Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 4 - Lưu Đức Trung cung cấp đến học viên các kiến thức về dữ liệu số; thuật ngữ tỷ số dữ liệu; tín hiệu số; kỹ thuật mã hóa như: mã hóa NRZ, mã Manchester, một số mã khác,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Trang 1M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK)Ạ
Chương 4 – Các k thu t mã hóaỹ ậ
4.1 Gi i thi uớ ệ
D li u s tín hi u s (Digital Data Digital Signal)ữ ệ ố → ệ ố →
D li u tữ ệ ương t tín hi u s (Analog Data Digital Signal)ự → ệ ố →
D li u s tín hi u tữ ệ ố → ệ ương t (Digital Data Analog Signal)ự →
D li u tữ ệ ương t tín hi u tự → ệ ương t (Analog Data Analogự → Signal)
Tín hi u S ệ ố
R i r c, g m các xung đi n áp riêng r i ờ ạ ồ ệ ờ
M i xung là m t ph n t tín hi u ỗ ộ ầ ử ệ
Trang 2D li u nh phân đữ ệ ị ược mã hóa thành các thành ph n tín hi uầ ệ
Các thu t ng ậ ữ
Đ n c c (Unipolar)ơ ự
T t c các thành ph n tín hi u có cùng d uấ ả ầ ệ ấ
Phân c c (Polar)ự
M t tr ng thái logic bi u di n b ng đi n áp dộ ạ ể ễ ằ ệ ương, tr ngạ thái kia b ng đi n áp âmằ ệ
T s d li u (Data rate)ỷ ố ữ ệ
T s truy n d li u (bps)ỷ ố ề ữ ệ
Th i gian bitờ
Th i gian c n thi t đ b truy n phát ra m t bitờ ầ ế ể ộ ề ộ
T s đi u bi n (Modulation rate)ỷ ố ề ế
Là t s thay đ i các m c tín hi uỷ ố ổ ứ ệ
Trang 3Đo b ng baud = s thành ph n tín hi u m t giâyằ ố ầ ệ ộ Đánh d u và kho ng tr ngấ ả ố
Bi u di n bit 1 (d u) và bit 0 (tr ng)ể ễ ấ ố
Truy n tín hi u ề ệ :
C n bi tầ ế
S đ nh th i c a các bit – (b t đ u và k t thúc bit)ự ị ờ ủ ắ ầ ế Các m c tín hi u ứ ệ
Các y u t nh hế ố ả ưởng s thông d ch tín hi uự ị ệ
T s SNR (Signal to noise ratio)ỷ ố
T s truy n (Data rate)ỷ ố ề
Băng thông (Bandwidth)
So sánh cách th c mã hóa ứ
Trang 4Ph tín hi u (Signal Spectrum)ổ ệ
Không có các t n s cao, băng thông đòi h i gi mầ ố ỏ ả
T p trung công su t vào gi a băng thôngậ ấ ữ
Đánh nh pị
Đ ng b hóa gi a b truy n và b nh nồ ộ ữ ộ ề ộ ậ
Thêm đ ng hồ ồ
C ch đ ng b b ng tín hi uơ ế ồ ộ ằ ệ
Dò l i (Error detection)ỗ
Có th s p x p ngay trong tín hi u mã hóaể ắ ế ệ
Nhi u l n nhau ễ ẫ
Mã này có th t t h n mã khácể ố ơ
Chi phí & đ ph c t pộ ứ ạ
T s tín hi u càng cao ( t s truy n cao) chi phí càng caoỷ ố ệ → ỷ ố ề
M t s mã đòi h i t s tín hi u cao h n t s d li uộ ố ỏ ỷ ố ệ ơ ỷ ố ữ ệ
Trang 54.2 Mã hóa NRZ
Nonreturn to ZeroLevel (NRZL)
Dùng hai m c đi n áp khác nhau cho bit 0 và 1ứ ệ
Đi n áp không đ i trong su t th i gian bitệ ổ ố ờ
Không d ch chuy n (không tr v m c đi n áp 0)ị ể ở ề ứ ệ
Áp d ng: ụ
ví d : không có đi n ụ ệ → 0, có đi n ệ → 1 (Absence of voltage for zero, constant positive voltage for one)
Trang 6Thường xuyên h n, đi n áp âm cho 1 và đi n áp dơ ệ ệ ương cho 0
(negative voltage for one value and positive for the other)
Đó g i là NRZLọ
Nonreturn to ZeroLevel (NRZI)
NRZI đ o c c tín hi u đ i v i các giá tr 1 (Nonreturn to zeroả ự ệ ố ớ ị inverted on ones)
Xung đi n áp không đ i trong su t th i gian bitệ ổ ố ờ (Constant voltage pulse for duration of bit)
D li u đữ ệ ược mã hóa b ng s có hay v ng s d ch chuy n ngayằ ự ắ ự ị ể
đ u th i gian bit (Data encoded as presence or absence of signalầ ờ transition at beginning of bit time)
Trang 7D ch chuy n (lên hay xu ng) bi u th bit 1 (ị ể ố ể ị ho c 0ặ ) (Transition (low to high or high to low) denotes a binary 1)
Không có d ch chuy n bi u th bit 0 (ị ể ể ị ho c 1ặ ) (No transition denotes binary 0)
Là m t ví d k thu t mã hóa vi (sai) phân (differentialộ ụ ỹ ậ encoding)
Mã hóa vi (sai) phân (Differential Encoding)
Trang 8D li u đữ ệ ược bi u di n b ng s thay đ i tín hi u thay vì cácể ễ ằ ự ổ ệ
m c tín hi u. (Data represented by changes rather than levels)ứ ệ
u đi m: phát hi n s d ch chuy n d dàng h n phát hi n
m c tín hi u (More reliable detection of transition rather thanứ ệ level)
Nhược đi m: trong các h th ng ph c t p, d dàng m t điể ệ ố ứ ạ ễ ấ
c m nh n v c c c a tín hi u. (In complex transmission layoutsả ậ ề ự ủ ệ
it is easy to lose sense of polarity)
u nh c đi m NRZ
Ư ượ ể
u
Ư
D thi hànhễ
S d ng băng thông t tử ụ ố
Nhược
Trang 9Ch a thành ph n 1 chi u (dc component)ứ ầ ề
Ít được đ ng b hóa (Lack of synchronization capability)ồ ộ
4.3 Mã hóa Manchester
S d ch chuy n chính gi a th i gian bitự ị ể ở ữ ờ
S d ch chuy n đóng vai trò đánh nh p và mang d li uự ị ể ị ữ ệ
D ch chuy n lên: 1 ị ể
D ch chuy n xu ng: 0 ị ể ố
S d ng v i LAN theo chu n IEEE 802.3ử ụ ớ ẩ
Trang 10D ch chuy n gi a th i gian bit ch đóng vai trò đánh nh p ị ể ở ữ ờ ỉ ị
D ch chuy n đ u th i gian bit: 0 ị ể ở ầ ờ
Không d ch chuy n đ u th i gian bit: 1ị ể ở ầ ờ
Note: this is a differential encoding scheme
S d ng v i LAN theo chu n IEEE 802.5ử ụ ớ ẩ
Trang 114.4 M t s mã khácộ ố
Nh phân đa m c (Multilevel Binary) ị ứ
S d ng nhi u h n hai m c tín hi u (Use more than two levels)ử ụ ề ơ ứ ệ
Trang 12Bit 0 – không có tín hi u (zero represented by no line signal)ệ Bit 1 bi u di n b ng xung dể ễ ằ ương ho c âm (one representedặ
by positive or negative pulse)
Các xung 1 thay đ i c c luân phiên (one pulses alternate inổ ự polarity)
Không m t đ ng b v i chu i 1 dài (0’s still a problem)ấ ồ ộ ớ ỗ
Không thành ph n t n s 0ầ ầ ố
Băng thông th p ấ
Trang 13D hi u ch nh l iễ ệ ỉ ỗ
Gi tam phân Pseudoternary ả
Bit 1 bi u di n b ng v ng tín hi u (One represented byể ễ ằ ắ ệ absence of line signal)
Bit 0 luân phiên thay đ i các xung âm và dổ ương (Zero represented by alternating positive and negative)
Không có u như ược đi m gì khác v i bipolarAMIể ớ
Trang 14Bipolar With 8 Zeros Substitution
D a trên bipolarAMIự
Trang 15N u octet g m toàn s 0 và xung li n trế ồ ố ề ước dương thì thay
b ng 000+0+ằ
N u octet g m toàn s 0 và xung li n trế ồ ố ề ước âm thì thay b ngằ 000+0+
Gây ra 2 vi ph m so v i mã AMIạ ớ
Khó có th x y ra để ả ược do nhi uễ
B thu phát hi n và thay th b ng toàn s 0ộ ệ ế ằ ố
HDB3
Trang 16D a trên bipolarAMIự
Chu i g m 4 s 0 đỗ ồ ố ược thay b ng m t ho c hai xungằ ộ ặ
Trang 18Khóa d ch biên đ (Amplitude shift keying ASK)ị ộ Khóa d ch t n s (Frequency shift keying FSK)ị ầ ố Khóa d ch pha (Phase shift keying PSK)ị
Đi u ch QAMề ế
Đi u ch mã xung PCMề ế
Đi u ch Deltaề ế