Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 4 - Lưu Đức Trung
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (514.39 KB, 18 trang )
MẠNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK)
Chương 4 – Các kỹ thuật mã hóa
4.1.
Giới thiệu
Dữ liệu số → tín hiệu số (Digital Data → Digital Signal)
Dữ liệu tương tự → tín hiệu số (Analog Data → Digital Signal)
Dữ liệu số → tín hiệu tương tự (Digital Data → Analog Signal)
Dữ liệu tương tự → tín hiệu tương tự (Analog Data → Analog
Signal)
Tín hiệu Số
Rời rạc, gồm các xung điện áp riêng rời
Mỗi xung là một phần tử tín hiệu
Dữ liệu nhị phân được mã hóa thành các thành phần tín hiệu
Các thuật ngữ
Đơn cực (Unipolar)
Tất cả các thành phần tín hiệu có cùng dấu
Phân cực (Polar)
Một trạng thái logic biểu diễn bằng điện áp dương, trạng
thái kia bằng điện áp âm
Tỷ số dữ liệu (Data rate)
Tỷ số truyền dữ liệu (bps)
Thời gian bit
Thời gian cần thiết để bộ truyền phát ra một bit
Tỷ số điều biến (Modulation rate)
Là tỷ số thay đổi các mức tín hiệu
Đo bằng baud = số thành phần tín hiệu một giây
Đánh dấu và khoảng trống
Biểu diễn bit 1 (dấu) và bit 0 (trống)
Truyền tín hiệu:
Cần biết
Sự định thời của các bit – (bắt đầu và kết thúc bit)
Các mức tín hiệu
Các yếu tố ảnh hưởng sự thơng dịch tín hiệu
Tỷ số SNR (Signal to noise ratio)
Tỷ số truyền (Data rate)
Băng thơng (Bandwidth)
So sánh cách thức mã hóa
Phổ tín hiệu (Signal Spectrum)
Khơng có các tần số cao, băng thơng địi hỏi giảm
Tập trung cơng suất vào giữa băng thơng
Đánh nhịp
Đồng bộ hóa giữa bộ truyền và bộ nhận
Thêm đồng hồ
Cơ chế đồng bộ bằng tín hiệu
Dị lỗi (Error detection)
Có thể sắp xếp ngay trong tín hiệu mã hóa
Nhiễu lẫn nhau
Mã này có thể tốt hơn mã khác
Chi phí & độ phức tạp
Tỷ số tín hiệu càng cao (→ tỷ số truyền cao) chi phí càng cao
Một số mã địi hỏi tỷ số tín hiệu cao hơn tỷ số dữ liệu
4.2.
Mã hóa NRZ
Nonreturn to ZeroLevel (NRZL)
Dùng hai mức điện áp khác nhau cho bit 0 và 1
Điện áp khơng đổi trong suốt thời gian bit
Khơng dịch chuyển (khơng trở về mức điện áp 0)
Áp dụng:
ví dụ: khơng có điện → 0, có điện → 1
(Absence of voltage for zero, constant positive voltage for one)
Thường xun hơn, điện áp âm cho 1 và điện áp dương cho 0
(negative voltage for one value and positive for the other)
Đó gọi là NRZL
Nonreturn to ZeroLevel (NRZI)
NRZI đảo cực tín hiệu đối với các giá trị 1 (Nonreturn to zero
inverted on ones)
Xung điện áp khơng đổi trong suốt thời gian bit
(Constant voltage pulse for duration of bit)
Dữ liệu được mã hóa bằng sự có hay vắng sự dịch chuyển ngay
đầu thời gian bit (Data encoded as presence or absence of signal
transition at beginning of bit time)
Dịch chuyển (lên hay xuống) biểu thị bit 1 (hoặc 0) (Transition
(low to high or high to low) denotes a binary 1)
Khơng có dịch chuyển biểu thị bit 0 (hoặc 1) (No transition
denotes binary 0)
Là một ví dụ kỹ thuật mã hóa vi (sai) phân (differential
encoding)
Mã hóa vi (sai) phân (Differential Encoding)
Dữ liệu được biểu diễn bằng sự thay đổi tín hiệu thay vì các
mức tín hiệu. (Data represented by changes rather than levels)
Ưu điểm: phát hiện sự dịch chuyển dề dàng hơn phát hiện
mức tín hiệu (More reliable detection of transition rather than
level)
Nhược điểm: trong các hệ thống phức tạp, dễ dàng mất đi
cảm nhận về cực của tín hiệu. (In complex transmission layouts
it is easy to lose sense of polarity).
Ưu
Ưu nhược điểm NRZ
Dễ thi hành
Sử dụng băng thơng tốt
Nhược
Chứa thành phần 1 chiều (dc component)
Ít được đồng bộ hóa (Lack of synchronization capability)
4.3.
Mã hóa Manchester
Sự dịch chuyển ở chính giữa thời gian bit
Sự dịch chuyển đóng vai trị đánh nhịp và mang dữ liệu
Dịch chuyển lên: 1
Dịch chuyển xuống: 0
Sử dụng với LAN theo chuẩn IEEE 802.3
Mã hóa Manchester sai phân
Dịch chuyển ở giữa thời gian bit chỉ đóng vai trị đánh nhịp
Dịch chuyển ở đầu thời gian bit: 0
Khơng dịch chuyển ở đầu thời gian bit: 1
Note: this is a differential encoding scheme
Sử dụng với LAN theo chuẩn IEEE 802.5
4.4 Một số mã khác
Nhị phân đa mức (Multilevel Binary)
Sử dụng nhiều hơn hai mức tín hiệu (Use more than two levels)
BipolarAMI
Bit 0 – khơng có tín hiệu (zero represented by no line signal)
Bit 1 biểu diễn bằng xung dương hoặc âm (one represented
by positive or negative pulse)
Các xung 1 thay đổi cực ln phiên (one pulses alternate in
polarity)
Khơng mất đồng bộ với chuỗi 1 dài (0’s still a problem)
Khơng thành phần tần số 0
Băng thơng thấp
Dễ hiệu chỉnh lỗi
Giả tam phân Pseudoternary
Bit 1 biểu diễn bằng vắng tín hiệu (One represented by
absence of line signal)
Bit 0 luân phiên thay đổi các xung âm và dương (Zero
represented by alternating positive and negative)
Khơng có ưu nhược điểm gì khác với bipolarAMI
B8ZS
Bipolar With 8 Zeros Substitution
Dựa trên bipolarAMI
Nếu octet gồm tồn số 0 và xung liền trước dương thì thay
bằng 000+0+
Nếu octet gồm tồn số 0 và xung liền trước âm thì thay bằng
000+0+
Gây ra 2 vi phạm so với mã AMI
Khó có thể xảy ra được do nhiễu
Bộ thu phát hiện và thay thế bằng tồn số 0
HDB3
High Density Bipolar 3 Zeros
Dựa trên bipolarAMI
Chuỗi gồm 4 số 0 được thay bằng một hoặc hai xung
Khóa dịch biên độ (Amplitude shift keying ASK)
Khóa dịch tần số (Frequency shift keying FSK)
Khóa dịch pha (Phase shift keying PSK)
Điều chế QAM
Điều chế mã xung PCM
Điều chế Delta
