)= ~30 000... Layer 31 Sóng vô tuyến Ì tín hiệu được mang trong phổ điện từ Ì không “dây” vật lý Ì hai chiều Ì những ảnh hưởng của môi trường truyền: r r r phản xạ các vật cản trở sự nhiễu tín hiệu Các loại liên kết dùng sóng vô tuyến: Ì Vi ba mặt đất r vd: các kênh truyền có thể lên đến 45 Mbps Ì Mạng không dây cục bộ (vd: WirelessLAN) r 2Mbps, 11Mbps Ì Mạng không dây diện rộng (vd: các mạng di động) r Vd: mạng. .. trong phương tiện truyền: cáp đôi dây xoắn, cáp đồng trục, cáp quang Ì Đường truyền vô tuyến: r Tín hiệu được truyền đi trong môi trường không khí, vd: sóng vô tuyến r Loại 3 (CAT 3) : dây điện thoại truyền thống, có thể dùng trong mạng Ethernet tốc độ 10 Mbps CAT 5 UTP: 100Mbps Ethernet The Physic Layer 28 Physical Media: coax, fiber Coaxial cable: Ì two concentric copper conductors Ì bidirectional Ì... đến repeaters The Physic Layer 30 Physical media: radio Ì signal carried in electromagnetic spectrum Ì no physical “wire” Ì bidirectional Ì propagation environment effects: r r r reflection obstruction by objects interference Radio link types: Ì terrestrial microwave r e.g up to 45 Mbps channels Ì LAN (e.g., WirelessLAN) r 2Mbps, 11Mbps Ì wide-area (e.g., cellular) r e.g 3G: hundreds of kbps Ì satellite... suy giảm và bóp méo tín hi ệu ph ụ thu ộc: r Loại phương tiện truyền r Tốc độ bit r Khoảng cách Ì Phương tiện truyền xác định r Tốc độ dữ liệu r Dải thông của kênh truy ền r The Physic Layer 13 Data Transmission (3) Ì Medium: Guided: twisted pair, coaxial cable, optical fiber r Unguided: radio, satellite, infrared, microwave Direct link: point-to-point or guided r Two devices share the medium (intermediate... cục bộ (vd: WirelessLAN) r 2Mbps, 11Mbps Ì Mạng không dây diện rộng (vd: các mạng di động) r Vd: mạng di động dùng công nghệ 3G có thể đạt tốc độ vài trăm Kbps Ì Vệ tinh r Kênh truyền có thể đạt đến 50Mbps(hoặc bao gồm nhiều kênh truyền nhỏ) r Độ trễ cuối - cuối khoảng 270 msec32 The Physic Layer Access networks and physical media Q: How to connect end systems to edge router? Ì residential access nets... dữ liệu tối đa của kênh truyền là bao nhiêu với ngưỡng tần số là H? Định lý Nyquist: r Tốc độ dữ liệu tối đa = 2H log2M bits/sec r Tín hiệu có thể được tái dựng lại chỉ với 2H mẫu/giây Trong khoa học máy tính, tốc độ dữ liệu được xem như là dải thông Chúng ta có thể đạt được bất kỳ tốc độ truyền dữ liệu nào bằng cách làm cho M thật lớn? r Ì Ì Ì Ì The Physic Layer 20 Shannon’s Theorem Ì Noisy channel... transmitter/rcvr pairs Ì physical link: what lies between transmitter & receiver Ì guided media: r signals propagate in solid media: copper, fiber, coax Twisted Pair (TP) Ì two insulated copper wires r r Category 3: traditional phone wires, 10 Mbps Ethernet Category 5 UTP: 100Mbps Ethernet Ì unguided media: r signals propagate freely, e.g., radio The Physic Layer 27 Phương tiện truyền: cáp đôi dây xoắn Ì Bit: truyền... More than two devices share the medium Transmission modes: simplex, half-duplex, full-duplex Frequency, spectrum, bandwidth r Time-domain vs frequency domain r Ì Ì Ì Ì The Physic Layer 14 Truyền số liệu (3) Ì Phương tiện truyền: Hữu tuyến: cáp đôi dây xoắn, cáp đồng trục, cáp quang r Vô tuyến: radio, vệ tinh, tia hồng ngoại, sóng cực ngắn (viba) Liên kết trực tiếp: điểm – điểm r Hai thiết bị chia sẻ phương . bits/sec ❍ Tín hi u có th đ c tái d ng l i ch v i 2H ệ ể ượ ự ạ ỉ ớ m u/giâyẫ ❒ Trong khoa h c máy tính, t c đ d li u đ c xem ọ ố ộ ữ ệ ượ nh là d i thôngư ả ❒ Chúng ta có th đ t đ c b t kỳ t c. physical links ❒ includes software device drivers for communication interfaces The Physic Layer 3 Các ch c năng c b n c a t ng V t ứ ơ ả ủ ầ ậ lý ❒ Cung c p các đ c t k thu t v c , đi n, các hàm,. ố ❍ Tín hi u t ng tệ ươ ự ❒ D li u có th là digital ho c analogữ ệ ể ặ ❍ M t s d li u v n đã đ c trình bày d i d ng ộ ố ữ ệ ố ượ ướ ạ tín hi u sệ ố • Ký t ‘A’ trong b ng mã ASCII: 01000001ự ả ❍ Các