Truyền thông dữ liệu - Bài 2: Giao tiếp vật lý - Nguyễn Hồng Sơn

§2 GIAO TIẾP VẬT LÝ Nguyễn Hồng Sơn Nội Dung
Kỳ vọng đối với hoạt động truyền
Bản chất của truyền thông tin
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động truyền
Các chuẩn tín hiệu giao tiếp
Chuẩn giao tiếp vật lý
Kỹ thuật truyền Data qua các mạch tải công cộng Kỳ vọng đối với hoạt động truyền Kỳ vọng 3R:
Rất xa
Rất nhanh
Rất chắc Bản chất của truyền thông tin
Tín hiệu thuần nhất
Truyền thông tin dựa vào trạng thái của tín hiệu
Quan hệ giữa trạng thái tín hiệu và số liệu nhị phân
Các thông số truyền Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động truyền
Sự suy giảm tín hiệu gây khó cho truyền xa
Sự giới hạn của băng thông
Khái niệm băng thông
Truyền càng nhanh càng khó
Sự trễ pha--> cản trở truyền nhanh
Sự can nhiễu--->chất lượng media, ảnh hưởng đến lỗi
SNR (Signal to Noise Ratio)
Eb/N0
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 1=-V 0=+V +V +V +V+V -V -V -V -V Tín hieäu beân trong 1>2V 0<0,8V Tín hieäu beân trong 1>2V 0<0,8V V=±12vdc hay ±15vdc Giao tieáp ñieän khoâng caân baèng GND Doøng 20mA Phaùt hieän doøng Phaùt hieän doøng 20mA 20mA 101011 101011 Maxlength= 1Km RS-422/V.11 1=+/-V; 0=-/+V +V +V +V+V -V -V -V -V Tín hieäu beân trong 1>2V 0<0,8V Tín hieäu beân trong 1>2V 0<0,8V RT RT -Caùp xoaén ñoâi -Giao tieáp ñieän caân baèng (vi phaân) Tín hieäu caùp ñoàng truïc Cheá ñoä baêng cô baûn (daûi neàn) 50Ω Tín hieäu caùp Cheá ñoä baêng roäng (daûi roäng) RF modem RF modem DTE DTE f1f0 f1 f0 CAÙC CHUAÅN GIAO TIEÁP VAÄT LYÙ 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. Một chuẩn giao tiếp vật lý thông thường bao gồm: Đặc tả đầu cắm, cáp nối như kích thước, hình dáng, loại cáp.... 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 Qui tắc bắt tay (handshaking rule) EIA-232D/V.24 CTS Clear To Send [DCE --> DTE] DCD Data Carrier Detected (aâm hieäu töø modem) [DCE --> DTE] DSR Data Set Ready [DCE --> DTE] DTR Data Terminal Ready [DTE --> DCE] FG Frame Ground RCk Receiver (external) Clock input RI Ring Indicator (modem baùo coù tín hieäu chuoâng ) RTS Request To Send [DTE --> DCE] TxD Transmitted Data [DTE --> DCE] RxD Received Data [DCE --> DTE] SG Signal Ground SCTS Secondary Clear To Send [DCE --> DTE] SDCD Secondary Data Carrier Detected (aâm hieäu töø modem) [DCE --> DTE] SRTS Secondary Request To Send [DTE --> DCE] SRxD Secondary Received Data [DCE --> DTE] STxD Secondary Transmitted Data [DTE --> DTE] Chuû goïi Bò goïi DTR on DSR on DTR on DSR on CD on RxD on CD off RTS on CTS on TxD on RTS off CTS off CD off DTR off DSR off DTR on DSR on RI on RTS on CTS on TxD on RTS off CTS off RxD on CD on Quay soá keát noái Soùng mang on Maãu thöû xaùc nhaän keát noái Soùng mang off Soùng mang on Soùng mang chöùa data Soùng mang off Soùng mang off Maïng ñieän thoaïiEIA 232/V.24 EIA 232/V.24 Maùy tính modem modem Maùy tính Line ñieän thoaïi Göûi leänh quay soá Time 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 Để vận chuyển bit số liệu qua tín hiệu Analog (mạch tải analog) phải dùng đến kỹ thuật điều chế. 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 Sự hiểu biết trạng thái hay ánh xạ ngược sẽ là hoạt động giải điều chế ở máy thu Số bit biểu diễn một trạng thái tín hiệu được xác định qua quan hệ: m = log2M Phương pháp điều chế ASK 1 1 Data Vd(t) Vc(t) VASK(t) t t t 0 Phương pháp điều chế ASK 1 1 Data Vd(t) Vc1(t) VASK(t) t t t 0 Vc2(t) Baêng thoâng ASK fc-5f0 fc-4f0 fc-3f0 fc-2f0 fc-f0 fc fc+f0 fc+2f0 fc+3f0 fc+4f0 fc+5f0 f 2f0 Phương pháp điều chế FSK 1 1 Data Vd(t) Vc1(t) VFSK(t) t t t 0 Vc2(t) Baêng thoâng FSK fc1-5f0 fc1-4f0 fc1-3f0 fc1-2f0 fc1-f0 fc1 fc1+f0 fc1+2f0 fc1+3f0 fc1+4f0 fc+5f0fc2-5f0 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 400 1180 1650 3400 (1270) (2025) 980 1805 (1070) (2225) Ñieàu cheá Möùc 0 =1070 Möùc 1 =1270 Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =2025 Möùc 1 =2225 Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =1070 Möùc 1 =1270 Ñieàu cheá Möùc 0 =2025 Möùc 1 =2225 Modem Modem Ñieàu cheá Möùc 0=1180 Möùc 1 =980 Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =1850 Möùc 1 =1650 Giaûi ñieàu cheá Möùc 0 =1180 Möùc 1 =980 Ñieàu cheá Möùc 0 =1850 Möùc 1 =1650 Modem Modem f Bieân ñoä Phương pháp điều chế PSK 1 1 1 Data Vd(t) Vc(t) VPSK(t) differential 0 VPSK(t) Phase coherent 1800 1800 00 +900 +2700 +2700 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 +2700 +2700 Q I+00=00 +900=01 +1800=10 +2700=11 00 01 11 11 t QAM (Quadrature Amplitude Modualtion) 16-QAM Kỹ thuật truyền số liệu qua mạch tải công cộng: mạch tải digital  Caùc maïch thueâ rieâng digital coù theå duøng ñeå keát noái tröïc tieáp hai DTE  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)
Ñieàu cheá soá
Bieân ñoä xung-PAM (Pulse Amplitude Modulation)
Beà roäng xung-PWM (Pulse Wide Modulation)
Ñieàu cheá xung theo maõ(Pulse Code Modulation)
Baûn chaát laø phuïc vuï cho maïng thoaïi (voice)
Gheùp keânh
T1
E1
PDH Caùc caáp toác ñoä
SONET
SDH Trễ do lan truyền tín hiệu
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.
Tp trong môi trường mạng là rất quan trọng, ảnh hưởng đến giao thức lớp trên.
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 x p T T a =