Xem mẫu
- L I NÓI ð U
Giáo trình ñư c biên so n nh m ph c v cho sinh viên chuyên ngành Ði n t - Vi n
thông.
N i dung g m chín chương, tr ng tâm ñi vào ph n c ng ñ ng th i có gi i thi u m t
s giao th c c a h th ng truy n d li u.
- Chương 1 và 2 ôn t p m t s ki n th c cơ b n có b sung m t s khái ni m m i
chu n b cho các chương ti p theo.
- Chương 3 t p trung v n ñ mã hóa, phân tích tính ch t và kh năng các lo i mã, thi t
k các lo i m ch t o mã.
- Chương 4, 5 và 6 tìm hi u các IC cùng giao th c truy n ñ ng b , b t ñ ng b ñ ng
th i kh o sát các chu n giao ti p dùng trong truy n d li u.
- Chương 7 bàn v bi n pháp truy n d li u nh ñư ng dây ñi n tho i, k thu t dùng
trong modem.
- Chương 8 trình bày các phương pháp ña h p.
- Chương 9 ñ c p ñ n k thu t truy n tín hi u s trên h th ng thông tin. Tìm hi u
ho t ñ ng c a các IC CODEC.
Theo ch quan c a tác gi , s s p x p các chương v i th t như trên là h p lý.
Như chúng ta ñã bi t, v n ñ truy n thông ñã và ñang phát tri n r t nhanh v i k thu t
ngày càng hoàn h o nên nh ng gì vi t ra ngày hôm nay có th không hoàn toàn thích h p
trong tương lai. Tuy nhiên ph n ki n th c cơ b n hàm ch a trong giáo trình luôn luôn v n là
n n t ng cho s phát tri n sau này.. Ðây cũng là mong mu n mà ngư i vi t hy v ng mang
ñ n cho các em sinh viên.
M c dù giáo trình ñư c vi t cho ñ i tư ng là sinh viên chuyên ngành Ði n t - Vi n
thông, nhưng v i nh ng ai có quan tâm t i ph n c ng c a các h th ng truy n d li u cũng
có th tìm th y ñây ñôi ñi u b ích.
Cu i cùng tác gi xin thành th t cám ơn Th c sĩ Ðoàn Hòa Minh ñã ñ c và ñóng góp
nhi u ý ki n quý báu ñ giáo trình có th hoàn thành.
Ngư i vi t
Nguy n Trung L p
- M CL C
CHƯƠNG I: NH NG KHÁI NI M CƠ B N
1.1 VÀI DÒNG L CH S .
1.2 NH NG KHÁI NI M CHUNG .
1.3 H TH NG TRUY N TƯƠNG T .
1.4 H TH NG TRUY N S .
1.5 H TH NG M VÀ MÔ HÌNH OSI .
CHƯƠNG 2 MÃ HÓA VÀ ðI U CH :
2.1 PH T N C A TÍN HI U .
2.2 MÃ HÓA .
2.3 ðI U CH .
CHƯƠNG 3: CÁC LO I MÃ TRONG TRUY N D LI U:
3.1 MÃ NH PHÂN C A CÁC CH S.
3.2 CÁC MÃ PHÁT HI N L I .
3.3 MÃ NÉN D LI U .
3.4 M T MÃ .
CHƯƠNG 4: TRUY N N I TI P B T ð NG B :
4.1 H TH NG TRUY N D LI U .
4.2 M U TÍN HI U TRONG TRUY N B T ð NG B .
4.3 VÀI IC TH C HI N GIAO TH C B T ð NG B .
CHƯƠNG 5: CÁC CHU N GIAO TI P:
5.1 GIAO TI P DÙNG DÒNG ðI N VÒNG 20mA .
5.2 CHU N GIAO TI P RS-232D .
5.3 CHU N GIAO TI P RS-449, 422A&423A .
CHƯƠNG 6: TRUY N N I TI P ð NG B
6.1 GIAO TI P GI A DTE VÀ DCE ð NG B .
6.2 CÁC GIAO TH C ð NG B .
- 6.3 KH O SÁT VÀI IC LSI TRUY N ð NG B .
6.4 KI M TRA H TH NG THÔNG TIN .
CHƯƠNG 7: TRUY N TÍN HI U B NG SÓNG MANG TƯƠNG T : MODEMS
7.1 D N NH P.
7.2 CƠ S K THU T LIÊN QUAN.
7.3 M T S MODEM ð NG B VÀ B T ð NG B .
7.4 VÀI MODEM DÙNG M CH LSI .
CHƯƠNG 8: C C PHƯƠNG PHÁP ðA H P
8.1 ðA H P T N S .
8.2 ðA H P TH I GIAN .
CHƯƠNG 9 TRUY N TÍN HI U TƯƠNG T B NG SÓNG MANG S :
9.1 H TH NG TRUY N S .
9.2 ðI U MÃ XUNG .
9.3 ðI U CH VI PHÂN VÀ DELTA .
9.4 2914 COMBO CHIP .
WWW.UPDATESOFTS.COM – 2006
- CHƯƠNG 1
NH NG KHÁI NI M CƠ B N
N i dung :
1.1 VÀI DÒNG L CH S .
1.2 NH NG KHÁI NI M CHUNG .
1.3 H TH NG TRUY N TƯƠNG T .
1.4 H TH NG TRUY N S .
1.5 H TH NG M VÀ MÔ HÌNH OSI .
1 . 1 VÀI DÒNG L CH S :
Thông tin d li u là phương pháp truy n thông dùng mã nh phân thay cho tín
hi u.
Có th coi l ch s thông tin d li u b t ñ u vào năm 1837 v i s phát minh ñi n tín
c a Samuel F. B. Morse. Ðó là h th ng truy n các xung ñi n bi u di n cho các d u ch m,
v ch (tương ñương v i các s nh phân 1, 0) trên các ñư ng dây ñ ng nh các máy cơ ñi n.
Các t h p khác nhau c a các mã này thay cho các ch , s , d u.... ñư c g i là mã Morse.
B n ñi n tín ñ u tiên ñư c phát hi n Anh do Charles Wheatstone và William Cooke th c
hi n nhưng h th ng c a h ph i dùng 6 ñư ng dây.
Năm 1840, Morse ñăng ký sáng ki n v ñi n tín M và ñ n năm 1844 thì ñư ng
dây ñi n tín ñ u tiên ñư c thi t l p gi a Baltimore và Washington D.C..
Năm 1849, b n tin ñ u tiên ñư c in nhưng v i v n t c r t ch m, cho ñ n năm 1860
v n t c in ñ t ñư c là 15 bps.
Công ty Ði n tín Mi n Tây (Western Union Telegraph Company) ñư c thi t l p năm
1850 Rochester, New York cho phép th c hi n vi c trao ñ i thông tin gi a các cá nhân.
Năm 1874, Emile Baudot thi t k ñư c máy phát dùng phương pháp ña h p, có th
truy n cùng lúc 6 b n tin trên cùng m t ñư ng dây.
Năm 1876, Alexander Graham Bell ñã ñưa ñi n tín lên m t bư c phát tri n m i: s ra
ñ i c a ñi n tho i. Thay vì chuy n b n tin thành các chu i mã Morse, Bell ñã cho th y r ng
ngư i ta có th truy n th ng tín hi u ñi n ñ c trưng cho ti ng nói trên các ñư ng dây. Nh ng
h th ng ñi n tho i ñ u tiên c n các c p ñư ng dây khác nhau cho hai ngư i mu n trao ñ i
thông tin v i nhau, m t ngư i ph i n i ñi n tho i c a mình vào ñúng ñư ng dây n i v i ñi n
tho i c a ngư i mà mình mu n liên l c. D n d n s k t n i ñư c th c hi n b i các t ng ñài
cơ khí r i t ng ñài ñi n t , s . . . . Ngư i ta không còn bi t h th ng ho t ñ ng th nào, ch
c n quay (bây gi thì b m) s và ñư c k t n i.
Năm 1899, Marconi thành công trong vi c phát tin b ng vô tuy n.
- Có th nói ñi n tín là phương ti n duy nh t ñư c dùng ñ phát tin ñi xa cho ñ n năm
1920, lúc ñài phát thanh thương m i ñ u tiên ra ñ i.
Năm 1945, ñánh d u m t s ki n quan tr ng ñó là vi c phát minh ra chi c máy tính
ñi n t ñ u tiên: chi c ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator). Ðư c thi t
k ñ tính ñ n ñ o ph c v cho Th chi n th II, ENIAC là thi t b ñ u tiên có th x lý
thông tin dư i d ng ñi n. M c dù ENIAC không gi m t vai trò tr c ti p trong vi c thông tin
d li u nhưng nó cho th y r ng các tính toán và quy t ñ nh chính xác có th th c hi n ñư c
nh tín hi u ñi n, m t kh năng quan tr ng trong h th ng thông tin hi n nay.
Sau ñó Ð i h c Harvard liên k t v i công ty IBM (International Business Machines
Corporation) ñã cho ra ñ i nh ng chi c máy tính ña d ng, ñi u khi n t ñ ng ñ u tiên.
Ð n năm 1951 thì s lư ng các ch ng lo i máy tính gia tăng r t nhi u (ngư i ta ñánh
giá s gia tăng này có t c ñ t l v i hàm mũ) và nhu c u trao ñ i thông tin trong m i ngư i
cũng gia tăng v i m c ñ tương t .
Nhưng cho ñ n năm 1968 công ty AT & T xem như ñ c quy n: ch các thi t b do
chính công ty s n xu t m i ñư c n i vào h th ng thông tin qu c gia. Vào th i ñi m này,
Hi p h i thông tin liên bang (FCC : Federal Communication Commission) c a M , thông
qua Tòa án t i cao ñã ký quy t ñ nh Carterfone, cho phép các thi t b c a các nhà ch t o
khác ñư c n i vào h th ng, quy t ñ nh này ñã tác ñ ng th t s ñ n s ra ñ i c a m t k
ngh m i: k ngh thông tin d li u. Theo th i gian s phát tri n c a k î ngh này ñã ñưa
ñ n nh ng h th ng thông tin d li u s ñư c th c hi n nh ng kho ng cách ñáng k .
Và bây gi ,v i s phát tri n vũ b o c a máy tính , công ngh ch t o IC ña ch c
năng, kh năng to l n c a cáp quang và h th ng v tinh ñ a tĩnh, thông tin d li u s ñã tr
thành ph bi n và có m t s c m nh ñ n kỳ l , nó có th th a mãn nhi u yêu c u v thông tin
liên l c c a m i ngư i trên toàn c u trong m t kho ng th i gian r t ng n.
Chương này ñ c p ñ n m t s khái ni m chung và tìm hi u m t cách sơ lư c các h
th ng truy n tương t , h th ng truy n s cùng m t s tính ch t cơ b n c a chúng.
1 . 2 NH NG KHÁI NI M CHUNG :
1.2.1. Tin t c, d li u và tín hi u.
1.2.2 Băng thông .
1.2.3 Hình tr ng h th ng và các phương th c liên l c .
1.2.4 Các phương pháp truy n .
1.2.5. Các phương pháp d n kênh .
1.2.1 Tin t c, d li u và tín hi u (Information, Data & Signal):
- D li u: bao g m các s ki n, khái ni m hay các ch th ñư c di n t dư i m t
hình th c thích h p cho vi c thông tin, thông d ch hay x lý b i con ngư i hay máy móc.
-Tin t c: Ý nghĩa mà con ngư i qui cho d li u theo các qui ư c c th .
Tin t c có th bi u th b i ti ng nói, hình nh, các văn b n, t p h p các con s ,
các ký hi u, thông qua nó con ngư i hi u nhau . . ..
Trong h th ng truy n thông, thư ng ngư i ta không phân bi t d li u và tin t c.
- - Tín hi u: Là tin t c, d li u ñã ñư c chuy n ñ i, x lý (b i các b ph n mã hóa và
/ho c chuy n ñ i) cho phù h p v i môi trư ng truy n thông.
Có hai lo i tín hi u: tín hi u tương t và tín hi u s .
- Tín hi u tương t : có d ng sóng như (H.1.1a), ñó là các ñ i lư ng ñi n có
b t c giá tr nào trong m t kho ng th i gian xác ñ nh. Tín hi u tương t quen thu c có d ng
hình sin. M t tín hi u tương t có th ñư c s hóa ñ tr thành tín hi u s .
- Tín hi u s : có d ng sóng như (H.1.1b), ñó là tín hi u mà biên ñ ch có m t trong
hai giá tr duy nh t, tương ng v i hai tr ng thái logic ñ c trưng b i hai s 0 và 1 trong h
nh phân. H th ng truy n tín hi u này là h th ng truy n nh phân.
Trong các h th ng truy n s , ta còn g p tín hi u có d ng như (H.1.1c). Ðây chưa
ph i là tín hi u s nhưng nó cũng ch có các giá tr nh t ñ nh mà ngư i ta có th s hóa b ng
các s nh phân nhi u bít hơn. Trong trư ng h p c a (H 1.1c) tín hi u có th có m t trong
b n giá tr 0, 1, 2, 3; ñ có th mã hóa tín hi u này c n các s nh phân hai bít, h th ng
truy n tín hi u này là h th ng truy n nh phân hai bít.
(a) (b) (c)
(H 1.1)
Tín hi u trên ñư ng truy n, g i là sóng mang, có th là lo i tương t hay s và ñư c
dùng ñ truy n d li u tương t hay d li u s . Thí d : Ti ng nói là lo i d li u tương t và
ñư c truy n trên h th ng ñi n tho i b i tín hi u tương t (H 1.2a); nh ng d li u có ngu n
g c là s , thí d như mã ASCII c a các ký t ñư c bi u di n dư i d ng nh ng xung ñi n nh
phân ñư c truy n b i tín hi u tương t nh MODEM (Modulator/Demodulator) (H 1.2b).
Tín hi u tương t s qua m ch CODEC (Coder/Decoder) ñ ñư c s hóa (H 1.2c) và d li u
s có th ñư c truy n th ng qua h th ng s (H 1.2d).
Tín hi u
Ngu n
truy n
→ Tín hi u tương
Ti ng nói ðI N
→ THO I t
(a)
→ Tín hi u tương t
MODEM
Tín hi u s
→
(b)
- → Tín hi u s
CODEC
Tín hi u tương t
→
(c)
→ Tín hi u s
H. T. S
D li u s
→
(d)
(H 1.2)
- Nhi u: là các tín hi u ngoài ý mu n, xu t hi n trong h th ng ho c trên ñư ng
truy n. Dư i nh hư ng c a nhi u, tín hi u tương t b bi n d ng và tín hi u s có th b l i.
- Cư ng ñ tín hi u: Cư ng ñ c a tín hi u thư ng ñư c bi u di n b i công su t
ho c ñi n áp trên t ng tr t i c a nó. Ta ph i nói tín hi u có công su t 133mW ho c có biên
ñ 100mV trên t ng tr 75 .
- T s cư nng ñ hai tín hi u: dùng mô t ñ l i ho c ñ suy gi m c a h th ng,
thư ng ñư c bi u di n b ng ñơn v Decibel (dB) xác ñ nh theo thang logarithm:
T s tín hi u = 10log dB
S ti n l i c a ñơn v dB là ngư i ta
có th xác ñ nh ñ l i (hay ñ suy gi m) c a m t h th ng g m nhi u t ng n i chu i
(cascade) b ng cách c ng các ñ l i c a các t ng v i nhau.
Ngư i ta thư ng bi u th công su t tuy t ñ i c a m t tín hi u b ng cách so sánh v i
m t tín hi u chu n có công su t 1W :
Công su t tín hi u = 10log dB
Ngoài ra, ngư i ta còn dùng ñơn v
dBm ñ xác ñ nh cư ng ñ tín hi u so v i tín hi u chu n có công su t 1mW
:
Công su t tín hi u =
Bm
10log
M t tín hi u có công su t 1W tương ñương v i 0 dB và 30dBm.
Thí d : Tín hi u có biên ñ 100mV 75Ω tương ñương v i 0,133 mW, tính theo
dBm là: 10log(0,133/1mW) = - 8,76 dBm. D u tr cho bi t m c tín hi u là 8,76 dBm dư i
1mW.
Lưu ý, trong chuy n ñ i ñơn v ph i ñ ý ñ n t ng tr t i c a tín hi u.
Bi u th c P = ( V2/R ) có th ñư c dùng ñ tính ñi n áp hi u d ng ho c t s ñi n áp.
Trong các h th ng ñi n tho i t ng tr t i thư ng dùng là 600Ω.
Thí d : Tín hi u 100mV trên t i 75Ω tương ñương v i 282mV, n u t i là 600Ω.
Th t v y, 600Ω, ñi n áp c a tín hi u xác ñ nh b i :
V2 = P.R = 0,133.10-3.600 = 0,079
= 0,282 V = 282 mV
- V=
N u các tín hi u có chung t ng tr t i thì :
T s tín hi u = 20log dB
- T s tín hi u nhi u SNR (Signal to Noise Ratio)
Ð ñánh giá ch t lư ng c a tín hi u và cũng là ch t lư ng c a h th ng truy n tín hi u
ñó ngư i ta dùng t s tín hi u trên nhi u SNR. Ðây là t s công su t tín hi u có ích trên
công su t tín hi u nhi u, thư ng tính b ng dB (ho c dBm).
N u tín hi u 2 dBm có m c nhi u là -20 dBm, thì t s SNR là 22 dBm. Nói cách
khác m c tín hi u l n hơn m c nhi u 22 dBm.
Thí d : V i tín hi u s như (H.1.1b), SNR t i thi u ph i là bao nhiêu ñ có th phân
bi t ñư c tín hi u m t cách rõ ràng ( nh hư ng c a nhi u còn ch p nh n ñư c)?
Ð i v i tín hi u như (H.1.1b), gi s biên ñ ng v i m c 1 là 1 V và 0 V cho
m c 0, m t l i s phát sinh n u m c 0 ñư c phát ñi mà nhi u có giá tr dương l n hơn 0,5 V
và n u m c 1 phát ñi mà nhi u có biên ñ âm và tr tuy t ñ i l n hơn 0,5 V. Như v y giá tr
t i ña cho phép c a nhi u là 0,5 V so v i tr t i ña c a tín hi u là 1 V và t s SNR t i thi u là:
SNRMIN =
M t h th ng hay m ch t t khi có kh năng nâng cao t s
tín hi u nhi u SNR theo yêu c u.
1.2.2 Băng thông :
- Băng thông c a tín hi u là d i t n s trong ñó ch a h u h t công su t c a tín hi u.
Khái ni m này cho ta xác ñ nh ph t n h u ích c a tín hi u n u tín hi u ñó ch a m t ph t n
quá r ng.
- Băng thông c a kênh truy n là d i t n s c a tín hi u mà ñ suy gi m kho ng vài dB
(thư ng là 3 dB) so v i giá tr c c ñ i khi tín hi u ñó truy n qua h th ng. Ð suy gi m 3 dB
tương ng v i ñi m n a công su t.
M t kênh truy n t t ph i có băng thông l n hơn băng thông c a tín hi u, ñi u này
khi n cho tín hi u ñư c tái t o không b méo d ng và suy gi m ñáng k trong quá trình
truy n.
1.2.3 Hình tr ng h th ng và các phương th c liên l c :
V hình tr ng, h th ng thông tin có th có d ng :
- Ði m - ñi m (Point to point): Thí d liên l c gi a máy tính và máy in
- Nhi u ñi m (Multipoint): H th ng nhi u ñi m có th có m t trong các d ng: sao
(star), vòng (ring) và multidrop
* M ng hình sao (H 1.3a): Thu n l i trong liên l c vì ñài th c p truy xu t tr c
ti p ñài sơ c p nhưng giá thành cao vì ph i s d ng ñư ng dây riêng.
* M ng vòng (H 1.3b): Thông tin ph i ñi theo vòng t ñài sơ c p ñ n ñài th c p.
N u có m t ñài h ng, h th ng ngưng làm vi c.
- * M ng multidrop (H 1.3c): Các ñài th c p n i chung m t ñư ng dây vào tr m
sơ c p
V phương th c th c liên l c, gi a các máy phát và thu trong m t h th ng thông tin
có th th c hi n theo 1 trong 4 phương th c:
- Ðơn công (Simplex transmission, SX): thông tin ch truy n theo m t chi u. N u l i
x y ra máy thu không có cách nào yêu c u máy phát phát l i. Trong h th ng này thư ng
máy thu có trang b thêm b ROP (Read Only Printer) ñ hi n th thông tin nh n ñư c.
- Bán song công (Half duplex transmission, HDX): Tín hi u truy n theo hai hư ng
nhưng không ñ ng th i. H th ng thông tin dùng Walkie - Talkie là m t thí d c a phương
th c liên l c bán song công. Các máy truy n bán song công có m t nút n ñ phát (push to
send), khi ch ñ phát thì ph n thu b vô hi u hóa và ngư c l i.
- Song công (full duplex transmission, FDX): Tín hi u truy n theo hai chi u ñ ng
th i. H th ng này thư ng có 4 ñư ng dây, 2 dây cho m i chi u truy n. Phương th c này
ñư c dùng trong h th ng ñi m - ñi m (point to point)
- Song công toàn ph n (Full/Full-duplex, F/FDX): Ðài sơ c p có kh năng phát tín
hi u t i m t ñài th c p ñ ng th i nh n thông tin t m t ñài th c p khác. Phương th c này
gi i h n trong h th ng nhi u ñi m (multipoint)
(H 1.3)
1.2.4 Các phương pháp truy n :
Ð truy n tín hi u ngư i ta có th dùng m t trong hai phương pháp: phương pháp
truy n d i n n và phương pháp ñi u ch .
- Phương pháp truy n d i n n : Tín hi u ñư c truy n có cùng d i t n v i tín hi u
ngu n. Thí d trong ñi n tho i, tín hi u âm thanh h u ích có t n s trong kho ng 300-3000
Hz ñư c truy n ñi mà không có s bi n ñ i nào v ph t n c a nó.
- - Phương pháp ñi u ch : Ðây là phương pháp cho phép d i ph t n c a tín hi u
ngu n ñ n m t kho ng t n s khác phù h p v i kênh truy n và tránh ñư c nhi u do giao
thoa (nghĩa là các ph t n cách nhau m t kho ng ñ ñ không ch ng lên nhau).
1.2.5 Các phương pháp d n kênh :
Ð có th truy n nhi u tín hi u có cùng d i n n (nhi u kênh) trên m t ñư ng truy n
mà không gây nh hư ng l n nhau, ngư i ta ph i d n kênh. Có hai phương pháp d n kênh:
phương pháp ña h p phân t n s và phương pháp ña h p phân th i gian .
(H 1.4) mô t hai phương pháp d n kênh.
(H 1.4)
- D n kênh theo phương pháp ña h p phân th i gian (TDM: Time Division
Multiplexing)
(H 1.5) minh h a phương pháp TDM .
(H 1.5)
Khóa chuy n m ch ñư c s d ng ñ n i tu n t m i tín hi u c n truy n ñ n ñư ng
truy n trong m t kho ng th i gian nh t ñ nh. Dĩ nhiên các khóa chuy n m ch máy phát
(d n kênh) và máy thu (phân kênh) ph i ho t ñ ng ñ ng b ñ các máy thu thu ñúng tín hi u
c a nó.
- D n kênh theo phương pháp ña h p phân t n s (FDM: Frequency Division
Multiplexing).
(H 1.6) minh h a phương pháp FDM cho 3 kênh truy n (3 tín hi u tương t ). T n s
sóng mang c a m i b ñi u ch c a m i kênh ñư c ch n l a sao cho m i tín hi u ñã ñư c
ñi u ch chi m m t d i t n riêng trong c ph t n c a ñư ng truy n và ph i ñư c cách ly
- theo qui ñ nh. Ð th c hi n ñư c vi c này ngư i ta dùng các m ch c ng hư ng LC có t n s
c ng hư ng khác nhau cho m i kênh truy n.
Các h th ng truy n thanh và truy n hình s d ng phương pháp d n kênh này.
(H 1.6)
1 . 3 H TH NG TRUY N TƯƠNG T :
(H 1.7) mô t m t h th ng truy n tương t dùng phương pháp ñi u ch (n u truy n
d i n n thì không c n b ñi u ch và gi i ñi u ch ). Trong h th ng này tín hi u trên ñư ng
truy n là tín hi u tương t .
B ph n chuy n ñ i máy phát bi n tin t c thành tín hi u tương t , sau khi ñư c x
lý (như l c, khu ch ñ i, ph i h p tr kháng.....) s qua b ph n ñi u ch ñ d i ph t n; cu i
cùng b ph n giao ti p chu n b tín hi u phát tương thích v i môi trư ng truy n hay kênh
truy n.
Các công vi c ñư c th c hi n theo chi u ngư c l i máy thu.
(H 1.7)
1.4 H TH NG TRUY N S :
1.4.1 Sơ ñ kh i .
1.4.2 V n t c truy n tín hi u .
1.4.3 Truy n n i ti p và song song .
- 1.4.4 Truy n ñ ng b và b t ñ ng b .
1.4.1 Sơ ñ kh i :
(H 1.8) mô t m t h th ng truy n s . Tín hi u trên ñư ng truy n c a h th ng là tín
hi u s , t c các ñi n áp tương ng cho các m c 0 và 1 c a các mã nh phân bi u th cho tin
t c.
B ph n chính c a h th ng là b ph n bi n ñ i A→D (Analog to Digital Converter,
ADC) máy phát (bi n tín hi u tương t thành tín hi u s ) và bi n ñ i D→A (Digital to
Analog Converter, DAC) máy thu (bi n tín hi u s thành tín hi u tương t ).
Vi c truy n tín hi u s ñư c th c hi n b ng cách phát tu n t các mã nh phân này.
(H 1.8)
1.4.2 V n t c truy n tín hi u (Baud rate) :
M t trong nh ng ñ c trưng quan tr ng ñ ñánh giá ch t lư ng m t h th ng truy n s
là v n t c truy n tín hi u, ñư c tính b ng baud.
Baud là v n t c thay ñ i tr ng thái sóng mang (s l n thay ñ i sóng mang trong m t
giây) còn g i là v n t c ñi u ch (baud rate).
Trong th c t ngư i ta hay dùng ñơn v bit/s (bps) là v n t c truy n bit (bit rate), t c
s bit mà h th ng truy n trong m t giây.
Trong h th ng truy n nh phân (tín hi u c n truy n có d ng (H 1.1b)), sóng mang ch
ñư c ñi u ch b i m t trong hai tr ng thái c a tín hi u, v n t c bit và v n t c tín hi u b ng
nhau (s bit/s = s baud).
Trong h th ng truy n nh phân hai bit (Thí d , dùng s nh phân hai bit mã hóa tín
hi u có d ng (H 1.1c)), s lư ng bit s g p ñôi s tín hi u (v n t c thay ñ i bit nhanh g p
ñôi v n t c thay ñ i sóng mang), như v y s bit/s g p ñôi s baud.
Thí d : Tính v n t c truy n tín hi u (H 1.1c), n u th i gian tương ng v i m t giá tr
c a tín hi u là T = 0,0001s.
V n t c truy n tín hi u = s baud = 1/T = 1/0,0001 = 10.000 baud.
V n t c truy n bit br = 2.baud = 20.000 bit/s
1.4.3 Truy n n i ti p và song song :
Tùy theo cách th c ñưa tín hi u ra ñư ng truy n mà ta có hai cách truy n: song song
và n i ti p. (H.1.8) mô t hai cách truy n.
- Truy n n i ti p: tín hi u l n lư t ñư c phát ñi t ng bít trên cùng m t ñư ng dây.
T c ñ truy n ch m nhưng ít t n kém hơn so v i cách truy n song song.
- - Truy n song song: mã ký t ñư c g i ñi dư i d ng song song, nghĩa là các bít ñư c
phát ñi ñ ng th i trên các ñư ng truy n. T c ñ truy n song song khá nhanh nhưng ph i t n
nhi u ñư ng dây. Do ñó, cách truy n này ñư c dùng trong th c t khi ph n phát và thu g n
nhau.
(a)
(b)
(H1.9)
1.4.4 Truy n ñ ng b và b t ñ ng b :
Trong các h th ng truy n s các tín hi u có th truy n theo ch ñ ñ ng b và b t
ñ ng b . Hai ch ñ truy n này khác nhau ch y u vi c th c hi n s ñ ng b và do ñó ñưa
t i cách ñ nh d ng tín hi u truy n khác nhau.
- Truy n ñ ng b : Trong ch ñ ñ ng b d li u truy n ñư c hình thành theo các
d ng c ñ nh. Thí d các ký t ñư c mã hoá b ng mã ASCII và b n tin ñư c truy n thành
t ng kh i (block), s ñ ng b ñư c th c hi n nh ng kho ng th i gian gi a các kh i c a
b n tin.
Do truy n m t l n c b n tin nên v n t c truy n khá l n, t 2400 bps, 4800 bps, 9600
bps cho ñ n h ng Mbps.
M t b t l i c a cách truy n ñ ng b là máy phát ph i g i tín hi u xung ñ ng h ñ
ñ ng b máy thu. N u vi c này không th c hi n ñư c thì máy thu ph i thi t k m t vòng
khóa pha (PLL) ñ ph c h i xung ñ ng b t dòng d li u.
- Truy n b t ñ ng b : Trong ch ñ b t ñ ng b d ng c a d li u truy n không c
ñ nh. (H 1.10) cho ta 3 d ng c a tín hi u thư ng g p trong cách truy n b t ñ ng b .
(H 1.10a) là 3 b n tin a,b,c ñư c truy n tu n t . Các b n tin dài ng n khác nhau và
cách nhau không ñ u.
- (H 1.10b) là trư ng h p th i gian T c a các b n tin gi ng nhau nhưng kho ng cách
các b n tin thì b t kỳ, không ph i là b i s c a T.
Trong hai trư ng h p này băng thông c n thi t tùy thu c vào d li u.
(H 1.10c) là m t d ng khác c a tín hi u thư ng g p trong các b n tin phát b ng
phương pháp quét (thí d trong các máy FAX). Trong trư ng h p này băng thông c a h
th ng tùy thu c vào ñ phân gi i tín hi u ch không tùy thu c vào d li u.
Trong t t c các trư ng h p ñ t o s ñ ng b máy phát ph i g i kèm các xung ñ ng
b ñ u và cu i m i ký t (trong (H 1.10a) ñó là các xung S ho c T ).
(H 1.10)
1.5 H TH NG M VÀ MÔ HÌNH OSI :
S phát tri n c a lãnh v c thông tin liên l c v i k thu t truy n s li u ñã tr
nên ph bi n trên toàn c u. Vi c thông tin ngày càng nhi u, yêu c u v ñ chính xác và ñ
tin c y ngày càng cao. Ð b o ñ m ñi u này các h th ng thông tin ph i tuân th m t s qui
ñ nh v t t c các khía c nh như t c ñ truy n, phương pháp mã hóa, qui t c gán ñ a ch , các
bi n pháp th c hi n khi có l i v. v . . . T p h p t t c các qui ñ nh mà các h th ng thông
tin ph i tuân theo g i là các giao th c (protocols).
Nh có giao th c, các h th ng không tương thích nhau có th liên l c v i nhau. Ð i
v i m t h th ng ch có hai ph n t thì giao th c r t ñơn gi n. V n ñ tr nên ph c t p và
khó khăn khi ch ng lo i các h th ng và các ph n t c a h th ng tăng lên.
M t t p h p các giao th c cho phép hai h th ng b t kỳ nào cũng có th liên l c
v i nhau b t ch p c u trúc bên trong c a nó, g i là m t H TH NG M .
T ch c ñ nh chu n qu c t (International Standards Organization, ISO) ñã quan tâm
t i v n ñ k t n i các thi t b khác nhau t năm 1977 và ñ n năm 1984 thì mô hình tham
chi u cho vi c k t n i các h th ng m ra ñ i, g i t t là mô hình OSI (Reference Model
for Open Systems Interconnection).
Mô hình OSI là mô hình phân t ng ñư c xây d ng d a trên các nguyên t c ch y u
sau ñây:
- S t ng càng h n ch càng t t
- Ranh gi i gi a các t ng b o ñ m vi c tương tác và mô t các d ch v là t i thi u
và có th chu n hóa giao di n tương ng.
- - Các ch c năng khác nhau và các công ngh s d ng khác nhau ph i ñư c tách bi t
trong các t ng khác nhau
- Khi thay ñ i ch c năng ho c giao th c trong m t t ng không nh hư ng ñ n các
t ng khác.
- M i t ng ch có ranh gi i và giao di n v i t ng ngay trên và dư i nó.
- Có th chia m t t ng thành các t ng con khi c n thi t. Và các t ng con cũng có th
ñư c h y b trong trư ng h p không c n n a.
K t qu ta ñư c mô hình OSI g m 7 t ng
T ng cao nh t liên quan ñ n vi c lý gi i khái ni m và ngôn ng còn các t ng th p hơn
nói v các qui t c truy n thông tin gi a các b ph n (máy phát và máy thu).
Trong m i t ng ngoài nh ng qui ñ nh ph i th c hi n ngay trong chính b n thân t ng ñó còn
có nh ng qui ñ nh d ch v ñưa lên t ng trên k ti p. Máy phát và thu c n ph i th ng nh t các
qui t c áp d ng trong t ng tương ng, có nghĩa là chúng ph i làm vi c theo cùng m t th
th c. Thông tin ñi u khi n c a m i t ng ñư c ghép vào b n tin máy phát và ñư c tách ra
máy thu t ng tương ng, dĩ nhiên các thông tin này ch ñư c máy thu hi u khi chúng cùng
s d ng m t giao th c. (H 1.11) cho ta th y s phân c p này.
H th ng A H th ng B
T ng 7 T ng 7
Application ng d ng
Ki u n i logic
↓
T ng 6 T ng 6
Presentation Trình bày
↓
T ng 5 T ng 5
Session Giao d ch
↓
T ng 4 T ng 4
Transport V n chuy n
↓
T ng 3 T ng 3
Network M ng
↓
T ng 2 T ng 2
Data link Liên k t DL
↓
T ng 1 T ng 1
Physical V t lý
↓← →
- K t n i v t lý
(H 1.11)
T ng 1 : T ng v t lý (physical layer)
Qui ñ nh v các tính ch t v t lý c a h th ng. T ng v t lý liên quan ñ n nhi m v
truy n dòng bit không c u trúc qua ñư ng truy n v t lý, truy nh p ñư ng truy n v t lý nh
các phương ti n cơ, ñi n, hàm (ch c năng), th t c.
T ng 2 : T ng liên k t d li u (data link layer)
Cung c p phương ti n ñ truy n thông tin qua liên k t v t lý b o ñ m ñ tin c y. T ng
này qui ñ nh các ch c năng c a kênh s li u trên m t ñư ng truy n gi a hai ñi m c a h
th ng thí d nh ng qui ñ nh v s ñ ng b hóa, ñ c tính c a khung d li u, ñánh s khung,
ki m tra l i, ki m tra lu ng d li u trong quá trình liên l c.
T ng 3: T ng m ng (network layer)
Qui ñ nh các ch c năng m ng như ch n ñư ng, gán ñ a ch , chuy n ti p thông tin,
th c hi n vi c ki m soát lu ng d li u, tách/h p d li u khi c n thi t. Giao th c trong t ng
này ñi u khi n vi c truy n thông qua các m ng trong h th ng v i công ngh chuy n m ch
thích h p.
T ng 4 : T ng v n chuy n (transport layer)
Qui ñ nh các ch c năng truy n d li u gi a hai ñ u mút (end to end) như t c ñ
truy n, x p th t các thông tin, t ch c s tái t o b n tin (ki m tra l i, ph c h i các t b
m t trong quá trình liên l c...). Giao th c trong t ng này cũng có th th c hi n vi c ghép
kênh (multiplexer), tách/h p d li u khi c n thi t.
T ng 5 : T ng giao d ch (session layer)
Cung c p phương ti n qu n lý truy n thông gi a các ng d ng. Giao th c c a t ng
này qui ñ nh các th t c thi t l p cu c ñ i tho i gi a hai bên, có trách nhi m thi t l p, duy
trì, ñ ng b hóa và k t thúc cu c ñ i tho i.
T ng 6 : T ng trình bày (presentation layer)
T ng này xác ñ nh các qui t c ngôn ng và có trách nhi m ñ m b o s li u thu ñư c
có m t cú pháp có th d ch ñư c trong quá trình ng d ng. Nói cách khác t ng này mô t các
phương pháp trình bày d li u như mã hóa, gi i mã, nén d li u....Thí d mã ASCII 8 bít
dùng cho màn hình là m t qui ñ nh thu c t ng 6 này.
T ng 7: T ng ng d ng (application layer)
T ng này qui ñ nh các ng d ng th c t , ñưa ra các th t c cho vi c x lý s li u c a
b n thân ngư i s d ng như cách th c x lý t , so n văn b n....T ng này cũng qui ñ nh
nh ng th t c cho ngư i s d ng có th truy nh p ñư c vào môi trư ng.
T ng ng d ng là t ng duy nh t không ph i ph c v t ng trên. -
- CHƯƠNG 2
MÃ HOÁ VÀ ðI U CH
. N i dung:
2.1 PH T N C A TÍN HI U .
2.2 MÃ HÓA .
2.3 ðI U CH .
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Trong truy n thông, tin t c và d li u là t t c nh ng gì c n trao ñ i, chúng có th là
ti ng nói, hình nh, t p h p các con s , các ký hi u, các ñ i lư ng ño lư ng . . . ñư c ñưa
vào máy phát ñ phát ñi hay nh n ñư c máy thu.
Tín hi u chính là tin t c ñã ñư c x lý ñ có th truy n ñi trên h th ng thông tin.
Vi c x lý bao g m chuy n ñ i, mã hóa và ñi u ch .
Chuy n ñ i là bi n các tin t c dư i d ng không ñi n thành ra tín hi u ñi n.
Mã hóa là gán cho tín hi u m t giá tr nh phân và ñ c trưng b i các m c ñi n áp c
th ñ có th truy n trên kênh truy n và ph c h i máy thu.
Ði u ch là dùng tín hi u c n truy n ñ làm thay ñ i m t thông s nào ñó c a m t tín
hi u khác, tín hi u này th c hi n nhi m v mang tín hi u c n truy n ñ n nơi thu nên ñư c
g i là sóng mang (carrier wave). M c ñích c a s ñi u ch là d i ph t n c a tín hi u c n
truy n ñ n m t vùng ph t n khác thích h p v i tính ch t c a ñư ng truy n và nh t là có th
truy n ñ ng th i nhi u kênh cùng m t lúc (ña h p phân t n s ).
Chương này ñ c p ñ n s ñi u ch và mã hóa. Nhưng trư c tiên, chúng ta c n nh c
l i m t s tính ch t c a tín hi u qua vi c phân tích tín hi u không sin thành t ng c a các tín
hi u hình sin và lưu ý ñ n m i quan h t n s -th i gian c a tín hi u.
2 . 1 PH T N C A TÍN HI U :
Trong m t h th ng thông tin t n t i 3 d ng tín hi u v i ph t n khác
nhau:
- Lo i th nh t là các tín hi u có tính tu n hoàn có d ng hình sin ho c không. M t tín
hi u không sin là t ng h p c a nhi u tín hi u hình sin có t n s khác nhau. K t qu này có
ñư c b ng cách dùng chu i Fourier ñ phân tích tín hi u.
- Lo i th hai là các tín hi u không có tính tu n hoàn mà có tính nh t th i (thí d như
các xung l c), lo i tín hi u này ñư c kh o sát nh bi n ñ i Fourier.
- - Lo i th ba là tín hi u có tính ng u nhiên, không ñư c di n t b i m t hàm toán h c
nào. Thí d nhu các lo i nhi u, ñư c kh o sát nh phương ti n xác su t th ng kê.
Các lo i tín hi u, nói chung, có th ñư c xét ñ n dư i m t trong hai lãnh v c :
- Lãnh v c th i gian: Trong lãnh v c này tín hi u ñư c di n t b i m t hàm theo th i
gian, hàm này cho phép xác ñ nh biên ñ c a tín hi u t i m i th i ñi m.
- Lãnh v c t n s : Trong lãnh v c này ngư i ta quan tâm t i s phân b năng lư ng
c a tín hi u theo các thành ph n t n s c a chúng và ñư c di n t b i ph t n.
Trong gi i h n c a môn h c, chúng ta ch ñ c p ñ n hai lo i tín hi u ñ u.
2.1.1 Ph t n gián ño n
2.1.2 Ph t n liên t c .
2.1.1 Ph t n gián ño n :
Tín hi u có tính tu n hoàn ñơn gi n nh t là tín hi u hình sin
v(t)=Vm sin(ωt+φ) = Vmsin(2πft+φ)
Tín hi u này có ph t n là m t v ch duy nh t có biên ñ Vm t i t n s f (H 2.1)
(H2.1)
Các d ng tín hi u tu n hoàn khác có th phân tích thành t ng các tín hi u hình
sin, như v y ph t n c a chúng ph c t p hơn, g m nhi u v ch các t n s khác nhau.
Tín hi u thư ng g p có d ng hình ch nh t mà b i phép phân tích thành chu i Fourier
ta th y ph t n bao g m nhi u v ch các t n s cơ b n f và các h a t n 3f, 5f, 7f .... (H 2.2).
(a) (H 2.2) (b)
Tín hi u (H 2.2.a) phân tích thành chu i Fourier:
v=
V i ω = 2π / T = 2πf
T & f l n lư t là chu kỳ và t n s c a tín hi u ch nh t.
nguon tai.lieu . vn