Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu – Chương 1: Khái quát về hệ thống thông tin

Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu – Chương 1: Khái quát về hệ thống thông tin giúp các bạn sinh viên nắm được hệ thống thông tin; các tác vụ truyền thông; phân loại theo cấu hình mạng; các thành phần của nghi thức; kiến trúc nghi thức; ứng dụng truyền số liệu; dữ liệu, tín hiệu và truyền dẫn; sự sai khác tín hiệu...

Dài Tiruyen 86 liệu

N.T.Q.Hoa hoantq@hnue.edu.vn

2 ”

1.T6n hoc phan: Truyén sé liéu

2.S6 don vi hoc trinh:

3.Mục tiêu học phân:

Học phân cung cap các kiên thức cơ sở về kỹ thuật truyền dữ liệu,cơ sở cho mạng truyền tin nói chung và mạng máy tính nói riêng

4.Mô tả vắn tắt nội dung học phân:

Hoc phan Truyén dữ liệu: cung cập nguyên lý truyền

tín hiệu,truyên dữ liệu,công nghệ mạng

5.Nhiém vu cua sinh viên:

Dự lớp theo quy chê

CHUONG 1

KHAI QUAT VE HE THONG

THONG TIN

Hệ thông thông tin

¢ Phan loại :

— Theo cơ sở năng lượng mang tin

— Theo biểu hiện bên ngoài

— Theo đặc diém của tín hiệu đưa vào kênh

truyền

` Sơ đỗ khối chức năng của một hệ

- thông thông tin tống quát

me » Cac tac vu truyén thong

Su dung hé thong truyén

Ghép nối Phát sinh tín hiệu Đông bộ hóa

Quản lý trao đối

Phát hiện và sửa lỗi

Điều khiến luông Đánh địa chỉ và định tuyến Phục hồi

Định dạng thông điệp

Bảo mật Quản trị mạng

Df Phan loai theo cau hinh mang

tt

Dang sao (Star):

¢ Tat ca các trạm nôi vê một trung tâm chuyển mạch chung

go1 la HUB Trong trường hợp cáp hỏng thì chỉ riêng mot

trạm không hoạt động

°- Nhược điểm: Nếu trung tâm chuyền mạch hỏng thì toàn bộ

mạng hỏng

Dang vong (Ring):

Các tram nôi với nhau

thành một vòng tròn khép kin Thong tin truyén

trong mạng đi theo một

hướng đi qua tât cả các thiệt bi

Đâu phát của trạm này sẽ

là đâu thu của trạm tiếp

theo

Trong trường hợp cáp đứt

hoặc một thiệt bị hỏng,

toàn bộ mạng sẽ ngừng làm việc

© Neghi thirc: Cac quy dinh cach thức để hai máy

tính có thể truyền dữ liệu cho nhau gọi là nghi

thức(g1ao thức)

` Nghi thức(t0

°- ghi thực: là các quy định để giao tiếp giữa các thực thể

(entity) trong mot hé thong

Thực thể: có khả năng gửi và nhận thông tin

.Chương trình ứng dụng Hệ thông quản lý cơ sở đữ liệu

.Thiết bị đâu cuỗi (terminal)

Hệ thông: tập các đôi tượng chứa một hoặc nhiêu thực thể

.Máy tính

.Thiết bị dau cudi

.Cảm biến

sŠ¬

Kiên trúc nghi thức

Chia một tác vụ lớn thành nhiều tác vụ nhỏ

Các tác vụ được thực hiện riêng lẻ

Cách chia thành các tác vụ nhỏ,val trò của chung,cach kêt nôi g1Iữa các tác vụ gọi là kiên trúc

nghi thức

thire TCP/IP (tt)

¢ Lop vat ly (physical): giao tiếp vật

lý giữa các thiết bị truyền,môi

°_ Lớp TCP: đảm bào dữ liệu truyền

tin øiữa hai máy tính

huấn (standard)

¢ Can thiét dé giao tiếp giữa các thiết bị khác nhau,

của các nhà sản xuât khác nhau

.Hạn chê sự phát triển công nghệ

.Có thể có nhiêu chuẩn cho cùng một công nghệ

Bộ môn kỹ thuật máy tính- Trường

` Ứng dụng truyền số liệu

° Ưng dụng dữ liệu

¢ Ung dung 4m thanh

© Ung dụng hình ảnh Ứng dụng thời gian thực

a _M Giới thiệu vê mạng thông tin

Mạng thông tin là sự kết nôi _ø1ữa các máy tính với nhau nhăm mục đích trao đôi dữ liệu Các dữ liệu trao đối là tất cả những øì người sử dụng yêu câu

như:

e Thoai (voice)

e Hinh anh (video)

e Van ban (text)

Dé liéu,tin hiéu va truyén dan

ae Những khái niệm cơ bản về tín hiệu

Tìm tức, dí hiệu và tín liệu

°- Dữ liệu: bao gôm các sự kiện, khái niệm hay các chỉ thị được diễn tả dưới một hình thức thích hợp cho việc truyền thông tin thông dịch hay xử lý bởi con người hay máy móc

¢ Tin tuc: ý nghĩa mà con người quy cho dữ liệu theo các quy ước cụ thê Tin tức có thê biểu thị bởi tiếng nói, hình

ảnh các văn bản, tập hợp các con sô, các ký hiệu thông qua

no con nguoi có thể hiểu nhau Trong hệ thông truyền thông thường người ta không phân biệt dữ liệu và tình tức

¢ Tin hiéu: 1a tin tức, dữ liệu đã được chuyên đổi xử lý (bởi các bộ phận mã hóa hoặc chuyền đồi) cho phù hợp với môi trường truyên thông

F ` Tin hiệu tương tự

s Tín hiệu có mức biên độ thay đối liên tục theo thời gian

°- Đặc trưng bởi hai thông số

°« + Biên độ của tín hiệu

¢ + D6 rong bang tan

¢ VD: Tin hiéu tiéng nói có băng tân khoang 20+ 20000Hz Tin hiệu thoại sau khi đã loại bỏ tân sô thap va cao chi con 300+400

Hz Đối với truyền hình tín hiệu video hệ PAL x 6.5 MHz

Tin hiệu tương tự (f0

» Truyền dẫn tương tự

s Không quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyền

= Suy giảm khi truyền xa

“ Dùng bộ khuếch đại (amplifier) để truyền dữ liệu đi xa

= Khuéch dai ca tín hiệu lẫn nhiễu

` Tín hiệu số

Tín hiệu có mức biên độ biến đôi rời rạc

theo thời øIan Thông sô đặc trưng + Số mức tín hiệu truyên đi + Tốc độ bít (baud) chỉ ra số lượng thông tin mà tín hiệu mang.

Tín hiệu số (tt)

„ Truyền dẫn số

= Quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyên

= Nhiéu và sự suy giảm tín hiệu sẽ ảnh hưởng đến

sự tích hợp

“ Dùng bộ lặp (repeater) để truyền dữ liệu di xa

„ Không khuếch đại nhiễu

SU Sali khác tín hiệu

¢ Tin hiéu nhan được khác với tín hiệu truyên

— Truyén dan sé : lỗi trên bit

— Truyén dẫn tương tự : Suy giảm chất lượng tín hiệu

° Nguyên nhân :

— Su suy giam tin hiéu (attenuation)

— Méo tré lan truyén (delay distortion)

— Nhiéu (noise)

Các tham sô ảnh hưởng đên việc truyên

tin hiéu so trong mang thong tin

a/ Nhiéu:

s° Là các tín hiệu ngoài ý muốn xuất hiện trong hệ thông hoặc trên đường, truyền Dưới ảnh hưởng của nhiễu, tín hiệu có thê bị biến dạng hoặc lỗi

°- Các loại nhiễu:

e + Nhiéu xuyén 4m (crosstalk)

e + Nhiéu xung (impulse noise)

e + Nhiéu nhiét (thermal noise)

¢ + Nhiéu diéu ché (intermodulation noise)

Nhiéu

- a ¢ Nhiéu xuyén kénh :

— Tin higu tu duong truyén này ảnh hưởng sang đường truyên khác

— Thường cùng độ lớn (hoặc nhỏ hơn nhiều nhiệt)

° Nhiễu điêu chê :

— Xây ra khi nhiêu tân số khác nhau dùng chung môi trường truyên

— Sinh ra tín hiệu tân sô là tổng hoặc hiệu, hoặc

tích tân sô của các tín hiệu ban dau

— Do tinh phi tuyên của môi trudng truyén va thiét bi thu phat

tt

b/ Cường độ tíH hiệu:

° Cường độ tín hiệu thường được biểu diễn bởi công

suat hoac dién ap trén tông trở tải của nó

œ lý số cường độ hai tín hiệu

° Dùng để mô tả độ lợi hoặc độ suy giảm của hệ thông

d/ Bang thong

° Bang thong của tín hiệu là dải tân sô trong đó chứa hâu hết công suất của tín hiệu B=fmax-fmin

e/ Ty số tin hiéu SNR (Signal to Noise Ratio)

e Ty sô công suất tín hiệu có ích trên công suất tín

hiệu nhiêu thường tính băng (dB)

¢ Vd: Tin hiéu c6 cong suat 14 2dBm

¢ Muc nhiéu 1a -22dBm

e SNR=2dBm-(-22dBm)=24dBm

g/ Ty 1é 16i bit (BER-Bit Error Ratio)

°- Ví dụ: Với điện thoại BER <10-e3 Tuy nhiên đối VỚI thông tin truyền sô liệu BER < 10- e5

° BER=tông số bít lỗi/tông sô bít truyền

h/ Cac loai tré Tré méo: Do tin higu y- x

thành phân tân sô khác nhau nên khi truyền đi

chúng cũng trễ khác

nhau, khi đên bên thu

gay ra su glao thoa của »sz

tần sô

the wave can be sampled

tt

© Trễ mã hóa dữ liệu (tré ma héa nguén): Loai tré nay

thường có khi tín hiệu được biên đôi từ dạng nay sang dạng khác ví dụ từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu sô hoặc

ngược lại

»°- Trế đóng gói: Phụ thuộc vào loại thong tin duoc dong gói

để truyền di 1a dòng thoại hay số liệu và thứ hai là tôc độ

Trạm A có 10 gói tin truyền cho B Trạm B có 12 gói tin truyên cho A

Một gói có dung lượng là 300 Byte, biết

Vphat=33600b/s ((tôc độ phát dữ liệu của máy tính)

Trễ xử lý khi thu phát 1 gói là: TxlE2ms

Tính tổng thời gian truyện dé A, B trao đôi xong

dữ liệu

Sơ đồ trao đối thông tin của A-B

Các phương thức liên lạc

¢ Đơn công:

— Nghĩa là dữ liệu chỉ truyền đi theo một hướng Ví dụ :

Sử dụng trong phát thanh, truyền hình

¢ Ban song công :

— Dữ liệu có thể truyên đi theo hai hướng nhưng tại một thời điểm nó chỉ được truyền đi theo một hướng Ví dụ:

A *"B

Các hình thức truyền

¢ Song song (Parallel)

— Truyén nhiều bit một lúc

— Mãi bit dùng một đường truyên riêng

— Một kênh truyện riêng dùng để thông báo cho bên nhận biệt khi nào có dữ liệu (clock signal)

—~ C6 thé có thêm kênh truyền bên nhận sắn sàng nhận dữ liệu mới

— Thuong chi dé truyền đữ liệu khoảng cách ngăn

`

Truyền BĐB

° _ Thời gian giữa các khôi dữ liệu không an định

¢ Thuong duoc truyén theo ky tu (5-8 bit)

© Chi can eit đông bộ cho một ký tự

°- Tái đông bộ cho mỗi ký tự mới

Idle state odd or even Remain idle or

of line parity or unused next start bit

\ 5 (0 § data bits | | to 2 bit times \

() ——¬—-¬— —-¬_-—-¬ -¬| -¬_ -t

lan TL E E E E1 op pe Stop

| bt | ot oF oF Fb bo 4 bit 1 clement

Character format

` Truyền ĐB

= Truyen khong can start/stop

= Cac bit truyén liên tục không có thời gian

nghi

= Phai có tín hiệu đông bộ

“ Lùng một đường tín hiệu đông bộ riêng biệt

» Tín hiệu đồng bộ dễ bị suy giảm trên đường truyền

s Chỉ thích hợp khi truyền khoảng cách ngắn

= Clock encoding and extraction (Timestamp)

» Tích hợp thông tin đồng bộ (clock) vào trong dữ liệu truyên

oo = Đầu nhận sẽ tách thông tin đồng bộ dựa vào dữ liệu

= Manchester, differential Manchester

Hướng Các ký Bát đâu Noidungthongtincua Ket Các

truyền tựđông khung khung thúc ký tự

EF | bo

_ Bai tap

© Vi du: Tinh s6 luong thong tin can truyén 100.000

byte theo phuong phap truyén déng b6 va di bo

DATA=200byte, SF=2byte, EF=2byte

Có 1 Message có kích thước 1Mb cân truyén tr A dén B qua 5 hops (cong chặng).Liên kết các hops có

độ dài như nhau và bằng 25 km TỐc độ phát dữ liệu

là 100kb/s

Tính thời gian đề Message nhận được hết ở B Nếu thiết bị nôi trung gian la Repeater

Nếu thiết bị nôi trung gian là Router

Nếu thiết bị nỗi trung gian la Repeater va gói dữ liệu ban đâu được chia làm 10 gói

Nếu thiết bị nỗi trung gian là Router và gói dữ liệu ban đâu được chia làm 10 gói

Giả sử mỗi gói được đóng gói với thông tin diéu khiển là 50

bit lính lại câu d