Bài giảng Truyền thông dữ liệu - Chương 2: Giao tiếp vật lý

§2 GIAO TIẾP VẬT LÝ

Nguyễn Hồng Sơn

Nội Dung

(cid:1) Kỳ vọng đối với hoạt động truyền (cid:1) Bản chất của truyền thông tin (cid:1) Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động truyền (cid:1) Các chuẩn tín hiệu giao tiếp (cid:1) Chuẩn giao tiếp vật lý (cid:1) Kỹ thuật truyền Data qua các mạch tải công

cộng

Kỳ vọng đối với hoạt động truyền

Kỳ vọng 3R: (cid:1) Rất xa (cid:1) Rất nhanh (cid:1) Rất chắc

Bản chất của truyền thông tin

(cid:1) Tín hiệu thuần nhất (cid:1) Truyền thông tin dựa vào trạng thái của tín

hiệu

(cid:1) Quan hệ giữa trạng thái tín hiệu và số liệu

nhị phân

(cid:1) Các thông số truyền

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động truyền

(cid:1) Sự suy giảm tín hiệu gây khó cho truyền xa (cid:1) Sự giới hạn của băng thông (cid:1) Khái niệm băng thông (cid:1) Truyền càng nhanh càng khó

(cid:1) Sự trễ pha--> cản trở truyền nhanh (cid:1) Sự can nhiễu--->chất lượng media, ảnh hưởng đến lỗi

(cid:1) SNR (Signal to Noise Ratio) (cid:1) Eb/N0 (cid:1) BER (Bit Error Rate)

CÁC CHUẨN TÍN HIỆU GIAO TIẾP

Qui định tiêu chuẩn về đường tín hiệu điện nối giữa DTE và DCE (Data Connect Equipment) để đảm bảo mức chất lượng tín hiệu nào đó. Các chuẩn khác nhau sẽ có mức chất lượng khác nhau.

V.28

Giao tieáp ñieän khoâng caân baèng V=±12vdc hay ±15vdc

-V

Tín hieäu beân trong

1>2V

0<0,8V

-V

GND

1=-V 0=+V

Doøng 20mA

Maxlength= 1Km

Phaùt hieän doøng

20mA

Phaùt hieän doøng

101011

RS-422/V.11

-Caùp xoaén ñoâi

1=+/-V; 0=-/+V

-Giao tieáp ñieän caân baèng (vi phaân)

-V

Tín hieäu beân trong

1>2V

0<0,8V

-V

Tín hieäu caùp ñoàng truïc

50Ω

Cheá ñoä baêng cô baûn (daûi neàn)

Tín hieäu caùp…

RF modem

Cheá ñoä baêng roäng (daûi roäng)

f0 f1 f1 f0

DTE DTE

CAÙC CHUAÅN GIAO TIEÁP VAÄT LYÙ

(cid:2)Chuẩn giao tiếp vật lý thực hiện chức năng kết nối DTE vào mạng là một trong các chức năng của lớp vật lý. Chính phần cứng thực hiện một giao tiếp vật lý hay một procedure. (cid:2)Một chuẩn giao tiếp vật lý thông thường bao gồm:

(cid:3)Đặc tả đầu cắm, cáp nối như kích thước, hình dáng, loại cáp.... (cid:3)Mô tả các loại đường tín hiệu giao tiếp, gồm:

-Đường tín hiệu Data -Đường tín hiệu đồng hồ (clock) -Đường tín hiệu điều khiển (cid:3)Qui tắc bắt tay (handshaking rule)

EIA-232D/V.24

CTS DCD DSR DTR FG

Clear To Send [DCE --> DTE] Data Carrier Detected (aâm hieäu töø modem) [DCE --> DTE] Data Set Ready [DCE --> DTE] Data Terminal Ready [DTE --> DCE] Frame Ground

RCk RI RTS

Receiver (external) Clock input Ring Indicator (modem baùo coù tín hieäu chuoâng ) Request To Send [DTE --> DCE]

TxD

Transmitted Data [DTE --> DCE]

RxD SG SCTS SDCD

Received Data [DCE --> DTE] Signal Ground Secondary Clear To Send [DCE --> DTE] Secondary Data Carrier Detected (aâm hieäu töø modem)

SRTS SRxD STxD

[DCE --> DTE] Secondary Request To Send [DTE --> DCE] Secondary Received Data [DCE --> DTE] Secondary Transmitted Data [DTE --> DTE]

Line ñieän thoaïi

modem

Maïng ñieän thoaïi

EIA 232/V.24

DTR on

DSR on

Quay soá keát noái

RI on

Göûi leänh quay soá

RTS on

Soùng mang on

CD on

CTS on

TxD on

Maãu thöû xaùc nhaän keát noái

RxD on

RTS off

CD off

Soùng mang off

CTS off

RTS on

Soùng mang on

CD on

CTS on

Soùng mang chöùa data

Maùy tính Maùy tính

TxD on

RxD on

RTS off

Soùng mang off

CTS off

CD off

DTR off

Soùng mang off

DSR off

DTR on

DSR on

Time

Chuû goïi Bò goïi

Modem roãng (null modem)

EIA-430/V.35

Duøng hai chuaån tín hieäu: V.28 vaø EIA-422/V.11

Xem taøi lieäu

Giao tieáp X.21

Xem taøi lieäu

Giao tieáp ISDN

Xem taøi lieäu

Kỹ thuật truyền số liệu qua mạch tải công cộng: mạch tải analog

(cid:2)Để vận chuyển bit số liệu qua tín hiệu Analog (mạch tải analog) phải dùng đến kỹ thuật điều chế. (cid:2)Kỹ thuật điều chế thực hiện một ánh xạ từ bit số liệu sang trạng thái của tín hiệu analog. Ánh xạ là 1-1 (cid:2)Sự hiểu biết trạng thái hay ánh xạ ngược sẽ là hoạt động giải điều chế ở máy thu (cid:2)Số bit biểu diễn một trạng thái tín hiệu được xác định qua quan hệ:

m = log2M

Phương pháp điều chế ASK

Data Vd(t)

0 1 1

Vc(t)

VASK(t)

Phương pháp điều chế ASK

Data Vd(t)

0 1 1

Vc1(t)

Vc2(t)

VASK(t)

Baêng thoâng ASK

2f0

fc-5f0 fc-4f0 fc-3f0 fc-2f0 fc-f0 fc fc+f0 fc+2f0 fc+3f0 fc+4f0 fc+5f0

Phương pháp điều chế FSK

Data Vd(t)

0 1 1

Vc1(t)

Vc2(t)

VFSK(t)

Baêng thoâng FSK

fc1-5f0 fc1-4f0 fc1-3f0 fc1-2f0 fc1-f0 fc1 fc1+f0 fc1+2f0 fc1+3f0 fc1+4f0 fc+5f0

fc2-5f0 fc2-4f0 fc2-3f0 fc2-2f0 fc2-f0 fc2 fc2+f0 fc2+2f0 fc2+3f0 fc2+4f0 fc2+5f0

f1-f2 + 2f0

Phaân phoái taàn soá

Modem

Bieân ñoä

Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =1070 Möùc 1 =1270

Ñieàu cheá Möùc 0 =1070 Möùc 1 =1270

Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =2025 Möùc 1 =2225

Ñieàu cheá Möùc 0 =2025 Möùc 1 =2225

400 1180 1650 3400

Modem

(1270) (2025)

Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =1180 Möùc 1 =980

Ñieàu cheá Möùc 0=1180 Möùc 1 =980

980 1805

(1070) (2225)

Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =1850 Möùc 1 =1650

Ñieàu cheá Möùc 0 =1850 Möùc 1 =1650

Phương pháp điều chế PSK

Data Vd(t)

Vc(t)

VPSK(t)

Phase coherent

VPSK(t)

1800 1800

differential

+900

+2700

0 1 1 1

Baêng thoâng PSK

fc-5f0 fc-4f0 fc-3f0 fc-2f0 fc-f0 fc fc+f0 fc+2f0 fc+3f0 fc+4f0 fc+5f0

2f0

Ñieàu cheá ña möùc

+900=01

+1800=10

+00=00

+2700=11

00 01 11 11

+900

+2700

QAM (Quadrature Amplitude Modualtion)

16-QAM

Kỹ thuật truyền số liệu qua mạch tải công cộng: mạch tải digital

(cid:2) Caùc maïch thueâ rieâng digital coù theå duøng ñeå keát noái tröïc tieáp hai DTE (cid:2) Ñöôïc duøng ñeå taïo maïng soá lieäu cô baûn (maïng Private Data Network), công nghệ mạng diện rộng leased line

Maïch thueâ rieâng digital (Digital leased line) (cid:1) Ñieàu cheá soá

(cid:1) Bieân ñoä xung-PAM (Pulse Amplitude Modulation) (cid:1) Beà roäng xung-PWM (Pulse Wide Modulation) (cid:1) Ñieàu cheá xung theo maõ(Pulse Code Modulation) (cid:1) Baûn chaát laø phuïc vuï cho maïng thoaïi (voice) (cid:1) Gheùp keânh

(cid:1) T1 (cid:1) E1 (cid:1) PDH (cid:1) SONET (cid:1) SDH

Caùc caáp toác ñoä

Trễ do lan truyền tín hiệu

(cid:1) Tốc độ lan truyền tín hiệu, ký hiệu Tp, trong các môi trường khác nhau là khác nhau, trong không gian bằng tốc độ ánh sáng 3.108m/s, trong môi trường hữu tuyến thường là 2.108m/s.

(cid:1) Tp trong môi trường mạng là rất quan trọng, ảnh

(cid:1) Gọi Tx là thời gian cần truyền một frame qua một liên kết có tốc độ R, thì số lượng frame lấp đầy liên kết là

a =

p T x

hưởng đến giao thức lớp trên.