Truyền dữ liệu

Chương 1: Khái niệm chung

Thông tin (Information)

Là sự cảm hiểu của con người về thế giới xung quanh.

Thông tin có 2 mặt:

Ngữ nghĩa chung.
Độ lớn thông tin.

Dữ liệu (Data)

Là một quá trình vật lý mang thông tin, là kết quả của phép vật chất hóa thông tin.

Dữ liệu gồm:

Nội dung ngữ nghĩa của thông tin chứa trong nó.
Độ lớn thông tin có trong dữ liệu.
Hình thức — nội dung được thể hiện cụ thể dưới dạng dữ liệu, ví dụ: dữ liệu mã hóa, dữ liệu ở dạng dòng điện truyền đi trong dây dẫn,...

Tín hiệu (Signal)

Là một quá trình vật lý mang thông tin, phù hợp với môi trường lan truyền.

Điểm khác với dữ liệu là tín hiệu có mục tiêu làm sao để có môi trường lan truyền thông tin tốt nhất.

Ví dụ:

Tín hiệu sóng radio.
Tín hiệu điện.

Lan truyền (Transmission)

Là sự dịch chuyển một quá trình vật lý nào đó từ điểm này tới điểm khác trong môi trường lan truyền.

Có lan truyền dữ liệu, tín hiệu nhưng không có lan truyền thông tin (hiểu biết).

Truyền thông (Communication)

Là quá trình trao đổi mà vật cần trao đổi được thu nhận một cách chính xác.

Truyền dữ liệu (Data Communication)

Là quá trình truyền dữ liệu (số liệu) giữa các thiết bị.

Chú ý: Lan truyền tín hiệu là hệ con của truyền dữ liệu; truyền dữ liệu là hệ con của truyền tin.

Hệ thống truyền dữ liệu

Gồm:

Data Source — nguồn dữ liệu.
Thiết bị truyền dữ liệu.
Môi trường lan truyền.
Data Destination — điểm nhận dữ liệu.

Thiết bị đầu cuối dữ liệu (Data Terminal Equipment — DTE)

Là thiết bị nằm ở đầu hoặc cuối đường truyền dữ liệu, hoặc là nguồn dữ liệu hoặc điểm nhận dữ liệu.

Thiết bị truyền dữ liệu (Data Communication Equipment — DCE)

Là thiết bị cho phép chuyển dữ liệu thành tín hiệu hoặc ngược lại, tức thiết bị truyền hoặc nhận dữ liệu.

Môi trường lan truyền dữ liệu (đường truyền dữ liệu)

Là môi trường cho phép lan truyền tín hiệu mang dữ liệu.

Những vấn đề liên quan đến truyền số liệu

Lan truyền dữ liệu.
Mã hóa dữ liệu.
Các kỹ thuật truyền số liệu.
Các thủ tục điều khiển liên kết dữ liệu.

Mạng máy tính

Chương 2: Lan truyền dữ liệu

Máy tính là hệ vật lý cho phép lan truyền tín hiệu mang dữ liệu, nối từ máy tính phát tới máy tính thu.

Một số khái niệm

Guided Medium: Môi trường định tuyến (định hướng).

Unguided Medium: Môi trường không định tuyến (direct channel medium, undirect channel medium).

Direct Link: Liên kết (kết nối) trực tiếp.

Relay Link: Hệ thống truyền tin chuyển tiếp.

Relay Station: Trạm chuyển tiếp.

Transmission Operation: Phương thức lan truyền.

Simplex: Lan truyền một chiều.

Duplex: Lan truyền hai chiều, gồm:

Half-duplex.
Full-duplex.

Dữ liệu và tín hiệu

Digital Data: Dữ liệu số.

Analogue Data: Dữ liệu tương tự.

Digital Signal: Tín hiệu số.

Analogue Signal: Tín hiệu tương tự.

Tốc độ truyền

Baud Rate: Tốc độ tín hiệu, là số tín hiệu truyền được trong một đơn vị thời gian.

bps (bit per second): Số lượng bit truyền đi trong thời gian 1 giây.

Các dạng suy giảm và méo tín hiệu

Attenuation: Sự suy giảm tín hiệu.

Attenuation Distortion: Méo do suy giảm.

Méo tần số: Một tín hiệu có nhiều thành phần tần số.

Bandwidth: Dải thông.

Là tham số đặc trưng cho vùng truyền được của môi trường, giới hạn từ tần số nhỏ nhất đến tần số lớn nhất.

Delay Distortion: Méo pha, méo do trễ.

Non-linear Distortion: Méo phi tuyến.

Nhiễu

Thermal Noise: Nhiễu nhiệt.
Intermodulation Noise: Nhiễu điều chế lẫn nhau.
Interference Noise: Nhiễu giao thoa, nhiễu loạn.
Nhiễu xung.
Nhiễu Doppler.

Một số môi trường truyền thường gặp

Dây đồng truyền tín hiệu điện.
Cáp quang truyền sóng điện từ.

Chương 3: Mã hóa dữ liệu

Mô hình:

DTE → DCE → Line → DCE → DTE

Điều chế

Điều chế dải phổ

Điều chế cho phép dịch chuyển dải tần số, có thể tạo tín hiệu có khả năng miễn nhiễm với nhiễu cao hơn.

Điều chế cho phép mở rộng dải tần số của tín hiệu, cho phép lan truyền với tốc độ rất cao.

Quá trình điều chế có sử dụng một vật mang (quá trình vật lý cơ sở, đại lượng vật lý biến thiên theo thời gian). Sau đó, tín hiệu (dữ liệu) cần truyền sẽ làm biến thiên, thay đổi tham số của vật mang. Kết quả là một hỗn hợp gồm vật mang có tham số biến thiên theo dữ liệu; hỗn hợp này là một dạng tín hiệu.

Vật mang được lựa chọn sao cho dễ tạo ra và dễ thu hồi. Thông thường là dòng điện có quy luật biến thiên đều đặn hình sin hoặc xung (loại tín hiệu có biên độ được rời rạc hóa theo thời gian).

Có:

Điều chế hình sin.
Điều chế xung.

Khi truyền dữ liệu, theo ngầm định là điều chế điều hòa, có 3 tham số có thể thay đổi là A, Ω, φ.

Các phương pháp điều chế

Amplitude Modulation: Điều chế biên độ.

Frequency Modulation: Điều chế tần số.

Phase Modulation: Điều chế pha.

Duration Modulating: Điều chế độ rộng.

Điều chế số, điều chế tương tự.

Điều chế xung-mã.

Điều chế số

Điều chế mà tham số của vật mang thay đổi một cách nhảy bậc theo sự thay đổi giá trị của dữ liệu số.

Kỹ thuật dịch chuyển tham số

Kỹ thuật dịch chuyển biên độ, tần số, pha.
Amplitude Shift Keying (ASK).
Frequency Shift Keying (FSK).
Phase Shift Keying (PSK).

Chuyển dữ liệu tương tự thành dữ liệu số

Dữ liệu tương tự → dữ liệu số: phương thức mã hóa PCM (Pulse Code Modulation — điều chế xung-mã).

PCM là phương pháp chuyển dữ liệu tương tự thành một dãy xung nhị phân, trong đó mỗi nhóm xung có độ dài xác định sẽ biểu diễn một mã của phép toán giữa hai mẫu liên tiếp của dữ liệu tương tự đã được rời rạc hóa.

Giải điều chế PCM

Quá trình:

Xung → phục hồi mã → phục hồi giá trị tương tác giữa hai mẫu dữ liệu.

Chương 4: Các kỹ thuật truyền dữ liệu

Chỉ xét truyền dữ liệu số.

Kỹ thuật ghép nối dữ liệu

Bộ chuẩn ghép nối dữ liệu của truyền dữ liệu số RS-232.

Quy định về chức năng của RS-232