Bài giảng Nhập môn tin học: Chương 17 - Trần Thị Kim Chi

CHƯƠNG 17

TRUYỀN DỮ LIỆU và MẠNG MÁY TÍNH
Data Communications and
Computer Networks


17.1. Đặc điểm cơ bản của hệ thống truyền thông
17.2. Mơ hình truyền dữ liệu
17.3. Tốc độ truyền dữ liệu
17.4. Phương tiện truyền dữ liệu
17.5. Truyền dữ liệu số và Analog
17.6. Truyền kiểu số và Analog
17.7. Dịch vụ truyền dữ liệu
17.8. Bộ xử lý truyền thông
17.9. Truyền tải đồng bộ và không đồng bộ
17.10.Kỹ thuật chuyển đảo/chuyển đổi
17.11.Kỹ thuật định tuyến
17.12.Cấu trúc liên kết mạng
17.13.Các loại hệ thống mạng
17.14.Các giao thức truyền thông
17.15.Các công cụ liên kết mạng
17.16.Liên kết mạng khơng dây
17.17.Hệ thống phân bổ máy tính


Đặc điểm cơ bản của hệ thống truyền thông


Truyền thông là một quy trình chuyển các thơng điệp từ
một điểm này đến điểm khác. Bất kỳ một hệ thống

truyền thông nào cũng có 3 phần cơ bản:
◦ Bộ phận gửi (nguồn) tạo ra thông điệp và chuyển đi.
◦ Bộ phận trung chuyển mang thông điệp.
◦ Bộ phận nhận thông điệp.


Đặc điểm cơ bản của hệ thống truyền thông


Truyền dữ liệu là phương pháp vận chuyển dữ liệu từ
một điểm này đến điểm khác.
◦ Bộ phận gửi và nhận là các là các thiết bị máy tính (các máy
tính, trạm, thiết bị ngọai vi như máy in, plotter,ổ đĩa,…)
◦ Các phương tiện trung chuyển là đường dây điện thọai, các liên
kết vi sóng, liên kết vệ tinh.
◦ Khác với các máy tính xử lý và tái sắp xếp dữ liệu, hệ thống này
chỉ chuyển dữ liệu từ điểm này đến điểm khác mà khơng thay
đổi nó.


Đặc điểm cơ bản của hệ thống truyền thông
Phương tiện truyền
(Medium)

Người gửi
Sender
(Source)

Người nhận
Receiver

(Sink)
Mang tín nhắn
(Carries the
message)

Tạo tin nhắn

Nhận tin nhắn

Các thành phần cơ bản của một hệ thống truyền thông


Đặc điểm cơ bản của hệ thống truyền thông


MƠ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU
Có ba mơ hình để chuyển dữ liệu từ điểm này đến điểm khác:




ĐƠN CÔNG (simplex),
BÁN SONG CÔNG(half-duplex),
SONG CÔNG(full-duplex).


MƠ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU
ĐƠN CƠNG (simplex):
 Việc truyền dữ liệu sẽ định vị theo một hướng duy nhất.
 Các thiết bị kết nối theo vòng tròn và cũng chỉ làm một

nhiệm vụ duy nhất là chỉ nhận hay chỉ gửi dữ liệu.


MƠ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU
BÁN SONG CƠNG(half-duplex)
 Có thể truyền dữ liệu theo cả hai hướng, nhưng mỗi lần
chỉ truyền được theo một hướng.
 Ví dụ: máy fax


MƠ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU
SONG CƠNG(full-duplex)
 Cho phép thơng tin được chuyển đồng thời theo cả hai
hướng.
 Ví dụ: Điện thoại, máy tính vừa download vừa upload


TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU


ĐỘ RỘNG BĂNG TẦN là dãy
chuyển dữ liệu.

tần số dùng để luân



Độ rộng băng tần lớn hơn cho phép chuyển thông tin
mau lẹ hơn. Đơn vị truyền là bit/giây.



Các hệ thống xung đột phổ biến cũng chỉ sử dụng tổng
cộng 10 hay 11 bit/kí tự. Một trạm có tốc độ truyền 30 kí
tự/giây có thể được sử dụng với hệ thống truyền thông
truyền khoảng 300 bit/giây.



Tốc độ truyền dữ liệu được đo bằng đơn vị gọi là baud,
baud chính là đơn vị bit/giây


TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU


Dựa vào tốc độ truyền, các kênh truyền thơng chia thành
ba nhóm cơ bản: băng rộng, băng âm và băng hẹp.

BĂNG HẸP(NARROWBAND):


Còn gọi là kênh hạ âm có dãy tần trong khoảng từ 45 tới
300 baud.



Được sử dụng để kiểm soát lượng dữ liệu nhỏ hay thích
hợp với các thiết bị tốc độ thấp.



Chúng được sử dụng chủ yếu trong đường dây điện tín
hay trong các trạm tốc độ thấp.


TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU
BĂNG ÂM(VOICE BAND):


Dùng để kiểm sóat các lượng dữ liệu trung bình và có
thể chuyển dữ liệu tăng tốc tới 9600 baud.



Ứng dụng chủ yếu của chúng là truyền âm trong các
mạng điện thọai thông thường.



Chúng còn được dùng để truyền dữ liệu từ thiết bị
xuất/nhập tới CPU và ngược lại.



Ngoài ra, hầu hết các trạm điều khiển từ xa được kết nối
với máy tính thơng qua kênh băng âm.


TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU

BĂNG RỘNG(BROADBAND)


Kênh băng thông rộng được sử dụng với lượng dữ liệu
lớn và truyền với tốc độ cao.



Hệ thống này cung cấp việc chuyển dữ liệu có tốc độ
lớn hơn hay bằng 1000000 baud.



Thường dùng cho việc truyền thơng giữa các máy tính
với tốc độ cao hay luân chuyển đồng thời dữ liệu từ
nhiều thiết bị khác nhau.


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
1.







Đường dây xoắn đơi
Cịn được gọi là cáp xoắn đôi không được bảo vệ (UTP)
Gồm hai bó dây mỏng mạ đồng, mỗi bó được bao lại bởi

một chất cách ly bằng nhựa, sau đó được xoắn với nhau
để giảm sự nhiễu.
Cáp UTP được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực truyền
thông điện thoại cục bộ và truyền dữ liệu kĩ thuật số ở
khoảng cách ngắn(tới 1km).
Việc truyền dữ liệu có thể đạt tới 9600 bit/giây.
Cáp UTP là phương tiện truyền dữ liệu khá rẻ. Nó dễ
dàng lắp đặt và sử dụng như dây điện thoại,...


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
2.







Cáp đồng trục
Là các nhóm đường dây được cách ly và bao bọc đặc
biệt bằng chất nhựa cách ly PVC có thể truyền dữ liệu ở
tốc độ cao.
Có khả năng truyền tín hiệu số ở tốc độ 10 megabit/giây.
Được sử dụng rộng rãi cho các đường dây điện thoại dài
và dùng làm cáp cho truyền hình cáp.
Cáp đồng trục có khả năng giảm nhiễu cao hơn và cung
cấp việc truyền dữ liệu sạch hơn và chính xác hơn mà
không làm biến dạng hay mất mát dữ liệu.

PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
2.

Cáp đồng trục


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
3.







Hệ thống vi sóng
Cho phép truyền dữ liệu lên tới tốc độ 16 gigabit/giây
Hệ thống vi sóng sử dụng các tín hiệu vơ tuyến tần số
rất cao để truyền dữ liệu xun qua khơng khí.
Hệ thống vi sóng sử dụng các thiết bị lặp lại tín hiệu tại
các điểm cách nhau khỏang từ 25 tới 30 km giữa bộ
phận truyền và nhận.
Hai trạm kế tiếp nhau được đặt trong đường ngắm của
nhau. Tín hiệu dữ liệu được nhận, khuếch đại và tái dịch
chuyển ở các trạm lặp này.


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
3.

Hệ thống vi sóng


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
4.








Vệ tinh
Là các trạm thu sóng đặt ngồi khơng gian. Các vệ tinh
này được phóng bằng tên lửa hay bằng tàu con thoi
được định vị chính xác ở vị trí 36000 km so với đường
xích đạo, và có tốc độ quỹ đạo tương đương với tốc độ
quay của trái đất.
Các trạm trên mặt đất xác định anten của vệ tinh tại các
điểm hỗn độn trên bầu trời.
Mỗi vệ tinh nhận và tái dịch chuyển các tín hiệu, các tín
hiệu này yếu đi khi đi qua một nửa bề mặt của trái đất.
Vì thế, cần 3 vệ tinh nằm trong quỹ đạo để cung cấp
dịch vụ truyền dữ liệu toàn cầu.


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
4.









Vệ tinh
Bộ thu phát có thể hỗ trợ đặc biệt lên tới 1200 kênh âm
ứng với 4800 bps hay 400 kênh âm ứng với 64Kbps tốc
độ truyền dữ liệu.
Một vệ tinh có nhiều bộ thu phát. Vì thế, mỗi vệ tinh có
khả năng truyền một lượng dữ liệu khổng lồ.
Sử dụng băng tần 4GHz gọi là truyền bằng băng tần
C(C-band transmisson).
Dùng băng tần từ 11 tới 14 GHz gọi là truyền bằng băng
tần Ku(Ku-band transmission).


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
4.

Vệ tinh truyền thông


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
Vệ tinh
Ưu điểm:
 Dùng để truyền và nhận dữ liệu giữa hai điểm được

chọn ngẫu nhiên trong vùng đó.
 Chi phí cho việc truyền dữ liệu không phụ thuộc vào
khoảng cách giữa hai điểm miễn sao hai điểm đó nằm
trong khu vực được vệ tinh phủ sóng.
 Vệ tinh có nhiều bộ thu phát có thể truyền một lượng dữ
liệu khổng lồ.
 Khả năng xảy ra lỗi khơng đáng kể vì các trạm truyền có
thể nhận lại các tín hiệu của chúng và kiểm tra xem vệ
tinh có truyền thơng tin chính xác hay khơng. Nếu khơng,
nó sẽ truyền lại dữ liệu.
4.


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
Vệ tinh truyền thơng
Khuyết điểm:
4.








Chi phí ban đầu để lắp đặt vệ tinh vào quỹ đạo khá cao.
Do tín hiệu vi sóng phải đi từ trạm gửi trên trái đất đến vệ tinh
và sau đó đi ngược về trạm thu trên trái đất, cứ mỗi thông tin
truyền đi truyền lại bị hoãn lại tối đa 270 msec giữa hai trạm
thu và gửi.

Hệ thống truyền thông bằng vệ tinh làm việc theo kiểu: bất cứ
dữ liệu nào gửi tới vệ tinh bằng việc truyền tự động sẽ được
truyền tới tất cả các trạm nhận nằm trong tầm phủ sóng của
vệ tinh.Vì thế, kiểm sốt việc bảo mật là cần thiết để tránh sự
xâm nhập trái phép thông tin.
Sự nhiễu trong khơng khí như sấm và chớp ảnh hưởng tới
việc truyền bằng băng tần Ku của vệ tinh. Do đó khi thời tiết
xấu, việc truyền bằng băng tần C được sử dụng


PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DỮ LIỆU
5.






Cáp quang – Fibal optical
Là những sợi dây thủy tinh hay nhựa mỏng bằng sợi tóc
có thể được dùng như phương tiện truyền dữ liệu giống
với dây đồng hay cáp đồng trục.
Cáp quang truyền tín hiệu ánh sáng thay vì tín hiệu điện,
vì ánh sáng di chuyển nhanh hơn rất nhiều so với tín
hiệu điện, cáp quang có thể truyền tín hiệu với tốc độ rất
cao so với dây đồng và cáp đồng trục và không xảy ra
việc mất mát tín hiệu khi truyền xa.
Cáp quang làm từ nhựa, thủy tinh hoặc silic. Cáp quang
nhựa kém hiệu quả nhất nhưng rẻ và khá dày. Cáp
quang bằng thủy tinh hay silic nhỏ và mỏng hơn nhiều,

vì thế khá thích hợp với các kênh dung lượng cao.