Mã đường truyền Chương 3. Kỹ thuật truyền dẫn

Chương 3. Kỹ thuật truyền dẫn Là quá trình chuyển đổi hay ánh xạ chuỗi số liệu nhị phân thành tín hiệu số (dạng sóng truyền dẫn) Ví dụ: Bít 1: được chuyển đổi thành xung vuông có biên độ +A Bít 0: được chuyển đổi thành xung vuông có biên độ -A Tạo dạng phổ của tín hiệu số sao cho phù hợp với kênh truyền hơn. Các loại mã đường truyền thường không có thành phần phần một chiều (thành phần tần số bằng 0) vì thành phần này không mang thông tin và lại gây tiêu hao công suất. Hơn thế nữa nó còn khiến tín hiệu không thể ghép xoay chiều được. Tạo khả năng tách tín hiệu đồng bộ ở bộ thu. Trong hệ thống truyền dẫn số, bộ thu phải được đồng bộ với bộ phát để sao cho nó có thể nhận được thông tin khi mỗi ký hiệu tới. Như vậy dữ liệu phải được phát ở dạng sao cho nó chứa các thông tin đồng bộ và do đó ta không cần phát thêm tín hiệu đồng bộ hay định thời nữa. Đồng hồ nơi nhận và nơi phát phải giống nhau thì mới có thể tách được thông tin một cách chính xác. Đảm bảo được điều này thì được gọi là đồng bộ. Một mã đường truyền tốt phải chứa thông tin định thời giúp nơi nhận có thể dễ dàng tách tín hiệu định thời từ mã. Để đạt được điều này thì trong dạng sóng mã đường truyền phải chứa nhiều trạng thái chuyển điện áp. Ghi chú: Mã đường truyền còn có tác dụng làm tăng tốc độ truyền dẫn. Khi một số bít được mã hoá bởi một ký hiệu. Mã đường truyền còn có khả năng giúp phát hiện lỗi và có thể là sửa lỗi. Mã đơn cực là loại mã chỉ một mức điện áp được sử dụng. Mã cực là mã sử dụng hai mức điện áp + và - Mã lưỡng cực là mã mà sử dụng hai mức + , - và cả mức điện áp bằng 0. Mã NRZ (Non – Return to Zero): mức điện áp giữ nguyên trong chu kỳ bít. Mã RZ (Return to Zero): mức điện áp chỉ giữ trong một phần chu kỳ bít. Dạng sóng: “1” biểu diễn bởi xung điện áp +A “0” không biểu diễn xung (điện áp 0) Công suất trung bình lớn 0.5*A2 +0.5*02=A2/2 Nhược điểm: Mất đồng bộ khi gặp chuỗi bít 1 hay 0 dài. Ưu điểm Dạng mã này đơn giản, dễ tạo Unipolar NRZ Polar NRZ - Quy định dạng sóng của mã: Bít 1 được biểu thị bởi mức điện áp khác 0 trong một phần chu kỳ bít thường là ½ chu kỳ bít. Bít 0 điện biểu thị bởi mức điện áp băng 0 trong suốt chu kỳ bít. Ưu điểm: Dễ tạo do chỉ cần một nguồn phát công suất Có khả năng tách tín hiệu định thời tại nơi nhận do tồn tại các thành phần phổ rời rạc. Nhược điểm: Thành phần DC không bằng 0 nên rất khó ghép xoay chiều. Mất đồng bộ khi gặp chuỗi bít 0 dài. Độ rộng băng lớn (=2R). Mã đơn cực chỉ sử dụng một mức điện áp Ghi chú: Quy định dạng sóng: Bít 1: Biểu diễn bởi mức điện áp dương trong suốt chu kỳ sóng. Bít 0: Biểu diễn bởi mức điện áp âm trong suốt chu kỳ sóng Ưu điểm: Độ rộng băng nhỏ Thành phần DC =0 Xác suất lỗi thấp Nhược điểm: Không có khả năng phát hiện lỗi Mất đồng bộ khi gặp chuỗi bít 1 và 0 dài Cần hai nguồn phát công suất. Unipolar NRZ Polar NRZ MÃ Polar RZ (Mã AMI) Còn được gọi là mã AMI : Alternate Mark Inversion Quy định dạng sóng: Bít 1: Biểu diễn bởi mức điện áp dương hoặc âm trong nửa chu kỳ sóng và được thay đổi liên tục cực tính của nó. Bít 0: Biểu diễn bởi mức điện bằng 0 trong suốt chu kỳ sóng Ưu điểm: Thành phần DC =0 Có khả năng phát hiện lỗi Độ rộng băng thấp Nhược điểm: Mất đồng bộ khi gặp chuỗi bít 0 dài Ứng dụng: Hệ thống điện thoại Mã AMI Mã Manchester Quy định dạng sóng: + Bít 1: Biểu diễn bởi mức điện áp dương trong nửa chu kỳ đầu và mức điện áp âm trong nửa chu kỳ cuối của sóng. + Bít 0: Biểu diễn bởi mức điện âm trong nửa chu kỳ đầu và mức điện áp dương trong nửa chu kỳ cuối của sóng. Ưu điểm: Thành phần DC =0 Dễ khôi phục tín hiệu đồng bộ Xác suất lỗi thấp Nhược điểm: Độ rộng băng lớn. Ứng dụng: LAN (Ethernet) Mã Manchester MÃ BnZS Là một dạng của mã AMI nhưng có cải tiến Thay thế n bít 0 liên tiếp bởi một từ mã khác để khắc phục sự mất đồng bộ. Trong từ mã thay thế sẽ có những vị trí vi phạm luật của mã AMI nên nó có thể nhận biết tại đầu thu và đầu thu sẽ đổi ngược lại. Nó có đầy đủ các ưu điểm của mã AMI B6ZS Thay thế 6 bít 0 liên tiếp bởi từ mã đặc biệt theo quy định: Nếu xung cuối cùng là + thì từ mã là: 0 + - 0 - + Nếu xung cuối cùng là - thì từ mã là: 0 - + 0 + - Ví dụ: 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 + 0 + - 0 - + - + 0 – 0 - + 0 + - + - Trong chuỗi xung mã hoá tồn tại các xung cùng cực tính phi phạm qua tắc của mã AMI. Sai phạm này sẽ được phát hiện ở nơi nhận và chuỗi bít 0 sẽ được thay thế ngược lại. B8ZS Thay thế chuỗi 8 bít 0 liên tiếp theo luật sau Nếu xung cuối cùng là dương thì thay bởi: 0 0 0 + - 0 - + Nếu xung cuối cùng là âm thì thay bởi: 0 0 0 - + 0 + - Bít thứ 4 và 7 là các bít vi phạm quy tắc AMI. Ứng dụng: Trong mạng ISDN trên đường dây T1 HDB3: mã lưỡng cực mật độ cao Là một dạng của mã AMI. Tuân theo luật AMI. Cải tiến: thay thế 4 bít 0 liên tiếp bởi 000V hay B00V + bít V sẽ có cực tính vi phạm luật AMI. + 0000 được thay bởi 000V nếu tổng số bít 1 trước đó là chẵn. + 0000 được thay bởi B00V nếu tổng số bít 1 trước đó là lẻ + B là xung dương hay âm sao cho DC =0 Ứng dụng: kênh E1 HDB3 Tiêu chuẩn lựa chọn mã đường truyền Công suất phát Khả năng khôi phục định thời Hiệu quả sử dụng băng thông Thành phần một chiều Khả năng phát hiện lỗi Độ phức tạp khi tạo và giải mã Với truyền dẫn đường dài Hiệu suất sử dụng băng thông là quan trọng Mã lưỡng cực thường được sử dụng: BnZS, HDB3 Với truyền dẫn cự ly ngắn như LAN, Băng thông kênh truyền không quan trọng Trong Ethernet LAN – Mã Manchester được sử dụng Ghi chú: Bài tập 101011100 011100001100001 0100110000001010