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...

hoantq@hnue.edu.vn

1.Tên học phần: Truyền số liệu

2.Số đơn vị học trình:

3.Mục tiêu học phần:

Học phần cung cấp các kiến thức cơ sở về kỹ thuậttruyền dữ liệu,cơ sở cho mạng truyền tin nói chung vàmạng máy tính nói riêng

4.Mô tả vắn tắt nội dung học phần:

Học phần Truyền dữ liệu: cung cấp nguyên lý truyềntín hiệu,truyền dữ liệu,công nghệ mạng

5.Nhiệm vụ của sinh viên:

Dự lớp theo quy chế

[5] Nguyễn Hồng Sơn.Kỹ thuật truyền dữ liệu.NXB Lao Động-Xã Hội,HN 2002

CHƯƠNG 1

KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG

THÔNG TIN

Hệ thống thông tin

• Phân loại :

– Theo cơ sở năng lượng mang tin

– Theo biểu hiện bên ngoài

– Theo đặc điểm của tín hiệu đưa vào kênh truyền

Sơ đồ khối chức năng của một hệ thống thông tin tổng quát

Các tác vụ truyền thông

• Sử dụng hệ thống truyền

• Ghép nối

• Phát sinh tín hiệu

• Đồng bộ hóa

• Quản lý trao đổi

• Phát hiện và sửa lỗi

• Điều khiển luồng

• Đánh địa chỉ và định tuyến

Phân loại theo cấu hình mạng

Dạng sao (Star):

• Tất cả các trạm nối về một trung tâm chuyển mạch chunggọi là HUB Trong trường hợp cáp hỏng thì chỉ riêng mộttrạm không hoạt động

• Nhược điểm: Nếu trung tâm chuyển mạch hỏng thì toàn bộmạng hỏng

Dạng vòng (Ring):

• Các trạm nối với nhauthành một vòng tròn khépkín Thông tin truyềntrong mạng đi theo mộthướng đi qua tất cả cácthiết bị

• Đầu phát của trạm này sẽ

là đầu thu của trạm tiếptheo

• Trong trường hợp cáp đứthoặc một thiết bị hỏng,toàn bộ mạng sẽ ngừnglàm việc

Nghi thức (protocol)

• Vấn đề: Hai máy tính khác nhau muốn truyền dữ

liệu.Làm thế nào đề hai máy tính có thể truyền dữ liệu

• Nghi thức: Các quy định cách thức để hai máy

tính có thể truyền dữ liệu cho nhau gọi là nghi thức(giao thức)

Bộ môn kỹ thuật máy tính-Trường

.Thông tin điều khiển

• Thời gian (timing)

.Đồng bộ

.Trình tự

Hệ thống: tập các đối tượng chứa một hoặc nhiều thực thể

.Máy tính.Thiết bị đầu cuối.Cảm biến…

Kiến 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,vai trò của chúng,cách kết nối giữa các tác vụ gọi là kiến trúc nghi thức

Bộ môn kỹ thuật máy tính-Trường

• Lớp TCP: đảm bào dữ liệu truyền

tin giữa hai máy tính

• Lớp ứng dụng: các ứng dụng

Bộ môn kỹ thuật máy tính-Trường

ĐHSPHN 16

Tiêu chuẩn (standard)

• Cần thiết để giao tiếp giữa các thiết bị khác nhau, của các nhà sản xuất khác nhau

Giới thiệu về mạng thông tin

Mạng thông tin là sự kết nối giữa các máy tính với nhau nhằm mục đích trao đổi dữ liệu Các dữ liệu trao đổi là tất cả những gì người sử dụng yêu cầu như:

• Thoại (voice)

• Hình ảnh (video)

• Văn bản (text)

Dữ liệu,tín hiệu và truyền dẫn

Những khái niệm cơ bản về tín hiệu

Tin tức, dữ liệu và tín hiệu

• Dữ liệu: bao gồm các sự kiện, khái niệm hay các chỉ thịđược diễn tả dưới một hình thức thích hợp cho viêc truyềnthông tin thông dịch hay xử lý bởi con người hay máy móc

• Tin tức: ý nghĩa mà con người quy cho dữ liệu theo cácquy ước cụ thể Tin tức có thể biểu thị bởi tiếng nói, hìnhảnh các văn bản, tập hợp các con số, các ký hiệu thông qua

nó con người có thể hiểu nhau Trong hệ thống truyềnthông thường người ta không phân biệt dữ liệu và tinh tức

• Tín hiệu: là tin tức, dữ liệu đã được chuyển đổi xử lý (bởicác bộ phận mã hóa hoặc chuyển đổi) cho phù hợp với môitrường truyền thông

Tín hiệu tương tự

• Tín hiệu có mức biên độ thay đổi liên tục theo thời gian.

• Đặc trưng bởi hai thông số

• + Biên độ của tín hiệu

Tín hiệu tương tự (tt)

Tín hiệu số

• Tín hiệu có mức biên độ biến đổi rời rạc theo thời gian

• Thông số đặc trưng

• + Số mức tín hiệu truyền đi

• + Tốc độ bit (baud) chỉ ra số lượng thông tin mà tín hiệu mang

Tín hiệu số (tt)

+4V=11-2V=01-4V=10

Sự sai khác tín hiệu

• Tín hiệu nhận được khác với tín hiệu truyền

• Ảnh hưởng :

– Truyền dẫn số : lỗi trên bit

– Truyền dẫn tương tự : Suy giảm chất lượng tín hiệu

• Nguyên nhân :

– Sự suy giảm tín hiệu (attenuation)

– Méo trễ lan truyền (delay distortion)

– Nhiễu (noise)

Các tham số ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu số trong mạng thông tin

a/ Nhiễu:

• Là các tín hiệu ngoài ý muốn xuất hiện trong hệ thống hoặc trên đường truyền Dưới ảnh hưởng của nhiễu, tín hiệu có thể bị biến dạng hoặc lỗi

• Các loại nhiễu:

• + Nhiễu xuyên âm (crosstalk)

• + Nhiễu xung (impulse noise)

• + Nhiễu nhiệt (thermal noise)

• + Nhiễu điều chế (intermodulation noise)

• Nhiễu xuyên kênh :

– Tín hiệu từ đường truyền này ảnh hưởng sang đường truyền khác

– Thường cùng độ lớn (hoặc nhỏ hơn nhiễu nhiệt)

b/ Cường độ tín hiệu:

• Cường độ tín hiệu thường được biểu diễn bởi công suất hoặc điện áp trên tổng trở tải của nó.

c/ Tỷ số cường độ hai tín hiệu

• Dùng để mô tả độ lợi hoặc độ suy giảm của hệ thống

d/ Băng thông

• Băng thông của tín hiệu là dải tần số trong đó chứa hầu hết công suất của tín hiệu B=fmax-fmin.

e/ Tỷ số tín hiệu SNR (Signal to Noise Ratio)

• Tỷ số công suất tín hiệu có ích trên công suất tín hiệu nhiễu thường tính bằng (dB).

• Vd: Tín hiệu có công suất là 2dBm

• Mức nhiễu là -22dBm

• SNR=2dBm-(-22dBm)=24dBm

g/ Tỷ lệ lỗi bit (BER-Bit Error Ratio)

• Ví dụ: Với điện thoại BER <10-e3 Tuy nhiên đối với thông tin truyền số liệu BER < 10-e5

• BER=tổng số bít lỗi/tổng số bít truyền

• Trễ mã hóa dữ liệu (trễ mã hóa nguồn): Loại trễ này

thường có khi tín hiệu được biến đổi từ dạng này sangdạng khác ví dụ từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số hoặcngược lại

• Trễ đóng gói: Phụ thuộc vào loại thông tin được đóng gói

để truyền đi là dòng thoại hay số liệu và thứ hai là tốc độ

• Trễ truyền dẫn: Đây là loại trễ không thể tránh khỏi trong

truyền thông tin Phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai điểm

và tốc độ truyền lan của tín hiệu ttrễ=khoảng cách /tốc

độ truyền lan

Bài tập

• Trạm A có 10 gói tin truyền cho B

• Trạm B có 12 gói tin truyền cho A

• Một gói có dung lượng là 300 Byte, biết Vphát=33600b/s (tốc độ phát dữ liệu của máy tính).

• Trễ xử lý khi thu phát 1 gói là: Txl=2ms.

• Tính tổng thời gian truyền để A, B trao đổi xong

dữ liệu

Sơ đồ trao đổi 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

Các hình thức truyền

• Song song (Parallel)

– Truyền nhiều bit một lúc

– Mỗi bit dùng một đườngtruyền riêng

– Một kênh truyền riêng dùng đểthông báo cho bên nhận biếtkhi nào có dữ liệu (clocksignal)

– Có thể có thêm kênh truyềnbên nhận sẵn sàng nhận dữliệu mới

– Thường chỉ để truyền dữ liệukhoảng cách ngắn

Truyền BĐB

• Thời gian giữa các khối dữ liệu không ấn định

• Thường được truyền theo ký tự (5-8 bit)

• Chỉ cần giữ đồng bộ cho một ký tự

• Tái đồng bộ cho mỗi ký tự mới

Truyền BĐB (tt)

Truyền ĐB

Cấu trúc đồng bộ khung

Bài tập

• Ví dụ: Tính số lượng thông tin cần truyền 100.000

byte theo phương pháp truyền đồng bộ và dị bộ.

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

Có 1 Message có kích thước 1Mb cần truyền từ A đến B qua 5 hops (cổng 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 để Message nhận được hết ở B

đầu được chia làm 10 gói

được chia làm 10 gói

bit.Tính lại câu d.