Kiến trúc truyền thông máy tính
Ứng dụng truyền file
Nguồn thiết lập kết nối (báo cho mạng biết đâu là đích)
Nguồn đảm bảo đích sẵn sàng nhận dữ liệu
Ứng dụng truyền file trên h/t nguồn phải đảm bảo chương trình
quản lý file trên h/t đích sẵn sàng nhận và lưu trữ file
Nếu định dạng file dùng trên 2 h/t không tương thích, một hoặc
cả 2 h/t phải thực hiện chức năng chuyển đổi
Tác vụ giao tiếp được phân nhỏ thành các mô đun
Ví dụ: truyền file có thể được phân thành 3 mô đun
Truyền file
Dịch vụ giao tiếp
Truy xuất mạng
Ví dụ kiến trúc phân cấp
Nghi thức giao tiếp (giao thức)
Dùng để giao tiếp giữa các
thực thể trong một hệ thống
Thực thể
Có khả năng gởi/nhận thông tin
Ứng dụng người dùng
Thư điện tử
Thiết bị đầu cuối
Hệ thống
Đối tượng vật lý, chứa một
hoăc nhiều thực thể
Máy tính
Thiết bị đầu cuối
Cảm biến từ xa
Phải cùng “nói” một ngôn ngữ
Các thành phần chính của một
nghi thức giao tiếp
Ngữ pháp (syntax)
Định dạng dữ liệu
Mức tín hiệu
Ngữ nghĩa (semantic)
Thông tin điều khiển
Xử lý lỗi
Định thời (timing)
Đồng bộ
Tuần tự
161 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 479 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Truyền số liệu - Nguyễn Anh Vinh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
27/06/2017
1
TRUYỀN SỐ LiỆU
Giảng Viên : Th.S Nguyễn Anh Vinh
1
Mục tiêu:
Cung cấp các kiến thức về số liệu, kỹ thuật, quy tắc
truyền và môi trường truyền số liệu.
Tài liệu tham khảo:
1. Data Communications and Networking, Nehrouz A.
Forouzan, McGraw-Hill, 2007.
2. Data and Computer Communications, William
Stallings, 8th edition, Prentice Hall, 2007
3. Kỹ thuật truyền số liệu, Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn
Ngô Lâm, Nguyễn Văn Phúc, trường đại học SPKT,
2011.
Thông tin môn học
2
27/06/2017
2
Nội dung môn học
3
Bài 1: Tổng quan về truyền dữ liệu và mạng
Bài 2: Giao thức và cấu trúc mạng
Bài 3: Truyền tải thông tin
Bài 4: Môi trường truyền dẫn
Bài 5: Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Bài 6: Kỹ thuật truyền dữ liệu số
Bài 7: Các giao thức điều khiển liên kết dữ liệu
Bài 8: Ghép kênh
Bài 1:
Tổng quan về truyền dữ
liệu và mạng
Giảng Viên : Th.S Nguyễn Anh Vinh
1.4
27/06/2017
3
Source Trans-
mitter
Trans-
mission
System
Receiver Des-tination
Source System Destination System
5
Mô hình truyền thông
6
Sử dụng hệ thống đường truyền
Các chuẩn giao tiếp
Tạo tín hiệu
Đồng bộ tín hiệu
Quản lý việc trao đổi dữ liệu
Điều khiển luồng
Phát hiện và sửa lỗi
Địa chỉ
Tìm đường
Khôi phục
Định dạng gói tin
Bảo mật
Quản trị mạng
Tác vụ truyền số liệu
27/06/2017
4
7
Mô hình truyền dữ liệu đơn giản
2 MẠNG
8
Giao tiếp điểm-điểm thường không thực tế
Các thiết bị cách xa nhau
Số kết nối tăng đáng kể khi số các thiết bị cần giao tiếp
lớn
⇒ mạng truyền số liệu
Chủ đề quan trọng:
Tiêu chí mạng
Phân loại mạng
Giao thức
Switching
node
Wide-Area
Network
Destination systemSource system
Source Trans
mitter
Trans
mission
System
Receiver
Dest
ination
Local-Area
Network
27/06/2017
5
2.1 Tiêu chí đánh giá
9
Hiệu năng
Phụ thuộc vào các phần tử trong mạng
Tham số: độ trễ và lưu lượng
Độ tin cậy
Mức độ hỏng hóc của các phần tử trong mạng
Tham số: tính sẵn sàng/ tính bền vững
Bảo mật
Bảo vệ dữ liệu để không bị xuống cấp/mất mát do:
Lỗi
Mã độc
2.2 Phân loại
10
1. Cách thức kết nối
2. Cách thức bố trí
3. Chế độ truyền
4. Cự ly kết nối
27/06/2017
6
1. Cách thức kết nối (cấu hình đường dây)
Cấu hình điểm - điểm:
Truyền dẫn 2 thiết bị
chiếm toàn dung lượng
kênh
Ví dụ: điều khiển TV
bằng bộ remote.
Cấu hình đa điểm:
Dung lượng kênh được
chia sẻ theo thời gian
11
2. Cách thức bố trí (tôpô - Topology)
12
Có 5 dạng tôpô: lưới, sao, cây, bus và
vòng, và một dạng Tôpô hỗn hợp.
27/06/2017
7
Dạng lưới (Mesh)
Ưu điểm:
Không cần bài toán
lưu thông
Tôpô lưới rất bền
vững
Tính riêng tư, bảo mật
cao
Phát hiện và sửa lỗi
nhanh
Nhược điểm:
Chi phí lắp đặt cao
Mở rộng khó khăn
13
Mạng n thiết bị cần n(n-
1)/2 kết nối.
Mỗi thiết bị cần có (n-1)
cổng vào/ra (I/O)
Dạng sao (Star)
Ưu điểm:
Chi phí thấp hơn tôpô
lưới.
Tính bền vững cao.
Dễ phát hiện lỗi.
Nhược điểm:
Chi phí Hub.
Tính bảo mật không
cao.
Mở rộng thiết bị có giới
hạn.
Khoảng cách giữa Hub
và thiết bị có giới hạn.
14
Mạng n thiết bị cần n kết
nối.
Mỗi thiết bị cần có 1 cổng
I/O
27/06/2017
8
Dạng cây (Tree)
Có ưu và nhược
điểm giống với dạng
sao.
Ưu điểm bổ sung
Tăng số thiết bị kết
nối với hub trung
tâm và tăng cự ly
lan truyền tín hiệu.
Cho phép phân cấp
mạng và tạo mức ưu
tiên cho các thiết bị.
15
Là biến thể của dạng sao
Số kết nối = số thiết bị (n) +
số hub phụ (m)
Mỗi thiết bị cần có 1 cổng
I/O
Dạng thẳng hàng (bus)
Ưu điểm:
Hiệu qủa sử dụng kết
nối cao.
Dễ lắp đặt, thay đổi vị
trí lắp đặt thiết bị.
Nhược điểm:
Khó gắn thêm thiết bị
vào.
Tín hiệu từ các điểm
nối phản xạ làm giảm
chất lượng truyền tín
hiệu.
Tính bền vững kém.
16
Là dạng cấu hình đa điểm.
Điểm nối (tap) thường bị
tổn hao nhiệt từ nhánh rẽ
(drop line)
27/06/2017
9
Dạng vòng (ring)
Ưu điểm:
Tương đối dễ thiết
lập và tái cấu trúc
Phát hiện lỗi tương
đối đơn giản
Nhược điểm:
Tín hiệu di chuyển
trong mạng chỉ theo
một chiều nên
chậm.
Tính bền vững thấp.
17
n thiết bị cần cần n kết nối.
Mỗi thiết bị có một ngõ
phát và một ngõ thu.
Ví dụ
18
Tính số kết nối để kết nối 8 thiết bị theo tôpô:
Dạng Lưới
Dạng sao
Dạng cây
Dạng bus
Dạng vòng
27/06/2017
10
Dạng hỗn hợp
Tồn tại ít nhất 2
dạng trong các dạng
tôpô sau: lưới, sao,
bus và vòng.
Kết hợp cấu hình
nhiều mạng con để
thành một mạng
lớn.
19
Tôpô hỗn hợp gồm: 1
mạng trục dạng sao có kết
nối với 3 tôpô: bus (4 thiết
bị), vòng (4 thiết bị) và sao (3
thiết bị).
3. Chế độ truyền
Đơn công (Simplex):
phát thanh, truyền
hình,
Bán song công (Half-
duplex): Bộ đàm
Song công (Full-duplex
= duplex): Điện thoại
di động
20
27/06/2017
11
4. Cự ly kết nối
21
Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network)
Mạng đô thị (MAN: Metropolitan Area Network)
Mạng diện rộng (WAN: Wide Area Network)
Mạng cục bộ LAN
22
Cự ly ngắn: khoảng vài km
Cấu hình thường dùng là bus, vòng và sao.
Tốc độ truyền dẫn hiện nay 100 Mb/s, có thể lên tới Gb/s.
27/06/2017
12
Mạng đô thị MAN
23
Phạm vi hoạt động: tỉnh, thành phố
Ví dụ: mạng truyền hình cáp, mạng kết nối nhiều mạng LAN
thành mạng lớn hơn.
Mạng diện rộng WAN
24
Cung cấp truyền dẫn dữ liệu, hình ảnh, thoại, và video trong
diện rộng (quốc gia, lục địa và toàn cầu)
27/06/2017
13
Mạng WAN: ví dụ
WAN chuyển mạch:
Kết nối router với
mạng LAN hoặc WAN
(X.25, ATM, )
WAN điểm – điểm:
Một đường thuê bao
riêng từ một máy tín
hoặc một mạng LAN
đến nhà cung cấp dịch
vụ ISP
25
Mạng hỗn hợp
26
27/06/2017
14
Mạng toàn cầu Internet
27
Câu hỏi ôn tập
1. Hãy trình bày khái niệm về thông tin, dữ liệu.
2. Mục đích của hệ thống truyền thông dữ liệu là gì? Hệ truyền
hình cáp có phải là hệ thống truyền thông dữ liệu không? Hãy
kể tên một hệ thống truyền thông dữ liệu?
3. Hệ thống máy tính của Hutech có phải là hệ truyền thông dữ
liệu không?
4. Trong các hệ thống truyền thông, tín hiệu dùng để làm gì?
5. Cho biết các thành phần vật lý chính của hệ thống truyền
thông dữ liệu.
28
27/06/2017
15
HẾT BÀI 1
29
Bài 2:
Giao thức và mô hình
mạng
Giảng Viên : Th.S Nguyễn Anh Vinh
27/06/2017
16
NỘI DUNG
1) Kiến trúc truyền thông máy tính
2) Mô hình OSI
3) Mô hình (bộ giao thức) TCP/IP
Kiến trúc truyền thông máy tính
Ứng dụng truyền file
Nguồn thiết lập kết nối (báo cho mạng biết đâu là đích)
Nguồn đảm bảo đích sẵn sàng nhận dữ liệu
Ứng dụng truyền file trên h/t nguồn phải đảm bảo chương trình
quản lý file trên h/t đích sẵn sàng nhận và lưu trữ file
Nếu định dạng file dùng trên 2 h/t không tương thích, một hoặc
cả 2 h/t phải thực hiện chức năng chuyển đổi
Tác vụ giao tiếp được phân nhỏ thành các mô đun
Ví dụ: truyền file có thể được phân thành 3 mô đun
Truyền file
Dịch vụ giao tiếp
Truy xuất mạng
27/06/2017
17
Ví dụ kiến trúc phân cấp
Nghi thức giao tiếp (giao thức)
Dùng để giao tiếp giữa các
thực thể trong một hệ thống
Thực thể
Có khả năng gởi/nhận thông tin
Ứng dụng người dùng
Thư điện tử
Thiết bị đầu cuối
Hệ thống
Đối tượng vật lý, chứa một
hoăc nhiều thực thể
Máy tính
Thiết bị đầu cuối
Cảm biến từ xa
Phải cùng “nói” một ngôn ngữ
Các thành phần chính của một
nghi thức giao tiếp
Ngữ pháp (syntax)
Định dạng dữ liệu
Mức tín hiệu
Ngữ nghĩa (semantic)
Thông tin điều khiển
Xử lý lỗi
Định thời (timing)
Đồng bộ
Tuần tự
27/06/2017
18
Việc chuẩn hóa cấu trúc giao thức
Yêu cầu cho các thiết bị liên kết với nhau
Các nhà cung cấp có thể mở rông thị trường
Khách hàng dễ dàng tìm các thiết bị hợp chuẩn
2 chuẩn thông dụng
Mô hình OSI (Open System Interconnection)
Bộ giao thức (mô hình) TCP/IP
Ngoài ra còn có Systems Network Architecture
(SNA) của IBM
Mô hình mạng ISO/OSI
7 lớp
Ứng dụng (Application)
Trình bày (Presentation)
Giao dịch (Session)
Vận chuyển (Transport)
Mạng (Network)
Liên kết dữ liệu (Data link)
Vật lý (Physical)
4 Lớp dưới (từ vận
chuyển trở xuống) cần
phải chuẩn hóa.
Application Layer
Transport Layer
Presentation Layer
Session Layer
Network Layer
Datalink Layer
Physical Layer
Real System Environment
27/06/2017
19
Mô hình mạng ISO/OSI
Mô hình mạng ISO/OSI
Total
Communication
Function Decompose
(modularity,
information-hiding)
OSI-wide standards
(e.g. network management, security)
Layer N
Layer 1
Physical
Layer 7
Application
Layer N entity
Service from
Layer N-1
Service to
Layer N+1
Protocol with
peer Layer N
27/06/2017
20
Lớp ứng dụng (lớp 7)
Cung cấp ứng dụng và giao diện cho người sử dụng.
Ví dụ: Máy A sử dụng ứng dụng internet explorer (IE) để
truy cập vào trang web: ở máy
B
Đóng gói dữ liệu và chuyển xuống lớp trình diễn
Data: địa chỉ web
H 7: thông tin về ứng dụng IE
Lớp trình bày (lớp 6)
Cung cấp định dạng dữ liệu được dùng để truyền dữ
liệu giữa các máy tính nối mạng (chuyển đổi mã ký
tự, mã hóa dữliệu, nén dữ liệu)
Ví dụ: máy A dùng ASCII, máy B dùng UNICODE.
Đóng gói dữ liệu và chuyển xuống lớp giao dịch.
H6: thông tin về loại định dạng
2.40
27/06/2017
21
Lớp giao dịch (lớp 5)
Cho phép 2 ứng dụng tạo, sử dụng và xóa kết nối
Có khả năng nhận dạng tên và các chức năng khác (security,
recovery) cần thiết cho 2 máy tính nối kết qua mạng.
Cung cấp cơ chế điều khiển việc truyền thông điệp giữa các ứng
dụng (trợ giúp danh bạ, quyền truy cập, chức năng tính cước, )
Đóng gói gởi xuống lớp giao vận.
H5: thông tin nhận biết của lớp 5.
2.41
Lớp vận chuyển (lớp 4)
Chịu trách nhiệm quản lý và chuyển vận dữ kiện giữa hai máy gửi và
máy nhận.
Cung cấp dịch vụ gửi dữ liệu có tin cậy (TCP) hay không tin cậy (UDP).
Dữ liệu nhận được từ lớp giao dịch được chia thành các đoạn dữ liệu nhỏ
hơn (segment).
Các đoạn dữ liệu sẽ được tái hợp trở lại thành dữ liệu ban đầu ở máy
nhận.
Đóng gói gởi xuống lớp mạng.
H4: thông tin của lớp 4.
2.42
27/06/2017
22
Lớp mạng (lớp 3)
Trung chuyển các gói giữa lớp vận chuyển vào lớp liên kết dữ liệu
Đánh địa chỉ gói và dịch địa chỉ luận lý (IP) thành địa chỉ vật lý
(MAC)
Tìm đường kết nối với máy tính khác thông qua mạng
Đóng gói gởi xuống lớp liên kết dữ liệu
H3: thông tin của lớp 3, quan trọng có địa chỉ IP của nguồn gửi và
nguồn nhận.
2.43
Lớp liên kết dữ liệu (lớp 2)
Đóng khung: xác định đầu và cuối các gói
Phát hiện lỗi: xác định gói nào có lỗi đường truyền
Sửa lỗi: cơ chế truyền lại ARQ (Automatic Repeat Request)
Kết hợp chặt chẽ với tầng vật lý thông qua địa chỉ vật lý.
Đóng gói gởi xuống lớp vật lý.
H2, T2: thông tin của lớp 2, thông tin quan trọng: MAC của
nguồn gửi và nguồn nhận.
2.44
27/06/2017
23
Lớp vật lý (lớp 1)
Điều khiển việc truyền dữ liệu (chuỗi các bit) thực sự
trên cáp/mạng (ví dụ: PSTN, X25, ISD N, ADSL,
Cable, Optical Fibre, leased line, Frame relay,
ATM)
Định nghĩa tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, mã
hóa thông tin và kiểu kết nối được sử dụng
2.45
Lớp vật lý (lớp 1)
Điều khiển việc truyền dữ liệu (chuỗi các bit) thực sự
trên cáp/mạng (ví dụ: PSTN, X25, ISD N, ADSL,
Cable, Optical Fibre, leased line, Frame relay, ATM)
Định nghĩa tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, mã
hóa thông tin và kiểu kết nối được sử dụng
2.46
27/06/2017
24
Dòng Dữ liệu truyền theo mô hình OSI
2.47
Máy nhận xử lý dữ liệu thu được từ tầng 1 đi ngược trở lên tầng 7.
Ở mỗi lớp, tham khảo Header của tầng mình, xử lý thích ứng và sau
đó tháo bỏ header của mình để chuyển lên tầng kế.
Sau cùng, máy nhận có dữ liệu và đáp ứng yêu cầu của máy gửi
(gởi về trang chủ trường Hutech)
Dữ liệu theo mô hình OSI
27/06/2017
25
Bộ giao thức TCP/IP
Hệ thống lý thuyết ra đời quá trễ
TCP/IP đang là tiêu chuẩn thực tiễn
Phát triển bởi quân đội Mỹ cho mạng chuyển mạch gói của quân
đội (ARPANET)
Hiện được sử dụng trên mạng Internet toàn cầu
Không có mô hình chính thức nhưng có các tầng:
Ứng dụng (tích hợp 3 lớp trên cùng của mô hình OSI),
Vận chuyển (tương đương với lớp Vận chuyển của OSI)
Internet (tương đương với lớp Mạng nhưng chỉ sử dụng
giao thức IP để định địa chỉ logic cho các máy tính)
Truy cập mạng
Vật lý
Source
Trans-
mitter
Trans-
mission
System
Receiver
Des-
tination
Source System Destination System
Mô hình TCP/IP
27/06/2017
26
Chức năng các lớp trong TCP/IP
Lớp vật lý
– Giao tiếp vật lý giữa thiết bị và môi trường truyền
– Tính chất của môi trường truyền, mức tín hiệu, tốc độ truyền
Lớp truy xuất mạng
– Trao đổi dữ liệu giữa thiết bị và mạng truyền
– Cung cấp chức năng tìm đường giữa 2 thiết bị trong cùng 1 network
– Yêu cầu các dịch vụ từ mạng truyền (priority)
Lớp Internet
– Cung cấp chức năng tìm đường giữa 2 thiết bị thuộc 2 mạng khác
nhau
– Còn được hiện thực trong các router
Lớp transport
– Đảm nhận việc truyền dữ liệu tin cậy giữa 2 ứng dụng
– Chắc chắn dữ liệu đi đến đích, các gói dữ liệu đến đúng thứ tự đã gửi
Lớp ứng dụng
– Cung cấp cho các ứng dụng các dịch vụ để truy cập mạng
So sánh hai mô hình OSI và TCP/IP
27/06/2017
27
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Datalink
Physical
1
2
3
4
5
6
7
FunctionLayer
Telnet FTP TFTP SMTP
DNS
Others
TCP UDP
ICMP
Ethernet TokenRing Other
RARPARPIP
Protocol
OSI Reference Model TCP/IP Protocol Suite
So sánh hai mô hình OSI và TCP/IP
Địa chỉ lớp trong TCP/IP
27/06/2017
28
Địa chỉ vật lý
2.55
Máy tính địa chỉ vật lý 10 gửi một frame đến máy
tính địa chỉ vật lý 87 qua mạng LAN topo bus.
Biểu diễn bằng: 6-byte (12 chữ số thập lục phân).
Ví dụ: 07:01:02:01:2C:4B
Khác nhau giữa các chặng (hop).
Địa chỉ IP (luân lý)
2.56
27/06/2017
29
Địa chỉ cổng
Địa chỉ cổng đại diện bằng một số thập phân 16-bit. Ví dụ:
753
Không đổi từ nguồn tới đích.
2.57
HẾT BÀI 2
58
27/06/2017
30
BÀI 3: TRUYỀN TẢI THÔNG TIN
Giảng viên: Th.S Nguyễn Anh Vinh
Nội dung
3.1 Dữ liệu và tín hiệu
3.2 Tín hiệu tương tự
3.3 Tín hiệu số
3.4 Sự suy thoái tín hiệu
3.5 Năng lực kênh truyền
27/06/2017
31
Truyền dẫn tín hiệu
Thiết bị phát
Thiết bị thu
Môi trường chuyền dẫn
Có định hướng: dây soắn cặp, dây cáp quang
Không có định hướng: không khí, nuớc, chân không
Tần số, phổ và băng thông
Các khái niệm về miền thời gian
Tín hiệu tương tự (Analog signal): không có thay đổi
đột ngột
Tín hiệu số (Digital signal): Thay đổi từ một mức sang
một mức khác
Tín hiệu tuần hoàn: có chu kỳ theo thời gian
Tín hiệu không tuần hoàn: Không có chu kỳ
27/06/2017
32
Tín hiệu tương tự và tín hiệu số
Tín hiệu tuần hoàn
27/06/2017
33
Sóng Sin: s(t) = A sin(2pift +Φ)
Biên độ (Peak Amplitude - A)
Cao độ lớn mạnh nhất của tín hiệu
Tần số (Frequency - f)
Nhịp độ thay đổi của tín hiệu
Tín bằng Hertz (Hz) hoặt là số chu kỳ trong 1 giây
Chu kỳ - thời gian cho vòng thay đổi
T=1/f
Pha (Φ): Vị trí tương đối của sóng so với gốc thời
gian
Biên độ của sóng sin (A)
3.66
27/06/2017
34
Chu kỳ và Tần số của sóng sin
3.67
Chu kỳ và tần số của sóng sin
3.68
27/06/2017
35
Pha của sóng sin
3.69
Ví dụ
70
Một sóng sin lệch 1/6 chu kỳ theo gốc thời
gian. Tính góc pha theo độ và theo radian?
Giải
Một chu kỳ là 3600, vậy 1/6 chu kỳ là:
27/06/2017
36
Bước sóng (λ) và chu kỳ (T)
Khoảng cách lan truyền của sóng cho 1 chu kỳ
Giả sử sóng có tốc độ v
λ = vT
λf = v
c = 3*108 m/s (tốc độ ánh sáng)
Sóng sin trong miền thời gian và miền tần số
3.72
27/06/2017
37
Sóng tổng hợp trong miền thời gian và miền tần số
3.73
Các khái niệm miền tần số
Tín hiệu được tạo từ tín hiệu hỗn hợp gồm nhiều
tần số
Thành phần bao gồm nhiều sóng sin
Có thể quan sát (với biến đổi Fourier) với mỗi một
tín hiệu có nhiều thành phần sóng sin
Có thể vẽ trong miền tần số
27/06/2017
38
Cộng các tần số (T=1/f)
Tín hiệu
27/06/2017
39
Biểu diễn trong miền tần số của Tín
hiệu hỗn hợp tuần hoàn
3.77
Ví dụ như 3 hệ thống cảnh báo, mỗi hệ thống có một tần số
khác nhau (không thường gặp trong truyền số liệu)
Biểu diễn trong miền tần số của Tín
hiệu hỗn hợp không tuần hoàn
3.78
Tín hiệu được tạo ra bằng microphone hoặc điện
thoại.
27/06/2017
40
Phổ và băng thông
Phổ (spectrum)
Phạm vi của các tần số có chứa tín hiệu
Băng thông tuyệt đối (Absolute bandwidth)
Độ rộng phổ (được đo bằng sự chênh lệch tần số cao
nhất và thấp nhất)
Băng thông
3.80
Băng thông của tín hiệu tổng hợp là độ sai biệt của tần số
cao nhất và thấp nhất chứa trong tín hiệu đó.
27/06/2017
41
Băng thông
Băng thông tuyệt đối
Băng thông hiệu dụng
A
F
500 2500
Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz
Tần số của tín hiệu
T
A
Miền thời gian Miền tần số
A
T
T
A
1 giây (s)
f
A
A
A
0
f
2f
F
F
F
2f
27/06/2017
42
Phổ của tín hiệu
f = 300 Hz 300
F (Hz)
600 Hz 600
F (Hz)
700 Hz 700
F (Hz)
F (Hz)
Ví dụ 1
3.84
Cho một tín hiệu tổng hợp, khi phân ly nó được 5 sóng sin
tương ứng với các tần số 100, 300, 500, 700, và 900 Hz.
Hãy xác định băng thông và vẽ phổ tần số. Biết 5 thành
phần sóng sin đều có biên độ10 V.
27/06/2017
43
Ví dụ
3.85
1) Cho một tín hiệu tổng hợp có băng thông 20 Hz, tần
số cao nhất là 60 Hz. Xác định tần số nhỏ nhất. Vẽ
phổ tần biết tất cả các tần số có cùng biên độ.
2) Cho một tín hiệu hỗn hợp không tuần hoàn có băng
thông 200 kHz, tần số chính giữa bằng 40 kHz và
biên độ đỉnh 20 V. Hai tần số thấp nhất và cao nhất
có biên độ bằng 0. Vẽ miền tần số của tín hiệu.
Tốc độ truyền dữ liệu và băng thông
Mỗi một đường truyền đều có một dải giới hạn về
tần số
Điều này giới hạn tốc độ truyền mà đường truyền
đó có thể mang
27/06/2017
44
Truyền tải dữ liệu tương tự và số
Dữ liệu: các thực thể mang nội dung
Tín hiệu: Dòng điện hoặc điện từ thể hiện dữ liệu
Truyền tải: Truyền dữ liệu bằng cách lan truyền và
xử lý các tín hiệu
Dữ liệu tương tự và dữ liệu số
Tương tự
Có giá trị liên tục trong một khoảng thời gian
Ví dụ: âm thanh, video
Số
Có giá trị rời rạc
Ví dụ: ký tự, số nguyên
27/06/2017
45
Phổ của âm thoại (tương tự)
Tín hiệu tương tự và tín hiệu số
Thể hiện bởi loại dữ liệu được lan truyền
Tương tự
Có giá trị liên tục
Có nhiều môi trường truyền dẫn: dây đồng, cáp
quang ..
Băng thông của giọng nói từ 100Hz đến 7kHz
Băng thông của điện thoại từ 300Hz đến 3400Hz
Băng thông của Video 4MHz
Số: có 2 hoặc nhiều mức điện áp
27/06/2017
46
Tín hiệu số
Tín hiệu số đơn
mức: một mức biểu
diễn cho một bit.
Tín hiệu số đa mức:
một mức biểu diễn
cho nhiều bit.
3.91
Ví dụ 1: tín hiệu số đa mức
3.92
Một tín hiệu số có 8 mức. Cho biết có thể
truyền bao nhiêu bit cho mỗi
mức?
Giải:
Ta tính số bit theo công thức sau:
Số bit trong một mức = log2 8 = 3.
Vậy mỗi mức tín hiệu có thể truyền được 3 bit.
27/06/2017
47
Ưu và nhược điểm của tín hiệu số
Rẻ hơn
Ít bị ảnh hưởng của nhiễu
Suy hao nhiều hơn
Các xung trở nên tròn và nhỏ đi
Có thể dẫn tới mất mát thông tin
Dữ liệu và tín hiệu
Thông thường người ta sử dụng tín hiệu số cho dữ
liệu số, tín hiệu tương tự cho dữ liệu tương tự
Có thể sử dụng tín hiệu tương tự để mang dữ liệu
số: dùng Modem
Có thể sử dụng tín hiệu số để mang dữ liệu tương
tự: Đĩa CD audio
27/06/2017
48
Tín hiệu tuần tự mang dữ liệu tương
tự và dữ liệu số
Tín hiệu số mang dữ liệu tương tự và
dữ liệu số
27/06/2017
49
Việc truyền tín hiệu tương tự
Tín hiệu tương tự được truyền không cần quan
tâm đến nội dung
Có thể là dữ liệu tương tự hay số
Năng lương tín Bị suy giảm theo khoảng cách
Có thể sử dụng bộ khuếch đại để bù lại suy hao
Khắc phục được suy giảm và không khuếch đại
nhiễu
Việc truyền tín hiệu số
Phải quan tâm đến nội dung
Thông tin có thể bị ảnh hưởng