1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Giáo trình kĩ thuật truyền tin đại học bách khoa hà nội

93 11 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Giáo Trình Kĩ Thuật Truyền Tin
Trường học Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ Thuật Truyền Tin
Thể loại Bài Giảng
Định dạng
Số trang 93
Dung lượng 1,37 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG I MỞ ĐẦU (3)
    • I.1. Giới thiệu (3)
    • I.2. Mô hình truyền thông (3)
    • I.3. Các tác vụ truyền thông (4)
    • I.4. Truyền dữ liệu (6)
    • I.5. Mạng truyền dữ liệu (8)
      • I.5.1. Mạng diện rộng (8)
      • I.5.2. Mạng nội bộ (11)
    • I.6. Sự chuNn hóa (0)
    • I.7. Mô hình OSI (12)
  • CHƯƠNG II TRUYỀN DỮ LIỆU (17)
    • II.1. Một số khái niệm và thuật ngữ (17)
      • II.1.1. Một số thuật ngữ truyền thông (17)
      • II.1.2. Tần số, phổ và dải thông (18)
        • 2.1. Biểu diễn tín hiệu theo miền thời gian (18)
        • 2.2. Biểu diễn tín hiệu theo miền tần số (19)
    • II.2. Truyền dữ liệu tương tự và dữ liệu số (27)
      • II.2.1. Dữ liệu (27)
      • II.2.2. Tín hiệu (30)
      • II.2.3. Mối quan hệ giữa dữ liệu và tín hiệu (32)
      • II.2.4. Công nghệ truyền (33)
    • II.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu (36)
      • II.3.1. Sự suy giảm cường độ tín hiệu (36)
      • II.3.2. Méo do trễ (38)
      • II.3.3. Nhiễu (38)
      • II.3.4. Khả năng truyền tải của kênh truyền (42)
  • CHƯƠNG III CÁC MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN (47)
    • III.1. Tổng quan (47)
    • III.2. Môi trường truyền (48)
      • III.2.1. Môi trường truyền định hướng (49)
        • 1.1. Đôi dây xoắn (0)
        • 1.2. Cáp UTP (49)
        • 1.3. Cáp STP (50)
        • 1.4. Cách đấu nối (50)
        • 1.5. Cáp đồng trục (51)
        • 1.6. Cáp quang (52)
      • III.2.2. Môi trường truyền không định hướng (54)
  • CHƯƠNG IV MÃ HÓA VÀ ĐIỀU CHẾ DỮ LIỆU (56)
    • IV.1 Dữ liệu số, tín hiệu số (57)
      • IV.1.1 Mã NRZ (59)
      • IV.1.2. Mã nhị phân đa mức (60)
      • IV.1.3. Mã đảo pha (biphase) (62)
      • IV.1.4. Tốc độ điều chế (64)
    • IV.2. Dữ liệu số, tín hiệu tương tự (65)
  • CHƯƠNG V GIAO DIỆN GIAO TIẾP DỮ LIỆU (69)
    • V.1. Các phương pháp truyền số liệu (69)
    • V.2. Giao diện ghép nối (69)
      • V.2.1. Giao tiếp RS 232D/V24 (69)
      • V.2.2. Giao tiếp RS-232C (74)
  • CHƯƠNG VI ĐIỀU KHIỂN LIÊN KẾT DỮ LIỆU (76)
    • VI.1. Kiểm soát lỗi (76)
    • VI.2. Điều chỉnh thông lượng (76)
      • VI.2.1. Cơ chế cửa sổ (76)
      • VI.2.2. Quá trình trao đổi số liệu giữa hai máy A và B (77)
      • VI.2.3. Vận chuyển liên tục (77)
    • VI.3. Giao thức BSC và HDLC (78)
      • VI.3.1. Giao thức BSC (78)
        • 1.1. Tập ký tự điều khiển (0)
        • 1.2. Dạng bản tin (79)
        • 1.3. Trao đổi bản tin (80)
      • VI.3.2. Giao thức HDLC (High level data link control) (80)
        • 2.1. Dạng bản tin (80)
        • 2.2. Từ điều khiển (80)
        • 2.3. Trao đổi bản tin (81)
    • VI.4. Đặc tả giao thức (82)
    • VI.5. Các giao thức điều khiển truy nhập phương tiện truyền (83)
      • VI.5.1. Truy nhập CSMA /CD (83)
      • VI.5.2. Token bus (84)
      • VI.5.3. Token Ring (84)
      • VI.5.4. DQDB (85)
      • VI.5.5. Wireless (802.11) (86)
        • 5.5.1 Vấn đề tránh xung đột trong mạng không dây (86)
        • 5.5.2. ChuN n 802.11 (0)
        • 5.5.3. Hệ thống phân tán (87)
  • CHƯƠNG VII TỔNG QUAN VỀ GHÉP KÊNH (89)
    • VII.1. Bộ tập trung (89)
    • VII.2. Bộ phân đường (89)
    • VII.3. Dồn kênh theo tần số (90)
    • VII.4. Dồn kênh theo thời gian (91)
    • VII.5. Phân đường thời gian theo thống kê (91)

Nội dung

TRUYỀN DỮ LIỆU

Một số khái niệm và thuật ngữ

II.1.1 Một số thuật ngữ truyền thông

- Môi trường truyền có thể phân thành 2 loại là hữu tuyến (guided media) và vô tuyến (unguided media)

Môi trường truyền hữu tuyến là nơi tín hiệu được truyền theo một hướng dọc theo các con đường vật lý như cáp đôi xoắn, cáp đồng trục và cáp quang.

Môi trường truyền vô tuyến: Không có sự dẫn hướng tín hiệu truyền Ví dụ như việc truyền trong không khí, chân không hoặc nước biển

Liên kết trực tiếp (direct link) là một kết nối giữa hai thiết bị truyền và nhận mà không cần thông qua các thiết bị trung gian Tuy nhiên, có thể sử dụng các bộ lặp (repeater) hoặc thiết bị tăng cường tín hiệu (amplifier) để cải thiện chất lượng tín hiệu.

- Cấu hình của các môi trường truyền hữu tuyến có thể ở dạng điểm - điểm (point – to – point) hoặc đa điểm (multipoint)

Dạng điểm-điểm: Chỉ có 2 thiết bị chia sẻ môi trường truyền

Dạng đa điểm: Có nhiều hơn 2 thiết bị cùng chia sẻ môi trường truyền

- Việc truyền tin có thể theo dạng đơn công (simplex), bán song công (half-duplex) hoặc song công (duplex)

Kiểu đơn công: Tại mọi thời điểm, tín hiệu chỉ truyền theo một chiều

Kiểu bán song công: Tín hiệu có thể truyền theo 2 chiều nhưng tại một thời điểm chỉ có thể truyền theo một chiều

Kiểu song công: Cả 2 trạm đều có thể truyền tín hiệu đồng thời cuu duong than cong com

II.1.2.Tần số, phổ và dải thông (Frequency, Spectrum and Bandwidth)

Trong cuốn sách này, chúng ta sẽ khám phá các tín hiệu điện từ, loại tín hiệu được sử dụng để truyền dữ liệu từ thiết bị phát đến thiết bị nhận Tín hiệu này không chỉ là hàm của thời gian mà còn có thể được biểu diễn dưới dạng hàm tần số, với nhiều thành phần tần số khác nhau Việc nghiên cứu tín hiệu theo miền tần số được coi là quan trọng hơn so với việc phân tích tín hiệu theo miền thời gian.

2.1.Biểu diễn tín hiệu theo miền thời gian

Trong phân tích tín hiệu theo miền thời gian, tín hiệu được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc Tín hiệu liên tục có cường độ biến đổi một cách mượt mà theo thời gian, không có điểm gãy hay sự không liên tục Ngược lại, tín hiệu rời rạc giữ cường độ ở một giá trị hằng trong một khoảng thời gian nhất định trước khi chuyển sang một mức hằng số khác Tín hiệu liên tục thường được sử dụng để biểu diễn âm thanh như tiếng nói, trong khi tín hiệu rời rạc thường được áp dụng để đại diện cho các giá trị nhị phân như 1 và 0.

Medium Amplifier Medium or repeater

Hình 2.1 Các cấu hình môi trường truyền hữu tuyến

(a) Tín hiệu liên (a) Tín hiệu rời rạc thời gian

Hình 2.2 Tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc

Transmitte r/receiver Medium Amplifier or repeater Medium Transmitte r/receiver

(a) Mô hình đ i ể m - đ i ể m cuu duong than cong com

- Tín hiệu tuần hoàn (periodic signal) là loại tín hiệu có dạng lặp lại qua thời gian Nếu x(t) là hàm biểu diễn tín hiệu và thoả mãn x(t + T) = x(t) với -∞ < t < +∞ với

T là một giá trị hằng gọi là chu kỳ (period) của tín hiệu tín hiệu được biểu diễn bởi hàm x(t) là tín hiệu tuần hoàn

- Sóng hình sin là một loại tín hiệu liên tục cơ bản (fundamental continuous signal) với hàm biểu diễn x(t) = A.sin(2πft+φ)

Biên độ (amplitude) là giá trị lớn nhất mà cường độ tín hiệu đạt được theo thời gian, thường được đo bằng đơn vị Volts hoặc Watts.

Tần số (frequency) là số chu kỳ lặp lại của tín hiệu trong một giây, được đo bằng đơn vị Hertz (Hz) Mối quan hệ giữa tần số và chu kỳ tín hiệu được thể hiện qua công thức f = 1/T, trong đó T là chu kỳ của tín hiệu.

- φ là độ đo vị trí quan hệ theo thời gian trong một chu kỳ của tín hiệu

- Bước sóng (wavelength) λ của tín hiệu là độ dài di chuyển được trong một chu kỳ của tín hiệu Nếu v là vận tốc (velocity) của tín hiệu thì λ = v.T hay v = λ.f

2.2.Biểu diễn tín hiệu theo miền tần số

Phân tích Fourier cho phép biểu diễn một tín hiệu tuần hoàn x(t) dưới dạng tổng của các thành phần sin và cos.

Có thể chuyển đổi công thức (1) thành công thức chỉ có dạng cos như sau:

Ví dụ: Xét tín hiệu được biểu diễn bởi hàm x(t) sau:

Tín hiệu này bao gồm các thành phần hình sin có tần số f1 và 3f1, với phần a và b của hình ảnh thể hiện các tín hiệu riêng biệt Hình vẽ 2.3 cho thấy một số điểm thú vị liên quan đến các thành phần này.

Tần số thứ hai là bội số nguyên của tần số thứ nhất Khi tất cả các thành phần tần số của một tín hiệu đều là bội số nguyên của một tần số nhất định, tần số nhỏ nhất trong tập hợp đó được gọi là tần số cơ bản.

∫ π cuu duong than cong com

Chu kỳ của tín hiệu tổng hợp tương ứng với chu kỳ của thành phần có tần số cơ bản Cụ thể, tần số của thành phần sin(2πf1t) là T = 1/f1, do đó chu kỳ của tín hiệu s(t) cũng bằng T, như minh họa trong hình 2.3c.

Phép phân tích Fourier cho thấy rằng mọi tín hiệu đều có thể được tạo thành từ nhiều thành phần tín hiệu sin với các tần số khác nhau Điều này có ý nghĩa quan trọng vì tất cả các loại tín hiệu đều có thể được biểu diễn dưới dạng tần số của một tín hiệu cơ bản.

Hình 2.3 Các thành phần của tần số cuu duong than cong com

Mỗi tín hiệu đều có một hàm theo miền thời gian s(t) để xác định giá trị tín hiệu tại từng thời điểm cụ thể Tương tự, hàm theo miền tần số s(f) được sử dụng để xác định các tần số thành phần của tín hiệu.

Hình vẽ 2.4a thể hiện hàm S(f) theo miền tần số của tín hiệu trong hình 2.3c, với S(f) là rời rạc Trong khi đó, hình vẽ 2.4b mô tả hàm tần số của một xung vuông có giá trị 1 từ –X/2 đến X/2 và 0 ở các thời điểm khác, với S(f) là liên tục Đặc biệt, S(f) luôn có giá trị khác 0, mặc dù cường độ các thành phần tần số giảm khi tần số tăng Đặc tính này thường thấy ở các tín hiệu thực tế.

Phổ (spectrum) của một tín hiệu là miền các tần số mà tín hiệu đó có, ví dụ như trong Hình 2.3c, phổ bao trùm từ f1 đến 3f1 Dải thông tuyệt đối (absolute bandwidth) của tín hiệu là độ rộng của phổ, và trong trường hợp này, dải thông tuyệt đối là 2f1 Nhiều tín hiệu, như tín hiệu trong Hình 2.4b, có dải thông bằng vô cùng, nhưng hầu hết năng lượng của tín hiệu lại tập trung vào một dải hẹp các thành phần tần số.

Dải thông thực (effective bandwidth) hay còn gọi là dải thông (bandwidth) là khái niệm chỉ các miền tần số mà năng lượng tín hiệu tập trung vào.

Truyền dữ liệu tương tự và dữ liệu số

Trong quá trình truyền dữ liệu từ nguồn đến đích, cần chú ý đến bản chất tự nhiên của dữ liệu, điều kiện vật lý thực tế và các phương pháp xử lý hoặc hiệu chỉnh trên đường truyền Điều này đảm bảo thiết bị thu có khả năng thông dịch dữ liệu khi nhận được Cả ba vấn đề này đều cần được giải quyết với hai khái niệm chính là tương tự (analog) và số (digital).

Các thuật ngữ tương tự và số có mối liên hệ chặt chẽ với các thuật ngữ liên tục và rời rạc Hai khái niệm này thường được áp dụng trong lĩnh vực truyền thông dữ liệu, đặc biệt trong ba ngữ cảnh chính.

Trong chương 1, chúng ta đã phân tích sự khác biệt giữa dữ liệu và thông tin Dữ liệu được coi là các thực thể trong mạng thông tin, trong khi tín hiệu, dưới dạng điện hoặc điện từ, là cách mã hóa dữ liệu Công nghệ truyền đóng vai trò quan trọng trong việc truyền và xử lý tín hiệu, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các khái niệm trừu tượng này thông qua việc thảo luận về các khái niệm tương tự và số trong ba ngữ cảnh khác nhau.

Có hai dạng dữ liệu là dữ liệu tương tự (analog data) và dữ liệu số (digital data)

Dữ liệu tương tự có giá trị liên tục theo thời gian, như tiếng nói và video, vì cường độ của chúng thay đổi liên tục Hầu hết dữ liệu thu thập từ các bộ cảm ứng, chẳng hạn như nhiệt độ và không khí, cũng thuộc loại này Ngược lại, dữ liệu số bao gồm các giá trị rời rạc theo thời gian, ví dụ như văn bản và số nguyên.

Dữ liệu tương tự điển hình có thể thấy qua âm thanh dưới dạng sóng âm mà tai người tiếp nhận Phổ âm thanh của giọng nói con người, như thể hiện trong Hình 2.8, cho thấy các tần số dao động từ 20 Hz đến 20 KHz Mặc dù năng lượng tín hiệu chủ yếu tập trung ở các tần số thấp, nhưng thực tế cho thấy các tần số trong khoảng từ 600 đến 700 Hz cũng đóng vai trò quan trọng.

Tần số (Hz) không có nhiều ý nghĩa trong việc tiếp nhận và hiểu âm thanh của tai người Thay vào đó, đường nét đứt thể hiện chính xác hơn khả năng nhận diện và hiểu âm thanh.

Một ví dụ điển hình về dữ liệu tương tự là dữ liệu video, trong đó việc phân tích dữ liệu video trên thiết bị hiển thị như TV dễ dàng hơn so với trên thiết bị thu nhận như camera Để tạo ra hình ảnh trên màn hình, tia electron quét từ trái sang phải và từ trên xuống dưới, với độ sáng của mỗi điểm phụ thuộc vào cường độ tia electron Tại mỗi thời điểm, tia electron cần có giá trị tương tự về cường độ để tạo ra độ sáng thích hợp, và giá trị này liên tục thay đổi trong quá trình quét Do đó, hình ảnh video được hiển thị như một tín hiệu tương tự biến đổi liên tục theo thời gian.

Tiến trình quét hình ảnh trên màn hình được mô tả qua hình 2.9a, trong đó tia electron quay lại nhanh chóng theo phương ngang sau mỗi dòng quét và di chuyển từ đáy lên đỉnh theo phương dọc Để đạt độ phân giải tối ưu, cần có 483 dòng quét ngang với tốc độ 30 lần mỗi giây, nhưng điều này vẫn gây ra hiện tượng nháy mắt Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng tiến trình quét đan xen như minh họa trong hình 2.11b, trong đó tia electron quét từ bên trái lên đến giữa đáy màn hình và nhanh chóng trở về đỉnh, giúp màn hình được làm tươi 60 lần mỗi giây và giảm thiểu hiện tượng nháy Tổng cộng có 525 dòng quét, trong đó 42 dòng là trống trong quá trình trở về theo phương dọc, để lại 483 dòng quét thực sự hiển thị trên màn hình.

Hình 2.8 Sự tăng giảm của phổ âm thanh cuu duong than cong com

Dữ liệu số, đặc biệt là văn bản, rất tiện lợi cho con người nhưng khó khăn trong việc lưu trữ và truyền tải trên các hệ thống truyền thông thiết kế cho dữ liệu nhị phân Để giải quyết vấn đề này, người ta sử dụng mã hóa ký tự thành chuỗi bit Mã Morse là một trong những loại mã đầu tiên, nhưng hiện nay, mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) do tổ chức ANSI công bố là loại mã phổ biến nhất, với mỗi ký tự được biểu diễn bằng một mã số cụ thể.

Mã ASCII sử dụng 7 bit để biểu diễn tối đa 128 ký tự khác nhau, bao gồm cả các ký tự điều khiển cần thiết cho việc in ấn và truyền thông Các ký tự này được lưu trữ hoặc truyền dưới dạng 8 bit cho mỗi ký tự, với bit thứ 8 gọi là bit parity, được sử dụng để phát hiện lỗi Bit parity được thiết lập dựa trên tổng số bit 1 trong 7 bit, giúp nhận diện các lỗi khi truyền dẫn nếu có sự thay đổi ở một bit đơn.

Hình 2.9 Hình ảnh hiển thị được tạo ra

Kết câu của một phạm vi hiển thị cuu duong than cong com

Trong hệ thống truyền thông, dữ liệu được truyền từ điểm này sang điểm khác thông qua tín hiệu Tín hiệu tương tự là dạng sóng điện từ liên tục, có thể truyền qua nhiều môi trường khác nhau tùy thuộc vào phổ Ngược lại, tín hiệu số bao gồm các xung điện thế, có thể truyền qua môi trường dẫn có dây; ví dụ, điện thế dương biểu thị số 1 nhị phân, trong khi điện thế âm biểu thị số 0 nhị phân.

Chúng ta sẽ tiếp tục phân tích ba ví dụ đã đề cập trước đó Đối với mỗi ví dụ, chúng ta sẽ mô tả tín hiệu và ước lượng băng thông của chúng.

Dữ liệu âm thanh có thể được biểu diễn bằng tín hiệu điện từ với phổ tương ứng, tuy nhiên, cần cân nhắc giữa độ chính xác âm thanh và chi phí truyền thông, vì chi phí tăng khi băng thông lớn hơn Mặc dù phổ của tiếng nói nằm trong khoảng từ 20 Hz đến 20 kHz, một phổ hẹp từ 300 đến 3400 Hz vẫn đủ để tái tạo âm thanh một cách chấp nhận được Việc sử dụng phổ này giảm yêu cầu về khả năng truyền tải và giúp giảm chi phí cho người sử dụng hệ thống điện thoại Hệ thống truyền điện thoại sẽ chuyển đổi tín hiệu âm thanh đầu vào thành tín hiệu điện từ có tần số từ 300 đến 2400 Hz, và sau đó tín hiệu này được truyền đến hệ thống thu để tái sinh lại âm thanh dựa trên tín hiệu điện từ nhận được.

Tín hiệu video bao gồm cả thành phần tương tự và số, với camera hoạt động tương tự như TV để tạo ra tín hiệu này Camera có một đĩa cảm nhận hình ảnh, nơi một tia electron quét từ trái sang phải và từ trên xuống dưới, giống như cách hoạt động của TV Khi tia electron di chuyển, nó sinh ra một tín hiệu điện tương tự, với cường độ phụ thuộc vào độ sáng của từng điểm trong cảnh quay.

Hình 2.10a minh họa ba dòng tín hiệu video, trong đó màu trắng được biểu diễn bằng hiệu điện thế dương nhỏ hơn và màu đen bằng hiệu điện thế dương lớn hơn Dòng thứ ba thể hiện mức độ sáng trung bình và độ sáng trắng tại một số điểm Khi tia electron hoàn thành một dòng quét từ trái sang phải, nó sẽ quay lại biên trái để tiếp tục dòng quét tiếp theo, và trong thời gian này, hình ảnh sẽ là màu đen Quá trình quay lại của tia electron được biểu diễn bằng xung điện dạng tín hiệu số, gọi là “xung trống ngang” (horizontal blanking pulse) Để đảm bảo sự đồng bộ giữa camera và TV, một xung đồng bộ được gửi vào giữa mỗi dòng quét video, nằm trên đỉnh xung trống, tạo ra tín hiệu số dạng bậc thang Khi tia electron di chuyển đến đáy màn hình, nó cần quay lại đỉnh, yêu cầu xung trống có thời gian dài hơn, được minh họa trong hình 2.10b Xung trống dọc thực chất là chuỗi các xung đồng bộ và xung trống.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu

Trong bất kỳ hệ thống truyền thông nào, tín hiệu thu nhận được thường khác với tín hiệu ban đầu do nhiều yếu tố ảnh hưởng Đối với tín hiệu tương tự, các yếu tố này gây ra những thay đổi ngẫu nhiên, làm giảm chất lượng tín hiệu Còn với tín hiệu số, lỗi bit có thể xảy ra, dẫn đến việc bit 1 chuyển thành bit 0 và ngược lại Bài viết này sẽ thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu và tác động của chúng đối với băng thông của kênh truyền tin.

Có 3 yếu tố chính làm ảnh hưởng đến tín hiệu:

• Suy giảm cường độ tín hiệu và méo do suy giảm cường độ (Attenuation and attenuation distortion)

• Méo do trễ (Delay distortion)

II.3.1 Sự suy giảm cường độ tín hiệu

Cường độ tín hiệu giảm dần theo chiều dài khi di chuyển qua môi trường truyền, với độ suy giảm ở môi trường hữu tuyến được biểu diễn bằng hằng số decibel trên đơn vị khoảng cách Trong môi trường vô tuyến, độ suy giảm phụ thuộc vào khoảng cách và áp suất Các kỹ sư truyền thông cần chú ý ba vấn đề quan trọng: đầu tiên, tín hiệu thu được phải đủ mạnh để thiết bị có thể phát hiện và giải mã; thứ hai, tỷ lệ cường độ tín hiệu trên nhiễu cần lớn để tránh lỗi trong quá trình thu; và thứ ba, độ suy giảm cường độ tín hiệu tăng theo tần số.

Để giải quyết vấn đề về cường độ tín hiệu trong các liên kết điểm-điểm, cần sử dụng bộ khuyếch đại hoặc bộ lặp Cường độ tín hiệu phát ra phải đủ mạnh để thiết bị thu nhận và xử lý, nhưng không được quá mạnh để tránh làm quá tải các mạch phát, gây méo tín hiệu Khi khoảng cách truyền dài, cường độ tín hiệu sẽ giảm dần, vì vậy các bộ khuyếch đại hoặc bộ lặp sẽ được sử dụng để tăng cường tín hiệu từ điểm này đến điểm khác Tình huống này trở nên phức tạp hơn trong các đường truyền đa điểm, nơi khoảng cách giữa thiết bị phát và thu không cố định.

Vấn đề quan trọng cần lưu ý với tín hiệu tương tự là độ suy giảm cường độ tín hiệu thay đổi theo tần số, dẫn đến méo tín hiệu và giảm khả năng thông dịch Để khắc phục, các kỹ thuật hiện tại cân bằng độ suy giảm tín hiệu qua dải tần truyền, thường sử dụng cuộn nạp xoắn trong đường điện thoại để điều chỉnh tính chất điện Một phương pháp khác là áp dụng bộ khuyếch đại chuyên biệt, chỉ khuyếch đại các tần số cao hơn so với tần số thấp.

Hình 2.12a minh họa sự suy giảm cường độ tín hiệu theo tần số cho các đường truyền leased line Độ suy giảm cường độ tín hiệu được đo so với mức suy giảm tại tần số 1000 Hz, với các giá trị dương trên trục y thể hiện độ suy giảm lớn hơn tại tần số này Công thức tính độ suy giảm của tín hiệu tại tần số f bất kỳ được trình bày trong bài viết.

Đường liền nét trong Hình 2.12a thể hiện sự suy giảm cường độ tín hiệu khi không có sự cân bằng, cho thấy các thành phần tần số ở điểm cuối có mức suy giảm cao hơn so với các thành phần tần số thấp hơn trong dải thông tiếng nói, dẫn đến méo tín hiệu khi nhận được Ngược lại, đường nét đứt biểu diễn hiệu ứng của kỹ thuật cân bằng cường độ suy giảm tín hiệu, với hình dáng phẳng hơn, cho thấy chất lượng tín hiệu được cải thiện.

Sự suy giảm của tín hiệu trong hệ thống truyền dữ liệu qua modem có ảnh hưởng tích cực, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu cho tín hiệu số Hiện tượng méo tín hiệu do suy giảm cường độ ít tác động hơn đối với tín hiệu số Như thể hiện trong hình 2.12b, cường độ tín hiệu giảm nhanh chóng khi tần số tín hiệu tăng, với phần lớn nội dung tín hiệu tập trung quanh tần số cơ bản.

Méo do trễ là hiện tượng xảy ra trong môi trường truyền hữu tuyến, do vận tốc truyền tín hiệu thay đổi theo tần số Vận tốc này thường cao nhất ở tần số gần với tần số cơ bản và giảm dần ở các tần số biên của dải thông Khi tín hiệu có nhiều thành phần tần số khác nhau, các thành phần này sẽ đến thiết bị thu vào những thời điểm khác nhau, dẫn đến hiện tượng méo.

Hiện tượng méo do trễ là yếu tố quan trọng cần xem xét trong dữ liệu số Khi một chuỗi bit được truyền qua tín hiệu tương tự hoặc số, hiện tượng này có thể khiến một số thành phần của tín hiệu của một bit rớt lại vào các bit phía sau Điều này dẫn đến việc giới hạn tốc độ truyền bit tối đa.

Trong bất kỳ sự kiện truyền dữ liệu nào, tín hiệu nhận được không chỉ bao gồm tín hiệu gốc mà còn bị ảnh hưởng bởi nhiều loại méo do hệ thống truyền gây ra, cùng với các tín hiệu không mong muốn từ bên ngoài Những tín hiệu không mong muốn này được xem là nhiễu, và chúng là một trong những nguyên nhân chính làm giảm hiệu suất của các hệ thống truyền thông.

Nhiễu được chia thành 4 loại chính:

- Nhiễu điều chế (intermodulation noise)

- Nhiễu xung lực (impulse noise)

Nhiễu nhiệt, do chuyển động của electron trong vật dẫn gây ra, là loại nhiễu xuất hiện trong mọi thiết bị điện tử và môi trường truyền dẫn Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và được phân bố đồng đều trên toàn bộ phổ tần số, vì vậy còn được gọi là "nhiễu trắng" Không thể loại trừ hay hạn chế nhiễu này, khiến nó trở thành yếu tố giới hạn hiệu năng của các hệ thống truyền thông Lượng nhiễu nhiệt trong 1 Hz dải thông của bất kỳ vật dẫn nào được tính theo công thức N 0 = kT.

N 0 là độ đo cường độ nhiễu, đơn vị: watts/hertz k là hằng số Boltzmann = 1.3803 x 10 -23 J/ 0 K

T là nhiệt độ, tính bằng độ đo Kelvin

Nhiễu nhiệt phụ thuộc vào tần số, theo công thức đã nêu Đối với tín hiệu có dải thông W (Hz), cường độ nhiễu nhiệt tác động vào tín hiệu được tính bằng công thức N = k T W (watts/Hz).

Nếu tính theo đơn vị decibel-watts thì:

N = 10 log k + 10 log T + 10 log W = − 228.6 dBW + 10 log T + 10 log W

Khi các tín hiệu có tần số khác nhau cùng chia sẻ một môi trường truyền, sẽ xảy ra hiện tượng nhiễu điều chế Nhiễu này tạo ra một tín hiệu mới có tần số bằng tổng hoặc tích của hai tần số gốc Chẳng hạn, khi truyền đồng thời hai tín hiệu f1 và f2, tín hiệu nhiễu sinh ra sẽ có tần số là f1 + f2.

Nhiễu điều chế xuất hiện khi có hiện tượng không tuyến tính trong các thiết bị phát, thu hoặc hệ thống truyền Thông thường, các thiết bị này hoạt động như hệ thống tuyến tính, với giá trị đầu ra tỷ lệ thuận với giá trị đầu vào Tuy nhiên, trong hệ thống không tuyến tính, giá trị đầu ra trở thành một hàm phức tạp của giá trị đầu vào Hiện tượng không tuyến tính này thường xảy ra do các thành phần hoạt động không đúng chức năng hoặc do tín hiệu có cường độ quá lớn.

Nhiễu xuyên âm là hiện tượng khi một cuộc gọi điện thoại bị ảnh hưởng bởi âm thanh từ cuộc hội thoại khác, thường xảy ra giữa các cặp dây đôi xoắn đặt gần nhau hoặc do tác động của sóng vi ba lên các vật dẫn Có ba loại nhiễu xuyên âm chính: nhiễu xuyên âm dạng đầu gần (NEXT), nhiễu xuyên âm dạng đầu xa (FEXT), và nhiễu xuyên âm tổng đầu gần (PSNEXT).

Hình 2.13a Nhiễu xuyên âm dạng đầu gần

Hình 2.13b Nhiễu xuyên âm dạng đầu xa cuu duong than cong com

CÁC MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN

MÃ HÓA VÀ ĐIỀU CHẾ DỮ LIỆU

GIAO DIỆN GIAO TIẾP DỮ LIỆU

ĐIỀU KHIỂN LIÊN KẾT DỮ LIỆU

TỔNG QUAN VỀ GHÉP KÊNH

Ngày đăng: 17/08/2021, 18:54

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w