Dữliệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
98 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1904 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Các vấn đề cơ bản của truyền số liệu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1Các vấn đề cơ bản của
truyền số liệu
bvhieu@dit.hcmut.edu.vn
bvhieu@cse.hcmut.edu.vn
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 2
Nội dung
Dữ liệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 3
Mã dữ liệu
Baudot (Emile Baudot)
5 bit (32 mã)
Dùng 2 mã 5 bit (letter & figure) để mã hết các ký tự, chữ số và dấu
ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
7 bit (128 mã), bao gồm các ký tự chữ thường và hoa, các ký tự chữ số, các
ký tự dấu chấm câu và các ký tự đặc biệt.
Phổ biến nhất hiện nay được sử dụng trong giao tiếp dữ liệu tuần tự.
EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)
8 bit
Được dùng trong các hệ thống máy tính IBM
Unicode
16 hoặc 32 bit
Hứa hẹn được sử dụng rộng rãi trong tương lai
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 4
Mã Baudot
“JAMES BOND 007 SAYS HI!”
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 5
Mã ASCII
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 6
Cấu trúc kênh truyền
Song song (Parallel)
Mỗi bit dùng một đường truyền riêng.
Một kênh truyền riêng được dùng để thông báo cho
bên nhận biết khi nào có dữ liệu (clock signal)
Có thể có thêm kênh truyền báo bên nhận sẵn sàng
nhận dữ liệu mới
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 7
Cấu trúc kênh truyền
Tuần tự (Serial)
Tất cả các bit đều được truyền trên cùng một đường
truyền
Không cần đường truyền riêng cho tín hiệu đồng bộ
2 cách truyền
Bất đồng bộ: mỗi ký tự được đồng bộ bởi start và stop bit
Đồng bộ: mỗi khối ký tự được đồng bộ dùng cờ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 8
Nội dung
Dữ liệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Cấu hình
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 9
Truyền bất đồng bộ
Dữ liệu được truyền theo ký tự (5 → 8 bits)
Chỉ cần giữ đồng bộ trong một ký tự
Tái đồng bộ cho mỗi ký tự mới
Hành vi
Ở trạng thái rảnh, bộ thu phát hiện sự chuyển 1 → 0
Lấy mẫu 5->8 khoảng kế tiếp (chiều dài ký tự)
Đợi việc chuyển 1 → 0 cho ký tự kế tiếp
Hiệu suất
Đơn giản
Rẻ
Phí tổn lớn (~20%)
Thích hợp cho dữ liệu với khoảng trống giữa các ký tự lớn
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 10
Truyền bất đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 11
Truyền bất đồng bộ
Đồng bộ bit
Chuyển đổi 1 byte thông tin thành/từ chuỗi bit
PISO – SIPO
Clock thường mất đồng bộ
Bộ thu thường dùng clock gấp N lần clock của bộ phát
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 12
Truyền bất đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 13
Truyền bất đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 14
Tryền bất đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 15
Truyền bất đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 16
Truyền bất đồng bộ
Đồng bộ ký tự (character synchronization): dùng
start và stop bit
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 17
Truyền bất đồng bộ
Đồng bộ khung (frame synchronization): dùng các ký
tự điều khiển (STX, ETX, DLE)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 18
Truyền đồng bộ
Truyền không cần start/stop
Phải có tín hiệu đồng bộ
Đồng bộ bit (bit synchronization):
Clock encoding and extraction (Timestamp)
Tích hợp thông tin đồng bộ (clock) vào trong dữ liệu truyền
Đầu nhận sẽ tách thông tin đồng bộ dựa vào dữ liệu nhận được
RZ, Manchester (NRZ signaling), differential Manchester
Digital Phase-Lock-Loop
Dùng một đường tín hiệu đồng bộ riêng biệt
Tín hiệu đồng bộ dễ bị suy giảm trên đường truyền
Thích hợp khi truyền một khoảng cách ngắn
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 19
Mã hóa và tách dữ liệu đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 20
Truyền đồng bộ
Đồng bộ khung (frame synchronization):
Character-oriented synchronous transmission
Dùng các ký tự điều khiển : SYN, STX, ETX, DLE.
Bit-orienter synchronous transmission
Dùng các mẫu bit điều khiển (flag byte or flag pattern)
→ bit stuffing problem
Hiệu quả: phí tổn thấp hơn so với truyền bất
đồng bộ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 21
Nội dung
Dữ liệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Cấu hình
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 22
Điều khiển lỗi
Dữ liệu nhận có lỗi
2 cách khắc phục khi phát hiện có lỗi
Forward error control: bên nhận có thể phát hiện và
sửa lỗi
Feedback (backward) error control:
Bên nhận có thể phát hiện lỗi.
Yêu cầu truyền lại ký tự/frame sai
Phân loại lỗi
Single-bit error – nhiễu trắng
Burst error: chuỗi các bit liên tiếp bị lỗi – nhiễu xung,
suy giảm (khi truyền vô tuyến)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 23
Quá trình phát hiện sai
E, E’: mã phát hiện sai
f: hàm phát hiện mã sai
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 24
Parity
Bit parity
Parity chẵn: (N + P) phải là một số chẵn
Parity lẻ: (N + P) phải là một số lẻ
N: tổng số bit 1 có trong dữ liệu cần kiểm tra lỗi
P: giá trị của bit parity
D a t a D a t a
( ASCI I ) B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7
Parity bit
(odd )
h 1 0 0 0 0 1 1 0
e 1 0 0 0 0 0 1 1
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 25
Parity
Đặc điểm
Chỉ dò được lỗi sai một số lẻ bit
Không sửa được lỗi
Hiệu suất truyền thông tin kém
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 26
Mạch tạo Parity
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 27
Block Sum Check
Block Sum Check (BSC): sử dụng parity hàng và cột
Chỉ sửa được sai khi số bit sai là một
Dò tìm được tất cả các lỗi sai một số lẻ bit và hầu hết các lỗi
sai một số chẵn bit.
Không dò được lỗi sai một số chẵn bit xảy ra đồng thời trên
cả hàng và cột.
D a t a D a t a
Start
B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7
Parity
(even)
Stop
H 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0
E 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0
L 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0
L 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0
O 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0
BCC
(odd)
1 1 0 1 1 1 1 0 0 0
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 28
Block Sum Check
Biến thể
Dùng tổng bù 1 (1’s-complement sum) thay cho tổng modulo 2
(2-modulo sum)
Các ký tự trong block được truyền được coi như các số nhị
phân không dấu
Tốt hơn phương pháp modulo 2
1111111
1
01111111
0100110
1100000
0011011
1101101
0100000
Zero in 1’s-complement
0100110
1011001
1
00110011
1100000
0011011
1101101
0100000
invert
1’s-complement sum
content communication
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 29
Cyclic Redundancy Check
Nguyên lý
k-bit message
Bên phát tạo ra chuỗi n bit FCS (Frame Check Sequence) sao
cho frame gởi đi (k+n bit) chia hết cho 1 số xác định trước
Bên thu chia frame nhận được cho cùng số đó. Nếu phần dư
bằng 0 thì có khả năng không có lỗi
Số học modulo 2
Exlusive-or
1010
0101+
1111
110101
10011
10011
11x
10011
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 30
Cyclic Redundancy Check
Xác định FCS
T: frame được truyền (k+n bit)
M: message dữ liệu cần truyền (k bit đầu của T)
F: FCS (n bit sau của T)
P: số chia được xác định trước (n+1 bit)
Kiểm tra
P
RQ
P
Mn2 +=
FMn2 T +=
RF =
RMn2 T +=
Q
P
R
P
RQ
P
RMn2
P
T =++=+=
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 31
Cyclic Redundancy Check
Xác định FCS:
Biểu diễn dạng đa thức: 110011 →X5 + X4 + X + 1
Chia đa thức (trong Module 2)
Ví dụ
Dữ liệu cần truyền: 1001001 (k = 7 bits) → đa thức biễu diễn:
M(x) = X6 + X3 + 1
Cho số chia 1001: đa thức sinh P(x) =X3 + 1 (n = 3 bits)
Dữ liệu dịch trái n bits:
2nM(x) = X9 + X6 + X3
Chia dư 1. FCS = 001
Dữ liệu được truyền: 1001001001
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 32
Cyclic Redundancy Check
Số chia P
Dài hơn 1 bit so với FCS mong muốn
Được chọn tùy thuộc vào loại lỗi mong muốn phát hiện
Yêu cầu tối thiểu: msb và lsb phải là 1
Khả năng phát hiện lỗi
Tr = T + E
T: frame được truyền
Tr: frame nhận được
E: error pattern
Error không bị phát hiện iff Tr chia hết cho P (i.e. iff E chia hết cho P)
Các lỗi được phát hiện
Tất cả các lỗi bit đơn
Tất cả các lỗi kép nếu P có ít nhất 3 toán hạng
Một số lẻ lỗi bất kỳ nếu P chứa 1 thừa số (X+1)
Bất kỳ lỗi chùm nào mà chiều dài của chùm nhỏ hơn chiều dài FCS
Hầu hết các lỗi chùm lớn hơn
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 33
Cyclic Redundancy Check
4 P được sử dụng rộng rãi
CRC-12 = X12 + X11 + X3 + X2 + X + 1
12-bit FCS
6-bit characters
CRC-16 = X16 + X15 + X2 + 1
16-bit FCS
8-bit characters
US
CRC-CCITT = X16 + X12 + X5 +1
Europe
CRC-32 = X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 + X8
+ X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1
32-bit FCS
Point-point synchronous transmission, DoD apps
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 34
Cyclic Redundancy Check
001110Step 15
011100Step 14
010011Step 13
001101Step 12
011010Step 11
111111Step 10
011110Step 9
110111Step 8
101110Step 7
010111Step 6
000101Step 5
001010Step 4
110100Step 3
001000Step 2
110000Step 1
00000Initial
InputEDCBA
A
B
+
C
D
E
+
+
1010001101
x2
1
x4
x5
M=1010001101
P=110101
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 35
Sửa lỗi
Cách sửa lỗi thông thường yêu cầu truyền lại khối
dữ liệu
Không thích hợp cho các ứng dụng trao đổi dữ
liệu không dây
Xác suất lỗi cao, truyền lại nhiều
Thời gian trễ truyền lớn hơn nhiều thời gian truyền dữ
liệu
Khối dữ liệu được truyền lại bị lỗi và nhiều khối dữ liệu khác
tiếp theo
Cần thiết sửa lỗi dựa vào các dữ liệu nhận được
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 36
Quá trình sửa sai
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 37
Quá trính sửa sai
Mỗi khối dữ liệu k bit được ánh xạ vào khối n bit (n>k)
Từ mã – Codeword
Forward error correction (FEC) encoder
Codeword được truyền đi
Chuỗi bit nhận được tương tự như chuỗi được truyền đi,
nhưng có chứa lỗi
Codeword được gởi tới bộ giải mã FEC
Nếu không có lỗi, trích xuất khối dữ liệu ban đầu
Một vài mẫu lỗi có thể được phát hiện và sửa lỗi
Một vài mẫu lỗi có thể được phát hiện nhưng không sửa được
Một vài mẫu lỗi có thể không được phát hiện (ít xảy ra)
FEC trích xuất khối dữ liệu sai
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 38
Nội dung
Dữ liệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 39
Cấu hình đường truyền
Topology
Sắp xếp vật lý các trạm
trên môi trường tryền
Point-to-point
Multipoint
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 40
Giao tiếp (interface)
Quá trình giao tiếp
Thiết bị xử lý dữ liệu (DTE) thường không có các phương
tiện phát dữ liệu
Cần một thiết bị giao tiếp (DCE) – ví dụ: modem, NIC, …
DCE phát các bit dữ liệu trên môi trường truyền dẫn
DCE trao đổi dữ liệu và thông tin điều khiển với DTE
Được thực hiện thông qua mạch trao đổi
Cần một chuẩn giao tiếp rõ ràng
DTE DTEDCE DCEMedia
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 41
Giao tiếp
Các đặc tính (characteristic)
Cơ khí
Kết nối
Điện
Điện áp, định thời, mã hóa, …
Chức năng
Dữ liệu, điều khiển, định thời, đất, …
Thủ tục
Chuỗi các sự kiện
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 42
Chuẩn V.24/EIA–232–F
ITU-T v.24
Chỉ đặc tả hai đặc tính chức năng và thủ tục
Tham khảo các chuẩn khác cho các đặc tính cơ khí và đặc
tính điện
EIA-232-F (USA)
Đặc tính cơ khí: ISO 2110
Đặc tính điện: v.28
Chức năng: v.24
Thủ tục: v.24
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 43
Đặc tính cơ khí
DB-25
female
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 44
Đặc tính điện
Tín hiệu số
NRZ-L
>+3V – 0
<-3V – 1
Tốc độ tín hiệu < 20kbps
Chiều dài dây dẫn < 15m
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 45
Đặc tính chức năng
Ground
Common ground reference for all circuitsSignal ground/common returnAB102
Clocking signal for circuit 104DTEReceiver sig. elm. timingDD115
Clocking signal;DTETransmitter sig. elm. timingDB114
Clocking signalDCETransmitter sig. elm. timingDA113
Timing signals
DCE is receiving a signal within appropriate limits on
the channel line
DTEReceived line signal detectorCF109
DCE is receiving a ringing signal on the channel lineDTERing indicatorCE125
DTE is ready to operateDCEDTE readyCD108.2
DCE is ready to operateDTEDCE readyCC107
DCE is ready to receive, response to RTSDTEClear to sendCB106
DTE wishes to transmitDCERequest to sendCA105
Control signals
Received by DTEDTEReceived dataBB104
Transmitted by DTEDCETransmitted dataBA103
Data signals
FunctionDirection toNameEIA-232V.24
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 46
Loopback testing
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 47
Đặc tính thủ tục
Khi modem (DCE) được bật lên và sẵn sàng, nó bật tín
hiệu “DCE ready”
Khi DTE muốn gởi dữ liệu, nó gửi tín hiệu “Request To
Send” đến DCE
Cấm chế độ nhận dữ liệu (nếu trong chế độ truyền half-duplex)
Modem đáp lại sẵn sàng bằng tín hiệu “Clear To Send”
DTE gởi dữ liệu
Dữ liệu truyền qua môi trường truyền đến DCE nhận
Khi dữ liệu đến, DCE gắn vào DTE nhận sẽ bật tín hiệu
“Line Signal Detector” và gởi dữ liệu cho DTE
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 48
Hoạt động quay số (1)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 49
Hoạt động quay số (2)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 50
Hoạt động quay số (3)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 51
Cấu hình dây dẫn
Trao đổi thông tin giữa DTE
và DCE
Truyền dữ liệu (DTE đến DCE)
Bật DTR và RTS
Đợi DSR
Đợi CTS
Truyền dữ liệu
Nhận dữ liệu (DCE đến DTE)
Bật DTR
Đợi DSR
Nhận dữ liệu
Trao đổi thông tin giữa 2
DTE
Không cần DCE
Null modem cable
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 52
Chuẩn giao tiếp EIA RS–232C
connection setup & clear, data transfer
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 53
Nội dung
Dữ liệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 54
Nén dữ liệu
Run-length encoding (packed decimal)
Dùng cho message gồm các chữ số
Mã BCD thay vì ASCII
Có thể dùng 4 bit thấp đối với các thông tin đầy đủ
STX Ctrl ‘2’‘6’ ‘:’ ‘3’‘2’ ‘;’ ‘1’‘6’ ‘:’ ‘9’ ‘;’ ‘;’ ETX BCC… …
26.32 16.9
Number of BCD digits
Control character = packed decimal follows
Opening flag (bit-oriented)
Closing flag
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 55
Nén dữ liệu
Differenial encoding (relative encoding)
Chỉ gửi phần thay đổi so với giá trị cũ
‘+’STX ’1’ ’9‘ ‘+’ ‘2’ ‘9’ ‘+’ … ‘9’ ETX BCC
End-of-value delimiters
+3Flag +4 +5 +5 +4 +3 … Flag
All difference values binary-encoded
in a single (signed) byte
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 56
Nén dữ liệu
Character suppresion
Mã hóa nếu có 3 hoặc nhiều hơn kí tự giống nhau
CtrlSTX ’9‘ length ‘A’ ‘B’ Ctrl ‘.’ length … ETXBCC
Single (uncompressed) character
Number of characters in run
Character type (’9‘=space/blank)
Control character = compressed
string follows
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 57
Mã hóa Huffman
Đặc điểm
Đây là mã thống kê (phương pháp nén
mã tối ưu)
Mã hóa dựa trên xác suất sử dụng của
các ký tự
Những ký tự được dùng nhiều nhất sẽ có
từ mã ngắn nhất
Không có tính prefix
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 58
Mã hóa Huffman (tt)
Giải thuật
Sắp xếp các nguồn tin có xác suất giảm dần
Một cặp bit 0-1 được gán cho 2 nguồn tin xác suất nhỏ nhất
2 nguồn tin này được kết hợp, tạo thành nguồn tin mới có
xác suất bằng tổng xác suất của 2 nguồn tin thành phần
Sắp xếp lại các nguồn tin
Lặp lại đến khi 2 nguồn tin cuối cùng được kết hợp
Từ mã cho mỗi nguồn tin được viết theo thứ tự từ gốc đến
ngọn
Chiều dài từ mã trung bình Lavg = Σli x pi
li : chiều dài nguồn tin Xi
pi : xác suất xuất nguồn tin Xi
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 59
Mã hóa Huffman (tt)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 60
Mã hóa Shannon-Fano
Đặc điểm
Mã tối ưu
Không có tính prefix
Giải thuật
Sắp xếp các nguồn tin có xác suất giảm dần
Chia các nguồn tin thành hai phần có xác suất xấp xỉ
nhau và gán 0 cho phần trên, gán 1 cho phần dưới
Lặp lại bước trên cho mỗi phần cho đến khi chỉ còn
một nguồn tin
Ghi ra các từ mã
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 61
Shannon – Fano
Các nguồn tin và xác suất xuất hiện của các nguồn tin tương ứng
X1 (30%), X2 (20%), X3 (10%), X4 (10%), X5 (20%), X6 (5%),
X7 (3%), X8 (2%)
Lavg = 2.0,3+2.0,2+3.0,2+3.0,1+3.0,1+4.0,05+5.0,03+5.0,02 =
2,65 bits
Initial Sorted Shannon-Fano code Code word STT
Xi % Xi % Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5
1 X1 30 X1 30 0 0 00
2 X2 20 X2 20 0 1 01
3 X3 10 X5 20 1 0 0 100
4 X4 10 X3 10 1 0 1 101
5 X5 20 X4 10 1 1 0 110
6 X6 5 X6 5 1 1 1 0 1110
7 X7 3 X7 3 1 1 1 1 0 11110
8 X8 2 X8 2 1 1 1 1 1
11111
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 62
Nội dung
Dữ liệu và tín hiệu
Truyền dẫn dữ liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Cấu trúc kênh truyền (tuần tự và song song)
Cấu trúc truyền (bất đồng bộ và đồng bộ)
Lỗi và phát hiện, sữa lỗi
Giao tiếp V.24/EIA-232-F
Nén thông tin
Phân hợp kênh
ADSL
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 63
Phân hợp kênh (Multiplexing)
Multiplexing
Frequency-Division
Multiplexing (FDM)
Time-Division
Multiplexing (TDM)
Synchronous Asynchronous
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 64
Frequency – Division Multiplexing (FDM)
Phương pháp này chỉ hiện thực
được khi băng thông môi
trường truyền lớn hơn băng
thông mà tín hiệu được truyền
yêu cầu
Nhiều tín hiệu có thể được
truyền đồng thời nếu mỗi tín
hiệu được điều chế trên một tần
số sóng mang
Các tần số sóng mang khác
nhau sao cho băng thông của
các tín hiệu được điều chế
không trùng lấp nhau (guard
bands)
Kênh truyền được cấp phát
ngay cả khi không có dữ liệu
(cấp phát tĩnh)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 65
FDM
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 66
FDM
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 67
FDM
FDM của 3 kênh thoại
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 68
FDM mạng AT&T
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 69
Wavelength Division Multiplexing
Một dạng của FDM
Nhiều chùm ánh sáng với tần số khác nhau
Truyền trong cáp quang
Mỗi kênh dữ liệu được truyền bằng ánh sáng màu khác nhau
1997 tại Bell Labs
100 chùm ánh sáng
Mỗi chùm tốc độ 10 Gbps
Hệ thống thương mại hiện tại có 160 kênh, mỗi kênh 10 Gbps
Phòng thí nghiệm (Alcatel)
256 kênh
Mỗi kênh 39.8 Gbps
Khoảng cách trên 100km
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 70
Hoạt động WDM
Cùng kiến trúc tổng quát như các FDM khác
Nguồn sáng tạo ra các chùm laser với tần số khác nhau
Nhiều chùm sáng kết hợp với nhau để lan truyền trên
cùng một cáp quang
Bộ khuếch đại quang học
Khuếch đại tất cả chiều dài sóng khác nhau
Thông thường khoảng cách ~10km
Phân kênh tại đích đến
Thông thường tầm chiều dài sóng 1550nm
Mỗi kênh 200MHz
Hiện tại lên đến 50GHz
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 71
Dense Wavelength Division Multiplexing
DWDM
Chưa có định nghĩa chính thức (chưa chuẩn hóa)
Các kênh sít nhau hơn WDM
200GHz
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 72
Time – Division Multiplexing (TDM)
Synchronous TDM
Phương pháp này chỉ hiện thực được khi tốc độ dữ liệu môi
trường truyền lớn hơn tốc độ dữ liệu mà tín hiệu được truyền
yêu cầu
Nhiều tín hiệu (cả analog và digital) có thể được truyền đồng
thời trên cùng một đường truyền
Time slot được gán trước và tĩnh
Time slot có thể được gán không đồng đều giữa các nguồn dữ
liệu
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 73
TDM
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 74
TDM và FDM
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 75
Hoạt động TDM
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 76
Hoạt động TDM (tt)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 77
Đặc điểm TDM (tt)
Không cần header và tailer cho toàn bộ đường truyền
Tốc độ dữ liệu của đường truyền phân/hợp cố định
Nếu có một kênh không thể nhận dữ liệu, các kênh khác
vẫn tiếp tục
Lỗi được phát hiện và xử lý bởi từng kênh riêng biệt
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 78
TDM – Ví dụ
Bộ môn Kỹ thuật máy tính 79
Phân khung TDM
Không có cờ (flag) hoặc các ký tự SYNC để đóng khung các bó
TDM
Phải có cơ chế