Chương 3: Truyền dẫn dải nền
CHƯƠNG 3
TRUYỀN DẪN DẢI NỀN
Conversion
methods
Digital/Digital
Analog/Digital
Digital/Analog
Analog/Analog
Hình 3. 1
3.1 CHUYỂN ĐỔI DIGITAL – DIGITAL
Khái niệm: chuyển đổi (Mã hóa) số-số là phương pháp biểu diễn
dữ liệu số bằng tín hiệu số.
Ví dụ: khi truyền dữ liệu từ máy tính sang máy in, dữ liệu gốc và
dữ liệu truyền đều ở dạng số.
Đặc điểm: các bit ‘1’ và ‘0’ được chuyển đổi thành chuỗi xung
điện áp để có thể truyền qua đường dây.
Sơ đồ khối:
Digital/Digital
encoding
01011101
Hình 3. 2
Phân loại: unipolar (Mã đơn cực), polar (Mã có cực), bipolar (Mã
lưỡng cực).
Digital/Digital
encoding
Unipolar
Polar
Bipolar
Hình 3. 3
3.1.1 Unipolar- Mã đơn cực:
www.hcmute.edu.vn
1
Chương 3: Truyền dẫn dải nền
Là dạng mã hóa đơn giản nhất (nguyên thủy-ra đời đầu tiên).
Một mức điện áp biểu thị cho bit ‘0’ và một mức điện áp khác biểu
thị cho bit ‘1’.
Ví dụ: Bit ‘0’ 0 volt và ‘1’+V volt (+5V, +9V…).; Tồn tại
trong một chu kỳ Bit
Ví dụ 1: Cho 1 chuỗi bit 01001110, hãy biểu diễn chuỗi bit này
dưới dạng mã Unipolar (đơn cực).
Amplitude
0
1
5V
Tbit
0
0
1
1
1
0
Time
Ưu điểm: đơn giản và chi phí thấp.
Khuyết điểm: Tồn tại điện áp một chiều (DC) và bài toán đồng bộ.
- Thành phần DC: Trị trung bình của mã đơn cực khác không,
tạo ra thành phần điện áp DC trên đường truyền. Khi tín hiệu tồn tại
thành phần DC, không thể đi xuyên qua môi trường truyền.
- Khả năng đồng bộ: Khi tín hiệu truyền có giá trị không thay đổi,
máy thu không thể xác định được thời gian tồn tại của một bit (Chu
kỳ bit). Hướng giải quyết có thể dùng thêm một dây dẫn để truyền tín
hiệu đồng bộ giúp máy thu biết về chu kỳ bit.
3.1.2 Polar:
Khái niệm: mã hóa polar dùng hai mức điện áp: một mức có giá trị
dương và một mức có giá trị âm, nhằm giảm thành phần DC.
Phân loại: NRZ, RZ và Biphase.
NRZ: NRZ-L (nonreturn to zero–level: Cổng COM RS232) và
NRZ–I (nonreturn to zero – invert)
RZ (return to zero).
Biphase: Manchester (dùng trong mạng ethernet LAN), Manchester
vi sai ( thường được dùng trong Token Ring LAN)
3.1.2.1 NRZ
Đặc điểm: Tín hiệu có giá trị là dương (+V) hoặc âm (-V).
Phân loại: NRZ – L (Cổng COM RS232) và NRZ – I
a. NRZ – L:
2
www.hcmute.edu.vn
Chương 3: Truyền dẫn dải nền
+ Đặc điểm: Bit ‘0’+V (+3V, +5V, +15V..); Bit ‘1’ -V (-3V,
-5V,- 15V…)
Ví dụ 2: Cho chuỗi 01001110, hãy biểu diễn chuỗi bit này dưới
dạng mã NRZ – L.
NRZ-L +V 0
1
0
0
1
1
1
0
Tbit
-V
Hình 3. 4
Ưu điểm: Thành phần DC giảm hơn so với mã đơn cực.
Khuyết điểm: Bài toán đồng bộ: Khi tín hiệu truyền có giá trị
không thay đổi, máy thu không thể xác định được thời gian tồn tại
của một bit (Chu kỳ bit). Hướng giải quyết có thể làm dùng thêm một
dây dẫn để truyền tín hiệu đồng bộ giúp máy thu biết về chu kỳ bit
b. NRZ – I:
Đặc điểm:
Gặp bit ‘1’ sẽ đảo cực điện áp trước đó.
Gặp bit ‘0’ sẽ không đảo cực điện áp trước đó.
(Bit đầu tiên có thể giả sử dương hoặc âm)
Ví dụ 3: Cho chuỗi 01001110, hãy biểu diễn chuỗi bit này dưới
dạng mã NRZ – I. Giả sử ban đầu điện áp dương.
Biên độ
0
1
0
NRZ-I
0
1
1
1
0
+V
t
-V
Đảo cực điện áp vì
bit kế tiếp là ‘1’
Hình 3. 5
Ưu điểm hơn NRZ – L vấn đề đồng bộ đã được giải quyết khi gặp
chuỗi bit 1 liên tiếp.
3.1.2.2 RZ:
Đặc điểm:
www.hcmute.edu.vn
3
Chương 3: Truyền dẫn dải nền
Bit ‘0’ Nửa chu kỳ đầu của bit là đ
...
--------------------------------------
...The eight bits are sent together
0
1
1
0
Sender
0
0
1
Receiver
0
Hình 3.23
Ưu điểm: Tốc độ nhanh.
Khuyết điểm: Chi phí cáp lớn. (khoảng cách xa) thích hợp
cự ly ngắn.
3.3.2 Truyền nối tiếp
Khái niệm: Truyền lần lượt từng bit, chỉ sử dụng một dây.
0
1
1
0
0
0
1
0
Sender
The eight bits are sent
one after another
0 1 1 0 0 0 1 0
We need only
one line (wire)
Parallel/serial
converter
0
1
1
0
0
0
1
0
Receiver
Serial/parallel
converter
Hình 3.24
Ưu điểm: Chỉ cần một kênh truyền (1 dây) giảm giá thành và
chi phí vận hành.
Khuyết điểm:
- Cần giải quyết bài toán chuyển đổi nối tiếp sang song
song và song song sang nối tiếp.
-
Tốc độ truyền chậm hơn so với truyền song song.
Phân loại: 2 loại
www.hcmute.edu.vn
15
Chương 3: Truyền dẫn dải nền
- Truyền nối tiếp không đồng bộ (asynchronous
transmission)
Truyền nối tiếp đồng bộ. (synchronous transmission)
-
3.3.2.1 Truyền không đồng bộ
Đặc điểm: Phương pháp truyền này cần: một bit start (0) tại đầu
bản tin, một (nhiều) bit stop (1) ở cuối bản tin và tồn tại khoảng trống
giữa các byte.
Chú ý: Không đồng bộ ở đây được hiểu là không đồng bộ ở cấp độ
byte, nhưng vẫn đồng bộ ở từng bit, do chúng có thời khoảng giống nhau.
Ví dụ:
Direction of flow
Sender
01101 0
1
Stop bit
Data
1
11111011
0
0
00010111
11111011
1
Start bit
Receiver
0
1
11
Gaps between
data units
Hình 3.25
Hiệu suất truyền = số bit dữ liệu / tổng số bit truyền;
Ví dụ: dữ liệu truyền 8 bit, suy ra hiệu suất truyền là: 8/10 = 0,8.
Ưu điểm: Đơn giản, chi phí truyền thấp, hiệu quả tương đối cao.
Khuyết điểm: Do tồn tại các bit start và bit stop, khoảng trống dẫn
đến thời gian truyền chậm.
Phương thức này là một chọn lựa tối ưu trường hợp truyền với
tốc độ thấp
Ví dụ: quá trình truyền dữ liệu giữa bàn phím và máy tính, theo
đó người dùng chỉ gởi một lần một ký tự, và thường để lại những khoảng
thời gian trống đáng kể giữa hai lần truyền.
3.3.2.2 Truyền nối tiếp đồng bộ
Đặc điểm:
Các luồng bit được tổ hợp thành những khung (frame) lớn
hơn nhiều byte.
16
Không tồn tại khoảng trống giữa các Byte.
www.hcmute.edu.vn
Chương 3: Truyền dẫn dải nền
Máy thu có nhiệm vụ nhóm các bit thành Byte.(Đồng bộ bit
và đồng bộ byte)
Direction of flow
Sender
10100011
11111011
11110110
11110111
00010000
110
Receiver
Hình 3.26
Ưu điểm: Tốc độ truyền nhanh hơn bất đồng bộ.
Byte tạo tín hiệu đồng bộ thường được thực hiện trong lớp kết
nối dữ liệu.
Khuyết điểm: Cần giải quyết bài toán đồng bộ một cách tối ưu.
Hiệu suất truyền: 1
Thường dùng trong truyền dẫn tốc độ cao như truyền dữ liệu
giữa các thiết bị số.
www.hcmute.edu.vn
17
Chương 3: Truyền dẫn dải nền
TÓM TẮT
Dữ liệu có thể truyền theo chế độ song song hay nối tiếp
Trong chế độ truyền song song, nhóm các bit được truyền đồng
thời, với mỗi bit trên một đường riêng biệt
Trong chế độ nối tiếp, các bit được truyền tuần tự trên một dây
Chế độ nối tiếp có hai phương thức truyền đồng bộ và không đồng bộ
Trong phương thức truyền không đồng bộ, mỗi byte (8 bit) được
đóng khung dùng một start bit và một stop bit. Có một khoảng
trống có độ dài thay đổi giữa các byte.
Trong phương thức truyền đồng bộ, các bit được truyền theo dòng liên
tục không có bit start và bit stop và các khoảng trống giữa các byte.
Máy thu có nhiệm vụ nhóm lại các bit thành có byte có ý nghĩa.
18
www.hcmute.edu.vn
