Giáo trình kỹ thuật truyền số liệu

Kü thuËt truyÒn sè liÖu

Lu hµnh néi bé

-3-

Ch¬ng 1:
Tæng quan
1.1. Khái quát chung
Thông tin dữ liệu là phương pháp truyền thông dùng mã nhị phân thay cho tín
hiệu.
Có thể coi lịch sử thông tin dữ liệu bắt đầu vào năm 1837 với sự phát minh điện
tín của Samuel F. B. Morse. Đó là hệ thống truyền các xung điện biểu diễn cho các
dấu chấm, vạch (tương đương với các số nhị phân 1, 0) trên các đường dây đồng nhờ
các máy cơ điện. Các tổ hợp khác nhau của các mã này thay cho các chữ, số, dấu
được gọi là mã Morse. Bản điện tín đầu tiên được phát hiện ở Anh do Charles
Wheatstone và William Cooke thực hiện nhưng hệ thống của họ phải dùng 6 đường
dây.
Năm 1840, Morse đăng ký sáng kiến về điện tín ở Mỹ và đến năm 1844 thì
đường dây điện tín đầu tiên được thiết lập giữa Baltimore và Washington D.C
Năm 1849, bản tin đầu tiên được in nhưng với vận tốc rất chậm, cho đến năm 1860
vận tốc in đạt được là 15 bps.
Công ty Điện tín Miền Tây (Western Union Telegraph Company) được thiết
lập năm 1850 ở Rochester, New York cho phép thực hiện việc trao đổi thông tin giữa
các cá nhân.
Năm 1874, Emile Baudot thiết kế được máy phát dùng phương pháp đa hợp, có
thể truyền cùng lúc 6 bản tin trên cùng một đường dây.
Năm 1876, Alexander Graham Bell đã đưa điện tín lên một bước phát triển
mới: sự ra đời của điện thoại. Thay vì chuyển bản tin thành các chuỗi mã Morse, Bell
đã cho thấy rằng người ta có thể truyền thẳng tín hiệu điện đặc trưng cho tiếng nói
trên các đường dây. Những hệ thống điện thoại đầu tiên cần các cặp đường dây khác

nhau cho hai người muốn trao đổi thông tin với nhau, một người phải nối điện thoại
của mình vào đúng đường dây nối với điện thoại của người mà mình muốn liên lạc.
Dần dần sự kết nối được thực hiện bởi các tổng đài cơ khí rồi tổng đài điện tử, số . . . .
Người ta không còn biết hệ thống hoạt động thế nào, chỉ cần quay (bây giờ thì bấm)
số và được kết nối.
Năm 1899, Marconi thành công trong việc phát tin bằng vô tuyến.
Có thể nói điện tín là phương tiện duy nhất được dùng để phát tin đi xa cho đến năm
1920, lúc đài phát thanh thương mại đầu tiên ra đời.
Năm 1945, đánh dấu một sự kiện quan trọng đó là việc phát minh ra chiếc máy
tính điện tử đầu tiên: chiếc ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator).
Được thiết kế để tính đạn đạo phục vụ cho Thế chiến thứ II, ENIAC là thiết bị đầu
tiên có thể xử lý thông tin dưới dạng điện. Mặc dù ENIAC không giữ một vai trò trực
tiếp trong việc thông tin dữ liệu nhưng nó cho thấy rằng các tính toán và quyết định
chính xác có thể thực hiện được nhờ tín hiệu điện, một khả năng quan trọng trong hệ
thống thông tin hiện nay.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-4-

Sau ú i hc Harvard liờn kt vi cụng ty IBM (International Business
Machines Corporation) ó cho ra i nhng chic mỏy tớnh a dng, iu khin t
ng u tiờn.
n nm 1951 thỡ s lng cỏc chng loi mỏy tớnh gia tng rt nhiu (ngi ta
ỏnh giỏ s gia tng ny cú tc t l vi hm m) v nhu cu trao i thụng tin
trong mi ngi cng gia tng vi mc tng t.
Nhng cho n nm 1968 cụng ty AT & T xem nh c quyn: ch cỏc thit b

do chớnh cụng ty sn xut mi c ni vo h thng thụng tin quc gia. Vo thi
im ny, Hip hi thụng tin liờn bang (FCC : Federal Communication Commission)
ca M, thụng qua Tũa ỏn ti cao ó ký quyt nh Carterfone, cho phộp cỏc thit b
ca cỏc nh ch to khỏc c ni vo h thng, quyt nh ny ó tỏc ng tht s
n s ra i ca mt k ngh mi: k ngh thụng tin d liu. Theo thi gian s phỏt
trin ca k ngh ny ó a n nhng h thng thụng tin d liu s c thc hin
nhng khong cỏch ỏng k. V bõy gi, vi s phỏt trin v bo ca mỏy tớnh ,
cụng ngh ch to IC a chc nng, kh nng to ln ca cỏp quang v h thng v
tinh a tnh, thụng tin d liu s ó tr thnh ph bin v cú mt sc mnh n k l,
nú cú th tha món nhiu yờu cu v thụng tin liờn lc ca mi ngi trờn ton cu
trong mt khong thi gian rt ngn.
Chng ny cp n mt s khỏi nim chung v tỡm hiu mt cỏch s lc
cỏc h thng truyn tng t, h thng truyn s cựng mt s tớnh cht c bn ca
chỳng.
1.2. Mô hình của hệ thống truyền thông
1.2.1. Giới thiệu về truyền thông máy tính
+ Từ trớc năm 1980 đã chứng kiến sự hợp nhất các nghành khoa học máy tính
với truyền số liệu, nó kéo theo sự hợp nhất các ngành kỹ thuật, sản xuất, và các công
ty thành nghành công nghiệp truyền thông máy tính. Nh vậy khi nói đến truyền số
liệu ta phải xem xét nó dới những quan điểm mới sau đây:
- Không có sự khác nhau cơ bản giữa việc truyền số liệu (các thiết bị truyền và
chuyển mạch) và xử lý các số liệu (máy tính).
- Không có sự khác biệt giữa truyền số liệu và tiếng nói hay hình ảnh.
- Trên đờng truyền có rất nhiều vấn đề ảnh hởng đến số liệu nên phải có khối
xử lý số liệu.
- Danh giới giữa hệ thống máy tính PC, MainFrame, MiniComputer, Local
NetWork không đặt thành vấn đề chính.
Cuộc cách mạng truyền thông máy tính đã làm phát triển hệ thống truyền và xử
lý tất cả các loại số liệu và thông tin, làm cho số liệu và thông tin có thể đợc truyền
khắp thế giới một cách rễ dàng và nhanh chóng.

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-5-

1.2.2. Mô hình hệ thống truyền thông
Sơ đồ sau chỉ ra 1 phơng thức đơn giản của truyền thông.












- Mục đích cơ bản của truyền số liệu là truyển thông tin giữa 2 thực thể sử dụng
số liệu, trong hình trên thông tin nguồn đợc biểu diễn dới dạng tin mang nhãn m, tin
này đợc lu trữ dới dạng số liệu g hay dạng truyền biểu diễn theo thời gian g(t).
- Trong sơ đồ trên sử dụng hai thuật ngữ thông tin (Information) và số liệu
(Data), số liệu biểu diễn thông tin, ta nói truyền thông là thực hiện xử lý, truyền từng
phần tử của số liệu. Truyền thông tin cho 1 ngời chính là truyền số liệu cho ngời đó,

khi nhận đợc số liệu, số liệu sẽ sinh ra thông tin (information).
- Trong sơ đồ trên thông tin m (information) đợc lu trữ trong thiết bị vào
(Device Input), thiết bị vào này chứa đựng các thông tin cần thiết cho quá trình truyền
tin, sau đó biến đổi tập các tin tức nguyên thuỷ có ở nguồn tin trở thành tập các tin tức
số liệu g hay dạng truyền biểu diễn theo thời gian g(t) Tập các số liệu g(t) đợc
truyền đi nhng rõ dàng cha phù hợp với đờng truyền, để truyền trên kênh, tín hiệu
đợc biến đổi thành S(t) khối Tranmistter, khối Tranmister có thể là khối điều chế số
liệu để phù hợp với kênh truyền.
Ví dụ:
Số liệu muốn truyền trên kênh điện thoại thì phải có Modem để biến đổi
từ tín hiệu số (digital) sang tín hiệu tơng tự (analog) và ngợc lại.
- Khối kênh truyền (Tranmision Medium) nó chính là các thành phần hay các
ký tự của kênh truyền, đây chính là môi trờng truyền dẫn tín hiệu và là vật mang tin
từ nơi phát đến nơi thu và có thể là cáp song hành, cáp đồng trục, cáp quang, vi ba mặt
đất, vi ba vệ tinh
- Khối nhận tin Recever: nhận tín hiệu từ kệnh truyền (S(t) đến Recever trở
thành R(t), nói chung R(t) # S(t) ) có nhiệm vụ biến đổi ngợc trở lại so với khối điều
chế hay gọi là giải điều chế, khối này cố gắng khôi phục tin tức về nguyên dạng ban
đầu nh trớc khi nó đợc đa vào thiết bị biến đổi để truyền trên kênh truyền, nó
đợc lu trữ dạng g'(t) hoặc dạng số liệu g', và chúng đợc biểu diễn ở thiết bị ra m'.
- Ta dùng thuật ngữ truyền số liệu ở đây là thể hiện từ giai đoạn 2 đến 5 trong
sơ đồ khối truyền tin ở trên .
- Để làm rõ các khái niệm trên, ta xét hai ví dụ về th điện tử và nói truyện điện
thoại.
1

Input
Information
m
2

Input data g
or signal
g(t)
3

Transmitted
signal
s(t)
4

Received
signal
5

Output data g'
or signal
g'(t)
6

Output
Information
m'





Source system Destination system

Input
Device

Tranmister

Tranmission
midium
Receiver
Output
device
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-6-

Ví dụ 1: Trong trờng hợp th điện tử, thiết bị đầu vào (đầu ra) và thiết bị
truyền là máy tính PC của ngời muốn gửi thông báo cho ngời khác, ví dụ dòng
thông báo là "Hà nội hôm nay trời ma " (m), xâu ký tự trên chính là thông tin đợc
ngời gửi đa vào máy tính = cách gõ vào bàn phím (Input Device) .
Xâu các ký tự đợc lu trữ vào bộ đệm hoặc bộ nhớ của máy tính, ta có thể xem
đó là chuỗi các ký tự (g), hay chuỗi các bít (g). Chuỗi các bít hay các ký tự gọi là số
liệu.
Máy tính đợc nối với các môi trờng truyền trung gian nh đờng điện thoại,
hay mạng nội bộ bởi thiết bị vào ra (Tranmister), ví dụ Card mạng nội bộ hay Modem.
Số liệu vào đợc truyền qua thiết bị truyền thành chuỗi các bít G(t) hay chuỗi các mức
điện áp g(t) trên Bus hay trên cáp truyền. Thiết bị truyền đợc nối trực tiếp với môi

trờng truyền trung gian và chuyển đổi chuỗi các bít g(t) thành các bít S(t) phù hợp
với đờng truyền.
Tín hiệu S(t) đợc truyền qua một số môi trờng trung gian đến máy thu, do vậy
tín hiệu r(t) có thể khác S(t). Máy thu thử khôi phục lại tín hiệu nguyên dạng ban đầu
S(t) từ tín hiệu nhận đợc r(t) và sinh ra chuỗi các bít g'(t) chuỗi bít này đợc gửi đến
máy tính ở nơi nhận tin, nó đợc lu trữ trong bộ nhớ thành chuỗi các bít hay các ký
tự. Nếu không có lỗi sảy ra, số liệu sẽ đợc biểu diễn ở thiết bị hiển thị nh máy in
hay màn hình, dòng thông báo (m') có thể đợc xem nh bản sao chính xác của thông
báo (m).
Ví dụ 2:
Trong trờng hợp nói chuyện điện thoại, ngời nói sẽ sinh ra thông báo
(m) ở dạng sóng âm thanh, sóng âm thanh này sẽ đợc chuyển thành tín hiệu điện
biển đổi tần số ở máy điện thoại, tín hiệu này đợc truyền đi trên đờng truyền mà
không cần biến đổi, do vậy tín hiệu g(t) và tín hiệu S(t) là nh nhau.
Tín hiệu S(t) có thể bị suy hao và nhiễu trên đờng truyền nên tín hiệu nhận
đợc R(t) sẽ khác S(t). cuối cùng sẽ biến đổi tín hiệu R(t) thành dạng sóng âm thanh
mà không quan tâm đến sự sai lệch trên đờng truyền, do vậy m' không thực sự chính
xác nh m.
1.1.3. Phân loại hệ thống truyền thông.
Căn cứ vào thời điểm truyền tín hiệu và hớng truyền ta có các hệ thống truyền
tín hiệu kiểu đơn công, bán song công và song công.
Ví dụ:
Mày tính chỉ truyền dữ liệu đến máy in còn máy in không thể truyền dữ
liệu tới máy tính.
- Hệ thống truyền kiểu đơn công : Tín hiệu chỉ đợc truyền theo 1 hớng nhất
định và không có chiều ngợc lại.
Ví dụ:
Hệ thống truyền hình, truyền thanh chỉ có thể truyền theo 1 hớng từ nơi
phát đi mà thôi. Các máy thu hình, thu thanh chỉ có thể nhận các tín hiệu do các đài
truyền hình, truyền thanh phát ra mà không thể phát ngợc trở lại.

- Hệ thống kiểu bán song công: Hệ thống này thì tín hiệu có thể truyền theo
hớng nào cũng đợc nhng tín hiệu không thể truyền theo cả hai hớng trong cùng
một thời điểm.
Ví dụ:
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-7-

- Hai máy tính đợc nối với nhau qua cổng LTP1, 2 máy tính đều có thể vừa
thu, vừa phát nhng cùng một thời điểm thì không thể cùng thu và cùng phát.
- Máy bộ đàm, có khả năng vừa phát, vừa thu nhng khi đang thu thì không thể
phát và ngợc lại. Để chuyển đổi giữa chế độ thu hay phát ngời ta dùng một bộ
chuyển mạch.
- Hệ thống kiểu song công: Tín hiệu có thể truyền đồng thời theo 2 hớng trong
cùng một thời điểm.
Ví dụ: Hệ thống nói chuyện điện thoại.
Căn cứ vào dạng tín hiệu của nguồn ta chia hệ thống truyền thành 2 dạng :
+ Hệ thống truyền tin liên tục : các tín hiệu liên tục đợc đa thẳng vào kênh
truyền hoặc qua một số phép biến đổi cho phù hợp với đặc điểm của kênh truyền
nhng tín hiệu đợc truyền vẫn là tín hiệu liên tục.
Ví dụ:
Nh hệ thống phát thanh, tin tức truyền tải là âm thanh đợc gửi vào
sóng mang và đợc biển đổi liên tục theo thời gian (tín hiệu liên tục) đợc bức xạ vào
không gian (môi trờng truyền dẫn, kênh truyền) đến mày thu. Nh vậy tín hiệu đợc
đa lên kênh truyền tồn tại dới dạng liên tục.
+ Hệ thống truyền tin rời rạc: Các tín hiệu đợc đa vào kênh truyền là các tín

hiệu rời rạc hay các tín hiệu liên tục đã đợc rời rạc hoá.
Ví dụ
: Hệ thống điện thoại kỹ thuật số : âm thanh (dạng liên tục) đợc chuyển
đổi thành các tín hiệu số rồi mới đa lên kênh truyền (dây điện thoại) đến máy thu, tín
hiệu đợc chuyển đổi thành tín hiệu liên tục và đợc khôi phục lại dạng ban đầu (âm
thanh)
1.1.4. Các dạng truyền số liệu
- Khi truyền số liệu trong máy tính, có 2 thông số quan trọng là dạng truyền và
nhịp truyền.
1.1.4.1. Dạng truyền
Nguồng tin có thể đợc truyền theo dạng song song, nối tiếp và song song- nối
tiếp, nối tiếp - song song.
+ Dạng song song: Các tín hiệu (các bít) đợc truyền đồng thời trên nhiều
đờng dây.
- Ưu điểm của dạng truyền này là nhanh (đồng thời do nhiều bít) nhng tốn
kém nhiều đờng dây nối nên chỉ dùng để chao đổi tin ở khoảng cách gần)
+ Dạng nối tiếp: Các tín hiệu (các bít của 1 byte) đợc truyền nối tiếp nhau trên
1 đờng dây duy nhất. Tốc độ truyền đợc tính theo (đơn vị Baud = số bít trên 1 giây
hay bps) Dạng này ít tốn dây dẫn xong tốc độ chậm đợc áp dụng khi truyền ở xa.
+ Dạng song song nối tiếp: Muốn trao đổi tin từ dạng song song nối tiếp ta
phải biến đổi tin từ dạng song song ra dạng nối tiếp và ngợc lại, từ nối tiếp sang song
song cho các thiết bị có dạng trao đổi song song
1.1.4.2. Nhịp truyền
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-8-

Nguồn tin có thể đợc truyền theo 1 nhịp thời gian nào đó có thể truyền đồng
bộ (Syschrone) và dị bộ (không đồng bộ - Asynchrone)
+ Đồng bộ: Quá trình truyền và nhận sảy ra gần nh đồng thời (có sự trễ do vận
tốc truyền trên đờng dây) theo từng bit hay theo nhóm bits do một máy phát xung
nhịp tạo ra, trong một khung tin, có các bít đánh dấu đầu và cuối đoạn tin.
- Phơng pháp này có đặc điểm sau:
- Nhanh vì phát và nhận hầu nh đồng thời.
- Không tin cậy, dễ mất tin
- Luôn đòi hỏi nguồn phát và nguồn thu phải sẵn sàng chao đổi tin.
+ Không đồng bộ: Việc phát và nhận sảy ra không đồng thời, không cùng một
nhịp do hai máy phát nhịp thời gian khác nhau điều khiển. Dạng tin phát ra và thu
không giống nhau vì có xen các bít Start, Stop, Parity để đáng dấu đầu và cuối đoạn
tin.
Quá trình phát và nhận diễn ra theo trình tự sau:
- Nguồn phát và nguồn nhận đa tín hiệu yêu cầu trao đổi tin (hay sẵn sàng trao
đổi tin)
- Nguồn nhận hoặc nguồn phát đa tín hiệu xác nhận (chấp nhận, yêu cầu)
- Nguồn phát đa tín hiệu vào đờng dây số liệu để ghi vào thanh ghi số liệu
đệm của TBN
- Nguồn nhận nhận số liệu từ TBN
Đặc điểm của phép truyền này.
- Tin cậy: (Theo phơng thức hỏi - đáp bắt tay Shake hand, or hội thoại)
- Chậm, tốn thiết bị (vì có cơ chế hỏi đáp và bộ đệm số liệu)
1.1.5. Mạng truyền số liệu
- Trờng hợp đơn giản nếu chỉ có 2 máy tính nối với nhau và đợc đặt tại 1
phòng làm việc thì phơng tiện truyền số liệu chỉ cần 1 liên kết điểm nối điểm .
- Tuy nhiên nếu chúng đợc đặt ở các vị trí khác nhau trong 1 thành phố hay 1
quốc gia thì không thức tế nếu đấu nối mỗi cặp máy một đôi dây do đó phải cần đến
các phơng tiện truyền tải công cộng cho tất cả các liên kết (trờng hợp này đợc

dùng nhiều nhất).
- Nếu tất cả các máy tính đều nằm trong một toà nhà, có thể xây rựng một mạng
riêng, mạng nh vậy đợc xem nh mạng cục bộ LAN (Local Area NetWork). Khi
nhiều máy tính đợc đặt ở nhiều nơi cách xa nhau cần trao đổi thông tin với nhau, phải
dùng đến các phơng tiện truyền dẫn công cộng. Việc liên kết các mày tính này tạo
nên 1 mạng rộng lớn, đợc gọi là mạng diện rộng WAN (Wide Area NetWork).
- Khi thực hiện truyền một số lợng lớn dữ liệu quan trọng giữa các điểm (máy
tính) thì trong hầu hết các trờng hợp đều cần đến các mạng truyền dẫn công cộng.
Bên cạnh việc cung cấp các dịch vụ điện thoại công cộng, ngày nay hầu hết các nhà
cung cấp dịch vụ truyền dẫn đều cung cấp một dịch vụ chuyển mạch số liêụ công
cộng, tơng tự nh mạng PSDN (Public Switched Data NetWork mạng số liệu chuyển
mạch công cộng) đợc liên kết quốc tế hoặc mạng truyền (digital) không cần dùng
Modem ISDN (Integrated Services Digital NetWork mạng số liên kết đa dịch vụ).
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-9-





- Tuy nhiên có nhiều ứng dụng phải dùng phơng tiện truyền gồm nhiều mạng
kết hợp nh LAN WAN LAN. Ví dụ một máy tính nối vào một LAN cần liên
lạc với một máy tính thuộc về một LAN khác và hai LAN đợc nối vào PSDN. Dạng
chuyền số liệu này đợc gọi là liên mạng (Internetwork) hay Internet.

1.2. Thông tin và sự trao đổi thông tin giữa các thiết bị đầu cuối
1.2.1. Thông tin và sự mã hoá thông tin
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-10-

- Các thông tin có nhiều dạng, tuy nhiên máy tính hay các thiết bị đầu cuối chỉ
có thể nhận biết dãy các tín hiệu 0 hay 1. Trớc khi truyền chúng ta cần phải chuyển
các thông tin về dạng nhị phân để thực hiện vấn đề phù hợp dữ liệu cho máy tính,
đồng thời cũng cần phải có dấu hiệu nào đó cho phép con ngời có thể hiểu đợc khi
nhận các thông tin nhị phân. Vì nhu cầu đó là nguyên nhân cho việc ra đời các bộ mã.
Các bộ mã là tập hợp một số giới hạn các tổ hợp nhị phân, mỗi tổ hợp bít nhị phân
mang ý nghĩa của một ký tự nào đó tuỳ theo sự quy định của từng bộ mã. Số lợng các
bit nhị phân trong 1 tổ hợp bit nói nên quy mô của 1 bộ mã hay lợng ký tự chứa trong
bộ mã.
1.2.1.1. Mã và bảng chữ
- Mã là tập hợp các quy tắc, ký hiệu dùng để biểu diễn các thông tin, 1 mã gồm
nhiều các từ mã, mỗi từ mã biểu diễn cho 1 thông tin, thông tin có thể là những phép
tính, biểu thức Boolean, thông báo,
Trong kỹ thuật số ngời ta hay dùng mã số nhị phân nó gồm một dãy các chữ số
mà mỗi số hạng trong dãy đó hoặc chỉ có thể mang số 0 hoặc số 1 (tợng trng cho 2
mức điện áp âm và dơng), mỗi số hạng trong mã số nhị phân gọi là bits.
- Độ dài của từ mã phụ thuộc vào giá trị của ký hiệu hay số cột nhị phân của ký
tự mà ta muốn biểu diễn. Ta biết rằng với hai phần tử nhị phân ta có thể nhận đợc 2
2

tổ hợp (00, 01, 10, 11) ứng với mã có 4 ký hiệu Vậy nếu có n cột nhị phân ta có thể
biểu diễn đợc 2
n
ký hiệu.
- Để biểu diễn cho mã có n ký hiệu ta cần có n bits sao cho
2
n-1
< n < 2
n
Tập hợp các ký hiệu cần biểu diễn tạo thành bảng chữ (hay
còn gọi là bảng mã )
VD:
- Bảng mã ASCII (Americal Standard Code infomation Interchange) bảng mã
này dùng 7 cột nhị phận (7 bít để biểu diễn) và đợc sử dụng hầu hết trong máy tính.
- EBCDIC(Extended Binary Code Decimal InterChange Code) đợc sử dụng ở
trong lớp máy IBM
1.2.1.2. Các loại mã
+ Mã Baudot: Là loại mã sử dụng 5 bit để mã hoã 1 ký hiệu. Số ký hiệu tối đa
có thể mã hoá đợc là 2
n
= 2
5
= 32, không đủ để biểu diễn 25 chữ cái và 10 chữ số
trong đời thờng, do vậy ngời ta phải dùng 2 ký tự để chuyển đổi sang hai trạng thái
bểu diễn chữ hoặc số. Mã này đợc dùng trong các mạng Telex.
+ Mã BCD (Decimal Code Binary): Đây là mã sử dụng 6 bits để mã hoá 1 ký
hiệu và 1 bits để kiểm tra. Bits kiểm tra dùng để kiểm tra chẵn lẻ, cho biết số bít có giá
trị = 1 trong mã là chẵn hay lẻ. Quy ớc kiểm tra chẵn là bít kiểm tra sẽ bằng không
nếu có số bít =1 là chẵn, ngợc lại bít kiểm tra sẽ bằng 1. Tóm lại là giá trị của bít

kiểm tra phải bảo đảm để tổng số bít 1 trong mã kể cả bít kiểm tra là chẵn.
+ Mã ASCII(Americal Standard Code infomation Interchange) Đây là phơng
pháp mã hoá dùng 7 bít nhị phân và một bit kiểm tra chẵn lẻ do ngời Mỹ đa ra và
đợc tổ chức tiêu chuẩn thế giới chấp nhận, cho phép sử dụng rộng rãi. Với mã này có
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-11-

thể bểu diễn đợc 128 ký hiệu khác nhau bao gồm các ký hiệu điều khiển, các chữ cái
và 1 số ký hiệu đặc biệt khác.
- 32 ký tự đầu tiên chủ yếu dùng trong truyền tin đợc liệt kê dới đây
Mã Ký tự Mô tả
0 Null
1 SOH Start of heading
2 STX Start of Text
3 ETX End of Text
4 EOT End of Tranmision
5 ENQ Enquiry: đợc dùng để bắt tay
6 ACK Acknowledges
7 BEL Rings the terminal bell
8 BS Backspace
9 HT Horizontal
10 LF Line feed
11 VT Vertical Tab
12 FF Form feed
13 CR Carriage return

14 SO Shift out
15 SI Shift int
16 DLE Data link escape
17
20
DC1-DC4
21 NAK Negative acknowledge
22 SYN Syschronous idle
23 ETB End of Tranmission block
24 CAN Cancel
24 EM End of midium
26 SUB Subtitute
27 ESC Escape
28 FS File separator
29 GS Ground separator
30 RS Record separator
31 US Unit separator

- Các ký tự điều khiển định dạng: BS,LF, CR,SP,DEL,ESC,FF.
- Các ký tự phân tách: FS, RS.
- Các ký tự điều khiển truyền: SOH,STX,ETX,ACK, NAK và SYS
+ Mã EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code): Đây là
loại mã sử dụng 8 bít để mã hoá 1 ký hiệu, không sử dụng bít kiểm tra và có thể mã
hoá đợc 256 ký hiệu khác nhau.
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-12-


1.2.1.3. Các đơn vị dữ liệu
- Theo đơn vị đo lờng dung lợng thông tin thì đơn vị cơ bản byte, một byte là
tổ hợp gồm 8 bit có giá trị lớn nhất bằng 2
8
=256.
1Kb = 2
10
byte = 1024 byte
1Mb = 2
10
Kb = 1024 Kb
1Gb = 2
10
Mb = 1024 Mb
1Tb = 2
10
Gb = 1024 Gb
- Trong kỹ thuật truyền số liệu đôi khi xem các đơn vị dữ liệu truyền dới dạng
một ký tự hay một khối gồm nhiều ký tự. Việc nhóm các ký tự lại thành một khối
đợc gọi là đóng gói dữ liệu và khối dữ liệu đợc xem nh một đơn vị dữ liệu truyèen
trong một giao thức nào đó. Một khối dữ liệu nh vậy đợc xem là một gói (packet)
hay một khùg (frame).
- Dung lợng bộ nhớ =(Không gian địa chỉ nhớ)*(kích thớc 1 đơn vị nhớ)
- Không gian địa chỉ nhớ=2
(số chân địa chỉ của CPU)
1.2.2. Sự trao đổi thông tin giữa các thiết bị đầu cuối
- Thiết bị đầu cuối (Terminal) là các thiết bị phát hay thu các thông tin qua

kênh truyền, có thể kèm theo hoặc không kèm theo chức năng xử lý thông tin.
1.2.2.1. Cách truyền 1 ký tự
- Một ký tự đợc truyền đi dới dạng 1 dãy các bít nhị phân liên tiếp. Các bít
nhị phân này chính là tổ hợp các bít nhị phân mã hoá cho ký tự đó.
Các bít đợc truyền liên tiếp theo thứ tự tăng dần (từ bít 0 đến bít n-1) rồi đến
bít kiểm tra nếu có bít kiểm tra. Tuỳ theo phơng pháp truyền là đồng bộ hay không
đồng bộ mà xen vào đầu và cuối của dãy các bít của ký tự 1 số bít nhận dạng khác.
Ví dụ:
Minh hoạ 1 ký tự A đợc truyền trên kênh nh thế nào với 8 bits dữ liệu, bits
Parrity, Start, Stop, và tốc độ là 300 Baud
Vì ký tự A có mã ASCII = 65 = (01000001) b bao gồm 2 bits 1 bít kiểm tra
chẵn lẻ sẽ = 1 để tổng các bít 1 sẽ là lẻ.








- Khi muốn truyền 1 ký tự trớc hết ta cần truyền nó vào 1 thanh ghi gọi là
thanh ghi đợi phát (Tranmission Holding Register). Ký tự sẽ còn đợc ở lại đây cho
đến khi ký tự trớc nó đợc xử lý xong. Sau đó nó đợc truyền tới thanh ghi dịch của
bộ phát (Tranmission Shift Register), từ đây nó sẽ đợc bộ thu phát dị bộ vạn năng
UART truyền từng bits 1 vào kênh dữ liệu. Tuỳ theo việc định nghĩa các tham số
truyền, UART sẽ chèn thêm các bít chẵn lẻ và Stop.
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-13-

- Khi thu, dữ liệu trớc tiên đợc lạp vào thanh ghi dịch của bộ thu (Receiver
Shift Register), từ đây nó lại đợc truyền tới thanh ghi dữ liệu của bộ thu (Receiver
Data Register), các bít chẵn lẻ, Start, Stop sẽ đợc UART tách ra và kiểm tra bít chẵn
lẻ xem có lỗi trong quá trình truyền không ? Nếu không có lỗi thì thôi, có lỗi thì yêu
cầu bên phát phát lại ký tự.

Tất cả các công việc này đều đợc bộ thu phát truyền nhận dị bộ vạn năng
UART thực hiện.
1.2.2.2. Truyền file
- Vấn đề truyền file từ máy tính này đến máy tính khác là một việc làm thờng
xuyên và cần thiết trong hệ thống truyền thông máy tính. Ví dụ: Chúng ta có thể soạn
thảo 1 bức th gửi lên máy tính sau đó truyền cho máy tính của ngời nhận file chứa
nội dung của bức th, file này đợc tách thành từng gói, độ lớn của gói tin phụ thuộc
vào độ lớn của các thanh ghi đợi phát, thanh ghi dữ liệu và phụ thuộc vào các giao
thức truyền file đợc lựa chọn ở bên thu sẽ thu từng gói tin này rối ghép lại thành
file. Nh vậy thay ví việc ta phải đa đĩa mềm hoặc in thông tin ra giấy rồi đa cho
ngời nhận thì ta thực hiện thao tác truyền đến máy tính của ngời nhận file chứa nội
dung đó, công việc đợc thực hiện đơn giản hơn rất nhiều.
Quá trình truyền file đợc sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nhng chúng
cũng nảy sinh nhiều vấn đề phức tạp nh:
- Độ dài của ký tự truyền: (các file văn bản, hình ảnh, âm thanh, )
- Các ký tự điều khiển:(các ký tự quy định nhận dạng khối dữ liệu truyền)
- Độ lớn của khối d liệu truyền (đợc quy định trong giao thức truyền)
- Vấn đề bắt tay
- Vấn đề kiểm soát lỗi (do đờng truyền thờng xuyên có nhiễu, )
1.2.2.3. Vấn đề đồng bộ trong khi truyền dữ liệu

- Trong quá trình truyền dữ liệu giữa 2 thiết bị đầu cuối, xảy ra vấn đề là nơi nhận
phải phân tách đúng các bit của mỗi ký hiệu. Do ký hiệu (ký tự ) đợc truyền không
phải các bit cùng một lúc, cho nên vấn đề nhận biết bit nào thuộc ký tự nào là rất khó
và không đảm bảo chính xác nếu không có biện pháp riêng giải quyết cho từng
trờng hợp này. Để giải quyết vấn đề đã nêu, ngời ta xử lý đồng bộ trong khi truyền
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-14-

dữ liệu. Thực chất của đồng bộ là làm thế nào để bên nhận nhận đúng dữ liệu đã
đợc truyền mà không lẫn các bit từ ký hiệu này sang ký hiệu khác.
- Có 2 phơng pháp để đồng bộ trong quá trình truyền, đó là:
- Sử dụng một xung bên ngoài để đồng bộ hoá quá trình truyền và nhận tín
hiệu(tin).
- Gắn vào nhóm bit của một ký hiệu đợc truyền bởi một khung bao gồm có bit
khởi đầu(start), kết thúc(stop). Dựa vào hai loại bit này bên nhận sẽ tách đợc nhóm
bit thuộc mỗi ký tự.
- Cách truyền dữ liệu mà sử dụng phơng pháp thứ nhất để đồng bộ trong khi
truyền đợc gọi là truyền đồng bộ, còn cách truyền mà áp dụng phơng pháp thứ hai
đợc gọi là truyền không đồng bộ.
Chơng 2:
Tín hiệu và Đờng truyền
2.1 Khái quát chung
- Để truyền dữ liệu nhị phân qua 1 đờng dây, các chữ số nhị phân tạo nên
mỗi phần tử truyền đi phải đợc chuyển thành các tín hiệu điện. Ví dụ có thể truyền
1 bit nhị phân 1 bằng cách đặt lên đờng dây biên độ điện thế +V và truyền bit nhị

phân 0 với mức điện thế V. Khi nhận các tìn hiệu điện thế này, thiết bị thu sẽ dịch
+V thành 1 và
-V thành 0. Trong thực tế, các tín hiệu điện đợc truyền đi bị suy giảm và biến dạng
bởi môi trờng truyền, đôi khi bộ thu không thể phân tách đâu là tín hiệu 1 và đâu là
tín hiệu 0.
Sự phụ thuộc đó bao gồm:
+ Loại môi trờng truyền
+ Tốc độ bit đang truyền
+ Cự ly giữa hai thiết bị truyền
- Môi trờng truyền có thể truyền dẫn định hớng hoặc không định hớng.
Trong cả hai trờng hợp, sự liên lạc đều dùng sóng điện từ. Trong trờng hợp truyền
có định hớng(có dây dẫn), sóng điện từ sẽ theo một con đờng vật lý nh : dây song
hành, cáp đồng trục, sợi quang ,
Trong trờng hợp truyền không định hớng, có nghĩa là sóng điện từ không
theo vật dẫn nào : ví dụ nh sóng điện từ lan truyền trong không khí, chân không
hoặc qua nớc biển.
2.2 Các dạng tín hiệu và sự biểu diễn tín hiệu.
- Tín hiệu đợc phát từ bộ phận phát và truyền qua môi trờng truyền dẫn để
đến bộ phận thu .Tín hiệu là một hàm của thời gian, nhng nó cũng có thể đợc biểu
diễn là một hàm của tần số (có nghĩa là tín hiệu bao gồm nhiều thành phần tần số
khác nhau), ngời ta có thể khảo sát tín hiệu theo quan điểm thời gian và cũng có
thể theo quan điểm tần số.
+ Theo quan điểm thời gian :
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-15-

Tín hiệu có thể chia làm 2 loại là : Tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc.
- Một tín hiệu là liên tục nếu : lim s(t) = s(a) với mọi giá trị a.

t


a

Nếu điều kiện trên không đảm bảo (Có nghĩa là chỉ thỏa mãn với một số hữu
hạn giá trị của a) ta gọi nó là tín hiệu rời rạc.






- Một tín hiệu s(t) đợc gọi là tuần hoàn khi và chỉ khi :
s(t+T) = s(t) ; - < t < +
Trong đó : T-là chu kỳ của tín hiệu.
t- là thời gian.

Nghĩa là sau khoảng thời gian t tín hiệu lại lặp lại nh cũ, nếu không thoả mãn
điều kiện trên thì tín hiệu đó không phải là tín hiệu tuần hoàn.
+ Một tín hiệu điều hoà có 3 tham số đặc trng : Biên độ (A), tần số (f) và góc
pha ().
- Biên độ là giá trị tức thời của tín hiệu tại thời gian nào đó và thờng đợc tính
là volt(v).
- Tần số là số chu kỳ của tín hiệu xảy ra trong 1giây. Nó là giá trị đảo của chu
kỳ T. (f = 1/ T ) đơn vị (Hz).
- Pha là giá trị đo vị trí tơng đối theo thời gian trong của chu kỳ tín hiệu Một
chu kỳ tín hiệu có 2 radian = 360
0
.
Ta có thể biểu diễn tín hiệu hình sin trong dạng:
s(t) =A sin (2f - t+ ) . Trong đó : A: Biên độ cực đại.
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-16-

f : Tần số .
: Góc pha
- Với tín hiệu đợc biểu diễn tuần hoàn có dạng :
s(t) = A sin(2ft) hoặc s(t)= A cos(2ft - /2).
+ Quan điểm theo tần số : Tín hiệu là một hàm của tần số. Với tín hiệu bất kỳ
đều có thể đợc biểu diễn bởi nhiều tín hiệu hình sin có tần số thay đổi .
2.3. Tín hiệu truyền - nhận.

+ Trong các hệ thống liên lạc truyền số liệu , ta thấy các tín hiệu khi nhận đợc
có sự khác biệt với các tín hiệu khi phát. Đối với các tín hiệu liên tục (Analog) sự
suy yếu đó dẫn đến giảm chất lợng của tín hiệu. Với tín hiệu số, dẫn đến làm sai
số về bit (bit có giá trị 1 có thể trở thành 0 và ngợc lại).
+ Một tín hiệu trên đờng truyền sẽ chịu các ảnh hởng sau:
- Bị suy giảm và dẫn đến méo dạng.
- Bị làm chậm.
- Bị nhiễu.
- Băng thông bị giới hạn
2.3.1 Sự suy giảm và biến dạng
+ Sự suy giảm: Khi một tín hiệu lan truyền dọc dây dẫn vì lý do nào đó biên độ
của nó giảm xuống hoặc công xuất của tín hiệu bị tổn hao trên đờng truyền gọi là
sự suy giảm của tín hiệu. Thông thờng mức độ suy giảm cho phép đợc quy định
trên chiều dài cáp truyền. Để đảm bảo hệ thống nhận có thể phát hiện và dịch đợc
tín hiệu ở máy thu, cần có bộ khuếch đại tín hiệu đặt khắp đờng truyền nhằm tiếp
nhận và tái sinh tín hiệu.
- Sự suy giảm của tín hiệu gia tăng theo một hàm của tần số, trong khi đó tín
hiệu lại bao gồm một giải tần vì vậy tín hiệu sẽ bị biến dạng do các thành phần suy
giảm không bằng nhau. Để khắc phục vấn đề này, các bộ khuếch đại đợc thiết kế
sao cho khuéch đại các tín hiệu có tần khác nhau với hệ số khuếch đại khác nhau.
- Sự suy giảm và sự khuếch đại đợc đánh giá và đo lờng bằng đơn vị decibel
(dB). Nếu gọi mức năng lợng của tín hiệu đợc truyền là P1 và mức năng lợng
nhận là P2 thì:
Sự suy giảm = 10 Log
10
P1/P2 (dB)
và Sự khuếch đại = 10 Log
10
P2/P1 (dB)
P1, P2 là đo lờng độ lớn giữa 2 mức năng lợng đo = Watts.

Ví dụ: Một kênh truyền giữa 2 DTE đợc thiết lập từ 3 phần
+ Phần thứ nhất có sự suy giảm 16 dB
+ Phần thứ hai khuếch đại 20 dB
+ Phần thứ ba suy giảm 10 dB
Giả sử năng lợng có ý nghĩa đợc truyền là 400 mW. Hãy xác định mức năng
lợng ở đầu ra của kênh.
Ta có: Phần 1: 16 = 10Log
10
(400/P1)
1,6=Log
10
(400/P1) = Log
10
(10)
1,6
= Log
10
(400/P1)
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-17-

10
1,6
= (400/P2) P2=400/10
1,6

= 10,0475 mW
Phần 2 20 = 10Log
10
(P2/P1) mà P1=10,0475 mW
20=10Log
10
(P2/10,0475)
P2=1004,75 mW
Phần 3 10 = 10Log
10
(1004,75/P2)
P2 = 100,475 mW
hoặc: Tổng suy giảm = (16 20) + 10 = 6 dB
Do đó 6 = 10 Log
10
(400/P2) P2=100,47 mW
+ Khi truyền thông tin nhị phân qua kênh có băng thông giới hạn: Ví dụ nh
qua mạng điện thoại công cộng PSTN, chúng ta có thể dùng nhiều hơn hai trạng
thái tín hiệu. Điều này có nghĩa là mỗi trạng thái tín hiệu có thể đại diện cho nhiều
ký số nhị phân. Tổng quát nếu số trạng thái tín hiệu là M thì số bit trên một phần
tử tín hiệu là m, và quan hệ giữa chúng đợc biểu diễn thông qua biểu thức: m =
Log
2
M
Ví dụ: Nếu có 4 trạng thái tín hiệu đợc dùng để truyền thì mỗi trạng thái có
thể đợc dùng để truyến 2 digital nhị phân.
+ ảnh hởng của sự suy giảm
- ảnh hởng của sự suy giảm và biến dạng nói chung có thể làm thoái hoá 1 tín
hiệu dẫn đến sai dữ liệu ở máy thu.
- Tín hiệu thu đợc không đủ mạnh để khôi phục lại tín hiệu ban đầu ở bộ phận

thu.
- Tín hiệu thu đợc không đủ lớn để đảm bảo tỉ số S/N(Tín hiệu/nhiễu) đủ theo
yêu cầu dẫn đến sai số .
+ Khắc phục hiện tợng này bằng cách tăng công suất tín hiệu nơi phát, giảm
khoảng cách hoặc lắp đặt các trạm khuyếch đại tín hiệu trung gian( Repeater).
2.3.2. Băng thông bị giới hạn
+ Bất kỳ một kênh hay đờng truyền nào: cáp soắn, cáp đồng trục, radio,
đều có một băng thông xác định liên hệ với nó, băng thông chỉ ra các thành phần tần
số nào của tín hiệu sẽ đợc truyền qua kênh mà không bị suy giảm. Do đó khi truyền
dữ liệu qua một kênh cần phải đánh giá ảnh hởng băng thông của kênh đối với tín
hiệu số đợc truyền.
+ Thông thờng phải dùng phơng pháp toán học để đánh giá, công cụ thờng
đợc dùng nhất là phơng pháp phân tích Fourier. Phân tích Fourier cho rằng
bất kỳ tín hiệu tuần hoàn nào đều đợc hình thành từ một dãy xác định các
thành phần tânf số riêng biệt. Chu kỳ của tín hiệu xác định thành phần tần số cơ
bản.
2.3.3. Sự biến dạng do trễ pha
+ Tốc độ lan truyền của 1 tín hiệu thuần nhất dọc thao 1 đờng truyền thay đổi
tuỳ theo tần số. Do đó khi truyền 1 tín hiệu số, các thành phần tần số khác nhau tạo
nên nó sẽ đến máy thu với độ trễ pha khác nhau. (tần số lớn sẽ đến trớc, nhỏ đến sau)
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-18-

nó sẽ đến máy thu với độ trễ pha khác nhau, dẫn đến biến dạng do trễ của tín hiệu tại
máy thu.

+ Sự biến dạng sẽ tăng khi tốc độ bit tăng. Biến dạng trễ làm thay đổi các thời
khắc của tín hiệu gây khó khăn trong việc lấy mẫu tín hiệu. Thời gian trễ đối với tín
hiệu số lớn hơn tín hiệu liên tục .
2.3.4. Nhiễu (Tạp âm)
+ Khi không có tín hiệu, 1 đờng truyền dẫn hay kênh truyền đợc xem là lý
tởng nếu mức điện thế trên đó là Zero. Trong thực tế có những tác động ngẫu nhiên
làm cho tín hiệu điện trên đờng truyền vẫn khác Zero, cho dù không có tín hiệu số
liệu nào đợc truyền trên đó. Mức tín hiệu này đợc gọi là mức nhiễu đờng dây. Khi
một tín hiệu bị suy giảm thì biên độ của nó giảm đến mức nhiễu đờng dây (line
noise). Tỉ số năng lợng trung bình của một tín hiệu thu đợc S so với năng lợng của
mức nhiễu đờng N đợc gọi là tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR (Signal to Noise Ratio),
thông thờng SNR đợc biểu diễn qua đơn vị decibel (dB)
SNR = 10 Log
10
(S/N) S: năng lợng tín hiệu thu đợc
N: năng lợng tín hiệu mức nhiễu
Vậy rõ ràng nếu tỉ số SNR cao thì chất lợng tín hiệu thu đợc sẽ cao. Ngợc
lại nếu SNR thấp có nghĩa là chất lợng tín hiệu thu đợc sẽ thấp mà:
Tốc độ truyền dẫn tối đa theo lý thuyết của kênh truyền liên hệ chặt chẽ với tỉ
số SNR và đợc xác định theo luật Shannon Harley
C = W Log
2
(1+S/N), (bps)
Trong đó: C- tốc độ tính bằng bps
N và S- tính bằng watts
W- là băng thông của đờng dây hay kênh truyền tính bằng Hz
Ví dụ: Giả sử một PSTN có băng thông 3000Hz và tỉ số SNR là 20 dB. Xác
định tốc độ tối đa của thông tin truyền theo lý thuyết.
Ta có: SNR = 10 Log
10

(S/N)
Do đó: 20 = 10 Log
10
(S/N) (chia 2 vế cho 10 ta có)
2 = Log
10
(S/N)
2 Log
10
(10) = Log
10
(S/N)
Log
10
(10) = Log
10
(S/N)
1/2
(S/N)
1/2
= 10
(S/N) = 100
C = W Log
2
(1+(S/N))
C = 3000 Log
2
(1+100) = 19 963 (bps)
Các nguyên nhân gây nhiễu có thể do 4 loại sau:
+ Nhiễu nhiệt độ (nhiễu trắng): Là nhiễu đợc tạo ra do sự vận chuyển điện tử

trong vật liệu truyền và nó tồn tại trên mọi thiết bị điện tử, trong môi trờng truyền và
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-19-

là một hàm của nhiệt độ mà không phụ thuộc vào tần số. Đây là loại nhiễu không thể
tránh đợc.
+ Nhiễu do phách tần số bên trong: Đây là nhiễu do sự kết hợp của các tần
số khác nhau. Kết quả là sẽ sinh ra tần số mới là tổng( hiệu) hoặc tích của 2 tần số
ban đầu nào đó.

+ Nhiễu xuyên âm: Là nhiễu sinh ra do sự ghép địên tử giữa các cặp đờng
dây song hành hoặc cáp đồng trục truyền đồng thời nhiều kênh.
Ví dụ:
khi ta nghe điện thoại có khi ta nghe thấy tiếng nói của ngời khác
trong cuộc nói chuyện của mình.
+ Nhiễu xung: là nhiễu sinh ra do sự đột biến điện từ trờng, ánh sáng tắt bật
hệ thống.
ảnh hởng của nhiễu trên tín hiệu số:

2.4. Đờng truyền
+ Việc truyền một tín hiệu đi xa cần đến môi trờng truyền dẫn, mà thông thờng sẽ
dùng một đờng truyền nào đó. Dạng của môi trờng là rất quan trọng ví chúng quyết
định tốc độ bit (số bit tối đa có thể truyền trong 1 đơn vị thời gian bits per second). Từ
đặc diểm vật lý của đờng truyền là cách thức lan truyền dữ liệu trên đờng truyền,
ngời ta chia đờng truyền thành 2 nhóm khác nhau đó là: Đờng truyền có định

hớng và đờng truyền không định hớng:
Đờng truyền có định hớng chính là đờng truyền vật lý nối liền giữa 2 thiết bị
phát và thiết bị thu nh cáp đồng trục, cáp song hành, cáp quang,
+ Đờng truyền không định hớng: Đây là qúa trình truyền lan bằng sóng vi ba,
sóng vô tuyến, sóng radio trong không khí, nớc biển,

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-20-



Cặp đơn

Các đầu nối cáp

Nhóm dây

2.4.1. Cáp song hành
- Đây là cặp dây dẫn vật lý gốm
2 sợi đợc đặt song song với nhau.
Thông thờng nhiều cặp dây nh
vậy đợc đặt chung trong một vỏ
bọc. Đợc dùng để truyền tín hiệu
liên tục (Analog) cũng nh tín hiệu
số (Digital) nh đờng dây điện

thoại.
- Sự suy giảm tín hiệu trên
đờng dây song hành rất lớn nên thông thờng nó chỉ đợc dùng để nối giữa các trạm
thu phát không ở quá xa nhau. Đối với tín hiệu liên tục giới hạn trong khoảng từ 5 đến
6 km, với tín hiệu số từ 2 đến 3km.
Nếu muốn truyền xa hơn khoảng cách này phải xử dụng Repeater để bù tín hiệu bị
suy giảm trên đờng truyền.
- Repeater: là một bộ khuếch đại tín hiệu mà nó nhận đợc sau đó gửi mọi tín hiệu
đi trên đờng truyền mà không hề sửa đổi chúng.
1.3.4.2. Cáp đồng trục
- Đây là loại cáp sử dụng 2 đờng
dẫn điện trong đó có một đờng là lõi
bên trong, một đờng bao bên ngoài.
+ Khi tốc độ bit truyền gia tăng thì
dòng điện chạy trên đờng dây có
khuynh hờng chỉ chạy trên bề mặt
ngoài của dây dẫn, do đó sẽ dùng rất ít
phần dây có sẵn. Điều này sẽ làm tăng trở kháng của đờng dây đối với các tín hiệu có
tần số cao, dãn đến suy hao lớnđối với tín hiệu (ngoài ra với tần số cao thì năng lợng
của tín hiệu bị tiêu hao nhiều do ảnh hởng của bức xạ). Chính vì vây trong các ứng
dụng yêu cầu tốc độ bít cao hơn 1M bps, chúng ta dùng các mạch thu, phát phức tạp
hơn hoặc dùng đờng truyền khác.
- Cáp đồng trục có thể dùng với một số loại tín hiệu khác nhau nh để điện thoại,
truyền sóng tivi, cáp mạng cục bộ, các hệ thống nhng thông dụng nhất là dùng cho
các ứng dụng có tốc độ 10M bps trên cự ly vài trăm mét, nếu điều chế tốt thì có thể
đạt tới tốc độ cao hơn.
- Do khả năng chống nhiễu của cáp đồng trục lớn hơn cáp song hành nên nó có
thể đợc sử dụng đê truyền thông tin trong 1 khoảng cách lớn hơn cáp song hàng. Tuy
nhiên giá thàng của nó cao hơn cáp song hành.
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software

For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-21-


1.3.4.3. Cáp quang
- Đây là một loại dây dẫn
đặc biệt mang thông tin (khác với
các loại cáp bằng kim loại) dới
dạng các trùm dao động của sóng
ánh sáng trong sợi thuỷ tinh.
- Sóng ánh sáng có băng
thông rộng hơn sóng điện từ, điều
này cho phép cáp quang đạt đợc
tốc độ truyền rất cao lên đến
hàng trăm M bps. Sóng ánh sáng
cùng miễn dịch đối với các
nhiễu điện từ và nhiễu xuyên âm.
- Cáp quang cũng cực kỳ
tiện dụng trong việc truyền các
tín hiệu có nhu cầu bảo mật cao, vì rất khó câu trộm về mặt vật lý.
+ Cấu tạo: Một sợi cáp quang có trục nhỏ bao gồm 3 phần: lõi, lớp bảo vệ và
vỏ áo ngoài. Phần lõi gồm một sợi thuỷ tinh đợc bọc bởi một lớp phủ bảo vệ ngăn
ngừa bất kỳ nguồn sáng nào từ bên ngoài. Tín hiệu ánh sáng phát ra bởi một bộ phát
quang, thiết bị chuyển đổi từ tín hiệu thông thờng thành tín hiệu quang. Một bộ thu
quang đợc dùng để chuyển ngợc lại ( từ quang sang điện) tại mày thu.
- Sợi quang gồm 2 phần lõi và lớp phủ thuỷ tinh. ánh sáng lan truyền dọc theo

lõi thuỷ tinh theo 1 trong 3 cách phụ thuộc vào loại và vật liệu lõi đợcc dùng.
- Ưu điểm của cáp quang là rất lớn và có đợc nhờ các đặc điểm sau:
+ Băng thông rộng với tốc độ truyền dữ liệu rất lớn lên đến xấp xỉ 2Gbps trên
đoạn đờng dài hàng chục km
+ Kích thớc nhỏ, trọng lợng nhẹ, thuận tiện cho sử dụng
+ Độ suy giảm ít, là hằng số đối với khoảng cách
+ Cách ly điện từ tốt do vậy nó không bị ảnh hởng bởi trờng điện từ cho nên
không sợ bị nhiễu xuyên âm hay nhiễu xung.
- Cáp quang thờng đợc sử dụng trong các hệ thống truyền thiông số liệu, đòi hỏi
độ chính xá và an toàn dữ liệu cao trong các hệ thống truyền dẫn với khoảng cách xa.
Có thể sử dụng để truyền tín hiệu số và tín hiệu liên tục.
1.3.4.4. Đờng truyền vệ tinh.
- Tất cả các môi trờng truyền đợc thảo luận ở trên đều dùng một đờng dây
vật lý để mang thông tin truyền. Số liệu cũng có thể đợc truyền bằng cách dùng sóng
điện từ qua không gian tự do nh trong các hệ thống thông tin vệ tinh. Một chùm sóng
viba trực xạ trên đó mang số liệu đã đợc điều chế, đợc truyền đến vệ tinh từ trạm
mặt đất. Chùm sóng này đợc thu và đợc truyền lại đến các đích xác định trớc nhờ 1
mạch tích hợp thờng đợc gọi là transponder
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-22-


- Các vệ tinh dùng cho mục đích liên lạc thông thờng thuộc dạng địa tĩnh, có
nghĩa là vệ tinh bay hết quỹ đạo quanh trái đất mỗi 24 giờ nhằm đồng bộ với sự quay
quanh mình của trái đất và do đó vị trí của vệ tinh là đứng yên so với mặt đất. Quỹ đạo

của vệ tinh đợc chọn sao cho đờng truyền thẳng với trạm thu phát ở mặt đất
- Hệ thống truyền thông sử dụng sóng mang cực ngắn, thông tin truyền thông
qua một trạm trung gian đợc đạt trên một vệ tinh nhân tạo. Vệ tinh này sẽ tiếp nhận
sóng phát từ một trạm trên mặt đất, sau đó sẽ phát các tín hiệu thu đợc trở lại mặt đất,
để các trạm thu viba khác trên mặt đất có thể thu đợc tín hiệu ấy.


- Đợc sử dụng để phân phối truyền hình, điện thoại với khoảng cách xa và sử
dụng rộng rãi trong mạng thông tin liên lạc, mạng thơng mại,
- Thông qua vệ tinh, thông tin có thể đợc phủ khắp toàn cầu với chất lợng rất cao.
- Đặc tính truyền: Phạm vi tần số tốt nhất cho truyền vệ tinh trong khoảng 1
10GHz, dới 1GHz sẽ bị ảnh hởng nhiễu từ thiên nhiên, mặt trời, tầng khí quyển.
Trên 10GHz tín hiệu về bị suy giảm trong tầng khí quyển. Tín hiệu truyền từ vệ tinh
và trên vệ tinh xuống có băng tần khác nhau.
1.3.4.5. Đờng truyền viba
- Đây là phơng pháp truyền
thông tin trên một loại sóng
mang cực ngắn, đợc thu bởi
ăngten Parabol (Ăngten Viba ) với
kích thớc khoảng 10 feet (1feet
0.3084 m) đợc đặt cố định.
Ăngten này phải đợc đặt ở độ cao
thích hợp sao cho giữa 2 ăngten
hkd .14.7
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-23-

không bị che khuất. Khi không có vật cản, khoảng cách giữa 2 Ăngten đợc tính theo
công thức: d: Khoảng cách giữa 2 ăngten, đợc tính bằng km.
h: Độ cao ăngten, đợc tính bằng m.
k: hằng số thêm vào để tính cho sự phản xạ hoặc hấp thụ do bề mặt trái
đất cong với sự truyền lan trên đặc điểm thấy đợc. Giá trị của k tốt nhất là:
k=4/3.
Ví dụ:
Hai anten đặt ở độ cao 100m có thể đặt cách nhau:
- Loại ăngten này đợc ứng dụng trong thông tin liên lạc với khoảng cách lớn và
chất lợng cao cũng nh thay thế cho hệ thống cáp đồng trục trong truyền hình là
tiếng nói. Dùng để truyền dữ liệu số trong vùng nhỏ (Bán kính <10k)
- Đặc điểm hệ thống viba mặt đất là băng tần sóng mang rất rộng, do đó tốc độ
truyền lớn, có thể truyền trên kênh VHF hoặc UHF sử dụng phơng pháp điều tàn
hoặc điều biên.
- Độ suy giảm của tín hiệu tỷ lệ với bình phơng khoảng cách và đợc tính theo
công thức:
d: là khoảng cách .
: là bớc sóng.
Các bộ Repeater khuyếch đại có thể đặt cách xa nhau từ 10100km.
1.3.4.6. Sóng Radio
- Khác với Viba sóng Radio lan truyền không định hớng còn sóng viba là tập
trung. Sóng radio không cần đến ăng ten thu, phát, không cần đặt ở độ cao.
- Sóng radio đợc sử dụng trong dải băng tần từ 30 MHz đến 1GHz cho cả hệ
VHF và UHF, sử dụng điều tần và điều biên.
Nói chung đờng truyền không định hớng đều bị nhiễu do thời tiết và tín hiệu rễ
bị đánh cắp (không bảo mật so với đờng truyền định hớng).

km8213314.7
2
4
log10









d
L
(db)

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-24-




Chơng 3:
Biến đổi dữ liệu thành tín hiệu
Trong sơ đồ tổng quát của hệ thống truyền tin, dữ liệu đầu vào dù ở dạng rời rạc
hay liên tục song thờng cha thể truyền trực tiếp qua môi trờng truyền. Trong
chơng này, chúng ta sẽ xem xét chức năng cơ bản của thiết bị phát là biến đổi dữ liệu
đầu vào ở một dạng bất kỳ thành tín hiệu thích hợp để có thể truyền trên môi trờng
truyền.
Căn cứ vào tính chất của dữ liệu đầu vào và tín hiệu đầu ra, có thể có 4 tổ hợp:
Dữ liệu vào ở dạng analog, tín hiệu ra ở dạng analog.
Dữ liệu vào ở dạng số, tín hiệu ra ở dạng analog.
Dữ liệu vào ở dạng analog, tín hiệu ra ở dạng số.
Dữ liệu vào ở dạng số, tín hiệu ra ở dạng số.
Quá trình biến đổi ở thiết bị phát khi tín hiệu ra là tín hiệu analog đợc gọi là quá
trình điều chế, còn khi tín hiệu ra ở dạng số đợc gọi là quá trình mã hoá.
Các quá trình ở bên thu sẽ là giải điều chế hay giải mã tơng ứng.
Ngoài trờng hợp đầu tiên gắn hoàn toàn với thông tin tơng tự, chúng ta sẽ
xem xét 3 trờng hợp còn lại trong nội dung của chơng này.
3.1 . Biến đổi dữ liệu số thành tín hiệu ở dạng số.
Tín hiệu số là dãy xung điện áp rời rạc. Mỗi xung là một tín hiệu phần tử. Dữ liệu
nhị phân đợc phát bằng cách mã hoá các bít dữ liệu thành các tín hiệu phần tử. Cách
đơn giản nhất là biến đổi một một giữa bít và tín hiệu phần tử. Nh ví dụ trên hình
3.1, bít 0 ứng với mức điện áp thấp và bít 1 tơng ứng với mức điện áp cao.
Tín hiệu số đợc gọi là đơn cực (unipolar) nếu các tín hiệu phần tử có cùng một

dấu đại số, nh cùng dơng hay cùng âm. Ngợc lại, nếu một trạng thái logic đợc
đặc trng bằng mức điện áp dơng, còn trạng thái kia đợc đặc trng bằng mức điện
áp âm thì tín hiệu số đợc gọi là lỡng cực (bipolar).














Dữ liệu

NRZ
-
L

NRZI

AMI

Pseudo-
ternay

Man
-
chester

0 1 0 0
1 1 0 0 0 1 1

Hình 3.1 : Một số loại mã thông dụng

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-25-



Các kỹ thuật mã hóa khác nhau đợc đánh giá và so sánh dựa trên 5 yếu tố chính
sau:
Phổ tần: Một số đặc tính cảu phổ tần đóng vai trò rất quan trọng. Phổ tần không
có thành phần tần số cao cho phép giảm độ rộng băng truyền. đặc biệt, ta mong muốn
không có thành phần một chiều, vì điều này không đòi hỏi có một đờng truyền vật lý
trực tiếp mà có thể ghép gián tiếp ví dụ nh qua biến áp. Khả năng này cho phép cách
ly hai đối tợng liên lạc về mặt tĩnh điện, giảm đáng kể nhiễu. Ngoài ra, mức độ méo
tín hiệu và nhiễu phụ thuộc vào đặc tính của phổ tần tín hiệu đợc phát đi. Trong thực
tế, hàm truyền của kênh bị xấu nhiều nhất tại gần hai đầu giải băng của kênh. Vì vậy,
tín hiệu tốt là tín hiệu có công suất tập trung giữa băng thông truyền. Trong trờng
hợp này tín hiệu ít bị méo.

Nh vậy, mã nhiều mức đã khắc phục đợc khá nhiều nhợc điểm của mã NRZ,
tuy nhiên cũng phảI trả một giá nhất định. Trong mã này mỗi tín hiệu đờng dây có
thể ở một trong 3 mức, tức có khả năng mang Log
2
3 = 1,58 bít, song chỉ ding để biểu
diễn một bít thông tin. Bởi vậy, mã nhiều mức không hiệu suất bằng NRZ. Ta cũng có
thể they điều này qua một khía cạnh khác, vớimã nhiều mức ở đầu thu cần phân biệt 3
trạng thái +A, -A và 0 so với 2 trạng thái của các mã khác, điều này đòi hỏi công suất
tín hiệu cần lớn hơn 3 db so với các mã đó (xem hình 3.3). Nói cách khác, với cùng
một tỷ số tín/tạp, tỷ số lỗi bít của NRZ nhỏ hơn đáng kể so với mã nhiều mức.
*/ Mã hai pha (Biphase).
Khắc phục các nhợc điểm của NRZ còn có một cách thức tiếp cận khác. Điển
hình cho cách thức này là mã Machester. Trong mã này. luôn có chuyển đổi mức tại
chính giữa thời gian tồn tại của bít. Chuyển đổi này sẽ cho phép khôI phục xung đồng
bộ tại đầu thu. Trong mã Machester, chuyển đổi từ thấp lên cao đại diện cho logic 1
còn chuyển đổi từ cao xuống thấp đại diện cho mức logic 0.
Ưu điểm cơ bản của mã hai pha là đảm bảo đồng bộ vững chắc. Phổ tần cũng

không có thành phần một chiều do ta vẫn dùng hai cực tính khác nhau cho hai mức.
Do nhiều thờng làm biến đổi mức tín hiệu theo một chiều nên ta có thể phát hiện
1,4

1,2


1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

1



0,8

0,6


0,4

ơ
0,2

0


1,4

1,2

1,8


1,6


2

HDB3

NRZ
-
I
;
NRZ
-
L

Manchester

Tần số f/R

Hình
3.2: Mật độ phổ các loại mã khác
nhau

AMI

Ph


Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-26-

một số sai lỗi khi không thấy chuyển đổi mức tại giữa tín hiệu phần tử. Tuy nhiên bề
rộng phổ tín hiệu bị tăng lên so với mã nhiều mức (hình 1.2).

* Kỹ thuật thay thế
Kỹ thuật hai pha đợc dùng rộng rãi trong mạng LAN với khoảng cách hạn chế,
song ít đợc dùng trong các ứng dụng đờng dài vì khi này, băng thông đờng truyền
là một tài nguyên quý giá. Kỹ thuật thay thế tận dụng các u điểm của mã nhiều mức
nh AMI, song thay thế dãy số không có chuyển đổi bằng một dãy quy ớc khác
nhằm khắc phục nhợc điểm dễ mất đồng bộ của các loại mã này.
Dãy mã thay thế cần thoả mãn các điều kiện:
Không có thành phần một chiều.
Phải có chuyển đổi trong dãy.
Không làm giảm tốc độ dữ liệu.
Có khả năng phát hiện một số lỗi.
Hình 3.3: Xác suất lỗi bit lý thuyết với các loại mã khác nhau

Xác suất lỗi

10
-
6

10
-
5

10

8

6

4

2

0

14

12

16

NRZ

AMI seudotenary

E
n
/N
0
(dB)

10
-
4

10
-
3

10
-
2

10
-
1

10
0

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Kỹ thuật truyền số liệu

Lu hành nội bộ

-27-


Số 1 xung kể từ lần thay thế trớc Cực tính của xung
đứng trớc
Lẻ Chẵn
- 000 - + 00 +
+ 000 + - 00 -

Bảng 3.1 : Quy tắc thay thế dãy 4 số 0 của HDB3
Hai loại mã điển hình sử dụng kỹ thuật này và có ứng dụng rộng rãi trong thực tế
là BnZS và HDBn, chúng thực hiện thay dãy nhiều số 0 liên tiếp trong mã AMI bằng
dãy thích hợp. Với B8ZS, dãy 8 số 0 đợc thay thế bằng dãy 000VB0VB, trong đó
ký hiệu V chỉ xung có cực tính sai phạm (Violation) với quy tắc đổi dấu luân phiên
của AMI, còn ký hiệu B chỉ xung tuân thủ đúng theo quy tắc này.
Mã HDB3 (n=3) là mã chỉ cho phép dãy số 0 có độ dài tối đa là 3, vì thế mọi dãy
4 số 0 liên tiếp đều cần phải thay thế. Dãy này khá ngắn vì thế khó đảm bảo tất cả các
yêu cầu đã nêu trên ngay trong một đoạn thay. Do đó quy tắc thay thế có phức tạp hơn
nhằm triệt bỏ thành phần một chiều mặc dù xét từng đoạn cụ thể, dờng nh yêu cầu
này cha đợc thực hiện.
Hình 3.2 cũng chỉ ra đặc tính phổ của hai loại mã trên. Có thể thấy chúng thoả mãn
khá tốt các yêu cầu đòi hỏi, vì thế các loại mã này đợc sử dụng rộng rãi trong thực tế.
3.2 . Biến đổi dữ liệu số thành tín hiệu tơng tự.
Mọi tín hiệu số nh ta đã thấy trên hình 3.1, vừa có sự biến đổi nhanh từ mức này
đến mức khác, vừa dừng rất lâu không biến đổi tại một mức. Phổ của tín hiệu số vì vậy
thờng rộng, bao gồm cả thành phần tần số cao (biến đổi nhanh) và nhiều thành phần
tần số thấp (biến đổi chậm). Phổ tần này nói chung là không phù hợp với đờng
truyền, thờng có phổ tần hữu hạn và có đặc tính thông giải không bắt đầu từ gốc toạ
độ. Điển hình, các đờng điện thoại thông thờng trong mạng điện thoại công cộng
PSTN có dải thông từ 0,3 đến 3,4 kHz. Các loại mã hoá khác nhau trình bày ở phần
Dãy bit

Hình 3.4: Quy tắc thay thế mã B8ZS và HDB3

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0


0


0

1

0



0

0

0

V

B

0

V



B



0

0

0

V

B

0

0 V

B

0

0

V

AMI

B8ZS

DB3

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.