KỸ THUẬT VIỄN THÔNG - CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU docx

CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ
LIỆU
Việc truyền dữ liệu phụ thuộc vào hai yếu tố chính: chất
l
ượng của tín hiệu
được
truyền và các đặc tính của môi trường
truy
ền. Mục tiêu của chương này và chương
tiếp
theo là cung cấp
cho b
ạn đọc những kiến thức cơ bản về hai nhân tố
này.
Mục đầu tiên của chương sẽ đưa ra một số khái niệm và thuật
ng
ữ trong lĩnh
vực
truyền thông; các khái niệm và thuật ngữ này
nh
ằm giúp cho bạn đọc đi qua toàn
bộ
các phần còn lại của
ch
ương. Mục 2.2 đưa ra cách sử dụng các thuật ngữ tương
tự
(analog) và số (digital) trong truyền thông. Dữ liệu tương tự
(analog data) hoặc dữ
liệu
số (digital data) có thể được truyền
b

ằng cách sử dụng tín hiệu tương tự (analog
signal)
hoặc tín hiệu
s
ố (digital signal). Hơn nữa các công nghệ xử lý tín hiệu trung
gian
trên
giữa điểm nguồn và điểm đích lại có thể công nghệ
tương tự hoặc công nghệ
số.
Mục 2.3 xem xét về một loại các loại nhân tố gây suy giảm
ch
ất lượng tín
hiệu.
Các nhân tố này có thể gây ra lỗi trên dữ
liệu trong quá trình truyền. Các nhân tố
gây
suy giảm chất lượng
tín hiệu chính bao gồm: sự suy giảm tín hiệu, méo trễ thời gian
và
các dạng
nhiễu.
II.1. Một số khái niệm và thuật
ngữ
II.1.1. Một số thuật ngữ truyền
thông
- Môi trường truyền có thể phân thành 2 loại là hữu tuyến
(guided media) và
vô
tuyến (unguided

media).
 Môi trường truyền hữu tuyến: Tín hiệu truyền được
truyền theo
một
hướng dọc theo một con đường vật lý nào đó. Ví dụ
như cáp đôi
xoắn
(twisted pair cable), cáp đồng trục (coaxial cable) và
cáp quang
(fiber
optic
cable).
 Môi trường truyền vô tuyến: Không có sự dẫn hướng
tín hi
ệu truyền.
Ví
dụ như việc truyền trong không khí, chân không hoặc
nước
biển.
- Liên kết trực tiếp (direct link): Là đường truyền kết nối giữa
2 thi
ết bị truyền
và
nhận, không qua các thiết bị trung gian (có
th
ể qua các bộ lặp (repeater) hoặc
tăng
cường tín hiệu
(amplifier))
- Cấu hình của các môi trường truyền hữu tuyến có thể ở dạng

điểm - điểm (point
–
to – point) hoặc đa điểm
(multipoint).
 Dạng điểm-điểm: Chỉ có 2 thiết bị chia sẻ môi trường
truyền.
 Dạng đa điểm: Có nhiều hơn 2 thiết bị cùng chia sẻ môi
tr
ường
truyền.
- Việc truyền tin có thể theo dạng đơn công (simplex), bán
song công
(half-duplex)
hoặc song công
(duplex).
 Kiểu đơn công: Tại mọi thời điểm, tín hiệu chỉ truyền
theo m
ột
chiều.
 Kiểu bán song công: Tín hiệu có thể truyền theo 2
chi
ều nhưng tại
một
thời điểm chỉ có thể truyền theo một
chiều.
 Kiểu song công: Cả 2 trạm đều có thể truyền tín hiệu
đồng
thời.
(a) Mô hình điểm -
điểm

Transmitte
r/receiver
Mediu
m
Amplifier
or repeater
Mediu
m
Transmi
tte
r/receiv
er
(b) Mô hình đa
điểm
0 hoặc
nhiều
Transmi
tte
r/receiv
er
Transmi
tte
r/receiv
er
Transmi
tte
r/receiv
er
Transmi
tte

r/receiv
er
Medium
Amplifi
er
or
repeater
Medium
0 hoặc
nhiều
Hình 2.1 Các cấu hình môi trường truyền hữu
tuyến
II.1.2.Tần số, phổ và dải thông (Frequency, Spectrum and
Bandwidth).
Trong cuốn sách này, chúng ta sẽ tập trung vào các tín hiệu
điện từ, tín hiệu
mà
được sử dụng để truyền dữ liệu. Tín hiệu được
thi
ết bị truyền sinh và được truyền
đến
thiết bị nhận. Tín hiệu này
là m
ột hàm của thời gian nhưng nó cũng có thể được
biểu
diễn
b
ằng một hàm của tần số (frequency); đó là, tín hiệu bao gồm
nhiều thành
phần

tần số khác nhau. Việc xem xét và nghiên cứu
v
ề tín hiệu theo miền tần số
(frequency-
domain view) là quan
tr
ọng hơn việc tìm hiểu tín hiệu theo miền thời gian
(time-
domain-view).
2.1.Biểu diễn tín hiệu theo miền thời
gian
- Khi biểu diễn theo miền thời gian, tín hiệu được chia thành
2 loại là tín hiệu
liên
tục (continuous) hoặc tín hiệu rời rạc
(discrete). Tín hi
ệu liên tục là một dạng
tín
hiệu mà cường độ
(intensity) của tín hiệu biến đổi dạng một đường trơn
(smooth
fashion) theo thời gian. Nói cách khác, không có điểm gãy
ho
ặc không liên
tục
trên đường biểu diễn tín hiệu. Tín hiệu rời
rạc là tín hiệu có cường độ duy trì
bằng
một giá trị hằng của
của nó trong một số khoảng thời gian và sau đó lại thay

đổi
đến một mức hằng số khác. Tín hiệu liên tục có thể biểu diễn
ti
ếng nói còn tín
hiệu
rời rạc có thể dùng để biểu diễn các giá
tr
ị bit 1 hoặc
0.
Biên
độ
Biê
n
đ
ộ
(a) Tín hiệu
liên
thời
gian
(a) Tín hiệu
r
ời
rạc
thời
gian
Hình 2.2 Tín hiệu liên tục và tín hiệu rời
rạc
- Tín hiệu tuần hoàn (periodic signal) là loại tín hiệu có
d
ạng lặp lại qua thời

gian.
Nếu x(t) là hàm biểu diễn tín hiệu và thoả mãn x(t + T) =
x(t) v
ới - < t <
+

với
T là một giá trị hằng gọi là chu kỳ (period) của tín hiệu tín
hi
ệu được biểu diễn
bởi
hàm x(t) là tín hiệu tuần
hoàn
- Sóng hình sin là một loại tín hiệu liên tục cơ bản
(fundamental continuous
signal)
với hàm biểu diễn x(t) =
A.sin(2

ft+

).
- A gọi là biên độ (amplitude), là giá trị lớn nhất mà cường
độ tín hiệu đạt được
theo
thời gian và thường được đo bằng
đơn vị là Volts hay
Watts.
- f gọi là tần số (frequency), là số chu kỳ lặp lại của tín
hi

ệu trong thời gian 1
giây
và có đơn vị là Hertz (Hz). Nếu
T là chu k
ỳ của tín hiệu thì f =
1/T.
-  là độ đo vị trí quan hệ theo thời gian trong một chu kỳ của
tín
hiệu.
- Bước sóng (wavelength)  của tín hiệu là độ dài di chuyển
được trong một chu
kỳ
của tín hiệu. Nếu v là vận tốc (velocity) của tín hiệu thì  =
v.T hay v =

.f