Bài giảng Truyền thông dữ liệu - Chương 2: Giao tiếp vật lý

Bài giảng Truyền thông dữ liệu - Chương 2: Giao tiếp vật lý do Nguyễn Hồng Sơn biên soạn nêu lên kỳ vọng đối với hoạt động truyền, bản chất của truyền thông tin, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động truyền, các chuẩn tín hiệu giao tiếp, chuẩn giao tiếp vật lý.

§2 GIAO TIẾP VẬT LÝ

Nguyễn Hồng Sơn

Nội Dung

cộng

Kỳ vọng đối với hoạt động truyền

Kỳ vọng 3R:

Bản chất của truyền thông tin

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt

động truyền

Khái niệm băng thông

Truyền càng nhanh càng khó

SNR (Signal to Noise Ratio)

BER (Bit Error Rate)

CÁC CHUẨN TÍN HIỆU GIAO TIẾP

Qui định tiêu chuẩn về đường tín hiệu điện nối giữa DTE và DCE (Data Connect Equipment) để đảm bảo mức chất lượng tín hiệu nào đó Các chuẩn khác nhau sẽ có mức chất lượng khác nhau.

1=-V 0=+V

+V +V

V=±12vdc hay ±15vdc Giao tieáp ñieän khoâng caân baèng

GND

Dòng 20mA

Phát hiện dòng

Phát hiện dòng

20mA

20mA

101011

101011Maxlength= 1Km

1=+/-V; 0=-/+V

+V +V

RT

RT

-Cáp xoắn đôi -Giao tiếp điện cân bằng (vi phân)

Tín hiệu cáp đồng trục

Chế độ băng cơ bản (dải nền)

50Ω

CÁC CHUẨN GIAO TIẾP VẬT LÝ

Chuẩn giao tiếp vật lý thực hiện chức năng kết nối DTE vào mạng là một trong các chức năng của lớp vật lý Chính phần cứng thực hiện một giao tiếp vật lý hay một procedure

Một chuẩn giao tiếp vật lý thơng thường bao gồm:

Đặc tả đầu cắm, cáp nối như kích thước, hình dáng, loại cáp

Mơ tả các loại đường tín hiệu giao tiếp, gồm:

-Đường tín hiệu Data-Đường tín hiệu đồng hồ (clock)-Đường tín hiệu điều khiển

Qui tắc bắt tay (handshaking rule)

EIA-232D/V.24

CTS Clear To Send [DCE > DTE]

DCD Data Carrier Detected (âm hiệu từ modem) [DCE > DTE] DSR Data Set Ready [DCE > DTE]

DTR Data Terminal Ready [DTE > DCE]

FG Frame Ground

RCk Receiver (external) Clock input

RI Ring Indicator (modem báo có tín hiệu chuông )

RTS Request To Send [DTE > DCE]

TxD Transmitted Data [DTE > DCE]

RxD Received Data [DCE > DTE]

SG Signal Ground

SCTS Secondary Clear To Send [DCE > DTE]

SDCD Secondary Data Carrier Detected (âm hiệu từ modem)

[DCE > DTE]

SRTS Secondary Request To Send [DTE > DCE]

SRxD Secondary Received Data [DCE > DTE]

STxD Secondary Transmitted Data [DTE > DTE]

DTR on DSR on

DTR on DSR on

CD on

RxD on

CD off RTS on CTS on TxD on RTS off

DTR off DSR off DTR on DSR on

RI on RTS on

CTS on TxD on RTS off CTS off

Sóng mang off Sóng mang off

Mạng điện thoại

EIA 232/V.24 EIA 232/V.24

Máy

Line điện thoại

Gửi lệnh quay số

Time

Modem roãng (null modem)

Dùng hai chuẩn tín hiệu: V.28 và EIA-422/V.11Xem tài liệu

Giao tiếp X.21

Xem tài liệu

Giao tiếp ISDN

Xem tài liệu

Kỹ thuật truyền số liệu qua mạch tải

công cộng: mạch tải analog

Để vận chuyển bit số liệu qua tín hiệu Analog (mạch tải analog) phải dùng đến kỹ thuật điều chế

Kỹ thuật điều chế thực hiện một ánh xạ từ bit số liệu sang trạng thái của tín hiệu analog Ánh xạ là 1-1

Sự hiểu biết trạng thái hay ánh xạ ngược sẽ là hoạt động giải điều chế ở máy thu

Số bit biểu diễn một trạng thái tín hiệu được xác định qua quan hệ:

m = log2M

Phương pháp điều chế ASK

Phương pháp điều chế ASK

t0

Vc2(t)

Baêng thoâng ASK

fc-5f0 fc-4f0 fc-3f0 fc-2f0 fc-f0 fc fc+f0 fc+2f0 fc+3f0 fc+4f0 fc+5f0 f

2f0

Vc2(t)

Baêng thoâng FSK

fc1-5f0 fc1-4f0 fc1-3f0 fc1-2f0 fc1-f0 fc1 fc1+f0 fc1+2f0 fc1+3f0 fc1+4f0 fc+5f0

fc2-5f0 fc2-4f0 fc2-3f0 fc2-2f0 fc2-f0 fc2 fc2+f0 fc2+2f0 fc2+3f0 fc2+4f0 fc2+5f0

f1-f2 + 2f0

Phân phối tần số

Giải điều chế Mức 0 =2025 Mức 1 =2225

Giải điều chế Mức 0 =1070 Mức 1 =1270

Điều chế Mức 0 =2025 Mức 1 =2225

Modem Modem

Điều chế Mức 0=1180 Mức 1 =980

Giải điều chế Mức 0 =1850 Mức 1 =1650

Giải điều chế Mức 0 =1180 Mức 1 =980

Điều chế Mức 0 =1850 Mức 1 =1650

Modem Modem

f

Biên độ

Baêng thoâng PSK

fc-5f0 fc-4f0 fc-3f0 fc-2f0 fc-f0 fc fc+f0 fc+2f0 fc+3f0 fc+4f0 fc+5f0

2f0

Điều chế đa mức

+270 0 =11

00 01 11 11

t

QAM (Quadrature Amplitude Modualtion)

16-QAM

Kỹ thuật truyền số liệu qua mạch tải

cơng cộng: mạch tải digital

 Các mạch thuê riêng digital có thể dùng để kết nối trực tiếp hai DTE

 Được dùng để tạo mạng số liệu cơ bản (mạng Private Data Network), cơng nghệ mạng diện rộng leased line

Mạch thuê riêng digital (Digital leased line)

Biên độ xung-PAM (Pulse Amplitude Modulation)

Bề rộng xung-PWM (Pulse Wide Modulation)

Điều chế xung theo mã(Pulse Code Modulation)

Trễ do lan truyền tín hiệu

Tốc độ lan truyền tín hiệu, ký hiệu Tp, trong các môi trường khác nhau là khác nhau, trong không gian bằng tốc độ ánh sáng 3.108m/s, trong môi trường hữu tuyến thường là 2.108m/s

Tp trong môi trường mạng là rất quan trọng, ảnh hưởng đến giao thức lớp trên

Gọi Tx là thời gian cần truyền một frame qua một liên kết có tốc độ R, thì số lượng frame lấp đầy liên kết là

x

p

T T

a =