Bài giảng Truyền số liệu và mạng: Chương 1 Truyền dẫn vật lý - ĐHBK TPHCM

Tổng quan kiến thức truyền số liệu và mạng chương 1 về truyền dẫn vật lý. Phân tích các loại môi trường truyền dẫn, tín hiệu và đặc tính kỹ thuật.

• Trường học: Đại học Bách Khoa TP.HCM
• Chuyên ngành: Điện – Điện tử
• Đề tài: Các Phương Tiện Truyền Dẫn Và Lớp Vật Lý
• Loại tài liệu: Bài giảng
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về truyền dẫn vật lý trong truyền số liệu và mạng

Truyền dẫn vật lý là nền tảng cốt lõi trong hệ thống truyền số liệu và mạng. Tầng vật lý chịu trách nhiệm chuyển đổi các khối dữ liệu logic thành tín hiệu vật lý để truyền tải qua đường truyền. Tín hiệu có thể ở dạng sóng điện từ, xung điện áp hoặc xung ánh sáng. Môi trường truyền dẫn chia thành hai nhóm chính gồm truyền dẫn có dây và truyền dẫn không dây. Truyền dẫn có dây sử dụng dây dẫn vật lý trực tiếp như cáp xoắn đôi, cáp đồng trục hoặc cáp quang. Truyền dẫn không dây khai thác môi trường khí quyển qua sóng vô tuyến, sóng vi ba mặt đất, vi ba vệ tinh và tia hồng ngoại. Mỗi loại môi trường truyền dẫn mang đặc tính vật lý riêng biệt về băng thông, tốc độ suy hao và khả năng kháng nhiễu. Băng thông quyết định trực tiếp dung lượng truyền dẫn cực đại của kênh theo các định lý cơ bản của Nyquist và Shannon. Việc nắm vững nguyên lý truyền dẫn vật lý giúp kỹ sư mạng tối ưu hóa thiết kế hệ thống, kiểm soát độ trễ và giảm thiểu tối đa tỷ lệ lỗi bit.

1.1. Khái niệm môi trường truyền dẫn có dây và không dây

Môi trường truyền dẫn có dây định hướng tín hiệu dọc theo cấu trúc dẫn truyền vật lý. Cáp song hành có cấu tạo đơn giản nhưng băng thông hẹp. Cáp xoắn đôi cải thiện đáng kể khả năng giảm nhiễu chéo giữa các cặp dây. Cáp đồng trục sở hữu lớp lưới kim loại bảo vệ, nâng cao dung lượng kênh truyền. Cáp quang sử dụng sợi thủy tinh truyền xung ánh sáng với băng thông vượt trội và suy hao cực thấp. Ngược lại, môi trường truyền dẫn không dây phân tán năng lượng điện từ trong không gian mở. Kỹ thuật vi ba mặt đất yêu cầu tầm nhìn thẳng giữa các tháp ăng-ten tiếp sóng. Vi ba vệ tinh cung cấp độ phủ rộng toàn cầu thông qua các trạm quỹ đạo địa tĩnh.

1.2. Vai trò cốt lõi của tầng vật lý trong mô hình mạng

Tầng vật lý là tầng dưới cùng trong mô hình OSI và TCP/IP. Nhiệm vụ chính của tầng này là thiết lập kết nối cơ, điện và truyền tải từng chuỗi bit thô qua kênh vật lý. Tầng vật lý quy định mức điện áp tương ứng với giá trị logic 0 hoặc 1. Tầng này cũng xác định thời lượng tồn tại của mỗi bit trên đường truyền. Tốc độ bit được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm tránh hiện tượng lệch pha giữa bên phát và bên thu. Bên cạnh đó, tầng vật lý tiêu chuẩn hóa cấu trúc đầu nối, số lượng chân cắm và sơ đồ nối dây cáp. Sự ổn định của tầng vật lý đảm bảo độ chính xác cho toàn bộ các giao thức tầng trên.

II. Phân tích thách thức nhiễu và suy hao trong truyền dẫn vật lý

Quá trình truyền tín hiệu trên kênh vật lý luôn chịu ảnh hưởng tiêu cực từ các yếu tố suy giảm chất lượng tín hiệu. Hiện tượng suy hao công suất xảy ra khi tín hiệu lan truyền trên khoảng cách dài, làm giảm biên độ sóng thu nhận được. Nhiễu điện từ trường từ môi trường xung quanh dễ dàng xâm nhập vào các đường truyền kim loại không có vỏ bọc chắn. Nhiễu xuyên kênh xuất hiện khi từ trường của dây dẫn lân cận cảm ứng điện áp không mong muốn lên dây kế bên. Nhiễu trắng Gauss tồn tại thường trực trong mọi linh kiện điện tử, gây biến dạng ngẫu nhiên mức tín hiệu điện áp. Ngoài ra, tán sắc trong sợi quang làm dãn rộng độ rộng xung quang, gây chồng lấn xung và hạn chế tốc độ truyền dữ liệu. Hiện tượng trễ truyền dẫn cũng phát sinh do giới hạn vận tốc lan truyền ánh sáng hoặc sóng điện từ trong môi trường vật chất. Những hiện tượng này làm suy giảm tỷ số tín hiệu trên nhiễu, tăng tỷ lệ lỗi bit và làm giảm hiệu suất truyền số liệu tổng thể.

2.1. Tác động của nhiễu điện từ trường và xuyên kênh tín hiệu

Nhiễu điện từ trường phát sinh từ động cơ điện, đường dây điện cao thế và thiết bị đóng ngắt công nghiệp. Tín hiệu nhiễu này xâm nhập vào lõi cáp đồng, làm méo mó dạng sóng xung vuông ban đầu. Nhiễu xuyên kênh lại là hiện tượng cảm ứng điện từ giữa hai dây dẫn song song đặt sát nhau. Dòng điện biến thiên ở dây thứ nhất tạo ra từ trường biến thiên, sinh dòng điện ký sinh trên dây thứ hai. Dữ liệu nhận tại đầu thu bị biến dạng mức logic, dẫn đến đọc sai giá trị bit nhị phân. Các chuẩn cáp xoắn đôi giải quyết vấn đề này bằng cách xoắn các sợi dây theo mật độ bước xoắn chuẩn xác.

2.2. Vấn đề suy hao công suất và độ trễ trên kênh truyền dẫn

Suy hao công suất làm biên độ tín hiệu giảm dần theo hàm mũ của khoảng cách truyền. Khi biên độ xuống dưới ngưỡng nhạy của bộ thu, tín hiệu bị mất hoàn toàn nếu không có bộ khuếch đại hoặc lặp lại. Độ trễ truyền dẫn là thời gian cần thiết để bit đầu tiên di chuyển từ nguồn phát tới đích thu. Đại lượng này phụ thuộc vào chiều dài kênh truyền và vận tốc truyền sóng trong môi trường dẫn. Trong liên lạc vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh, khoảng cách hàng chục nghìn kilomet tạo ra độ trễ hàng trăm mili giây. Độ trễ lớn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng của các ứng dụng truyền thông thời gian thực.

III. Giải pháp chuẩn giao tiếp và mã hóa đường truyền dẫn vật lý

Để khắc phục suy hao và nhiễu kênh truyền, hệ thống truyền số liệu ứng dụng các chuẩn giao tiếp vật lý kết hợp kỹ thuật mã hóa hiện đại. Chuẩn giao tiếp EIA-232C định nghĩa kết nối điểm - điểm với tín hiệu không cân bằng, phù hợp khoảng cách ngắn và tốc độ khiêm tốn. Chuẩn RS-422 và RS-485 sử dụng kỹ thuật truyền tín hiệu vi sai cân bằng trên cặp dây xoắn, triệt tiêu hiệu quả nhiễu đồng pha và mở rộng cự ly truyền lên tới hàng nghìn mét. Về mặt xử lý tín hiệu, các kỹ thuật mã đường truyền như NRZ, Manchester và AMI chuyển đổi chuỗi bit nhị phân thành dạng sóng điện áp tối ưu. Kỹ thuật mã hóa này loại bỏ thành phần một chiều không mong muốn, đồng thời tự động chèn thông tin đồng bộ xung nhịp vào dòng dữ liệu. Đối với môi trường truyền thông băng thông rộng hoặc không dây, các phương pháp điều chế số ASK, FSK, PSK và QAM giúp dịch chuyển phổ tín hiệu sang dải tần số thích hợp, tối đa hóa dung lượng kênh truyền.

3.1. Các chuẩn giao tiếp vật lý RS 232 RS 422 và RS 485

Chuẩn RS-232 sử dụng mức điện áp quy định trừ 15V đến trừ 3V cho bit 1 và cộng 3V đến cộng 15V cho bit 0. Chuẩn này có tốc độ giới hạn dưới 20Kbps với cự ly kết nối dưới 15 mét. Chuẩn RS-422 khắc phục nhược điểm bằng cách truyền tín hiệu cân bằng trên hai dây tín hiệu ngược pha. Hiệu điện thế chênh lệch giúp bộ thu loại bỏ hoàn toàn nhiễu đồng pha xâm nhập. Chuẩn RS-485 mở rộng khả năng từ RS-422, cho phép kết nối mạng đa điểm với tối đa 32 thiết bị trên cùng một bus. Tốc độ truyền của RS-485 đạt 10Mbps ở cự ly 12 mét hoặc 100Kbps ở cự ly 1200 mét.

3.2. Kỹ thuật điều chế và mã hóa đường truyền tín hiệu số

Mã đường truyền NRZ gán trực tiếp điện áp cho từng bit nhưng dễ mất đồng bộ khi gặp chuỗi bit giống nhau liên tiếp. Mã Manchester giải quyết triệt để vấn đề này bằng cách tạo bước chuyển mức điện áp ở chính giữa mỗi chu kỳ bit. Bước chuyển mức này cung cấp tín hiệu đồng hồ tự đồng bộ chính xác cho phía thu. Đối với kênh truyền thông dải thông, kỹ thuật điều chế số ánh xạ chuỗi bit lên sóng mang cao tần. Khóa dịch biên độ ASK thay đổi biên độ sóng mang theo bit dữ liệu. Khóa dịch pha PSK và điều chế biên độ trực giao QAM kết hợp cả biên độ lẫn góc pha, nâng cao mật độ truyền bit trên mỗi đơn vị băng thông.

IV. Ứng dụng thực tiễn của môi trường truyền dẫn vật lý hiện đại

Hạ tầng mạng hiện đại tích hợp đa dạng các phương tiện truyền dẫn vật lý nhằm đáp ứng nhu cầu truyền tải dữ liệu dung lượng lớn và độ trễ thấp. Cáp xoắn đôi UTP từ chuẩn Cat5e đến Cat6A giữ vai trò chủ đạo trong hạ tầng mạng nội bộ văn phòng, cung cấp tốc độ từ 1Gbps đến 10Gbps với chi phí lắp đặt hợp lý. Trong các trung tâm dữ liệu và mạng trục viễn thông quốc gia, cáp quang đơn mốt chiếm vị thế tuyệt đối nhờ khả năng truyền dữ liệu hàng trăm gigabit trên khoảng cách hàng trăm kilomet mà không cần trạm lặp. Môi trường không dây vi ba mặt đất phục vụ đắc lực cho các tuyến kết nối chuyển tiếp giữa các trạm thu phát sóng di động tại địa hình hiểm trở. Vi ba vệ tinh băng tần C, Ku và Ka đảm bảo phủ sóng viễn thông toàn diện cho tàu biển, máy bay và các vùng hải đảo xa xôi. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các môi trường truyền dẫn tạo nên mạng lưới thông tin liên lạc thông suốt, bền vững và hiệu quả kinh tế cao.

4.1. Triển khai cáp xoắn đôi và cáp quang trong mạng cục bộ

Trong mạng LAN doanh nghiệp, cáp xoắn đôi UTP Cat6 được ưu tiên sử dụng để kết nối các máy trạm với switch tầng. Đầu bấm chuẩn RJ-45 tuân theo sơ đồ bấm dây T568A hoặc T568B bảo đảm tính chuẩn hóa kỹ thuật. Đối với đường truyền nhánh trục chính nối giữa các tầng hoặc các tòa nhà, cáp quang đa mốt hoặc đơn mốt được triển khai. Sợi quang hoàn toàn miễn nhiễm với xung sét và hiện tượng cảm ứng điện từ công nghiệp. Lớp vỏ bảo vệ gia cường bảo vệ sợi quang khỏi tác động cơ học và độ ẩm môi trường, bảo đảm đường truyền hoạt động ổn định liên tục nhiều năm.

4.2. Khai thác sóng vi ba vệ tinh và vi ba mặt đất diện rộng

Hệ thống vi ba mặt đất tận dụng ăng-ten parabol định hướng để truyền sóng theo đường tầm nhìn thẳng giữa hai điểm cố định. Kỹ thuật này giảm thiểu chi phí chôn ngầm dây dẫn qua vùng đồi núi phức tạp hoặc đô thị đông đúc. Hệ thống vi ba vệ tinh sử dụng trạm mặt đất phát tín hiệu đường lên uplink và thu nhận tín hiệu đường xuống downlink từ vệ tinh không gian. Băng tần Ku và Ka cung cấp băng thông rộng cho dịch vụ truyền hình kỹ thuật số và internet băng rộng lưu động. Sự kết hợp này mang lại khả năng mở rộng kết nối mạng nhanh chóng tới mọi vị trí địa lý trên thế giới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Các Phương Tiện Truyền Dẫn Và Lớp Vật Lý  Môi trường truyền dẫn  Các chuẩn giao tiếp vật lý  Các kỹ thuật mã đường truyền  Điều chế và giải điều chế số Nội dung  Truyền dẫn có dây (Wire Media)  Truyền dẫn không dây (Wireless Media)  Delay trong truyền dẫn và dung lượng kênh truyền  Các chuẩn giao tiếp lớp vật lý: RS232, RS422, RS485  Các kỹ thuật mã đường truyền (line codes)  Điều chế và giải điều chế số  Nhiễu gauss và tỷ lệ lỗi bit 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 2 Môi Trường Truyền Dẫn (Transmission Media)  Wire Media  Cáp song hành (Two-Wire Open Lines)  Cáp đồng trục (Coaxial Cables)  Cáp xoắn (Twisted-Pair Cables)  Cáp quang (Optical Fiber Cables)  Wireless Media  Vi ba vệ tinh (Satellite Microwave)  Vi ba mặt đất (Terrestrial Microwave)  Sóng ánh sáng (Infrared) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3 Cáp song hành (Two-Wire Open Lines)  Chủ yếu để truyền dữ liệu tốc độ thấp trong khoảng cách ngắn (Data cables)  Ưu điểm  Cấu tạo đơn giản  Nhược điểm  Tốc độ truyền dữ liệu thấp (R ≤ 19Kbps), với khoảng cách tối đa L ≤ 50m  Dễ bị tác động của nhiễu xuyên kênh (Crosstalk)  Nhạy với nhiễu điện từ trường (EMI- electromagnetic interference) suy hao nhanh do bức xạ điện từ 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 4  EMI  Crosstalk Crosstalk between wires: a magnetic field generated by current flowing in wire A causes an unwanted current to flow in wire B. 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 5 Cáp Xoắn (Twisted-Pair Cables) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 6 Cáp Xoắn (Twisted-Pair Cables)  Được sử dụng làm cáp truyền thoại hoặc truyền dữ liệu trong các hệ thống truyền thông tin  Sử dụng chủ yếu trong mạng điện thoại và mạng LAN  Ưu điểm:  Cải thiện được khả năng chống nhiễu điện từ trường (EMI) so với cáp song hành  Giảm nhiễu xuyên kênh (Crosstalk) giữa các cặp dây 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 7  EMI  Crosstalk 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 8 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 9 Phân loại  Cáp xoắn có 2 loại chính  UTP (Unshielded Twisted Pair)  Trở kháng đặc tính 100 Ohm  Băng thông thay đổi tuy theo loại (CAT) thay đổi từ 750Khz (CAT 1) đến 250MHz (CAT 6)  STP (Shielded Twisted Pair)  Trở kháng đặc tính 100 Ohm  Băng thông thay đổi theo loại (STP có băng thông 30MHz, STP-A có băng thông tối đa 300MHz)  FTP (Foiled Twisted Pair)  ScTP (Screened Twisted Pair) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 10 Cáp Xoắn (Twisted-Pair Cables) Foil Individually Drain Wire Foil Drain Foil Wire Metal Braid UTP FTP F2TP S-FTP STP 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 11 UTP (Unshielded Twisted Pair)  Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ <4Mbps  Loại 2: cáp này gồm 4 dây xoắn đôi, tốc độ 4Mbps  Loại 3: truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 10 Mbps. Cáp này gồm 4 dây xoắn đôi với 3 mắt xoắn trên mỗi foot.  Loại 4: truyền dữ liệu, 4 cặp xoắn đôi, tốc độ đạt được 16 Mbps  Loại 5: truyền dữ liệu, 4 cặp xoắn đôi, tốc độ 100Mbp 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 12 UTP (Unshielded Twisted Pair)  UTP CAT 3  băng thông tối đa16MHz  Độ xoắn từ 7.5 đến 10cm  UTP CAT 4  băng thông tối đa 20MHz  UTP CAT 5/ 5e  băng thông tối đa 100MHz  Độ xoắn từ 0.85cm  Phổ biến trong mạng LAN  UTP CAT 6  băng thông tối đa 250Mhz 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 13 UTP 8 sợi 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 14 Cáp Đồng Trục (Coaxial Cables)  Được sử dụng trong  Mạng máy tính (Computer Network)  Hệ thống truyền dữ liệu (Data Systems)  CATV  Mạng truyền hình cá nhân (Private Video Network) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 15 Phân loại  Cáp đồng trục gồm 3 loại chính:  RG-6/RG-59  Trở kháng đặc tính 75 Ohm  Được sử dụng trong các hệ thống CATV  RG-8/ RG-58  Trở kháng đặc tính 50 Ohm  Đuợc sử dụng trong mạng Thick Ethernet LANs hoặc Thin Ehternet LANs  RG-62  Trở kháng đặc tính 93 Ohm  Sử dụng trong các máy Mainframe IBM 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 16 Đặc điểm  Ưu điểm  Khả năng chống nhiễu điện từ trường (EMI) tốt  Tốc độ truyền dữ liệu lên đến 10Mbps với khoảng cách vài trăm mét  Nhược điểm  Có nhiều trở kháng đặc tính khác nhau nên cáp đồng trục nên chỉ được sử dụng trong riêng biệt trong từng hệ thống 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 17 Cáp Quang (Optical Fiber Cables) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 18 Cáp Quang (Optical Fiber Cables)  Sử dụng trong các hệ thống truyền dữ liệu yêu cầu tốc độ cao, băng thông rộng  Ưu điểm  Tốc độ truyền cao, băng thông rộng plastic jacket glass or plastic fiber core  Khả năng chống nhiễu rất cladding cao  Nhược điểm  Giá thành cao  Lắp đặt phức tạp 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 19 Phân loại  Cáp quang gồm 3 loại chính  Multimode  Khoảng cách lên đến 500m  Grade index multimode  Khoảng cách truyền lên đến 1000m  Single mode  Khoảng cách truyền lên đến vài Km 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 20 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 21 Môi Trường Truyền Dẫn (Transmission Media)  Wire Media  Cáp song hành (Two-Wire Open Lines)  Cáp đồng trục (Coaxial Cables)  Cáp xoắn (Twisted-Pair Cables)  Cáp quang (Optical Fiber Cables)  Wireless Media  Vi ba vệ tinh (Satellite Microwave)  Vi ba mặt đất (Terrestrial Microwave)  Hồng ngoại (Infrared) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 22 Vi Ba Vệ Tinh (Satellite Microwave) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 23 Vi Ba Vệ Tinh (Satellite Microwave) Góc Góc ngẩng ngẩng Xích đạo  Góc ngẩng EL  ( 90- Tiếp tuyến ngang EL ) o Góc nghiêng 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 24 Vi Ba Vệ Tinh (Satellite Microwave)  Ứng dụng: Được sử dụng trong  Phát thanh, truyền hình  Điện thoại đường dài  Mạng cá nhân (Private business network)  Băng tần  C Band: 4 (downlink) – 6 (uplink) GHz  Được thiết lập đầu tiên  Ku Band: 12 (downlink) – 14 (uplink) GHz  Dễ bị ảnh hưởng bởi mưa  Ka Band: 19 (downlink) – 29 (uplink) GHz  Thiết bị sử dụng ở dãi tần số này rất đắt tiền 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 25 Vi Ba Mặt Đất (Terrestrial Microwave)  Được sử dụng trong  Các dịch vụ điện thoại đường dài  Hệ thống truyền dẫn (common carriers)  Mạng cá nhân (private network)  Đặc điểm:  Sử dụng sóng mặt đất  Line-of-sight  Dãi tần số hoạt động từ 2 – 40GHz  Nhạy với vật chắn và sự thay đổi của môi trường (mưa, …) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 26 Hồng Ngoại (Infrared)  Sử dụng sóng ánh sáng để truyền tín hiệu  Các thiết bị thu phát phải không bị che chắn  Ứng dụng:  Dùng để truyền tải thông tin trong mạng nhỏ.

 Ví dụ từ máy tính sang máy tính, máy tính sang điện thoại,  điện thoại với điện thoại v. 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 27 Vệ tinh và Vô tuyến  Truy cập ngẫu nhiên.  Gán theo yêu cầu.Schilling -Principles of Communication Systems 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 28 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 29 Ảnh hưởng của kênh truyền  Suy hao  Năng lượng tín hiệu  Méo dạng  Tín hiệu phức, trễ…  Nhiễu  Nhiệt, quang, … 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 30 Delay trong truyền dẫn  Delay trong truyền dẫn:  round-trip delay: là khoảng thời gian trì hoãn giữa bit đầu tiên của khối dữ liệu phát và thời điểm đầu phát nhận được bit sau cùng của tín hiệu trả lời từ đầu thu.  Khoảng thời gian này phụ thuộc vào a với : a = Tp/Tx Tp : trễ lan tuyền = S / V Tx : trễ truyền data = N / R 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 31 Delay trong truyền dẫn  Ví dụ: Một khối dữ liệu 1000 bit được truyền giữa 2 DTE.

Cho biết Round trip delay do loại trễ nào quyết định trong các trường hợp sau : a. 2 DTE kết nối bằng cáp xoắn ở khoảng cách 100m, tốc độ truyền data 10Kbps. 2 DTE kết nối bằng cáp đồng trục ở khoảng cách 10km, tốc độ truyền data 1Mbps. 2 DTE kết nối qua không gian khoảng cách 5000km, tốc độ truyền data 10Mbps.

Giả sử tốc độ lan truyền của tín hiệu trong môi trường là 2. 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 32 Delay trong truyền dẫn a.10-6: Round trip delay do Tx quyết định b.Tương tự do Tx quyết định c.Tương tự Round trip delay do Tp quyết định 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 33 Dung lượng đường truyền  Dung lượng đường truyền: tốc độ bit cực đại cho phép truyền không bị lỗi a. Trong môi trường lý tưởng, theo Nyquist : C = 2Blog2M (bps). Trong môi trường thực tế , theo Claude Shannon: C = Blog2(1+S/N) (bps).

C: dung lượng kênh truyền (bps) B: Băng thông kênh truyền (Hz) M : Số ký hiệu khác nhau (ký hiệu) S/N=SNR: Tỷ số tín hiệu / nhiễu (lần) 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 34 Dung lượng đường truyền  Ví dụ: Tính tốc độ bit truyền tối đa trên đường dây điện thoại thông thường, biết rằng băng thông của đường dây điện thoại từ 300 – 3400 Hz.Tín hiệu truyền trên đường truyền là tín hiệu dãi nền với 2 mức. Trong trường hợp đường truyền lý tưởng. Trường hợp đường truyền có S/N=35dB.  B=3100Hz, M=2, S/N=10^(3,5)  C = 2Blog2M = 6200 bps  C = Blog2(1+S/N)= 36kbps 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 35 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 36 Các Chuẩn Giao Tiếp Vật Lý (Physical Interface Standards)  Xác định dạng tín hiệu được truyền đi  Xác định các kết nối vật lý.

 Phương thức truyền tín hiệu 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 37 Các Chuẩn Giao Tiếp Vật Lý (Physical Interface Standards) Serial Communications with a modem Serial Communications with a NULL modem configuration 8/14/2019 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.