Đề cương Kỹ thuật truyền dữ liệu

1.
Câu 1: Hãy cho
biết nguyên nhân suy giảm
tín hiệu trên đường truyền.
Vẽ sơ đồ minh họa.
Bao gồm các nguyên nhân sau
đây: Suy yếu và méo do suy
yếu trên đường truyền và méo
do trễ truyền, nhiễu
Minh họa điện áp lúc truyền và
lúc nhận

1.Độ suy giảm tín hiệu trên
đường truyền
-Khi một tín hiệu lan truyền
qua một môi trường truyền,
cường độ (biên độ) của tín hiệu
bị suy giảm theo khoảng cách.
Tùy thuộc vào môi trường
truyền dẫn. Đối với môi trường
vô tuyến, suy giảm cường độ
tín hiệu là một hàm phức tạp
theo khoảng cách và thành
phần khí quyển.
-Cường độ tín hiệu nhận được
phải: đủ mạnh để thiết bị nhận
biết được, Đủ cao so với nhiễu
để tín hiệu không bị lỗi.
-Do suy yếu là một hàm tăng
theo tần sốKhắc phục: dùng
kĩ thuật cân bằng độ suy yếu

trên dải tần số, dùng bộ khuếch
đại.
2.Méo trễ lan truyền tín hiệu
-xảy ra trong môi trường
truyễn dẫn hữu tuyến.
-Vận tốc lan truyền thay đổi
theo tần số .Vận tốc cao nhất ở
gần tần số trung tâm, các thành
phần tần số khác nhau sẽ đến
đích ở các thời điểm khác
nhau.
3.Nhiễu
-Do tín hiệu thêm vào giữa các
thiết bị phát và thu, bao gồm
các loại nhiễu sau: Nhiễu nhiệt,
Nhiễu điều chế, Nhiễu xuyên
kênh (cross talk), Nhiễu xung.
4.Tốc độ truyền kênh (khả
năng kênh)
-Có thể truyền nhiều hơn một
bit ứng với mỗi thay đổi của
tín hiệu trên đường truyền.
-Tốc độ truyền thông tin cực
đại bị giới hạn bởi băng thông
của kênh truyền.
5.Tốc độ dữ liệu
-Bao gồm số lần thay đổi tín
hiệu đường truyền mỗi giây
.Đặc trưng cho khả năng của
kênh truyền

Câu 2: Cho biết có mấy loại
nhiễu. Giải thích và vẽ sơ đồ
minh họa tín hiệu nhiễu
-Nhiễu trắng (nhiễu nhiệt): là
tín hiệu nhiễu có công suất
bằng nhau trong toàn khoảng
băng thông. Tín hiệu này có
tên là nhiễu trắng vì nó có tính
chất tương tự với ánh sáng
trắng. Nhiễu do nhiều nguôn
khác nhau gây ra như thời tiết,
do bộ khuếch đại ở máy thu,
nhiệt độ hay con người.

-Nhiễu liên ký tự : gây bởi tín
hiệu phản xạ có thời gian trễ
khác nhau từ các hướng khác
nhau từ phát đến thu .Ảnh
hưởng này sẽ làm biến dạng
hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến
bên thu không thể khôi phục
lại được tín hiệu gốc ban đầu.
Để giảm nhiễu người ta dùng
bộ lọc cos nâng và bộ lọc
ngang ép không.

-Nhiễu xuyên kênh: gây ra do
các thiết bị phát trên các kênh
liền nhau hay do tín hiệu

truyền trên kênh vô tuyến bị
dịch tần gây can nhiễu sang
các kênh kề nó. Để loại bỏ
nhiễu xuyên kênh người ta
phải có khoảng bảo vệ (guard
band) giữa các dải tần.

-Nhiễu đồng kênh: xảy ra khi
cả hai máy phát trên cùng một
tần số hoặc trên cùng một
kênh. Máy thu điều chỉnh ở
kênh này sẽ thu được cả hai tín
hiệu với cường độ phụ thuộc
vào vị trí của máy thu so với
hai máy phát. Thường gặp
trong hệ thống thông tin di
động số Cellular, trong đó có
tăng hiệu suất sử dụng phổ
bằng cách sử dụng lại tần số.

-Chỉ có thể tối thiểu hóa nhiễu
đồng kênh bằng cách thiết kế
mạng cellular phù hợp, các cell
trong mạng có sử dụng
cùng nhóm tần số không ảnh
hưởng tới nhau, khoảng cách
các cell cùng tần số phải đủ
lớn.

Nhiễu đồng kênh trong hệ

thống cellular
-Nhiễu đa truy cập: do các tín
hiệu của các user giao thoa với
nhau, là yếu tố ảnh hưởng trực
tiếp đến dung lượng của hệ
thống. Các phương pháp đa
truy nhập gồm:
-TDMA :đa truy nhập phân
chia theo thời gian
-FDMA: Đa truy nhập phân
chia theo tần số
-CDMA: Đa truy nhập phân
chia theo mã
-DS CDMA: Đa truy nhập
phân chia theo mã chuỗi trực
tiếp.

Câu 4: Điều kiện phân tách
của mã hiệu là gì? Cho ví dụ
- Độ chậm giải mã: là số ký
hiệu cần phải nhận đủ để có
thể phân tách được từ mã. Bất
kỳ dãy các từ mã nào của bộ
mã cũng không được trùng với
một dãy từ mã khác của cùng
bộ mã.
VD: Lấy bộ mã 00, 01, 100,
1010, 1011 khi nhận được
1000101001011101101 chỉ có
thể phân tách một cách duy

nhất thành dãy các từ mã:
100_01_01_00-1011_1011_01
-Điều kiện để tách được mã:
Định lý 1: Điều kiện cần và đủ
để mã có tính phân tách là
không có 1 tổ hợp mã nào
trong các cột từ j>=2 trùng với
1 từ mã trong cột 1.
Vd: Xét tính phân tách của bộ
mã 10, 100, 01, 011

Trong các cột từ 2, 3, …
Các bảng thứ này không có tổ
hợp mã nào trùng với các từ
mã trong cột 1, nhưng có thể
điền các cột j đến vô hạn mà
không gặp cột trống. Bộ mã
này phân tách được nhưng độ
chậm giải mã là vô hạn.
Định lý 2: Điều kiện cần và đủ
để mã có tính phân tách là
không có bất kỳ từ mã nào
trùng với phần đầu của từ mã
khác của cùng bộ mã -> mã có
tính prefix
Vd: Từ mã: 011001110 ->
01100111, 0110011, 011001,
01100, 0110, 011, 01, 0
Câu 5: Thế nào là điều chế
và giải điều chế? Có mấy

phương pháp điều chế? Vẽ
sơ đồ minh hoạ.
Điều chế: là quá trình chuyển
đổi phổ tần của tín hiệu cần
truyền đến một vùng phổ tần
khác bằng cách dùng một sóng
mang để chuyên chở tín hiệu
cần truyền đi; mục đích của
việc làm này là chọn một phổ
tần thích hợp cho việc truyền
thông tin, với các tần số sóng
mang khác nhau người ta có
thể truyền nhiều tín hiệu có
cùng phổ tần trên các kênh
truyền khác nhau của cùng một
đường truyền.
-Trong hệ thống truyền tin liên
tục, các tin hình thành từ
nguồn tin liên tục được biến
đổi thành đại lượng điện (áp,
dòng) và chuyển vào kênh.
VD: Điện thoại -> khi truyền
qua khoảng cách lớn -> điều
chế(I, F, P) -> tức là chuyển
thông tin thành một dạng năng
lượng thích hợp với môi
trường.
+Đối với hệ thống truyền tin
rời rạc, qui luật mã hiệu điều
khiển 1 hoặc nhiều thông số

của năng lượng được dùng để
mang tin.
VD: Điện báo -> qui luật mã
hiệu điều khiển biên độ dòng 1
chiều.
-Giải điều chế: là phép biến
đổi ngược lại của phép điều
chế, điều khác là tín hiệu đầu
vào của thiết bị giải điều chế
không phải chỉ là tín hiệu đầu
ra của thiết bị điều chế, mà là
một hỗn hợp tín hiệu điều chế
và tạp nhiễu .
Nhiệm vụ của các thiết bị
giải điều chế là từ trong hỗn
hợp đó lọc ra được thông tin
dưới dạng 1 hàm điện áp liên
tục hoặc một dãy xung điện rời
rạc giống như thông tin ở đầu
vào thiết bị bị điều chế với sai
số trong phạm vi cho phép.
VD: Tách sóng biên độ, tách
sóng pha, tách sóng đồng bộ,
lọc tin liên kết, lọc tối ưu…
-Các phương pháp điều chế
cao tần: cũng giống như
trường hợp truyền tin liên tục,
nhưng làm việc gián đoạn theo
thời gian gọi là khoá lịch.
VD: Phương pháp điều chế

khoá
lịch
biên
độ
ASK(Amplitude Shift Key),
điều pha PSK, điều tần FSK
dùng sóng mang có tần số cao
để truyền tín hiệu đi xa.

Câu 6: Thế nào là truyền dẫn
nối tiếp không đồng bộ và
đồng bộ?
-Truyền dẫn nối tiếp không
đồng bộ: là cách thức truyền
các ký tự mã hóa thông tin đi
tại những thời điểm khác nhau
mà khoảng thời gian nối tiếp
giữa hai kí tự không cần thiết
phải là một giá trị cố định. Ở
chế độ truyền này, máy thu và
máy phát độc lập trong việc sử
dụng đồng hồ hay bộ xung
clock cho việc dịch bit dữ liệu
và do đó không cần truyền tín
hiệu đồng hồ giữa 2 đầu thu và
phát.
-Một số nguyên tắc trong nối
tiếp bất đồng bộ bao gồm:
Đồng bộ bit:
-Chuyển đổi 1 byte thông tin

thành/từ chuỗi bit: PISO –
SIPO
-Đồng hồ của thiết bị thu chạy
không đồng bộ với tín hiệu thu.
-Bộ thu thường dùng clock gấp
N lần clock của bộ phát để lấy
mẫu tín hiệu đến, ngay điểm
giữa thời của bit dữ liệu .Với N
càng lớn thì vị trí lấy mẫu có
khuynh hướng gần giữa thời
bit hơn
-Đồng bộ ký tự : Mạch điều
khiển truyền nhận được lập
trình để hoạt động với số bit
bằng nhau trong một ký tự kể
cả số bit stop, bit start và bit
kiểm tra giữa thu và phát.
Các bước :
-Phát hiện và nhận start bit.
-Đếm đúng số bit đã được lập
trình.
-Chuyển ký tự nhận được vào
thanh ghi đệm thu nội bộ.
-Thông báo với thiết bị điều
khiển (CPU) rằng đã nhận
được một ký tự mới.
-Đợi cho đến khi phát hiện một
start bit kế tiếp.
Đồng bộ khung : Khi thông
điệp gồm khối các ký tự thì

thường được xem như một
frame thông tin (information
frame). Bên cạnh việc đồng bộ
bit và đồng bộ ký tự, máy thu
còn phải xác định được điểm
đầu và điểm kết thúc của một
frame.
-Nguyên tắc: đóng gói chúng
thành một khối hoàn chỉnh
dùng các ký tự điều khiển
(STX, ETX, DLE)

Truyền dẫn nối tiếp đồng bộ
: là cách thức truyền mà trong
đó khoảng thời gian cho mỗi
bit là như nhau và trong hệ
thống truyền kí tự khoảng thời


gian từ bit cuối của kí tự này
đến bit đầu của kí tự kế tiếp
bằng 0 hoặc bằng bội số tổng
thời gian cần thiết truyền hoàn
chỉnh của một kí tự.
-Việc thêm các start bit và
nhiều stop bit vào mỗi một ký
tự hay byte trong thông tin nối
tiếp bất đồng bộ làm cho hiệu
suất truyền giảm xuống, đặc
biệt là khi truyền một thông

điệp gồm một khối ký tự. Mặt
khác phương pháp đồng bộ bit
được dùng ở đây trở lên thiếu
tin cậy khi gia tăng tốc độ
truyền. Vì lí do này người ta
đưa ra phương pháp mới gọi là
truyền đồng bộ khắc phục
được những nhược điểm trên.
Một số nguyên tắc trong nối
tiếp bất đồng bộ bao gồm:
-Nguyên tắc đồng bộ bit : đồng
hồ thu chạy đồng bộ với tín
hiệu đến, các start bit và stop
bit không được dùng, mỗi
frame được truyền như là dòng
liên tục các ký số nhị phân.
Máy thu đồng bộ bit trong hai
cách là mã hóa xung đồng hồ
với thông tin định thời được
nhúng vào trong tín hiệu
truyền và sau đó được tách ra
bởi máy thu, hoặc máy thu có
một đồng hồ cục bộ được giữ
đồng bộ với tín hiệu thu nhờ
một thiết bị gọi là DPLL - lợi
dụng sự chuyển trạng thái từ
bit 1 ->0 hay từ 0 ->1 trong tín
hiệu thu để duy trì sự đồng bộ
qua một khoảng thời gian định
kì nào đó. Ngoài ra còn có thể

phối hợp cả hai cách trên.
-Truyền đồng bộ thiên hướng
ký tự : được dùng chủ yếu để
truyền các khối ký tự, vì không
có start bit hay stop bit nên để
thực hiện đồng bộ ký tự, máy
phát thêm vào các ký tự điều
khiển truyền (gọi là ký tự điều
khiển đồng bộ SYN) ngay
trước các khối ký tự truyền
gồm hai chức năng: đầu tiên
cho máy thu duy trì đồng bộ
bit và khi điều khiển đã được
thực hiện thì cho phép máy thu
bắt đầu biên dịch luồng bit
theo các ranh giới ký tự chính
xác (sự đồng bộ ký tự)
-Truyền đồng bộ thiên hướng
bit : Việc dùng một cặp ký tự
bắt đầu và kết thúc một frame
để đồng bộ frame, cùng với
việc thêm vào các ký tự DLE
không hiệu quả cho việc truyền
số liệu nhị phân. Dạng của các
ký tự điều khiển truyền thay
đổi theo các bộ mã ký tự khác
nhau, vì vậy chỉ có thể sử dụng
với một bộ ký tự  Để khắc
phục các vấn đề này người ta
dùng phương pháp truyền đồng

bộ thiên hướng bit. Ba cách
đồng bộ frame thiên hướng bit
là dùng cờ, chỉ định chiều dài
và ranh giới bắt đầu frame,
cưỡng bức mã hóa bit.

Câu 7: Thiết kế một sơ đồ
mạng truyền dữ liện LANWAN-LAN và giải thích quá
trình truyền dữ liệu như thế
nào từ trạm nguồn đến trạm

đích. Chức năng của các thiết
bị tham gia truyền dữ liệu.
Quá trình truyền một file âm
thanh từ Trường ĐHKH Huế
sang một địa điểm tại Mỹ như
sau:
Âm thanh từ Micro  Loa
ngoài  Laptop 
Access Point  Switch 
Router  Modem 
Transducer  Cloud server 
Cáp quang  Transducer 
Modem RouterSwitch
Accesspoint 
Laptop Loa ngoài
Hình vẽ mô tả đường truyền
với các thông số kỹ thuật của
các thiết bị và loại đường dây
được sử dụng:

Giải thích quá trình truyền
dữ liệu:
-Âm thanh phát ra micro dưới
dạng sóng cao tần truyền đến
loa, được loa biến đổi thành
sóng âm tần tai người nghe
được.
-Loa được nối với cổng AV
Laptop bằng dây AV, âm
thanh đó chuyển từ dạng sóng
sang dạng điện từ , sau đó
được Laptop ghi vào bộ nhớ
dưới dạng số là file âm thanh
.mp3.
-Sinh viên ở ĐHKH Huế dùng
Laptop để gửi file mp3 này lên
Internet thông qua mạng không
dây của Access point (LinksysWRT300N)
trong
trường
ĐHKH bán kính 100m với địa
chỉ IP 192.168.0.10, file này
được điều chế khi qua Router,
và tiếp tục được chuyển thành
tín hiệu số khi qua Modem (để
truyền trong cáp đồng trục với
băng thông ~0 to 500 MHz) và
truyền đến Cloud của nhà
mạng FPT.

-Nhà mạng FPT sử dụng thiết
bị Transducer để chuyển đổi
tín hiệu điện thành tín hiệu
quang để truyền trên tuyến cáp
quang biển AAG (Asia America Gateway) băng thông
186 - 370 THz kéo dài từ Việt
Nam đến châu Mỹ để truyền
file.
-Tại Mỹ, cuối tuyến cáp quang
là 1 Transducer
khác có
nhiệm vụ chuyển tín hiệu
quang thành tín hiệu điện. Khi
qua Modem của nhà mạng
AT&T của Mỹ, dữ liệu được
giải mã file thành dạng tín hiệu
số. Modem được nối với một
Router để định tuyến đường
truyền đến địa chỉ IP người
nhận 17.16.0.2, tại đây có 1

Accesspoint phạm vi 500m,
Laptop ở đây sẽ kết nối với
internet thông qua Accesspoint
này và thu nhận dữ liệu về bộ
nhớ lưu thành tệp mp3.
-Laptop chuyển thành tín hiệu
điện từ truyền qua loa thông
qua dây AV Out, tín hiệu được
loa chuyển thành sóng âm

thanh và truyền đến tai người
bạn ở Mỹ.

Mô hình quá trình truyền dữ
liệu
Chức năng của các thiết bị
tham gia truyền dữ liệu:
-Accesspoint TPLink: 4 cổng
LAN, 1 cổng WAN, 150Mbps,
băng tần 2,4Ghz và 5GHz.
-Router Tenda: 5 cổng RJ45,
10/100Mbps, 2.4GHz-2.5GHz
-Modem TPLink: 4 cổng RJ45,
10/100Mbps, tần số 2.42.5GHz
Câu 9: Thế nào là quá trình
ngẫu nhiên rời rạc, dãy ngẫu
nhiên liên tục, dãy ngẫu
nhiên rời rạc. Cho ví dụ và
giải thích
QT ngẫu nhiên liên tục:
Nguồn tiếng nói, âm nhạc,
hình ảnh trong hệ thống truyền
tin thoại, truyền hình với FM,
AM
QT ngẫu nhiên rời rạc: là quá
trình ngẫu nhiên liên tục sau
khi được lượng tử hóa.
VD: 1 ngôn ngữ, tín hiệu điện
tín, các lệnh đkhiển là các
nguồn tin liên tục sau khi được

lượng tử hóa thì chuyển thành
tín hiệu dạng số rời rạc.
-Dãy ngẫu nhiên liên tục: là
nguồn liên tục đã được gián
đoạn hóa theo thời gian.
VD: Hệ thông tin xung điều
biên xung (PAM: Pulse
Amplitude Modulation), điều
pha xung (PPM), điều tần xung
(PFM)… không bị lượng tử
hóa.
-Dãy ngẫu nhiên rời rạc: các
hệ thống truyền tin xung có
lượng tử hóa.
VD: FM, AM, điều biên xung
lượng tử hóa, điều xung mã
(PCM)…

VD: Sơ đồ truyền số liệu


Ứng dụng dữ liệu

Ứng dụng âm thanh,
tiếng nói.

Ứng dụng video

Ứng dụng thời gian
thực

VD: Quá trình biến đổi tín
hiệu
-Dữ liệu: biểu diễn số liệu,
khái niệm, … dưới dạng thích
hợp cho việc giao tiếp, xử lý,
diễn giải
-Thông tin: ý nghĩa được gán
cho dữ liệu
-Tập hợp các thiết bị được kết
nối thông qua một môi trường
truyền dẫn

Câu 10: Cho một bộ mã, xác
định hàm cấu trúc của mã.
Cho từ mã xác định mã có
tính Prefix
Hàm cấu trúc của mã cho ta
đặc tính quan trọng của mã là
sự phân bố của các từ mã theo
độ dài, ký hiệu G (n1).
Ví dụ: cho một bộ mã 00, 01,
100, 1010, 1011 có hàm G(n)
dưới dạng sau:
G(ni) = 2, khi ni= 2.
G(ni) = 1, khi ni= 3.
G(ni) = 2, khi ni= 4.
Từ hàm cấu trúc có thể phân
biệt được mã đều hay không
đều.

Định lý 2 về phân tách các
mã hiệu, ta có: Điều kiện cần
và đủ để mã có tính phân tách
được là không có bất kỳ từ mã
nào trùng với phần đầu của từ
mã khác của cùng bộ mã nên
mã có tính prefix.
VD: từ mã 011001110 có thể
tách thành bộ mã gồm các từ
mã sau: 01100111, 0110011,
011001, 01100, 0110,011,01,0
và không có từ mã nào trong
số này trùng với phần đầu của
từ mã khác trong cùng bộ mã
 mã có tính Prefix

Câu 11:Thế nào là
chuyển mạch theo không
gian, thời gian. Giải thích và
vẽ sơ đồ minh họa
-Chuyển mạch không gian
+Được phát triển cho môi
trường tương tự
+Đường kết nối riêng biệt một
cách vật lý
+Chuyển mạch ma trận điểm
kết nối (crossbar matrix)
-Số điểm kết nối tỉ lệ với bình
phương số trạm
-Việc mất các điểm kết nối dẫn

tới việc không có khả năng kết
nối qua điểm đó
-Hiệu suất sử dụng của các
điểm kết nối kém . Khi tất cả
các trạm được kết nối, chỉ có
vài điểm kết nối được dùng.
-Non-blocking
Chuyển mạch không gian 1
tầng

Chuyển mạch không gian đa
tầng
+Giảm số điểm kết nối để gia
tăng hiệu suất sử dụng
+Nhiều đường kết nối qua
mạng giữa 2 trạm để gia tăng
độ tin cậy
+Điều khiển phức tạp nhằm trì
hoãn khi tín hiệu truyền qua
chuyển mạch gia tăng tỷ lệ với
số tầng của chuyển mạch
+Có khả năng blocking: Dùng
vùng đệm ở đầu vào, đầu ra
hay ở bên trong chuyển mạch.
Bộ chuyển mạch 3 tầng

Chuyển mạch thời gian
+Chia nhỏ các dòng dữ liệu tốc
độ thấp để dùng chung một
đường truyền số liệu tốc độ

cao
+Các gói nhỏ được điều khiển
bởi một bộ điều khiển logic để
truyền từ input đến output


-

+Các loại chuyển mạch theo
thời gian
-Time-division Multiplexing
BUS (TDM BUS) : Một
trong những dạng chuyển
mạch theo thời gian đơn giản
nhất dựa trên nguyên lý của
TDM đồng bộ
-Tất cả các đường truyền (I/O)
được nối vào một Bus chung
-Thời gian trên Bus được chia
thành các time slots
-Một kết nối được thiết lập
giữa hai đường truyền (I/O)
bằng cách gán cố định một
time slot
+Kích thước của chuyển mạch
bị giới hạn bởi tốc độ dữ liệu
trên Bus
+Phương pháp này thường
được sử dụng trong các chuyển
mạch kích thước vừa và nhỏ

Time Slot Interchange (TSI)
+ Tất cả các đường (I/O) được
nối đến một bộ phân hợp kênh
(MUX/DEMUX) dùng kỹ
thuật bất đồng bộ theo thời
gian
+ Một kết nối được thiết lập
bằng cách hoán chuyển các
time slot trong frame
+ Kích thước của chuyển mạch
bị giới hạn bởi tốc độ của bộ
nhớ điều khiển
+ Thường được dùng làm phần
tử chuyển mạch cơ bản trong
các cơ chế chuyển mạch theo
thời gian đa tầng.

Time-multiplexed
Switching
+ Một biến đổi của phương
pháp chuyển mạch theo thời
gian trong đó mỗi ngõ nhập là
một dòng TDM
+ Cấu hình chuyển mạch có
thể thay đổi trên mỗi time slot

+ Thường được sử dụng kết
hợp với phương pháp TSI để
tạo ra các chuyển mạch đa tầng

+ Để trách blocking, cấu hình
tối thiểu là 3 tầng
+ Cấu hình thông thường

TST

TSSST

STS

SSTSS

TSTST