Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 3 - Trịnh Huy Hoàng

Dưới đây là bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 3 của Trịnh Huy Hoàng. Mời các bạn tham khảo bài giảng để hiểu rõ hơn về tín hiệu và dữ liệu; truyền dẫn dữ liệu; cấu trúc kênh truyền; cấu trúc truyền; các phương kiểm tra và phát hiện lỗi; cấu hình; giao tiếp V.24/EIA-232-F; nén thông tin; phân hợp kênh; ADSL.

CHƯƠNG 3  CÁC KỸ THUẬT CƠ  BẢN TRONG TRUYỀN  SỐ LIỆU Giảng viên: Trịnh Huy Hoàng     Email:hoangth@hcmup.edu.vn  Nội dung    Tín hiệu và dữ liệu Truyền dẫn dữ liệu Cấu trúc kênh truyền     Cấu trúc truyền          Tuần tự Song song Bất đồng bộ Đồng bộ Các phương kiểm tra và phát hiện lỗi Cấu hình  Giao tiếp V.24/EIA­232­F Nén thơng tin  Phân hợp kênh (Multiplexing) ADSL CSE 501035 – Data Communication Thuật ngữ  Thành phần trong mơ hình truyền dữ liệu (dưới góc độ  vật lý)  Thiết bị  Thiết bị phát (Transmitter)  Thiết bị thu (Receiver) Mơi trường truyền (Medium)  Kết nối   Kết nối trực tiếp (Direct link)  Không cần các thiết bị trung gian  Kết nối điểm­điểm (Point­to­point) Kết nối trực tiếp   Chỉ có 2 thiết bị dùng chung kết nối   Kết nối nhiều điểm (Multi­point)  ≥ 2 thiết bị dùng chung kết nối CSE 501035 – Data Communication Chế độ truyền  Simplex mode Khơng dùng rộng rãi vì khơng thể  gởi ngược lại lỗi hoặc tín hiệu điều  khiển cho bên phát  Television, teletext, radio   Half­duplex mode   Bộ đàm Full­duplex mode  Điện thoại Simplex operation One­way only Half­duplex operation Two­way but not at the same time Full­duplex operation Both­way at the same time CSE 501035 – Data Communication Truyền dẫn dữ liệu  Dữ liệu   Thực thể mang thông tin Analog Các giá trị liên tục trong một vài thời khoảng  e.g. âm thanh, video   Digital Các giá trị rời rạc  e.g. văn bản, số nguyên   Tín hiệu   Biểu diễn điện hoặc điện từ của dữ liệu Analog Biến liên tục  Mơi trường liên tục (wire, fiber optic, space)  Băng thơng tiếng nói 100Hz tới 7kHz  Băng thơng điện thoại 300Hz tới 3400Hz   Digital   Dùng 2 thành phần một chiều Truyền dẫn  Trao đổi dữ liệu thơng qua việc xử lý và lan truyền tín hiệu CSE 501035 – Data Communication Tín hiệu – miền thời gian  Tín hiệu liên tục   Tín hiệu rời rạc   Thay đổi từng mức theo  thời gian Tín hiệu chu kỳ   Thay đổi liên tục theo  thời gian Mẫu lặp lại theo thời gian Tín hiệu khơng tuần  hồn  Mẫu khơng lặp lại theo  thời gian CSE 501035 – Data Communication Tín hiệu analog  Ba đặc điểm chính của tín hiệu analog  bao gồm     Biên độ (Amplitute) Tần số (Frequency) Pha (Phase) Biên độ của tín hiệu analog    Đo độ mạnh của tín hiệu, đơn vị: decibel  (dB) hay volts Biên độ càng lớn, tín hiệu càng có cường  độ mạnh Tín hiệu tiếng nói  ­ từ “hello” Tiếng nói (speech) là một tín hiệu rất phức  tạp  Tiếng nói chứa hàng ngàn tổ hợp khác nhau  của nhiều tín hiệu  CSE 501035 – Data Communication Tần số của tín hiệu analog  Tốc độ thay đổi của tín hiệu trong  một giây, đơn vị Hz hay số chu kỳ  trong một giây (cycles per second)   Tín hiệu có tần số 30Hz  ~ thay đổi  30 lần trong một giây Một chu kỳ là sự di chuyển sóng  của tín hiệu từ điểm nguồn bắt  đầu cho đến khi quay trở về lại  điểm nguồn đó CSE 501035 – Data Communication Pha của tín hiệu analog   Tốc độ thay đổi quan hệ của tín hiệu đối với thời gian, được  mơ tả theo độ (degree)  Sự dịch pha xảy ra khi chu kỳ của tín hiệu chưa kết thúc, và  một chu kỳ mới của tín hiệu bắt đầu trước khi chu kỳ trước đó  chưa hồn tất   Tai người khơng cảm nhận được sự dịch pha Tín hiệu mang dữ liệu bị ảnh hưởng bởi sự dịch pha  Ví dụ các mối nối khơng hồn hảo sẽ gây ra dịch pha CSE 501035 – Data Communication Tín hiệu – miền tần số CSE 501035 – Data Communication 10 TDM – hệ thống truyền mang  Phân cấp TDM    Hệ thống Mỹ xây dựng dựa trên định dạng DS­1       Tốc độ dữ liệu 8000 x 193 = 1.544Mbps 5 trong số 6 khung có các mẫu PCM 8 bit Khung thứ 6 chứa một từ PCM 7 bit và một bit tín hiệu Các bit tín hiệu tạo thành một dòng (stream) cho mỗi kênh để điều khiển và chứa thơng tin  tìm đường Định dạng tương tự cho dữ liệu số    24 kênh được phân hợp Mỗi khung có 8 bit/kênh và 1 bit khung  193 bit/khung Đối với truyền thoại, mỗi kênh chứa một từ của dữ liệu được số hóa (PCM, 8000  mẫu/giây)   USA/Canada/Japan dùng một hệ thống ITU­T (châu Au) dùng một hệ thống khác (nhưng tương tự) 23 kênh dữ liệu (7 bit/khung và 1 bit chỉ thị cho dữ liệu hoặc điều khiển hệ thống) Kênh thứ 24 dùng để đồng bộ DS­1 có thể dùng hỗn hợp dữ liệu số và tương tự   Dùng cả 24 kênh Khơng có ký tự đồng bộ CSE 501035 – Data Communication 154 TDM – T1 vs. E1 CSE 501035 – Data Communication 155 TDM – T1      Dịch vụ số mức 0 (DS0) = 64 kbps T1 = 24 kênh thoại = dịch vụ số mức 1 (DS1) TDM Đóng khung đơn giản: thêm 101010 (1 bit/khung) Bất kỳ chuỗi khác   tái đồng bộ CSE 501035 – Data Communication 156 TDM – đường truyền E1  E1 Dùng ở châu Âu, tương tự như T1 (dùng ở Mỹ)  Có 32 bytes trong một khung dài 125µs = 2048 Mbps   30 kênh được dùng cho dữ liệu  1 kênh dùng để đồng bộ  1 kênh dùng để báo hiệu (điều khiển) CSE 501035 – Data Communication 157 CSE 501035 – Data Communication 158 TDM – phân cấp CSE 501035 – Data Communication 159 TDM – bất đồng bộ  TDM thống kê/thông minh   U s e rs A T o re m o te c o m p u te r B  C D T0 T1 T2 S y n c h ro n o u s T D M T3 A1 W a s te d b a n d w id th T4 B C D  A2 F ir s t c y c le A s y n c h ro n o u s T D M A1 B F ir s t c y c le CSE 501035 – Data Communication B B C D S e c o n d c y c le C E x tr a b a n d w id th a v a ila b le S e c o n d c y c le  Trong TDM đồng bộ, nhiều  slot có thể bị bỏ trống TDM bất đồng bộ cấp phát  time slot động tùy theo nhu  cầu Bộ hợp kênh quét các  đường nhập và tập hợp dữ  liệu cho đến khi đầy khung Tốc độ dữ liệu ra thấp hơn  tốc độ các đường nhập gộp  lại Có thể gây vấn đề trong  thời gian cao điểm Đệm các đường nhập  Giữ kích thước bộ đệm  tối thiểu để giảm thời  gian trễ  160 TDM – bất đồng bộ  mc – tốc độ dữ liệu tối đa của đường truyền trung kế  mi – tốc độ dữ liệu tối đa của nguồn thứ i  pi – xác xuất dữ liệu của nguồn thứ i  mc có thể nhỏ hơn tổng các mi    pimi