ĐIỆN tử VIỄN THÔNG ccloimngtruynvngdngneptune 130520200301 phpapp01 khotailieu

Giới thiệu
Định nghĩa
• Dữ liệu nhị phân được truyền có thể sử dụng
nhiều dạng xung khác nhau. Việc lựa chọn một
cặp đặc biệt của xung để đại diện cho các ký hiệu
1 và 0 được gọi là Mã hóa đường truyền (line
coding). Đây là quá trình chuyển đổi hay ánh xạ
chuỗi số liệu nhị phân thành tín hiệu số (dạng
sóng truyền dẫn).


Giới thiệu
Mục đích
• Tạo ra phổ của tín hiệu số sao cho phù hợp với
kênh truyền hơn.
• Tạo khả năng tách tín hiệu đồng bộ ở bộ thu.
• Tăng tốc độ truyền dẫn.
• Giám sát được chất lượng. Có khả năng phát hiện
lỗi và có thể sữa lỗi.


Giới thiệu
Yêu cầu đối với mã đường truyền
•
•
•
•
•
•
•
•

Tự đồng bộ hóa
Không có thành phần một chiều (DC = 0).
Năng lượng ở tần số thấp phải nhỏ.
Có nhiều cạnh xung để khôi phục xung clock ở bộ
thu.
Tín hiệu đã mã hoá phải có khả năng giải mã duy
nhất thành tín hiệu gốc.
Dễ phục hồi tín hiệu clock cho để đồng bộ hóa dễ
dàng.
Dải tần hẹp để tiết kiệm băng thông đường
truyền.
Biến đổi có quy luật sao cho máy thu kiểm soát
được lỗi bit.


Các loại mã đường truyền
Các loại mã đường truyền
Lưỡng cực
(Bipolar)

Cực
(Polar)

Đơn cực
(Unipolar)

NRZ

NRZ

NRZ

RZ (AMI)

RZ

RZ

CMI

Manchester

HDB3


Các loại mã đường truyền
Tín hiệu Unipolar
Tín hiệu Unipolar (còn gọi là on-off keying, OOK) là
loại mã đường truyền trong đó một ký hiệu nhị phân
(ví dụ như 0) được biểu diễn là không có xung (tức
là một SPACE) và một ký hiệu nhị phân khác (được
biểu thị là 1) biểu diễn bằng một xung (tức là một
MARK).
Có hai biến thể phổ biến của tín hiệu Unipolar là:
- Non Return to Zero (NRZ).
- Return to Zero (RZ).


Các loại mã đường truyền

Unipolar NRZ
 Định nghĩa:
Trong dạng mã đường truyền này, bit 1 biểu diễn
điện thế dương (ví dụ +5V) và bit 0 là 0V. Các xung
tương ứng với mức nhị phân 1 được biểu diễn ở mức
điện thế dương trong suốt chu kỳ bit (tức không trở
về 0 trong suốt chu kì bit – gọi là NRZ).


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
 Đặc điểm:
- Trên quan điểm mạch: mã NRZ là dạng thông
dụng nhất của tín hiệu số (ON-OFF).
- Thành phần tần số cơ bản: f/2.
„- Chỉ có hài bậc lẻ.
„- Không có biên độ tín hiệu ở tần số clock (f)
nên khó tách xung clock ở đầu thu.
„- Nếu có nhiễu tác động lên thì không thể tách
được.


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
 Ưu điểm:
  - Thực hiện đơn giản.
- Không đòi hỏi nhiều băng thông để truyền.
 Nhược điểm:
- Có sự xuất hiện của thành phần DC (hiển thị
bằng quang phổ ở 0 Hz).

- Chứa các thành phần tần số thấp. Gây ra hiện
tượng “Signal Droop“ (được trình bày bên dưới).
- Không có khả năng sửa lỗi.
- Không có thành phần clocking để dễ dàng đồng
bộ hóa.
- Tồn tại chuỗi bit 0 dài làm mất tính đồng bộ hóa.


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
 Phổ tín hiệu

Bandwidth = pulse rate


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
 PSD (Power Spectral Density) of Unipolar NRZ
(Mật độ phổ công suất).


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
• Khi tín hiệu Unipolar NRZ được truyền qua liên kết
với một trong hai biến áp hoặc bộ lặp tụ điện
ngẫu lực (AC), tín hiệu DC được lấy ra chuyển đổi
chúng thành dạng cực.
• Phần liên tục của PSD cũng không phải là 0 ở 0
Hz (tức là chứa các thành phần tần số thấp). Điều
này có nghĩa là ghép AC sẽ dẫn đến sự biến dạng

của dạng xung truyền đi. Đường truyền AC
coupled thường được coi như lọc cao qua RC và
sự biến dạng có dạng của một phân rã theo hàm
mũ của biên độ tín hiệu sau mỗi sự chuyển tiếp.
Hiệu ứng này được gọi là “Signal Droop" và được
minh họa trong hình bên dưới.


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
1

0

1

0

1

1

1

1

1

0
V

0

V/2

-V/2

Figure Distortion (Signal Droop) due to AC coupling of unipolar
NRZ signal


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
 Quy tắc chuyển mã
- Bit 1 -> xung dương(+V)
- Bit 0 -> xung 0
- Độ rộng xung: bằng độ rộng bit.
• Ví dụ: Cho chuỗi bit sau: 1011001010
Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành
mã NRZ.


Các loại mã đường truyền
Unipolar NRZ
 Ứng dụng:
• Thường dùng trong mã hóa dạng từ trường
• Mã NRZ được sử dụng trong thiết bị ghép kênh,
viba số, truyền dẫn quang, dùng trong giao tiếp
RS232.
• Mã NRZ không phù hợp cho đường truyền cáp

đồng.
• Mã NRZ được sử dụng cho hệ thống tốc độ cao
như SONET/SDH (155Mbps hoặc cao hơn) nhưng
phải được ngẫu nhiên hoá (Scrambled).
• NRZ-Inverted: ứng dụng trong giao thức FDDI
(Fiber Distributed Data Interface).


Các loại mã đường truyền
Unipolar RZ
 Đặc điểm
Cũng giống như mã NRZ nhưng độ rộng xung giảm
bằng 1 nửa chu kì xung.
1
To

V

0
Ƭ

0
0

1

0

1

1

1

0

0


Các loại mã đường truyền

Unipolar RZ
 Ưu điểm:
- Thực hiện đơn giản.
- Xuất hiện vạch phổ ở mức ký hiệu mà có thể
được sử dụng như tín hiệu của xung clock.
 Nhược điểm:
- Xuất hiện dòng 1 chiều DC (hiển thị bằng
quang phổ ở 0 Hz).
- Phần liên tục là không bằng không tại 0 Hz. Gây
ra "Signal Droop".
- Không có khả năng sửa lỗi khi xuất hiện nhiễu.
- Băng thông sử dụng gấp 2 lần so với Unipolar
NRZ.
- Tính không trong suốt.


Các loại mã đường truyền
Unipolar RZ
 Phổ tín hiệu

Bandwidth = 2 x pulse rate

Unipolar RZ chiếm băng thông gấp 2 lần mã
Unipolar NRZ, nhưng có f = 1/T0 nên có thể khôi
phục đồng hồ dễ dàng.


Các loại mã đường truyền
Unipolar RZ
 PSD (Power Spectral Density) of Unipolar RZ
(Mật độ phổ công suất).


Các loại mã đường truyền
Unipolar RZ
 Quy tắc chuyển mã
- Bit 1 trong mã gốc chuyển thành xung dương
(+V) ở nửa chu kì đầu và bằng xung 0 ở nửa
chu kì còn lại của độ rộng bit.
- Bit 0 trong mã gốc chuyển thành xung 0.
Ví dụ: Cho chuỗi bit sau 1011001010. Hãy vẽ dạng
xung của chuỗi bit trên nếu mã thành Unipolar RZ.


Các loại mã đường truyền
Polar NRZ
• Bit 1 biểu diễn mức điện thế dương (ví dụ 5V).
• Bit 0 biểu diễn mức điện thế âm (–5V).
1

0
0

+V
0
-V

1

0

1

1

1

1

1


Các loại mã đường truyền

Polar NRZ
 PSD của mã Polar NRZ (Power Spectral Density)
Polar NRZ và RZ có quang phổ gần giống như
Unipolar NRZ và RZ. Tuy nhiên, do sự phân cực đối
diện ở mức 1 và 0, cả hai không chứa bất kỳ dòng
quang phổ nào.

Các loại mã đường truyền
Polar NRZ
 Băng thông


Các loại mã đường truyền
Polar NRZ


Các loại mã đường truyền

Polar NRZ

So sánh giữa NRZ-L và NRZ-I:
• NRZ-L cần phân biệt cực tính của tín hiệu , ngược lại với
NRZ-I
• NRZ-I tin cậy hơn : trong môi trường truyền có tạp âm,
phát hiện sự chuyển mức tín hiệu là dễ dàng hơn việc
so sánh mức tín hiệu với một giá trị ngưỡng (NRZ-L).


Các loại mã đường truyền

Polar NRZ
 Ưu điểm:
  - Dễ thiết kế nhất.
- Sử dụng tối ưu dải tần (dải tần thấp).  
- Không có thành phần DC.

 Nhược điểm:
  - Phần liên tục không bằng không ở 0 Hz. Gây ra
"Signal Droop".
  - Không có khả năng sửa lỗi.
  - Không có xung clock để dễ dàng đồng bộ hóa.
  - Là tín hiệu không trong suốt.
- Ít được sử dụng cho việc truyền tín hiệu.
- Chỉ sử dụng cho việc truyền ở khoảng cách
ngắn.