Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 1: Thông tin và sự trao đổi thông tin
Chöông I
THOÂNG TIN
vaø SÖÏ TRAO ÑOÅI THOÂNG TIN
1.1 Söï phaùt trieån vaø yeâu caàu
1.1.1 Söï phaùt trieån
Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, caùc heä thoáng maùy tính ñaït ñöôïc nhöõng thaønh töïu to lôùn, ñaëc bieät trong
lónh vöïc truyeàn soá lieäu. Trong voøng 10 naêm qua, coâng ngheä vi xöû lyù vaø dung löôïng boä nhôù cuûa maùy
PC phaùt trieån haøng traêm laàn, toác ñoä truyeàn trong maïng dieän roäng (WAN) cuõng taêng haøng chuïc laàn
vaø trong maïng LAN (vôùi söï toàn taïi cuûa caùc maïng FDDI) noù cuõng ñaït ñöôïc nhöõng thaønh quaû myõ
maõn.
Hình 1.1 Söï phaùt trieån coâng ngheä vaø toác ñoä truyeàn.
Hình 1.1 vaø 1.2 cho ta söï phaùt trieån veà coâng ngheä vaø toác ñoä truyeàn.
1.1.1.1 Maïng cuïc boä (LAN):
Hôn 90% maïng LAN döïa treân chuaån ñöôïc ñònh nghóa cuûa Ethernet/ IEEE 802-3 naêm 1982 vaø
Token Ring/ IEEE naêm 1985 vôùi toác ñoä truyeàn ñaït ñöôïc 10 vaø 16 (hoaëc 4) Mbps. Chæ rieâng veà maët
soá löôïng ngöôøi söû duïng trong maïng coù bò giaûm ñi. Chæ trong vaøi naêm soá löôïng ngöôøi söû duïng trong
maïng Ethernet töø hôn 300 giaûm xuoáng coøn khoaûng 30-40 vaø coù xu höôùng ñöùng laïi ôû ñoù.
Cuoái nhöõng naêm 80, moät tieâu chuaån LAN môùi ñöôïc thieát laäp: maïng FDDI (Fibre Distributed Digital
Interface), cô sôû treân ñoà hình voøng sôïi quang vôùi toác ñoä truyeàn 100Mbps.
Hình 1.2 Söï phaùt trieån toác ñoä truyeàn.
Tuy nhieân FDDI khoâng deã daøng thieát laäp vì caùc phaàn töû phaàn cöùng giaù thaønh ñaét. Hôn nöõa vôùi baêng
thoâng 100 Mbps seõ thöôøng söû duïng cho moät phaàn öùng duïng maïng. Nhö vaäy cuõng chöa ñuû thaät söï
cho öùng duïng ña phöông tieän (Baêng thoâng toái thieåu 1node trong maïng ña phöông tieän laø 10 Mbps
nhö vaäy noù chæ cho pheùp maïng toái ña laø 10 thueâ bao ñoàng thôøi duøng). Chuaån IEEE 802.12 LAN
(Fast Ethernet, Fast Token Ring) ñöôïc ñöa vaøo söû duïng töø naêm 1994, noù cho pheùp maïng Ethernet
hoaëc Token Ring truyeàn vôùi toác ñoä 100 Mbps.
1.1.1.2 Truyeàn döõ lieäu ôû cöï ly xa (WAN):
Trong WAN khoâng gioáng nhö trong LAN, toác ñoä truyeàn khoâng ngöøng taêng theo thôøi gian. Möôøi
naêm veà tröôùc, noù ñöôïc baét ñaàu vôùi ñöôøng noái Datex-P coù toác ñoä 2,4Kbp; 4,8Kbps. Ngaøy nay vôùi
maïng chuyeån maïch goùi coù theå cung caáp cho ta toác ñoä truyeàn 64Kbps vaø 2Mbps.
Hình 1.3 Söï phaùt trieån cuûa toác ñoä truyeàn döõ lieäu maïng dieän roäng.
Nhöõng naêm cuoái cuûa thaäp nieân 80 baét ñaàu söï truyeàn phaân phoái giöõa tín hieäu lieân tuïc (analog) vaø tín
hieäu soá treân cô sôû roäng hôn: ISND (Intergrated Service Digital Network). Moät ñöôøng cô sôû ISDN
cho baêng thoâng 64*2Kbps coù nghóa laø 128Kbps (2 keânh roäng 64Kbps ñoù coù theå duøng cho 1 keânh
128Kbps). ÔÛ boä phaân keânh (multiplexer) sô caáp S2M lieân keát 30 keânh söû duïng, moät soá keânh baêng
roäng ngöôøi söû duïng coù theå lieân keát thaønh 1 keânh döõ lieäu chung (Hyper-ISND).
Hình 1.4 Cuoäc caùch maïng truyeàn döõ lieäu xa.
Nhö vaäy ñöôøng daây S2M coù theå chia thaønh 2 keânh döõ lieäu coù 896Kbps cho moãi keânh vaø theo ñoù
moãi keânh coù 2 ñöôøng noái tieáng noùi vôùi moãi ñöôøng coù 64Kbps. ÔÛ giai ñoaïn baét ñaàu chuaån hoùa ISDN,
moät ñöôøng truyeàn coù 64Kbps laø thích hôïp, nhöng suoát thôøi gian daøi chuaån hoùa vaán ñeà trôû neân phöùc
taïp vì chuùng ta thaáy roõ raèng laøm vieäc treân cô sôû baêng thoâng 64Kbps khoâng ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu
ñieàu khieån ñang ngaøy caøng phaùt trieån cuûa heä thoáng lieân laïc. Do ñoù böôùc tieáp theo laø phaùt trieån heä
thoáng truyeàn baêng roäng. Nhöõng heä thoáng vôùi baêng thoâng hôn 2Mbps ñöôïc bieát ñeán nhö: heä thoáng
chuyeån tieáp frame (Frame Relay), heä thoáng maïng cho thaønh phoá lôùn (MAN: metropolital area
network), maïng B-ISDN/ATM, keânh caùp quang (F). (Frame Relay, MAN: metropolital area
network, B-ISDN/ATM, Fiber Channel…). Naêm 1988 CCITT ñaõ choïn ATM (Asynchronnous
Tranfer Mode) laø phöông phaùp truyeàn chính cho maïng B-ISDN. Söï phaùt trieån ATM vaø B-ISDN qua
2 naêm ñaït ñöôïc nhieàu höùa heïn trong truyeàn thoâng, nhö vaäy noù ñaõ trôû thaønh 1 daïng hieän taïi ñeå
truyeàn thoâng tin trong thôøi gian tôùi.
1.1.2. Baêng thoâng trong thoâng tin lieân laïc ngaøy nay:
Haøng chuïc naêm, quaù trình öùng duïng döõ lieäu chuû yeáu giöõ trong daïng thoâng tin kyù töï, chæ maõi ñeán
ñaàu nhöõng naêm 90, khaû naêng öùng duïng ña phöông tieän ñöôïc ñöa vaøo trong caùc heä thoáng maùy tính.
Thoâng tin baây giôø ôû trong daïnh hình aûnh, vaên baûn, video vaø aâm thanh, tieáng noùi, taøi lieäu (cô sôû döõ
lieäu cho ña phöông tieän). Theâm vaøo ñoù coâng ngheä thoâng tin môùi ñöôïc duøng vaøo thoâng tin lieân laïc
(nhö video hoäi nghò). Maïng phaûi ñaùp öùng nhöõng yeâu caàu môùi ñoù.
1.1.2.1 Truyeàn tieáng noùi:
Neáu söï truyeàn tieáng noùi chæ giôùi haïn ôû baêng taàn 4KHz phuø hôïp vôùi baêng thoâng trong ñöôøng ñieän
thoaïi (vì tieáng noùi coù taàn soá 200 – 3800Hz). Khi ñoåi sang tín hieäu soá (PCM) baêng thoâng yeâu caàu
truyeàn ñöôïc vôùi dung löôïng 64Kbps. Phuø hôïp vôùi ñònh luaät laáy maãu (fs > 2fmax) vôùi fmax = 4000
Hz caàn coù 4000 * 2 = 8000 laàn laáy maãu trong 1 giaây. Ta duøng maõ PCM vôùi n=8 ta coù ñöôïc 256 giaù
trò bieåu dieãn. Keát quaû doøng caùc bit caàn truyeàn seõ laø 8000 * 8 bit = 64Kbps.
1.1.2.2 Truyeàn kyù töï:
Trong caùc heä thoáng maùy vi tính, maøn hình cuûa noù bieåu dieãn 40 doøng vaø moãi doøng coù 80 kyù töï. Moãi
kyù töï ñöôïc maõ hoùa vôùi 8 bits. Nhö vaäy toaøn maøn hình coù 25,6Kbits döõ lieäu. Ñeå truyeàn döõ lieäu ñoù
qua ñöôøng noái 9,6Kbps caàn coù 2,6 giaây. Tuy nhieân ñoù chæ laø tröôøng hôïp ñaëc bieät khi caàn truyeàn toaøn
boä maøn hình. Neáu nhö döõ lieäu chæ laø 1 phaàn maøn hình thì toác ñoä chæ caàn 2,4Kbps ñeán 4,8Kbps laø ñuû.
1.1.2.3 Lieân maïng LANs:
ÖÙng duïng thoâng tin lieân maïng trong nhöõng naêm qua ñöôïc taêng ñaùng keå, yeâu caàu baêng thoâng truyeàn
ñeå noái giöõa 2 maïng LAN coù theå raát lôùn. Söï ño ñaït treân ñöôøng noái lieân maïng cho thaáy raèng taûi cuûa
maïng taïi luùc cao ñieåm coù theå 25 laàn lôùn hôn so vôùi thôøi ñieåm bình thöôøng coù taûi thaáp. Trong nhieàu
tröôøng hôïp, tæ leä phaàn traêm cuûa toång löu thoâng caàn thieát treân ñöôøng noái lieân maïng laø 10% coù nghóa
laø baêng thoâng yeâu caàu truyeàn khoaûng 1-10Mbps, (noù phuï thuoäc vaøo ñoà hình cuûa maïng: Ethernet,
Token Ring hoaëc FDDI) laø ñuû cho ñöôøng noái lieân maïng.
1.1.2.4 Yeâu caàu baêng thoâng cho dòch vuï ña phöông tieän:
Yeâu caàu baêng thoâng cho öùng duïng ña phöông tieän ngaøy nay thay ñoåi trong khoaûng 10Mbps ñeán
900Mbps (HDTV- High Definition Television - video).
ÔÛ ñaây vieäc söû duïng quaù trình neùn vaø toái öu hoùa ñoùùng moät vai troø quan troïng. Ví duï: ñeå truyeàn tín
hieäu video ta coù theå thu nhoû ñeå chæ truyeàn nhöõng phaàn thay ñoåi cuûa aûnh maø thoâi.
Thoâng tin phuïc vuï
Baêng thoâng
Loaïi öùng duïng
Ñen traéng
Maøu
1 Mbps
Video
1 - 10 Mpbs
10 - 100 Mpbs
HDTV (CAD)
1.1.2.4.1 Truyeàn thoâng tin video:
Treân maøn hình coù khoaûng 1 trieäu phaàn töû (ñieåm) vaø vôùi moãi ñieåm thöôøng duøng 3 bytes (24 bit) ñeå
bieåu thò (trong tröôøng hôïp aûnh maøu). Ñieàu ñoù coù nghóa laø caàn truyeàn 24Mbit. Duøng ñöôøng noái
64Kbps thì phaûi truyeàn trong 6 phuùt. Neáu duøng ñöôøng noái coù toác ñoä 155Mbps thì chæ toán 0,15 giaây.
Hình 1.6 Söï phaùt hình vaø baêng thoâng.
1.1.2.4.2 Truyeàn video:
Theo qui öôùc vôùi maøn hình 500 doøng coù theå truyeàn vôùi baêng thoâng giöõa 10 ñeán 90 Mbps, phuï thuoäc
vaøo giaûi thuaät neùn thoâng tin. HDTV vôùi maøn hình 1000-1200 doøng thì yeâu caàu 90 – 900Mbps. Baûng
sau cho ta quan heä giöõa baêng thoâng yeâu caàu vaø muïc ñích söû duïng.
Thoâng tin phuïc vuï
Baêng thoâng
Loaïi öùng duïng
- Hình aûnh: taking header cöûa soå.
Video
1 Mbps
- Hình aûnh cöûa soå nhoû, aûnh chaát löôïng cao.
Ña phöông tieän hoäi nghò
1 - 10 Mpbs
10 - 100 Mpbs
Trong töông lai söï quyeát ñònh baêng thoâng truyeàn laø do nhöõng yeâu caàu möùc ñoä thôøi gian thöïc (real
time). Hình veõ 1-7 cho ta toác ñoä truyeàn döõ lieäu cho moät hình aûnh ñoäng coù theå bieán ñoåi lôùn.
Hình 1.7 Toác ñoä truyeàn theo tæ leä thay ñoåi cuûa hình.
1.3 Nhöõng nhoùm söû duïng môùi:
Söï keát hôïp cuûa moâi tröôøng thoâng tin hieän ñaïi vôùi quaù trình soá hoùa taïo ra moät nhoùm ngöôøi söû duïng
môùi cho quaù trình döõ lieäu vaø cuõng taïo ra yeâu caàu môùi cho thoâng tin döõ lieäu. Trong lónh vöïc ñaøo taïo
vaø kinh doanh cuõng laøm taêng söï söû duïng thoâng tin ña phöông tieän treân maùy tính hieän nay.
Ví duï: "Tele-teamwork" cho 1 soá ngöôøi söû duïng noái maïng vôùi nhau cuøng ñoàng thôøi laøm vieäc treân 1
vaên baûn thoâng qua terminal cuûa hoï hoaëc trao ñoåi cuøng moät vaán ñeà. Ñieàu ñoù daãn ñeán yeâu caàu veà giaù
thaønh hoäi nghò vaø löu laïi thôøi gian thoâng qua. Ñoù laø suy nghó oát ñeå coù theå tham döï maø khoâng caàn rôøi
khoûi baøn. In töø xa, chöõa beänh töø xa vaø nhöõng böùc fax maøu chaát löôïng cao laø nhöõng daïng khaùc.
Hình 1.8 Nhöõng nhoùm öùng duïng trong thoâng tin döõ lieäu.
1.2 Thoâng tin - Maõ hoùa thoâng tin
Taát caû caùc thoâng tin ñeàu ôû trong daïng kyù hieäu. YÙ nghóa chính xaùc cuûa caùc kyù hieäu ñoù laø cô baûn
nhöng noù laø phaàn thuaàn tuùy thoûa öôùc (quy öôùc) giöõa boä phaän phaùt vaø boä phaän thu. Moïi tröôøng hôïp
treân thöïc teá, moät thieát bò ñöôïc ñöa vaøo truyeàn töùc laø coù söï lieân heä vôùi nhöõng thieát bò khaùc; maët khaùc
söï thoâng baùo tröôùc heát caàn thieát coù laø moät taùc ñoäng "vaät lyù" (ngay caû khi noù ñöôïc thöïc hieän baèng
phaàn meàm). Ngöôøi ta ñöa vaøo moät baûng töông öùng ñeå ñònh nghóa nhöõng yù nghóa cuûa kyù hieäu
(symbol) ñoù vaø goïi laø maõ. Trong tröôøng hôïp chuùng ta quan taâm, thoâng tin ñöôïc phaùt vaø nhaän qua
moät thieát bò ñaàu cuoái xöû lyù döõ lieäu ETTD (Equipement Terminal de Traitement de Donneùes) vaø ta
goïi laø thieát bò ñaàu cuoái (terminal), noù coù theå laø moät maùy tính hoaëc moät terminal thoâng minh, moät
terminal ôû phaàn cuoái maø khoâng coù chöùc naêng xöû lyù. Trong thieát bò ñaàu cuoái xöû lyù döõ lieäu, chuùng ta
chia chuùng ra laøm hai phaàn thöïc hieän caùc chöùc naêng khaùc nhau: maùy xöû lyù (thoâng thöôøng noù laø
nguoàn hoaëc boä phaän thu döõ lieäu) vaø boä kieåm tra söï lieân laïc (toå hôïp caùc boä phaän thöïc hieän chöùc
naêng lieân laïc). Phaàn ñaëc bieät ñöôïc thöïc hieän ôû ñaây laø söï baûo veä choáng sai soá vaø söï taïo ra caùc kyù töï
phuïc vuï cho pheùp söï ñoái thoaïi giöõa hai thieát bò ñaàu cuoái. Nhöõng thieát bò kieåm tra lieân laïc coù theå coù
hoaëc khoâng coù boä phaän loïc (laøm saïch thoâng tin). Nguyeân lyù cuûa caùc terminal nhö chuùng ta ñaõ bieát.
Thieát bò ñaàu cuoái cuûa maïch döõ lieäu (ETCD) laø thieát bò coù nhieäm vuï ñaùp öùng nhöõng tín hieäu ñieän
ñöôïc cung caáp töø caùc thieát bò ñaàu cuoái ñeå truyeàn ñi. Chöùc naêng ñoù thoâng thöôøng ñöôïc thöïc hieän
baèng caùch ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá moät soùng mang trong heä thoáng truyeàn coù ñieàu cheá. Ngöôøi ta
duøng moät thieát bò ñoù laø modem (modulation et demodulation). Thieát bò ñaàu cuoái cuûa maïch döõ lieäu
(ETCD) coøn coù chöùc naêng thieát laäp vaø giaûi phoùng maïch.
Hình 1.9 Maïch truyeàn döõ lieäu töø A - B.
Hình 1.9 cho ta söï lieân heä toång quaùt moät maïch truyeàn soá lieäu töø terminal A (nguoàn) ñeán terminal B
(boä thu). Söï truyeàn coù theå thöïc hieän qua ñöôøng daây daãn, soùng VTD, Viba, veä tinh...
Trong söï trao ñoåi thoâng tin giöõa A vaø B, ñieàu quan troïng laø nhöõng kyù hieäu ñöôïc ñoïc vaø dòch thoâng
qua moät maïch ñieän töû vaø ñöôïc bieåu hieän vôùi logic 2 traïng thaùi, goïi laø nhò phaân. Thoâng tin naøy ñöôïc
giöõ baèng nhöõng phaàn töû mang coù 2 traïng thaùi: baêng hoaëc bìa ñuïc loã thì bieåu hieän traïng thaùi coù hay
khoâng coù, coøn trong phaàn töû nhôù laø moät maïch dao ñoäng 2 traïng thaùi. Thoâng thöôøng ta bieåu dieãn noù
baèng phaàn töû 2 traïng thaùi 0 hoaëc 1 vaø moãi coät noù ñöôïc goïi laø bit (moät coät nhò phaân). Nhö vaäy ñeå
truyeàn thoâng tin töø A sang B ta truyeàn caùc phaàn töû nhò phaân nhôø kyõ thuaät maõ.
1.2.1 Maõ vaø baûng chöõ
Ngöôøi ta ñònh nghóa: maõ laø luaät ñeå nhaän bieát thoâng tin caàn phaûi bieåu dieãn vôùi daïng toàn taïi nhò phaân.
Moãi moät thoâng tin töông öùng vôùi chæ moät daïng nhò phaân, (neáu nhö taát caû caùc caáu hình (daïng) maø maõ
cung caáp khoâng ñöôïc söû duïng heát ngöôøi ta goïi maõ ñoù laø dö. Söï maõ hoùa laø thao taùc ñeå thöïc hieän söï
töông thích ñoù.
• Neáu ngöôøi ta baét buoäc phaûi chuyeån töø moät loaïi maõ naøy sang moät loaïi maõ khaùc cho moät
thoâng tin naøo ñoù, ngöôøi ta goïi thao taùc ñoù laø: chuyeån maõ. Thöôøng ngöôøi ta khoâng muoán laøm
vieäc naøy nhöng phaûi laøm trong tröôøng hôïp phaûi chuyeån phaàn töû mang (ví duï töø baêng ñuïc loã
sang baêng töø, töø ñóa leân bìa ...)
• Ñoä daøi cuûa maõ phuï thuoäc vaøo giaù trò soá coät nhò phaân cuûa kyù töï maø ta muoán bieåu dieãn. Ta
bieát raèng vôùi hai phaàn töû nhò phaân ta coù theå nhaän ñöôïc 4 toå hôïp (00, 01, 10, 11) öùng vôùi maõ
coù 4 kyù hieäu. Toång quaùt neáu coù n coät nhò phaân ta coù theå bieåu dieãn 2n kyù hieäu.
• Ñeå bieåu dieãn cho maõ coù N kyù hieäu ta caàn coù n bit sao cho: 2n-1 < N £ 2n . Haàu heát caùc maõ
hieän nay duøng ñeàu coù giaù trò n trong khoaûng 5 ñeán 8.
• Nhöõng thoâng tin caàn ñöôïc truyeàn ñaõ ñöôïc maõ hoùa treân thöïc teá laø moät taäp hôïp caùc phaàn töû
nhö theá maø ta goïi laø kyù töï (hay toå hôïp caùc phaàn töû). Noù goàm coù:
• chöõ soá cuûa heä ñeám 10.
• chöõ caùi cuûa baûng chöõ (neáu duøng chöõ in vaø chöõ thöôøng ta coù 52).
• moät soá kyù hieäu chæ ra caùc thao taùc caàn thöïc hieän (+, *, ?, /. $ ...).
• moät taäp hôïp caùc kyù töï ñieàu khieån.
• Taäp hôïp caùc kyù töï caàn bieåu dieãn: { C1, ... Ci, .. .CN } taïo thaønh baûng chöõ.
• Söï bieåu dieãn nhò phaân caùc kyù töï ñoù (d1 ... dn ) Î {0,1} cuûa kyù töï Ci goïi laø moät töø maõ. Taäp
i
i
caùc töø maõ goïi laø baûng maõ.
1.2.2 Nguyeân taéc maõ hoùa
Coù raát nhieàu caùch ñeå ñònh nghóa moät maõ, moät toå hôïp cuûa n bit thaønh moät kyù töï döõ lieäu veà nguyeân
taéc hoaøn toaøn khoâng coù gì khaùc nhau. Ngöôøi ta taïo cho noù moät quy luaät ñôn giaûn döïa theo nhöõng
tieâu chuaån sau:
• Maõ caàn phaûi taän duïng moïi khaû naêng cuûa n coät. Coù nghóa laø 2n khoâng neân quaù lôùn so vôùi giaù
trò N ñaõ coù.
• Söï bieåu dieãn caàn ñaït ñöôïc khi bieåu dieãn soá trong heä thaäp phaân ñôn giaûn, coù theå deã nhaän bieát
vaø coù theå xöû lyù toaùn hoïc ñöôïc.
• Söï bieåu dieãn caùc chöõ caàn phaûi thuaän tieän ñeå ta laøm caùc pheùp saép xeáp.
• Maõ ñöôïc söû duïng caàn phaûi trong suoát. Maëc duø maõ ñöôïc ñònh nghóa cho pheùp ta duøng töøng
nhoùm n bit ñeå bieåu dieãn caùc kyù töï, nhöng ngöôøi ta coøn mong muoán khaùc laø söû duïng töøng
phaàn, nhaän bieát töøng phaàn ñeå söû duïng trong phöông phaùp daáu phaåy ñoäng, trong chöông trình
duøng ngoân ngöõ maùy v.v...
• Ngöôøi ta cuõng mong muoán maõ baûo veä thoâng tin töøng böôùc truyeàn ñi cho pheùp baûo veä hoaëc
söûa sai.
1.2.3 Maõ Baudot vaø maõ BCD
Chuùng ta chæ xeùt trong moät soá caùc ví duï vôùi caùc maõ thöôøng ñöôïc söû duïng. Chuùng ta coù theå tìm ñöôïc
trong nhöõng saùch chuyeân moân nhieàu söï phaùt trieån vaø giôùi thieäu nhieàu loaïi maõ toàn taïi trong maùy. ÔÛ
ñaây ta chæ giôùi thieäu moät soá loaïi maõ thöôøng hay gaëp maø thoâi.
Maõ Baudot
Maõ Baudot coøn ñöôïc goïi laø maõ telegraphique coù 5 coät hoaëc maõ Alphabet quoác teá no2 hoaëc cuõng
coøn goïi laø maõ no2 cuûa CCITT vaø noù ñöôïc bieåu dieãn nhö baûng 1.1.
Maõ naøy ñöôïc duøng cho caùc maïng Telex. Vôùi maõ coù 5 coät (5 bit) cho pheùp ta coù ñöôïc 25 = 32 toå hôïp.
Neáu duøng noù ñeå bieåu dieãn caû chöõ vaø soá (26 chöõ caùi, 10 soá) thì khoâng ñuû. Vì vaäy ngöôøi ta duøng 2 kyù
töï ñeå thay ñoåi sang 2 traïng thaùi: chöõ vaø soá. Sau kyù töï "chöõ" taát caû maõ bieåu dieãn laø chöõ vaø sau kyù töï
"soá" caùc maõ bieåu dieãn laø soá. Nhö vaäy vôùi 5 coät bieåu dieãn ta coù ñöôïc 30 x 2 = 60 toå hôïp.
Baûng 1.1 cho ta luaät cuûa maõ. Quy luaät chuû yeáu cuûa maõ naøy ñöôïc xaây döïng treân cô sôû taàn soá xuaát
hieän cuûa caùc kyù töï maø khoâng theo nguyeân taéc naøo caû. Do ñoù noù khoâng theo thöù töï taêng giaûm cuûa
giaù trò caùc coät nhò phaân vaø cuõng khoâng thuaän tieän khi söû duïng.
Chöõ
A
B
C
D
E
Soá
Maõ
Chöõ
Soá
Maõ
1
-
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
W
2
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
2
?
1
X
/
1
3
:
0
Y
6
1
4
v
1
X
+
1
5
3
1
Trôû laïi
Sang doøng
Chöõ
0
6
F
eù
1
0
7
G
H
I
Ï%
0
1
8
H
0
Soá
1
9
8
0
Khoaûng traéng
0
10
11
12
J
Chuoâng
1
Khoâng söû duïng
0
K
L
(
)
1
0
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
M
N
O
P
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
.
,
9
0
1
4
"
5
7
=
Q
R
S
T
U
V
Baûng 1.1 Baûng maõ Baudot
Maõ BCD (Decimal Codeù Binaire)
Nhö ta thaáy ôû treân, maõ Baudot ñöôïc söû duïng 5 coät ñeå bieåu dieãn, do khoâng ñuû toå hôïp neân ngöôøi ta
phaûi duøng 2 kyù töï ñeå thay ñoåi chöõ vaø soá. Trong khi truyeàn neáu söï thay ñoåi giöõa chöõ vaø soá khoâng
nhieàu thì hieäu quaû trong khi truyeàn toát hôn, nhöng duø sao noù cuõng coøn nhöõng nhöôïc ñieåm nhö ñaõ
noùi.
Ngöôøi ta duøng 6 coät (6 bit) ñeå bieåu dieãn maõ. BCD laø moät trong nhöõng maõ ñoù. Trong maõ BCD ngöôøi
ta duøng 6 coät ñeå bieåu dieãn maõ vaø moät coät ñeå kieåm tra.
Döïa vaøo heä thoáng maõ, taát caû caùc kyù töï ñeàu coù 6 coät vaø ñöông nhieân noù coù moät soá chaún hoaëc leû coät
coù giaù trò "1" vaø do ñoù theo quy ñònh ta coù theå tìm ñöôïc sai cuûa maõ. Taát caû caùc kyù töï cuûa maõ ñeàu coù
daïng sau:
Bit kieåm tra
Vò trí vuøng
Vò trí soá
C
B
A
8
4
2
1
Giöõa 26 = 64 toå hôïp coù theå ñöôïc, ngöôøi ta duøng 10 giaù trò ñaàu ñeå bieåu dieãn 10 soá theo quy luaät töï
nhieân, ñieàu ñoù coù nghóa laø duøng 4 coät coøn A vaø B baèng 0.
Baûng 1.3 ñaõ cho ta toaøn boä 64 toå hôïp cuûa maõ; bit C deã daøng tính ñöôïc (thöôøng goïi laø bit chaún leû).
Ví duï: vôùi qui öôùc kieåm tra chaün
c = 0 vôùi kyù töï b ® 000110: Soá bit 1 trong kyù töï laø 2 ® chaún
c = 1 vôùi kyù töï A ® 110001: Soá bit 1 trong kyù töï laø 3 ® leû
Maõ naøy ñöôïc söû duïng nhieàu trong caùc maùy tính ôû theá heä thöù 2.
Kyù töï
Maõ
Kyù töï
Maõ
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 1
0 0 0 1 1 0
0 0 0 1 1 1
Blanc
0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 1 0
0 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 0
0 1 0 1 0 1
0 1 0 1 1 0
0 1 0 1 1 1
/
S
T
U
V
W
X
8
0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 1
0 0 1 0 1 0
Y
Z
0 1 1 0 0 0
0 1 1 0 0 1
0 1 1 0 1 0
9
Espace
‘
=
0 0 1 0 1 1
0 0 1 1 0 0
0 0 1 1 0 1
0 0 1 1 1 0
¹
0 1 1 0 1 1
0 1 1 1 0 0
0 1 1 1 0 1
0 1 1 1 1 0
0 1 1 1 1 1
Apostrophe
(
>
Ö
-
/
Annulation
-
1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1
1 0 0 1 0 0
1 0 0 1 0 1
+
A
B
C
D
E
1 1 0 0 0 0
1 1 0 0 0 1
1 1 0 0 1 0
1 1 0 0 1 1
1 1 0 1 0 0
1 1 0 1 0 1
J
K
L
M
N
O
P
1 0 0 1 1 0
1 0 0 1 1 1
F
1 1 0 1 1 0
1 1 0 1 1 1
G
Q
R
!
1 0 1 0 0 0
1 0 1 0 0 1
1 0 1 0 1 0
1 0 1 0 1 1
1 0 1 1 0 0
1 0 1 1 0 1
1 0 1 1 1 0
1 0 1 1 1 1
H
I
1 1 1 0 0 0
1 1 1 0 0 1
1 1 1 0 1 0
1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 0 0
1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1
?
.
S
*
]
)
[
;
<
¹
D
Baûng 1.2 Maõ BCD
o
1.2.4 Maõ ASCII (maõ n 5 cuûa CCITT)
Söï khoâng ñaày ñuû cuûa loaïi maõ 6 coät laøm cho ngöôøi ta nghó ñeán loaïi maõ giaøu hôn coù theå bieåu dieãn
ñöôïc nhöõng kyù töï caàn thieát nhö: kyù töï ñieàu khieån hoaëc chöõ lôùn, chöõ nhoû chaúng haïn.
Naêm 1963, phöông aùn ñaàu tieân ñöôïc ñöa ra töø Myõ vaø ngöôøi ta nhaän bieát vôùi teân ASCII (American
Standard Code for Information Interchange). Toå chöùc tieâu chuaån theá giôùi chaáp nhaän loaïi maõ naøy vaø
cho pheùp söû duïng roäng raõi vaø goïi laø maõ no5 cuûa CCITT.
Maõ ASCII söû duïng 7 coät (7 bit) coù theå bieåu dieãn 128 kyù töï. Taát nhieân noù goàm theâm moät coät ñeå
kieåm tra chaún leû. Baûng 1.3 chæ cho ta caùc toå hôïp cuûa maõ ASCII.
Ngöôøi ta duøng 2 coät ñaàu tieân ñeå maõ hoùa nhöõng kyù töï ñieàu khieån. YÙ nghóa cuûa caùc kyù töï ñieàu khieån
ñöôïc ta seõ laøm quen sau.
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
2
0
1
1
3
1
0
0
4
1
0
1
5
1
1
0
6
1
1
1
7
b
7
b
6
b
b
0
b
0
b
0
b
0
5
4
3
2
1
0
NUL
(TC )DLE
SP
0
aøƒ
P
`
p
7
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
(TC )SOH
DC
DC
DC
DC
!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
A
B
C
D
E
F
Q
a
b
c
d
e
f
q
1
1
2
3
4
2
(TC )STX
"„
£ ‚
$ ‚
%
&
'„
(
R
r
2
3
(TC )ETX
S
s
3
4
(TC )EOT
T
t
4
5
(TC )ENQ
(TC )NAK
U
u
5
8
6
(TC )ACK
6
(TC )SYN
V
v
9
7
BEL
(TC )ETB
10
G
H
I
W
X
g
h
i
w
x
8
FE (BS)
0
CAN
EM
9
FE (HT)
1
)
Y
y
10
11
12
13
14
FE (LF)
2
SUB
ESC
*
J
Z
j
z
FE (VT)
3
+
;
K
L
M
N
° ƒ
ç ƒ
§ƒ
^„
k
l
eùƒ
uøƒ
eøƒ
FE (FF)
4
IS (FS)
4
,
<
=
>
FE (CR)
5
IS (GS)
3
-
m
n
SO
SI
IS (RS)
2
.
–
1
1
1
1
15
IS (US)
1
/
?
O
-
o
DEL
0
Baûng 1.3 Maõ CCITT n 5
1.2.5 Maõ EBCDIC
Moät loaïi maõ khaùc thöôøng ñöôïc duøng laø maõ EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange
Code). Noù laø maõ coù 8 coät, khoâng coù coät kieåm tra (nhö baûng 1.4).
0
1
2
3
4
5
6
-
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0
0
1
NUL
SOH
DLE
DS
SOS
blanc
&
DC
DC
/
a
b
j
A
B
J
1
1
2
2
STX
FS
SYN
k
s
K
S
2
3
ETX
DC
c
l
t
C
L
T
3
3
4
PF
RES
NL
BYP
LF
PN
d
e
f
m
n
o
p
q
r
u
v
w
x
y
z
D
E
F
M
N
O
P
U
V
W
X
Y
Z
4
5
6
7
8
9
5
HT
LC
RS
6
BS
EOB
PRE
UC
EOT
7
DEL
IDL
CAN
EM
CC
g
h
i
G
H
I
8
Q
R
9
10
11
12
SMM
VT
SM
Ì
!
:
.
$
*
,
#
FF
IFS
DC
<
%
@
4
13
CR
IGS
ENQ
NAK
(
)
-
‘
14
15
SO
SI
IRS
IUS
ACK
BEL
+
|
;
>
?
=
"
SUB
¬
Baûng 1.4 Maõ EBCDIC
1.2.6 Söï truyeàn treân ñöôøng daây
Cho duø trong khi truyeàn ta duøng loaïi maõ naøo, truyeàn ñoàng boä hay khoâng ñoàng boä, thoâng tin truyeàn
treân ñöôøng daây phaûi tuaân theo nhöõng quy luaät sau:
• Caùc bit cuûa noù phaûi ñöôïc truyeàn lieân tieáp theo thöù töï taêng daàn (coù nghóa laø theo thöù töï b1, b2,
b3 ...) nhö maõ CCITT ñaõ vieát. Chuù yù raèng khi vieát caùc kyù töï bao giôø cuõng ngöôïc laïi töø lôùn
ñeán nhoû (bn .... b1).
• Bit kieåm tra laø bit thöù 8 cuûa toå hôïp. Coù nghóa laø bit kieåm tra ñöôïc truyeàn sau cuøng.
• Nhöõng kyù töï ñöôïc truyeàn theo Start - Stop hoaëc theo caùch ngaét quaûng caàn phaûi coù theâm tín
hieäu Start ôû ñaàu vaø tín hieäu Stop ôû cuoái. Ñoä daøi cuûa Start laø 1 bit, ñoä daøi cuûa Stop thoâng
thöôøng laø 1 bit (coù khi laø 2 bit hoaëc 1,5 bit tuøy tröôøng hôïp quy ñònh cuï theå).
• Bit kieåm tra coù theå chaún vaø leû, thoâng thöôøng ngöôøi ta hay duøng kieåm tra chaún cho nhöõng
pheùp truyeàn khoâng ñoàng boä, nhaát laø cho caùc tröôøng hôïp bìa ñuïc loã. Kieåm tra leû duøng cho
truyeàn ñoàng boä.
1.3 Caùch truyeàn
1.3.1 Daõy döõ lieäu ñoàng boä vaø khoâng ñoàng boä
Giaû söû raèng terminal nguoàn A caàn chuyeån sang terminal nguoàn B moät taäp hôïp caùc kyù töï
{ ... , Ci, Ci-1, ... }
Moãi moät kyù töï Ci ñöôïc taïo thaønh do n coät nhò phaân döôùi daïng maõ: Ci = (di, ... din) Î {0,1}
Sau khi chuyeån caùc kyù töï daïng song song sang daïng noái tieáp ta coù: … di-1, di, di+1
Caùc kyù töï seõ laø: … Ci-1 Ci Ci+1
…
…
Neáu bieåu dieãn baèng tín hieäu ñieän daïng nhò phaân ta coù daïng:
Hình 1.10 Daõy döõ lieäu daïng nhò phaân.
Tín hieäu bieåu dieãn daïng nhò phaân ta goïi laø thoâng baùo döõ lieäu vaø kyù hieäu d(t).
Neáu ta truyeàn daõy döõ lieäu, caùc kyù töï ñöôïc truyeàn lieân tieáp nhau khoâng coù start vaø stop goïi laø truyeàn
ñoàng boä.
Hình 1.11 Tín hieäu ñoàng boä.
Khi truyeàn ñoàng boä ñeå nhaän bieát giaù trò caùc thôøi ñieåm laø 0 hay 1 caàn phaûi coù tín hieäu clock goïi laø tín
hieäu ñoàng boä. Tín hieäu ñoàng boä cuõng coù chu kyø laø T.
Moãi giaây nguoàn seõ cung caáp 1/T bit.
Daõy nhö vaäy ngöôøi ta goïi laø daõy ñoàng boä.
Ñoàng thôøi ta cuõng coù theå cung caáp daõy tín hieäu trong daïng khaùc. Ngöôøi ta phaùt töø nguoàn töøng kyù
hieäu rieâng leõ, caùch bieät nhau. Caùch phaùt nhö vaäy ngöôøi ta goïi laø khoâng ñoàng boä. ñeå phaân bieät giöõa
caùc kyù töï, thoâng thöôøng ngöôøi ta theâm tín hieäu ñaàu vaø cuoái kyù töï. Tín hieäu khôûi ñaàu goïi laø tín hieäu
Start. ñoä daøi cuûa Start laø 1 bit cuûa kyù töï. Tín hieäu cuoái cuøng cuûa kyù töï laø Stop. Ñoä daøi cuûa Stop laø 1;
1,5; 1 bit tuøy tröôøng hôïp quy ñònh cuï theå.
Hình 1.12 Thoâng baùo döõ lieäu khoâng ñoàng boä.
1.3.2 Maïch döõ lieäu
Ta giaû thieát coù 2 terminal A vaø B ñoàng thôøi coù theå laø nguoàn hoaëc thu. Maïch döõ lieäu A-B laø toå hôïp
cuûa caùc caùch cho pheùp trao ñoåi thoâng baùo döõ lieäu giöõa 2 terminal. Maïch nhö vaäy bao goàm caû caùc
ñöôøng vaän chuyeån vaø caùc maïch ñaàu cuoái (modem).
Trong khi truyeàn döõ lieäu ngöôøi ta chia ñöôøng truyeàn thaønh 2 loaïi: ñöôøng truyeàn nguyeân lyù (ñöôøng
truyeàn chính) vaø ñöôøng truyeàn thöù caáp (ñöôøng truyeàn phuï). Thoâng thöôøng ñöôøng truyeàn chính coù
löu löôïng thoâng tin lôùn gaáp nhieàu laàn ñöôøng truyeàn thöù caáp.
Döïa vaøo caùch cho pheùp truyeàn, ngöôøi ta chia maïch döõ lieäu thaønh 3 loaïi:
• Maïch moät chieàu - maïch ñôn giaûn
Trong maïch moät chieàu ñôn giaûn thoâng tin chæ coù theå truyeàn töø nguoàn sang thieát bò thu maø
chieàu ngöôïc laïi khoâng theå thöïc hieän ñöôïc. Döõ lieäu ñöôïc truyeàn töø CPU sang maùy in laø ví duï
ñieån hình.
• Maïch 2 chieàu ngaét quaûng - semiduplex (half duplex)
Trong maïch 2 chieàu ngaét quaûng döõ lieäu töø hai thieát bò ñaàu cuoái coù theå truyeàn cho nhau
nhöng khoâng ñoàng thôøi. Coù nghóa laø neáu A truyeàn sang B thì B nhaän maø khoâng ñöôïc phaùt vaø
ngöôïc laïi.
• Maïch 2 chieàu hoaøn toaøn - full duplex
Vôùi maïch hai chieàu toaøn phaàn thì A vaø B ñeàu ñoàng thôøi coù theå phaùt vaø thu. ñeå thöïc hieän
ñöôïc ñieàu ñoù yeâu caàu thieát bò phaûi phöùc taïp hôn.
Hình 1.13 Caùc caùch truyeàn:
a - Maïch 1 chieàu (ñôn giaûn)
b - Maïch 2 chieàu giaùn ñoaïn (half duplex)
c - Maïch 2 chieàu (duplex)
A. Ñoàng boä
Vaán ñeà ñoàng boä laø vaán ñeà quan troïng ñaûm baûo cho ta truyeàn vaø nhaän ñuùng thoâng tin caàn thieát. Duø
laø truyeàn ñoàng boä hay khoâng ñoàng boä cuõng caàn phaûi coù söï ñoàng boä khi nhaän thoâng tin.
Vôùi maïch truyeàn ñoàng boä : maïch clock luoân coù vôùi söï toàn taïi vôùi chu kyø T...
Vôùi maïch khoâng ñoàng boä söï ñoàng boä ñöôïc thöïc hieän nhôø tín hieäu Start cuûa ñaàu töøng kyù töï vaø tín
hieäu Stop ôû cuoái kyù töï. Söï ñoàng boä caùc bit ñöôïc thöïc hieän nhôø clock ñòa phöông coù cuøng taàn soá goác.
Trong boä thu tín hieäu START baùo hieäu söï baét ñaàu cuûa kyù töï vaø cho pheùp nhöõng maãu cuûa tín hieäu
nhò phaân trong kyù töï.
B. Löu löôïng nhò phaân, toác ñoä ñieàu cheá, nhòp ñoä truyeàn
Vôùi söï truyeàn ñoàng boä, löu löôïng nhò phaân D cuûa moät ñöôøng döõ lieäu laø soá löôïng cöïc ñaïi kyù hieäu nhò
phaân di chuyeån qua ñöôøng truyeàn trong 1 giaây.
Vôùi söï truyeàn khoâng ñoàng boä, ngöôøi ta duøng ñaïi löôïng: toác ñoä ñieàu cheá, bieåu dieãn baèng Bauds vaø
kyù hieäu R. Neáu D laø ñoä daøi bieåu dieãn theo thôøi gian ñoä roäng 1 bit thoâng tin.
Giöõa nguoàn vaø boä phaän thu, löu löôïng thoâng tin coù theå bieåu dieãn baèng kyù töï/giaây cho maùy in, baêng
ñuïc loã ..., soá löôïng kyù töï/phuùt cho maùy ñoïc bìa: doøng/phuùt cho maùy in nhanh ...
C. Chaát löôïng cuûa söï truyeàn
Trong tröôøng hôïp lyù töôûng moät tín hieäu truyeàn hoaøn haûo, tín hieäu cuûa ETCD ôû boä thu nhaän ñöôïc
hoaøn toaøn nhö nhöù töø terminal nguoàn. Treân thöïc teá ñieàu kieän lyù töôûng ñoù khoù ñaït ñöôïc vì vaäy caàn
phaûi ño chaát löôïng cuûa söï truyeàn soá lieäu. Coù nhieàu chæ tieâu ñeå ñaùnh giaù noù:
• Chæ soá sai: treân bit cuûa kyù töï laø chaát löôïng cuûa söï truyeàn ñoàng boä. ñoù laø soá löôïng caùc bit sai
trong khoaûng thôøi gian nhaát ñònh bieåu dieãn baèng soá bit nhaän ñöôïc. Ñeå ñaëc tröng thôøi gian ño
caàn ñuû lôùn - cho nhieàu laàn ño - theo quy ñònh cuûa CCITT, thôøi gian laø 15 phuùt.
Trong tröôøng hôïp ñoù, ngöôøi ta coù theå ñònh nghóa chæ soá sai treân moät kyù töï hoaëc moät khoái. Söï
töông ñoái giöõa vieäc phaân chia caùc khoái lôùn hay nhoû CCITT quy ñònh moät khoái laø 511 bit.
Chæ soá sai ñöôïc bieán ñoåi trong khoaûng töø 10-4 ñeán 10-7 tuøy theo ñöôøng daây vaø löu löôïng
truyeàn v.v...
Trong caùc heä thoáng truyeàn coù baûo veä vaø söûa sai chæ soá sai ñöôïc tính baèng caùc bit khoâng ñöôïc
söûa trong suoát caû thôøi gian.
Do ñoù, chæ soá sai ñöôïc duøng trong heä thoáng truyeàn khoâng ñoàng boä vôùi ñieàu kieän taùc duïng ñoù
vôùi moät tín hieäu chuaån ñoàng boä.
• Ñoä sai nhò phaân: ñaëc tröng cho sai soá töông ñoái ñeán söï truyeàn 0 - 1 vaø 1 - 0 coù taùc duïng
trong thôøi gian khaùc nhau. Neáu to vaø t1 laø ñaïi löôïng trung bình cuûa khoaûng thôøi gian ñoù. T laø
chu kyø beù nhaát giöõa 2 söï di chuyeån (treân thöïc teá laø ñoä daøi 1 bit). Ñoä sai nhò phaân ñöôïc bieåu
hieän:
Thoâng thöôøng ngöôøi ta söû duïng soá bit sai trong moät ñôn vò thôøi gian ñeå ñaùnh giaù ñöôøng
truyeàn.
14 trang
16560
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 1: Thông tin và sự trao đổi thông tin", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_ky_thuat_truyen_so_lieu_chuong_1_thong_tin_va_su.doc
