Tải bản đầy đủ (.pdf) (47 trang)

Tìm hiểu kỹ THUẬT TRUYỀN số LIỆU TRONG MẠNG vô TUYẾN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.61 MB, 47 trang )

ĐẠI HỌC HUẾ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
------------***------------

Khoa CÔNG NGHỆ THÔNG TIN.
Chuyên ngành : MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG.
--------oOo-------

BÀI TIỂU LUẬN.
Học phần: KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU.
Đề tài:

Tìm hiểu
“KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU TRONG MẠNG VƠ TUYẾN”.

Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 8.

Giáo viên hướng dẫn:

1. Võ Duy.
MSSV: 08T1021049.
2. Trương Văn Phú.
MSSV: 08T1021160.
3. Lý Anh Minh.
MSSV: 08T1021231.
4. Trần Bá Quốc Thái.
MSSV: 08T1021250.
5. Đặng Thị Hồng Loan.
MSSV: 08T1021218.
6. Đoàn Mai Ái Ly.
MSSV: K3104133.



Tiến sĩ: Võ Thanh Tú.

Huế , 11/2011


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

1
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

LỜI NÓI ĐẦU.
Những năm gần đây, kỹ thuật truyền dữ liệu tiên tiến đã giải quyết thành công vấn đề
mã nguồn (nén audio và video) nhằm chủ yếu giảm tốc độ bit với độ suy giảm chất lượng
đến mức có thể chấp nhận được và mã kênh ứng dụng các thuật toán sửa lỗi, các kỹ thuật
điều chế nhằm đạt được hiệu suất phổ tần tốt nhất. Khi các quá trình mã nguồn và mã kênh
được thực hiện, chúng ta có một dịng dữ liệu được sử dụng để điều chế sóng mang tín hiệu
chương trình.
Tuy nhiên để truyền tín hiệu chương trình đến sử dụng cịn phụ thuộc vào phương
thức truyền dẫn tín hiệu (truyền qua vệ tinh, truyền theo mạng cáp, truyền theo mạng mặt
đất). Do vậy, lĩnh vực truyền dẫn vơ tuyến địi hỏi con người không ngừng nâng cao kỹ
thuật xử lý, phải bao hàm các đặc trưng kỹ thuật như: tỷ số tín hiệu trên tạp âm, cường độ
trường hệ số sóng phản xạ... và nhiều chỉ tiêu kỹ thuật khác. Việc chọn tần số làm việc cho
mỗi phương thức đã được quốc tế quy định. Trên cơ sở đó để đạt hiệu quả cao nhất, mỗi
phương thức truyền dẫn cần chọn cho mình một phương thức điều chế sóng mang thích
hợp. Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về các kỹ thuật trong mạng cục bộ
và đặc biệt quan tâm đến lỹ thuật truyền dẫn trong mạng vô tuyến đang được nhiều nước

trên thế giới quan tâm khai thác cơng nghệ này.

2
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

MỤC LỤC.
1. Mạng LAN nối dây.................................................................................3
1.1 Topo mạng........................................................................................3
1.2 Môi trường truyền dẫn......................................................................4
1.3 Điều khiểu truy xuất mơi trường......................................................7
1.3.1 Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện đụng độ............7
1.3.2 Token(thẻ) điều khiển.................................................................8
1.3.3 Vòng được phân chia khe (slotted ring)......................................9
1.4 Môi trường vật lý và cấu hình.........................................................10
2. Mạng LAN khơng dây..........................................................................11
2.1 Khái niệm:......................................................................................11
2.2 Phương pháp điều khiển truy xuất môi trường...............................11
2.2.1 CDMA (Code Division Multiple Access).................................12
2.2.2 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection):............................................................................................12
2.2.3 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance)............................................................................................12
2.2.4 TDMA (Time Division Multiple Access )................................13
2.2.5 FDMA ( Frequency Division Multiple Access ).......................13
3. Kỹ thuật truyền dẫn vơ tuyến................................................................13
3.1 Giới thiệu chung:............................................................................13
3.1.1 Khái niệm:................................................................................13

3.1.2 Vai trị:......................................................................................14
3.1.3 Đặc điểm:.................................................................................14
3
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

3.1.4 Mơ hình mạng truyền dẫn vơ tuyến..........................................15
3.2 Dạng tín hiệu sử dụng.....................................................................16
3.2.1 Tín hiệu tương tự......................................................................16
3.2.2 Tín hiệu số................................................................................17
3.2.3 Tín hiệu rời rạc.........................................................................17
3.3 Điều chế và giải điều chế tín hiệu...................................................19
3.3.1 Điều chế tín hiệu......................................................................19
3.3.1.1 Điều chế khóa dịch biên ASK( Amplitude Shift Keying).........19
3.3.2 Giải điều chế tín hiệu................................................................23
3.4 Mã hóa kênh...................................................................................23
3.4.1 Mã khối....................................................................................24
3.4.2 Mã xoắn....................................................................................24
3.5 Phân tích đường truyền vơ tuyến....................................................25
3.5.1 Sóng radio.................................................................................25
3.5.2 Sóng viba..................................................................................26
3.5.3 Sóng hồng ngoại.......................................................................27
3.5.4 Quỹ đường truyền, phương pháp tính tốn và dự trữ đường
truyền. 28
3.6 Hệ thống truyền vơ tuyến...............................................................30
3.6.1 Nguyên lý hoạt động.................................................................30
3.6.2 Quy hoạch tần số và cấu hình hệ thống....................................32
4. Truyền dữ liệu trong mạng cục bộ bằng LanTalk NET........................39

4.1 Giới thiệu........................................................................................39
4.2 Giao diện chính..............................................................................39
4
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

4.3 Chức năng......................................................................................40
5. TRUYỀN TEXT VỚI LẬP TRÌNH SOCKET CLIENT/SERVER
BẰNG JAVA..............................................................................................42

5
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

1.

Mạng LAN nối dây.
1.1

Topo mạng.

Có 4 Topo thông dụng là: star, bus, ring và hub
+ Mạng hình sao(Star topology) :bao gồm một trung tâm và các nút thông tin.
Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung
tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức nǎng cơ bản là:
-Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc

với nhau.
-Cho phép theo dõi và xử lý sai trong q trình trao đổi thơng tin.
-Thơng báo các trạng thái của mạng...
*Ưu điểm:
-Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một
nút thơng tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.
-Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật tốn điều khiển ổn định.
-Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.
*Nhược điểm:
-Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trung tâm . Khi
trung tâm có sự cố thì tồn mạng ngừng hoạt động.
-Mạng u cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung
tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).
Mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung (hub hay
switch) bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với hub/switch khơng
cần thơng qua trục bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự
phát triển switching hub, mơ hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng
mới lắp.
+ Mạng trục tuyến tính(Bus topology): tất cả các trạm phân chia một đường
truyền chung (bus). Đường truyền chính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi
là terminator. Mỗi trạm được kết nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T-connector)
hoặc một thiết bị thu phát (transceiver). Khi một trạm truyền dữ liệu tín hiệu được quảng bá
trên cả 2 chiều của bus , tức là mọi trạm còn lại có thể thu được tín hiệu đó trực tiếp. Đối
6
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

với các bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía , lúc đó các terminator phải được thiết

kế sao cho các tín hiệu đó phải được dội lại trên bus để cho các trạm trên mạng đều có thể
thu nhận được tín hiệu đó. Như vậy với topo mạng trục dữ liệu được truyền theo các lien
kết điểm-đa điểm (point-to-multipoint) hay quảng bá (broadcast).
*Ưu điểm: Dễ thiết kế , chi phí thấp .
*Nhược điểm : Tính ổn định kém , chỉ một nút mạng hỏng là tồn bộ mạng bị
ngừng hoạt động.
+Mạng vịng (ring topology): trên mạng hình vịng tín hiệu được truyền theo một
chiều duy nhất. mỗi trạm của mạng được nối với vịng qua mooyj bộ chuyển thiếp
(repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vịng. Như vậy tín
hiệu được lưu chuyển trên vịng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết điểm-điểm giữa các
repeater do đó cần có giao thức điều khiển việc cấp phát quyền được truyền dữ liệu trên
vòng mạng cho các trạm có nhu cầu.
Để tăng độ tin cậy của mạng thì ta có thể lắp đặt thêm các vịng dự phịng , nếu
vịng chính có sự cố thì vịng phụ sẽ được sử dụng.
Mạng hình vịng có ưu điểm tương tự mạng hình sao, tuy nhiên mạng hình vịng
địi hỏi giao thức truy nhập mạng phức tạp hơn mạng hình sao.
**Tốc độ truyền số liệu được dùng trong mạng trục tuyến tính và mạng hình vịng là
vào khoảng từ 1 đến 100 mbps, điều này chứng tỏ rằng chúng khá phù hợp để liên kết nhóm
các thiết bị cục bộ dựa trên nền máy tính, chẳng hạn như các workstation trong các văn
phịng hay các bộ điều khiển thơng minh xung quanh một hệ xử lý nào đó,
+ Mạng Hub/Tree : mặc dù các mạng này giống như dạng star nhưng hub chỉ
đơn
giản là kết nối dạng bus hay ring được tập trung lại tại một đơn vị trung tâm. Các dây
dẫn được dùng để kết nối mỗi DTE (Data Terminal Equipment) vào bus hay ring được mở
rộng ra từ hub . Do đó khơng giống như PDX(Private Digital Exchange), hub không thực
hiên bất kỳ hoạt động chuyển mạch nào , nó chỉ làm chức năng của một tập các bộ lặp
truyền lại tất cả các tín hiệu nhận được từ các DTE đến tất cả các DTE khác theo phương
pháp như trong các các mạng bus và ring . Hub cũng có thể được kết nối theo dạng phân
cấp hình cây.


7
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

1.2

Môi trường truyền dẫn.
Cáp xoắn , cáp đồng trục và cáp quang là các loại môi trường truyền chủ yếu của

mạng LAN.
+ Cáp xoắn đôi (Twisted- pair Cable): UTP (unshielded twisted pair) và STP (shield
twisted pair) được dùng chủ yếu trong các mạng star và hub, vì nó mềm hơn các loại khác
nên rất dễ lắp đặt. Ngồi ra,vì các ống dẫn dây phù hợp với cáp xoắn đang sẵn có ở hầu hết
các văn phịng cho điện thoại nên sẽ tiết kiệm khi cho thêm cáp xoắn vào các mục đích
truyền số liệu thay vì phải lắp đặt các ống dẫn mới cho cáp đồng trục hay cáp quang
* STP: Lớp bọc bên ngồi có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có một đơi
giây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đơi giây xoắn với nhau.
* UTP: Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễu và suy hao
vì khơng có vỏ bọc. STP và UTP có các loại (Category - Cat) thường dùng:
Loại 1 & 2 (Cat 1 & Cat 2): Thường dùng cho truyền thoại và những đường truyền
tốc độ thấp (nhỏ hơn 4Mb/s).
Loại 3 (Cat 3): tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16 Mb/s , nó là chuẩn cho hầu hết các
mạng điện thoại.
Loại 4 (Cat 4): Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s.
Loại 5 (Cat 5): Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s.
Loại 6 (Cat 6): Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s. Đây là loại cáp rẻ dễ cài đặt
tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường .
Chiều dài giới hạn của cáp xoắn đối với tốc độ bit đang dùng là 100 met cho 1

Mbps, nếu có trang bị thêm các mạch hổ trợ triệt nhiễu xun âm thì có thể đạt đến 10Mbps
trên 100 met , hiện nay có thể đạt đến 100Mbps.
+ Cáp đồng trục(coaxial cable): dùng chủ yếu ở dạng bus hoạt động theo
băng thông cơ bản hay băng thông rộng .Hai loại cáp dùng với băng thông cơ bản là thin
wire và thick wire. Thin wire thường được dùng để liên kết các workstation trong cùng một
văn phòng hay phịng thí nghiệm , thick wire vì cứng hơn nên được để cài đặt ở những vị trí
cách xa workstation , ví dụ như chạy dọc hành lan.
Cáp đồng trục có hai đường dây dẫn và chúng có cùng một trục chung, một
dây dẫn trung tâm (thường là dây đồng cứng) đường dây còn lại tạo thành đường ống bao
xung quanh dây dẫn trung tâm (dây dẫn này có thể là dây bện kim loại và vì nó có chức
năng chống nhiễu nên còn gọi là lớp bọc kim). Giữa hai dây dẫn trên có một lớp cách ly, và
8
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp.
Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (ví dụ như
cáp xoắn đơi) do ít bị ảnh hưởng của môi trường. Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục
có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cáp đồng trục được sử dụng nhiều trong
các mạng dạng đường thẳng. Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và
cáp đồng trục dày trong đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch, cáp đồng trục dày là
0,5 inch. Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao
suy tín hiệu lớn hơn Hiện nay có cáp đồng trục sau:
- RG -58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet
- RG -59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp
- RG -62,93 ohm: dùng cho mạng ARCnet Các mạng cục bộ thường sử dụng
cáp đồng trục có dải thơng từ 2,5 - 10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các
loại cáp đồng khác vì nó có lớp vỏ bọc bên ngồi, độ dài thơng thưịng của một đoạn cáp

nối trong mạng là 200m, thường sử dụng cho dạng Bus.
+ Cáp quang (Fiber Optic Cable) : bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một
hoặc một bó sợi thủy tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác
dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu. Bên ngồi cùng là lớp vỏ
plastic để bảo vệ cáp. Như vậy cáp sợi quang khơng truyền dẫn các tín hiệu điện mà chỉ
truyền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải được chuyển đổi thành các tín hiệu
quang và khi nhận chúng sẽ lại được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện). Cáp quang có
đường kính từ 8.3 - 100 micron, Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên
rất khó khăn cho việc đấu nối, nó cần cơng nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao địi hỏi chi phí
cao. Dải thơng của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá
xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp. Ngồi ra, vì cáp sợi quang khơng dùng tín hiệu
điện từ để truyền dữ liệu nên nó hồn tồn khơng bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu
truyền khơng thể bị phát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của người khác. Chỉ trừ
nhược điểm khó lắp đặt và giá thành cịn cao , nhìn chung cáp quang thích hợp cho mọi
mạng hiện nay và sau này.
Với đặc điểm vốn có ở trên thì cáp quang có thể hoạt động với tốc độ khá cao
vượt xa tốc độ của cáp xoắn và cáp đồng trục , cáp quang thích hợp với các ứng dụng như
trong cơng sở có nhiều thiết bị điện cơng suất lớn . Ngồi ra cáp quang khơng bức xạ ra
sóng điện từ ,là cơ sở chủ yếu cho các đối tượng thám mã , nên rất phù hợp cho các ứng
9
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

dụng yêu cầu mức bảo mực cao.
Cáp quang dùng trong cấu hình hub hay ring tốc độ cao cũng như các mạng
dùng các đường truyền điểm nối điểm. Cụ thể là mạng FDDI (Fiber Distributed Data
Interface) và DQDB (Distributed-Queue, Dual- Bus).


1.3

Điều khiểu truy xuất môi trường.

1.3.1 Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện đụng độ.
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple-Access With Collision Detection).

Giao thức đường dây đa truy cập cho phép nhiều trạm thâm nhập cùng một lúc vào
mạng, giao thức này thường dùng trong sơ đồ mạng dạng đường thẳng. Mọi trạm đều có thể
được truy nhập vào đường dây chung một cách ngẫu nhiên và do vậy có thể dẫn đến xung
đột (hai hoặc nhiều trạm đồng thời cùng truyền dữ liệu). Các trạm phải kiểm tra đường
truyền gói dữ liệu đi qua có phải của nó hay khơng. Khi một trạm muốn truyền dữ liệu nó
phải kiểm tra đường truyền xem có rảnh hay khơng để gửi gói dữ liệu của, nếu đường
truyền đang bận trạm phải chờ đợi chỉ được truyền khi thấy đường truyền rảnh. Nếu cùng
một lúc có hai trạm cùng sử dụng đường truyền thì giao thức phải phát hiện điều này và các
trạm phải ngưng thâm nhập, chờ đợi lần sau các thời gian ngẫu nhiên khác nhau. Khi đường
cáp đang bận trạm phải chờ đợi theo một trong ba phương thức sau:
-Trạm tạm chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu kiểm tra đường
truyền.
-Trạm tiếp tục kiểm tra đường truyền đến khi đường truyền rảnh thì truyền dữ liệu
đi.
-Trạm tiếp tục kiểm tra đường truyềnđến khi đường truyền rảnh thì truyền dữ liệu đi
với xác suất p xác định trước (0 < p < 1). Tại đây phương thức 1 có hiệu quả trong việc
tránh xung đột vì hai trạm cần truyền khi thấy đường truyền bận sẽ cùng rút lui và chờ đợi
trong các thời gian ngẫu nhiên khác nhau. Ngược lại phương thức 2 cố gắng giảm thời gian
trống của đường truyền bằng các cho phép trạm có thể truyền ngay sau khi một cuộc truyền
kết thúc song nếu lúc đó có thêm một trạm khác đang đợi thì khả năng xẩy ra xung đột là rất
cao. Phương thức 3 với giá trị p phải lựa chọn hợp lý có thể tối thiểu hóa được khả năng
xung đột lẫn thời gian trống của đường truyền. Khi lưu lượng các gói dữ liệu cần di chuyển
trên mạng quá cao, thì việc đụng độ có thể xẩy ra với sồ lượng lớn có gây tắc nghẽn đường

truyền dẫn đến làm chậm tốc độ truyền tin của hệ thống.
10
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

1.3.2 Token(thẻ) điều khiển.
+Token ring: Nguyên tắc của mạng Token Ring được định nghĩa trong tiêu chuẩn
IEEE 802.5. Mạng Token Ring có thể chạy ở tốc độ 4Mbps hoặc 16Mbps. Phương pháp
truy cập dùng trong mạng Token Ring gọi là Token passing. Token passing là phương pháp
truy nhập xác định, trong đó các xung đột được ngǎn ngừa bằng cách ở mỗi thời điểm chỉ
một trạm có thể được truyền tín hiệu. Điều này được thực hiện bằng việc truyền một bó tín
hiệu đặc biệt gọi là Token (mã thơng báo) xoay vịng từ trạm này qua trạm khác. Một trạm
chỉ có thể gửi đi bó dữ liệu khi nó nhận được mã khơng bận.
* Hoạt động của Token ring.
- Token ring bao gồm một số lượng các repeater, mỗi repeater được kết nối với 2
repeater khác theo một chiều truyền dữ liệu duy nhất tạo thành một vịng khép kín.
- Để một ring có thể hoạt động được thì cần phải có 3 chức năng đó là: chức năng
đưa dữ liệu vào ring, lấy dữ liệu từ ring và gỡ bỏ gói tin, các chức năng này được thực hiện
bởi các repeater.
- Trong ring các dữ liệu được đóng gói thành các frame. trong đó có một trường địa
chỉ đích. khi gói tin đi qua các repeatert thì trường địa chỉ sẽ được copy xuống. và so sánh
với đại chỉ của trạm, nếu giống nhau thì phần cịn lại của frame sẽ được copy và gói tin tiếp
tục được gởi đi.
- Việc gỡ bỏ một gói tin trong ring thì phức tạp hơn so với dạng bus. Để gỡ bỏ các
gói tin ta có hai cách để lựa chọn.
• Cách thứ nhất là sử dụng một repeater chuyên làm nhiệm vụ gỡ bỏ các gói tin nó
được xác định rõ địa chỉ.
• Cách thứ hai các gói tin được gỡ bỏ bàng chính trạm gởi gói tin đó.

Thơng thường vẫn thường dùng cách thứ hai vì có hai ưu điểm đó là tạo ra một cơ
chế trả lời tự động hai là có thể truyền một gói tin đến nhiều trạm đích.
Chuẩn Token Ring hay còn được gọi rõ hơn là IBM Token Ring được phát triển
bởi IBM, đảm bảo tốc độ truyền thông qua 4 Mbps hoặc 16 Mbps. Chuẩn này được IEEE
chuẩn hoá với mã IEEE802,5 và được ISO công nhận với mã ISO 8802,5.
- Mơ hình phần cứng : Topo hình vịng tròn
Dùng các MAU (multistation Access Unit) nhiều cổng MAU và cáp STP để liên kết
các MAU thành một vòng tròn khép kín.
Các trạm làm việc được liên kết vào mạng bằng các đoạn cáp STP nối từ cổng MAU
11
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

tới cổng của NIC. Chiều dài đoạn cáp này được quy định dưới 100m. Số lượng tối đa các
trạm làm việc trên một Ring là 72(4Mbps)và 260(16Mbps)khoảng cách tối đa giữa hai trạm
là 770m(4Mbps)và 346(16Mbps). Hiện tại chuẩn mạng này cũng đã hỗ trợ sử dụng cáp
UTP với connector RJ45 và cáp sợi quang với connector SC.
- Cơ chế thâm nhập: Thâm nhập theo cơ chế phân phố lần lượt theo thẻ bài (Token)
+ Token bus: Đây là giao thức truy nhập có điều khiển trong để cấp phát quyền
truy nhập đường truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một thẻ bài được lưu
chuyển trên một vòng logic thiết lập bởi các trạm đó. Khi một trạm có thẻ bài thì nó có
quyền sử dụng đường truyền trong một thời gian xác định trước. Khi đã hết dữ liệu hoặc hết
thời đoạn cho phép, trạm chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng logic. Như vậy trong
mạng phải thiết lập được vòng logic (hay còn gọi là vòng ảo) bao gồm các trạm đang hoạt
động nối trong mạng được xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự mà trạm cuối cùng của
chuỗi sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạm được biết địa chỉ của các trạm kề trước và
sau nó trong đó thứ tự của các trạm trên vịng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý. Cùng
với việc thiết lập vịng thì giao thức phải luôn luôn theo dõi sự thay đổi theo trạng thái thực

tế của mạng.
1.3.3 Vòng được phân chia khe (slotted ring).
Các vòng phân khe được dùng chủ yếu cho điều khiển truy xuất vào một mạng ring .
Ring được khởi tạo bởi một Node đặc biệt để chứa một số không đổi các bit,Node này được
gọi là bộ giám sát (monitor). Luồng bit chạy liên tục trên vòng từ DTE này đến DTE khác .
Khi mỗi bit được nhận bởi một DTE , giao tiếp DTE kiểm tra bit này và chuyển cho DTE
kế trong ring và cứ như thế . Monitor đảm bảo rằng ln có một số bit khơng chạy vịng
trên ring , bất chấp số DTE tạo nên ring. Ring hồn chỉnh được bố trí chứa một số khơng
đổi các khe , mỗi khe hình thành một tập các bit và có khả năng mang một frame thơng tin
có kích thước cố định .
Khởi đầu , tất cả các khe được đánh dấu rỗng khi bộ giám sát đặt bit đầy /rỗng tại
đầu mỗi khe ở trạng thái rỗng.Khi muốn truyền một frame thì DTE đợi cho đến khi phát
hiện được một khe rỗng và đánh dấu khe nay là đầy và chèn frame vào cùng với địa chỉ
DTE nguồn yêu cầu.Khe chứa frame này sẽ chạy vòng trên ring vật lý từ DTE này đến DTE
khác. Mỗi DTE trong ring kiểm tra địa chỉ đích tại đầu của các khe được đánh dấu là đầy ,
nếu thấy trùng với địa chỉ của nó và giả sử nó sẵn sàng tiếp nhận , nội dung frame được đọc
12
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

vào từ khe , cùng thời điểm này nó vẫn tiếp tục lặp lại các nội dung của frame khác lên ring.
Sau khi đọc nội dung frame ,DTE đích sửa cặp bit cuối khe để chỉ ra nội dung khe đã được
đọc hoặc DTE đich đang bận hay không ở trạng thái hoạt động , các bít được đanh dấu tùy
theo đó hay để ngun.
Một phương pháp truy xuât môi trường ring phân khe , mỗi DTE chỉ có thể có một
frame đang trên vịng tại một thời điểm.Nó cũng phải giải phóng khe được dùng để truyền
frame trước khi cố truyền một frame khác.Các khuyết điểm chính của một ring phân khe :
-


Cần một Node giám sát đặc biệt để duy trì cấu trúc cơ bane của vịng

-

Việc truyền mỗi frame hồn chỉnh ở mức lien kết thông thường cần nhiều khe.

1.4

Môi trường vật lý và cấu hình.

Một trong những điểm mạnh của chuẩn Fibre Channel là cung cấp một dãy các tùy
chọn về môi trường vật lý , về tốc độ số liệu trên mơi trường này và cấu hình của mạng .
800Mbps 400Mbps 200Mbps 100Mbps

Sợi đơn mode

10km

10km

10km

-

Sợi đa mode 50
m

0,5km


1km

2km

10km

Sợi đa mode 62,5
m

175m

350m

1500m

1500m

Cáp đồng trục
video

25m

50m

75m

100m

Cáp đồng trục


10m

15m

25m

35m

Cáp xoắn STP

-

-

50m

100m

Bảng khoảng cách ứng với mơi trường truyền và tốc độ
Bảng trên tóm tắt các tùy chọn cho môi trường vật lý và tốc độ số liệu sẵn có trong
chuẩn Fibre Channel.
Cấu hình tổng qt nhất được hỗ trợ bởi Fibre Channel được xem như một cấu
hình fabric hay chuyển mạch . Đây là một cấu hình cân bằng gồm có ít nhất một chuyển
mạch được kết nối đến một số các N-port .Định tuyến trong cấu hình fabric là trong suốt
đến các node.Mỗi port trong cấu hình có một địa chỉ duy nhất .Khi số liệu từ một node được
13
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.


truyền đến fabric , tại kết cuối của chuyển mạch dùng địa chỉ port đích này trong frame số
liệu đến để xác định vị trí của port đích.Sau đó chuyển mạch phân phối các frame vào node
khác cùng nối vào chuyển mạch này hay truyền frame đến chuyển mạch kế để bắt đầu định
tuyến các frame đến đích ở xa. Cấu hình fabric cung cấp một dãi dung lượng rộng , độc lập
với giao thức và khơng nhạy cảm đối với cự ly.
Cấu hình vịng cân bằng đơn giản , giá thành thấp cho phép kết nối đến 126 node
trong vòng .Các port trên một vòng cân bằng phải có các chức năng của cả các N-port và Fport , các port này được gọi là các NL-port.
Các kỹ thuật vịng cân bằng và fabric có thể kết hợp với nhau trong một cấu hình để
tối ưu giá thành . Trong trường hợp này , một trong các node trên vòng phải là một fabricloop node để tham gia vào việc định tuyến với các chuyển mạch khác trong cấu hình fabric
này.

2. Mạng LAN khơng dây.
2.1

Khái niệm:

WLAN là một loại mạng máy tính nhưng việc kết nối giữa các thành phần trong mạng
không sử dụng các loại cáp như một mạng thông thường, môi trường truyền thơng của các
thành phần trong mạng là khơng khí. Các thành phần trong mạng sử dụng sóng điện từ để
truyền thơng với nhau.

2.2

Phương pháp điều khiển truy xuất mơi trường.
-

Sóng radio, hồng ngoại đều hoạt động với môi trường boardcast, trong

phạm vi phủ sóng các hoạt động truyền nhận giữa máy thu và phát.

-

Do đó cần đến phương pháp điều khiển truy xuất mơi trường nhằm đảm

bảo có một máy phát nào đó đang sử dụng mơi trường.
Các lược đồ được dùng chủ yếu là CDMA,CSMA/CD,CSMA/CA,TDMA và
FDMA.
2.2.1 CDMA (Code Division Multiple Access).
Để thông tin với node khác, máy phát chỉ cần chọn và dùng dãy tuần tự ngẫu nhiên
của node muốn truyền đến. Do đó nhiều hoạt động truyền giữa một cặp node có thể diễn ra
một cách đồng thời.Trong thực tế chỉ áp dụng với hệ thống trải phổ nhảy tần.
14
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

Trải phổ trực tiếp sẽ gặp phải hiệu ứng gần xa, xảy ra khi một máy phát thứ 2 về mặt
vật lý thì gần hơn với máy thu hơn nút dự định nên tín hiệu nhiễu từ nó có năng lượng lớn
hơn, khiến máy thu mất hoạt động truyền đến từ nút cần dự tính.
2.2.2 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection):
Đa truy xuất cảm nhận sóng mang với thăm dị đụng độ
Trong mạng LAN có dây là phương pháp điều khiển truy xuất môi trường dùng
chung.Trong mạng LAN không dây cũng cho phép 1 node tạm dừng khi có 1 node khác
đang sử dụng mơi trường radio hay hồng ngoại.
Tuy nhiên không thể truyền và nhận một cách đồng thời, do đó một chức năng phát
hiện đụng độ ở mới được đưa vào cho mạng LAN khơng dây.
Cơ chế là khi 1 node đã có frame để truyền trước hết phát ra 1 dãy nhị phân tuần tự
ngẫu nhiên vào đầu frame sau đó cảm nhận môi trường và truyền tuần tự dãy này. Bit 1 :

truyền tín hiệu trong khoảng time ngắn. Bit 0 thì chuyển sang chế độ thu.
Nếu node phát hiện hoạt động truyền tín hiệu trong thời gian đang ở chế độ thu thì
ngưng tranh chấp kênh và đợi đến khi node khác đang truyền đó đã truyền xong.
2.2.3 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance).
Đa truy xuất cảm nhận sóng mang với tránh đụng độ
Thay vì khởi động truyền ngay frame khi mơi trường n tĩnh thì node sẽ đợi thêm
một khoảng thời gian ngắn ngẫu nhiên nữa, và sau khoảng thời gian này mơi trường n
tĩnh thì sẽ bắt đầu truyền.
Do đó nếu có các node khác cũng đang đợi thì node có khoảng thời gian ngắn nhất sẽ
đạt được quyền truy nhập trước tiên còn các node còn lại tạm dừng.
Hiệu quả phụ thuộc số bit trong dãy nhị phân tuần tự ngẫu nhiên hay lượng thời gian
chờ.
Cho dù CSMA/CA hay CSMA/CD đảm bảo việc node đạt được truy nhập vào môi
trường nhưng chưa chắc rằng máy đang được hướng đến đang liên lạc với nút nguồn.
2.2.4 TDMA (Time Division Multiple Access ).
Đa truy xuất phân chia thời gian
Mỗi máy phát (node) có 1 khe thời gian ( slot time ) nhất định, một khi khe thời gian
15
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

đến, truyền với tất cả băng thông trong khoảng thời gian của khe này. Thông thường khoảng
thời gian của mỗi khe rất ngắn và được chọn sao cho xác suất xảy ra lỗi là rất thấp. Khoảng
thời gian của frame được xác định bởi khoảng thời gian của mỗi khe và số khe được hỗ trợ.
Thông thường TDMA được sử dụng khi có 1 trạm đảm trách tất cả các hoạt động
truyền xảy ra. Mỗi đầu cuối di động trong vùng phủ của trạm cơ bản sẽ được phân phối 1
khe thời gian riêng (báo hiệu) nhằm thiết bị có thể gửi yêu cầu cấp khe thời gian vào trạm

bất cứ khi nào có số liệu muốn truyền. Ngồi ra có 1 băng bảo đảm ( guard band ) và 1 tuàn
tự đồng bộ (sync sequence ) tại đầu mỗi khe thời gian đảm bảo cho phép các khoảng thời
gian trễ lan truyền khác nhau giữa các đầu cuối di động phân tán và các trạm.
2.2.5 FDMA ( Frequency Division Multiple Access ).
Đa truy xuất phân chia tần số
Được dùng chủ yếu trong các hệ thống radio và cơ chế như TDMA, cần 1 trạm cơ
bản để điều khiển hoạt động.
Khi dùng FDMA thì tổng băng thông được phân phối sẽ được chia thành một số các
băng tần con hay kênh. Một khi đã được gắn kênh với tần số đặc biệt được dùng trong toàn
bộ thời gian của hoạt động truyền frame. Thông thường các kênh tần số được gán theo yêu
cầu bằng cách dùng kênh báo hiệu riêng.
Hệ thống TDMA được dùng rộng rãi vì trạm cơ bản của FDMA phức tạp hơn. Ngồi
ra cịn có các lược đồ phối hợp giữa TDMA và FDMA đê có được nhiều kênh và mỗi kênh
lại được dùng với TDMA.

3. Kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến.
3.1

Giới thiệu chung:

3.1.1 Khái niệm:
Truyền dẫn vơ tuyến số là hình thức truyền dẫn vô tuyến sử dụng môi trường truyền
dẫn là khơng gian, phương tiện truyền dẫn là sóng điện từ để truyền tải thông tin số giữa các
điểm khác nhau trong mạng viễn thơng.
3.1.2 Vai trị:
Trong mạng viễn thơng sử dụng vô tuyến và hữu tuyến, truyền dẫn vô tuyến số đóng vai
trị kết nối th bao với mạng nằm trong mạng ngoại vi và kết nối các tổng đài trong phần
16
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.



Kỹ thuật truyền dữ liệu.

mạng lõi.
3.1.3 Đặc điểm:

3.1.3.1

Ưu điểm:

Tính di động: Kết nối không dây cho phép các thiết bị đầu cuối vơ tuyến có tính linh
hoạt cao, đảm bảo cung cấp thông tin mọi lúc mọi nơi.
Linh hoạt: Triển khai tuyến truyền dẫn nhanh, dễ dàng với chất lượng đảm bảo. Chi
phí lắt đặt thấp.

3.1.3.2

Nhược điểm:

Chịu ảnh hưởng của mơi trường truyền dẫn hở vì:
-

Suy hao truyền sóng trong môi trường lớn.

-

Chất lượng truyền dẫn không ổn định, phụ thuộc vào thời tiết và địa hình.

-


Dễ bị thu trộm và sử dụng trái phép đường truyền thông tin.

-

Băng tần khai thác hạn chế: UHF – EHF ( 300MHz – 300GHz) khiến dung

lượng truyền dẫn thấp.
-

Ảnh hưởng thường xuyên bởi các nguồn nhiệt bên ngồi như:
o Tự nhiên: Tình trạng phóng điện khí quyển, phát xạ sóng điện từ trong
vũ trụ….
o Nhân tạo: Nhiễu công nghiệp từ cacs tia lữa điện của động cơ, các thiết
bị vơ tuyến khác.

17
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

3.1.4 Mơ hình mạng truyền dẫn vơ tuyến.

3.1.4.1
Đầu vào số

KĐ GD

Mơ hình tuyến truyền:
Khối xử lý

băng gốc phát

ĐC và
BĐNT

KĐCS

GDMT
TD

GDMT
TD

SM

KTD

Tổn hao
vô tuyến

Tạp âm

Tổn hao
vô tuyến

SM

Đầu ra số

KĐ GD


Khối xử lý
băng gốc thu

BĐHT, KĐTT
và GĐC

GDMT
TD

KĐTÂN

Nhiễu
Tạp âm

Phát đáp
vệ tinh

MÁY PHÁT
MÁY THU

Kênh vệ tinh
KTD

Kênh mặt đất
Nhiễu

Đường lên

GDMT

TD

KTD

Nhiễu

Tổn hao
vô tuyến

Tạp âm

Đường xuống

Ký hiệu:
KĐGD: Khuyếch đại+giao diện
ĐC và BĐNT: Điều chế và biến đổi nâng tần
SM: Sóng mang
BĐHT, KĐTT, GĐC: Biến đổi hạ tần, khuyếch đại trung tần và giải điều chế
KĐCS: Khuyếch đại công suất
KTD: Kênh truyền dẫn
KĐTÂN: Khuyếch đại tạp âm nhỏ
GDMTTD: Giao diện môi trường truyền dẫn

-

Bộ thu/phát: Hoạt động liên tục duy trì giao thơng liên tục trong tuyến truyền.

-

Khi thu: Tín hiệu vơ tuyến phải được khuyếch đại để trách suy hao tín hiệu khi giao

thơng, đồng thời được điều chế hay loại bỏ tạp âm, âm nhiễu và nâng tần số.

-

Chuyển: Kết quả “khi thu” đã được xử lý sẽ được chuyển đến trạm vệ tinh theo 1
kênh truyền riêng, ở đây cũng bị ảnh hưởng bởi môi trường truyền làm nhiễu và
mang tạp âm.

-

Khi phát: Nhận tín hiệu truyền xuống từ vệ tinh và khuyếch đại tạp âm nhỏ để dễ
dàng loại bỏ và phục hồi băng gốc khi thu và chuyển đến thiết bị nhận.

18
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


K thut truyn d liu.

RSC
TE

Thông tin di động/
điện thoạ i không dây

H

BS
Ghép kê nh


{

LS

Ghép kê nh

BS

TS

Ghép kê nh

Ghép kê nh

Mụ hỡnh ng dng:

H

Thông tin di động/
điện thoạ i không dây

3.1.4.2

LS

Mạ ng liê n tổng đài

TE

Mạ ng nội

hạ t

TE

Mạ ng nội
hạ t

RSC

TE

Ký hiệu:
LS: Tổng đài nội hạ t,TS: Tổng đài quá giang
BS: Trạ m vô tuyến gốc, H: Má y cầm tay
RSC: Bộ tập trung thuê bao xa, TE: Thiết bịđầu cuèi
Bộ tập trung thuê bao xa được phân bố rãi rác khắp nơi tạo nên vùng phủ sóng vơ tuyến. Có
nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu truyền của các thiết bị đầu cuối, thiết bị cầm tay và chuyển các tín hiệu
này đến tổng đài nội hạt ( LS: Local Switchboard). Tại các tổng đài nội hạt , tập hợp các tín hiệu thu
được sẽ được mã hóa và ghép kênh. Sau khi ghép kênh, tín hiệu sẽ được chuyển tiếp đến tổng đài
quá giang ( Transit Switchboard). Tại đây, cũng như tổng đài nội hạt, tín hiệu được mã hóa và ghép
kênh đồng thời được ghi lại thơng tin quản lý giao dịch để tính cước, phân tập tuyến đích của tín hiệu
gửi. Dữ liệu tín hiệu nhận được chuyển tiếp đến tổng đài nội hạt nơi thiết bị thiết bị đầu cuối nhận
tín hiệu gửi tương ứng.

3.2

Dạng tín hiệu sử dụng.

3.2.1 Tín hiệu tương tự.
Khái niệm: Tín hiệu tương tự ( Analog) là tín hiệu có giá trị thay đổi liên tục theo thời

gian, có dạng sóng hình Sin, là một miền liên tục, mang nhiều giá trị như biên độ tín hiệu, tần
số… Tín hiệu tương tự sư sự kết nối thông thường thu phát bằng cái thiết bị đơn giản. Trong
mạng truyền dẫn vơ tuyến, tín hiệu tương tự thường được thu phát tại các thiết bị đầu cuối,
19
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

đơn giản vì đây là tín hiệu gần gủi với con người nhất.
3.2.2 Tín hiệu số.
Khái niệm: tín hiệu số là dạng tín hiệu được mã hóa ở dạng nhị phân, tức là 0 và 1, được
chuyển đổi từ tín hiệu tương tự qua bộ chuyển đổi DAC ( Digital Analog Convert) để phát tín hiệu
đến các trạm thu/phát.

3.2.3 Tín hiệu rời rạc.
Khái niệm: Tín hiệu rời rạc ( về mặt thời gian) là dạng tín hiệu chỉ xác định trên một tập rời
rạc của thời gian ( tập những thời điểm của rời rạc), tín hiệu rời rạc mang các giá trị thực về biên độ
và tần số trong khoảng thời gian nào đó.

Hình 3.2.3a: Tín hiệu liên tục theo biên độ và rời rạc theo thời gian.

20
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

Hình 3.2.3b: Tín hiệu rời rạc theo biên độ và liên tục theo thời gian.


Hình 3.2.3c: Tín hiệu rời rạc theo biên độ và rời rạc theo thời gian.
21
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

3.3

Điều chế và giải điều chế tín hiệu.

3.3.1 Điều chế tín hiệu.
Khái niệm: Điều chế là q trình gửi thơng tin vào các tham số của sóng mang vơ
tuyến với độ rộng băng tần cần thiết để truyền trên kênh vơ tuyến.
3.3.1.1
Điều chế khóa dịch biên ASK( Amplitude Shift Keying).
Ta xét tín hiệu cao tần:
e(t)=AcCos(ωct + θ) ( Cơng thức 3.3.1.1a)
Tín hiệu điều biên có được bằng cách dùng tín hiệu g(t) làm biến đổi biên độ của e(t).
Biểu thức tín hiệu điều biên là :
eAM(t)=[(Ac + g(t)]Cos(ωct). ( Cơng thức 3.3.1.1b)
Dễ dàng xét các tính chất của tín hiệu điều biên nếu ta biết tín hiệu g(t).
Xét g(t) là tín hiệu hạ tần :
g(t)=EmCos(ωmt). ( Cơng thức 3.3.1.1c)
Thay vào cơng thức 3.3.1.1b ta có :
eAM(t) = [Ac +EmCos(ωmt)]Cos(ωct) = Ac[ 1 + (Em/Ac)Cos(ωmt)]Cos(ωct)
= Ac[ 1 + maCos(ωmt)] Cos(ωct). ( Công thức 3.3.1.1d)
Với ma=Em/Ac gọi là chỉ số biến điệu.

Hình 3.3.1.1a : Dạng sóng và phổ tần của tín hiệu AM

Để thấy được phổ tần ta triển khai Công thức 3.3.1.1d :
22
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

eAM(t) = Ac Cos(ωct) + (maAc/2)Cos(ωc + ωm)t + (maAc/2)Cos(ωc - ωm)t ( CT 3.3.2.1e)
Từ công thức triển khai và mơ hình phổ tần của tín hiệu AM ta thấy băng thơng của
tín hiệu đã điều chế bằng 2 lần tần số của tín hiệu và được chia ra lam 2 băng cạnh. Điều chế
biên độ là một q trình tuyến tính nên mỗi tần số của tín hiệu hạ tần tạo ra một băng thơng và
trong trường hợp tín hiệu hạ tần gồm nhiều tần số khác nhau thì băng thơng của tín hiệu biến
điệu là:
BW = 2fm(max) fm (max) là tần số hạ tần cao nhất.
Bit 1 được truyền đi bởi sóng mang có biên độ E1 và bit 0 bởi sóng mang biên độ E2
và được truyền như hình sau:

Hình 3.3.1.1b : Dữ liệu được điều chế trong sóng mang điều chế AM.

3.3.1.2

Điều chế FSK (Frequency Shift Keying).

Khái niệm: FSK (Frequency Shift Keying) gọi là điều chế số theo tần số tín hiệu, Tín
hiệu FSK có dạng sóng giao động với tần số khác nhau, mỗi bit được đặc trưng bởi tần số
khác nhau này của tín hiệu.
Cơng thức sóng mang chưa điều chế là:
e(t) = AcCos(ωct + θ) = AcCosΦ(t). ( Công thức 3.3.1.2a)
Tần số ω(t) là giá trị biến đổi theo thời gian của Φ(t), nghĩa là:
ω(t) = dΦ (t) /dt ( Cơng thức 3.3.1.2b)

Vậy tần số của tín hiệu chưa điều chế là:
ω(t) = d(ωct + θ)/dt = ωc ( Công thức 3.3.1.2c)
Giả sử tín hiệu điều chế là g(t), theo định nghĩa của phép điếu chế tần số, tần số tức
thời của sóng mang là:
ω(t) = ωc[1 + g(t) ] ( Cơng thức 3.3.1.2d)
23
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


Kỹ thuật truyền dữ liệu.

Từ 2 công thức 3.3.1.2b và 3.3.1.2d ta có pha của tín hiệu điều chế là :
Φ(t) = ∫ωc[1 + g(t).dt= ωct +∫ g(t).dt ( Công thức 3.3.1.2e)
Thay vào cơng thức 3.3.1.2a sóng mang:
eFM(t) = AcCos[ωct + ωc∫g(t)dt] ( Cơng thức 3.3.1.2f)
xét trường hợp tín hiệu g(t) có dạng hình sin và được lấy tích phân trước khi được
điều chế.
g(t)= ∆ωCos(ωm(t))/ ωc


Φ(t) = ωct + ωc∫(∆ω.Cos(ωm(t).dt)/ ωc)= ωct + mf sinωmt

Với mf=∆ω/ ωc được gọi là chỉ số điều chế.
Vậy tín hiệu điều chế : eFM (t) = AcCos[ωct + mfSin(ωmt)]
Phổ tần của sóng mang phụ thuộc vào năng lượng phát sóng và tín hiệu bị suy giảm rất nhanh
nên người ta xem băng thông trong FM xấp xĩ bằng :
BW=2(mf .ωm + ωm) = 2( ∆ω + ωm) rad/s
Trong FSK bit 1 được truyền đi bởi tần số fm và bit 0 bởi tần số fs ví dụ, trong hệ thống truyền
sử dụng tiêu chuẩn của hảng Bell bit 1 được truyền bởi tần số 1070 Hz (fm) và bit 0 bởi tần số
1270 Hz (fs).


Hình 3.3.1.2a : Dữ liệu được điều chế trong sóng mang điều chế FM
Ví dụ điều chế FSK :
Dữ liệu truyền ở dạng nhị phân sinh ra trong các thiết bị dưới dạng tín hiệu điện mang giá trị
1011001=89.
Qua bộ chuyển đơit tín hiệu số sang sóng vơ tuyến để truyền đi trong mạng vơ tuyến và được
điều chế FM như sau :

24
Nhóm 8 – Kỹ thuật truyền dữ liệu trong mạng vô tuyến.


×