Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số - Chương 3: Các kỹ thuật cơ bản trong truyền số liệu - Trịnh Huy Hoàng

ệu dễ áp dụngTích hợpDữ liệu số và analog được xử lý tương tự nhauDigital  DigitalTín hiệu sốXung điện áp rời rạc, không liên tụcMỗi xung là một phần tử tín hiệuDữ liệu nhị phân được mã hóa thành các phần tử tín hiệuAnalog and digital transmissionAnalog dataAnalog signalDigital signalDigital dataAnalog signalDigital signalThuật ngữUnipolarTất cả các phần tử tín hiệu có cùng dấuPolarMột trạng thái logic được biểu diễn bằng mức điện áp dương, trạng thái logic khác được biểu diễn bằng mức điện áp âmTốc độ dữ liệu (data rate)Tốc độ truyền dẫn dữ liệu theo bps (bit per second)Độ rộng (chiều dài 1 bit)Thời gian (thiết bị phát) dùng để truyền 1 bitTốc độ điều chếTốc độ mức tín hiệu thay đổiĐơn vị là baud = số phần tử tín hiệu trong 1 giâyMark và SpaceTương ứng với 1 và 0 nhị phânDiễn giải tín hiệuCần biếtĐịnh thời của các bit (khi nào chúng bắt đầu và kết thúc)Mức tín hiệuYếu tố ảnh hưởng đến việc diễn giải tín hiệuTỉ số SNRTốc độ dữ liệuBăng thôngPolar EncodingNonreturn to zero (NRZ)Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) 2 mức điện áp khác nhau cho bit 1 và bit 0Điện áp không thay đổi (không có transition) khi không có sự thay đổi tín hiệuĐiện áp thay đổi (có transition) khi có sự thay đổi tín hiệu (từ 01 hoặc từ 10) Nonreturn to Zero Inverted (NRZI)NRZI cho các bit 1Dữ liệu được mã hóa căn cứ vào việc có hay không sự thay đổi tín hiệu ở đầu thời khoảng bit.Bit 1: được mã hóa bằng sự thay đổi điện áp (có transition)Bit 0: được mã hóa bằng sự không thay đổi điện áp (không có transition)Nonreturn to Zero (NRZ)Mã hóa sai phân Dữ liệu được biểu diễn bằng việc thay đổi tín hiệu (thay vì bằng mức tín hiệu)Nhận biết sự thay đổi dễ dàng hơn so với nhận biết mứcTrong các hệ thống truyền dẫn phức tạp, cảm giác cực tính dễ dàng bị mấtƯu và nhược điểm của mã hóa NRZƯuDễ dàng nắm bắtBăng thông dùng hiệu quả Nhược Có thành phần một chiềuThiếu khả năng đồng bộDùng trong việc ghi băng từÍt dùng trong việc truyền tín hiệuMultilevel BinaryDùng nhiều hơn 2 mứcBipolar-AMI (Alternate Mark Inversion)Bit-0 được biểu diễn bằng không có tín hiệuBit-1 được biểu diễn bằng xung dương hay xung âmCác xung 1 thay đổi cực tính xen kẽKhông mất đồng bộ khi dữ liệu là một dãy 1 dài (dãy 0 vẫn bị vấn đề đồng bộ)Không có thành phần một chiềuBăng thông thấpPhát hiện lỗi dễ dàngPseudoternary1 được biểu diễn bằng không có tín hiệu0 được biểu diễn bằng xung dương âm xen kẽ nhauKhông có ưu điểm và nhược điểm so với bipolar-AMIThe 0s are positive and negative alternatelyAmplitudeTime01001101Trade OffKhông hiệu quả bằng NRZMỗi phần tử t/h chỉ biểu diễn 1 bitHệ thống 3 mức có thể biểu diễn log23 = 1.58 bitBộ thu phải có khả năng phân biệt 3 mức (+A, -A, 0)Cần thêm khoảng 3dB công suất để đạt được cùng xác suất bit lỗiMultilevel Binary01001100011BiphaseManchesterThay đổi ở giữa thời khoảng bitThay đổi được dùng như tín hiệu đồng bộ dữ liệuLH biểu diễn 1HL biểu diễn 0Dùng trong IEEE 802.3BiphaseDifferential ManchesterThay đổi giữa thời khoảng bit chỉ dùng cho đồng bộThay đổi đầu thời khoảng biểu diễn 0Không có thay đổi ở đầu thời khoảng biểu diễn 1Dùng trong IEEE 802.5BiphaseƯu và nhược điểmNhược điểmTối thiểu có 1 thay đổi trong thời khoảng 1 bit và có thể có 2Tốc độ điều chế tối đa bằng 2 lần NRZCần băng thông rộng hơnƯu điểmĐồng bộ dựa vào sự thay đổi ở giữa thời khoảng bit (self clocking)Không có thành phần một chiềuPhát hiện lỗiKhi thiếu sự thay đổi mong đợiBiphasePolar EncodingBài tậpBài tậpBài tập10100001111010NRZ-LNRZ-IAMIPseudo-TernaryManchesterDifferentialManchesterBài tập10100001111010NRZ-LNRZ-IAMIPseudo-TernaryManchesterDifferentialManchesterBài tập011010101000011010101110100101100110101010000110010010101011010001101010100001101100100011001110Bài tậpNRZ-LNRZ-IAMIPseudo-TernaryManchesterDifferentialManchesterBài tập011010101000011010101110100101100110101010000110010010101011010001101010100001101100100011001110NRZ-LNRZ-IAMIPseudo-TernaryManchesterDifferentialManchesterBài tập011010101000011010101110100101100110101010000110010010101011010001101010100001101100100011001110ScramblingDùng kỹ thuật scrambling để thay thế các chuỗi tạo ra hằng số điện ápChuỗi thay thế Phải tạo ra đủ sự thay đổi tín hiệu, dùng cho việc đồng bộ hóaPhải được nhận diện bởi bộ thu và thay thế trở lại chuỗi ban đầuCùng độ dài như chuỗi ban đầuKhông có thành phần một chiềuKhông tạo ra chuỗi dài các tín hiệu mức 0Không giảm tốc độ dữ liệuCó khả năng phát hiện lỗiB8ZSB8ZS (Bipolar With 8 Zeros Substitution)Dựa trên bipolar-AMINếu có 8 số 0 liên tiếp và xung điện áp cuối cùng trước đó là dương, mã thành 000+–0–+Nếu có 8 số 0 liên tiếp và xung điện áp cuối cùng trước đó là âm, mã thành 000–+0+–Gây ra 2 vi phạm mã AMICó thể lầm lẫn với tác động gây ra bởi nhiễuBộ thu phát hiện và diễn giải chúng thành 8 số 0 liên tiếpB8ZSHDB3HDB3 (High Density Bipolar 3 Zeros)Dựa trên bipolar-AMIChuỗi 4 số 0 liên tiếp được thay thế theo quy luật như sauHDB3Bài tậpBài tậpBài tập1100000000011100000000110AMIB8ZSHDB3Bài tập1100000000011100000000110+++++-----+++----AMIB8ZSHDB3So sánh các phương pháp mã hóaPhổ tín hiệuViệc thiếu thành phần tần số cao làm giảm yêu cầu về băng thôngTập trung công suất ở giữa băng thôngĐồng bộĐồng bộ bộ thu và bộ phátTín hiệu đồng bộ ngoại viCơ chế đồng bộ dựa trên tín hiệuKhả năng phát hiện lỗiCó thể được tích hợp trong cơ chế mã hóaNhiễu và khả năng miễn nhiễmVài mã tốt hơn các mã khácĐộ phức tạp và chi phíTốc độ tín hiệu cao hơn (và do đó tốc độ dữ liệu cao hơn) dẫn tới chi phí caoVài mã đòi hỏi tốc độ tín hiệu cao hơn tốc độ dữ liệuỨng dụngDùng để truyền dữ liệu số trên mạng điện thoại công cộng300Hz  3400HzThiết bịMODEM (MOdulator-DEMulator)Kỹ thuậtĐiều biên: Amplitude-Shift Keying (ASK)Điều tần: Frequency-Shift Keying (FSK)Điều pha: Phase-Shift Keying (PSK)Digital  AnalogAnalog and digital transmissionAnalog dataAnalog signalDigital signalDigital dataAnalog signalDigital signalDigital  AnalogFSKPSKASKQAMĐiều biên (ASK)Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diễn 0 và 1 (thông thường một biên độ bằng 0)Sử dụng một tần số sóng mang duy nhấtPhương pháp này chỉ phù hợp trong truyền số liệu tốc độ thấp (~1200bps trên kênh truyền thoại) Tần số của tín hiệu sóng mang được dùng phụ thuộc vào chuẩn giao tiếp đang được sử dụngKỹ thuật được dùng trong cáp quangĐiều biên (ASK)Điều biên (ASK)Điều tần (FSK) – Binary FSK (BFSK)Sử dụng hai tần số sóng mang: tần số cao tương ứng mức 1, tần số thấp tương ứng mức 0.Ít lỗi hơn so với ASKĐược sử dụng truyền dữ liệu tốc độ 1200bps hay thấp hơn trên mạng điện thoạiCó thể dùng tần số cao (3-30MHz) để truyền trên sóng radio hoặc cáp đồng trụcĐiều tần (FSK) – Binary FSK (BFSK)Điều tần (FSK) – Multiple (FSK)Dùng nhiều hơn 2 tần sốBăng thông được dùng hiệu quả hơnKhả năng lỗi nhiều hơnMỗi phần tử tín hiệu biểu diễn nhiều hơn 1 bit dữ liệuĐiều pha (PSK)Sử dụng một tần số sóng mang và thay đổi pha của sóng mang nàyPSK vi phân (differential PSK) – thay đổi pha tương đối so với sóng trước đó (thay vì so với sóng tham chiếu cố định)Cho phép mã hóa nhiều bit trên mỗi thay đổi tín hiệu sóng mang (Phase Amplitude Modulation)Phương pháp này thường được dùng trong truyền dữ liệu ở tốc độ 2400bps (2 bits per phase change - CCITT V.26) hoặc 4800bps (3 bits encoding per phase change - CCITT V.27) hoặc 9600bps (4 bits encoding per phase/amplitude change)Tổng quát cho mã hóa NRZ-LĐiều pha (PSK)Điều pha (PSK)Quadrature PSK (QPSK)M-ary PSKHệ thống 64 và 256 trạng tháiCải thiện tốc độ dữ liệu với băng thông không đổiTăng khả năng tiềm ẩn lỗiHiệu suấtBăng thôngBăng thông ASK và PSK liên quan trực tiếp với tốc độ bit BT = (1+r)RBăng thông FSK có quan hệ với tốc độ dữ liệu đối với các tần số thấp, có quan hệ với độ dịch chuyển của các tần số điều chế đối với tần số cao BT = 2F + (1+r)RTín hiệu nhiều mức BT = (1+r)R/m = (1+r)R/log2MTrong trường hợp có lỗi, tốc độ lỗi của PSK và QPSK cao hơn khoảng 3dB so với ASK và FSKQuadrature Amplitude Modulation (QAM)QAM được dùng trong ADSL và một số hệ thống wirelessKết hợp giữa ASK và PSKMở rộng logic của QPSKGởi đồng thời 2 tín hiệu khác nhau cùng tần số mangDùng 2 bản sao của sóng mang, một cái được dịch đi 90 ¨Mỗi sóng mang là ASK đã được điều chế2 tín hiệu độc lập trên cùng môi trườngGiải điều chế và kết hợp cho dữ liệu nhị phân ban đầuDigital  AnalogAnalog  DigitalỨng dụngDùng để truyền dữ liệu tương tự trên mạng truyền dữ liệu sốTận dụng các ưu điểm của truyền dẫn số (thiết bị rẻ, dùng repeater, TDM, )Số hóaDữ liệu số có thể truyền dùng NRZ-L hay các loại mã khácThiết bịCODEC (COder-DECoder)Kỹ thuậtĐiều chế xung mã: Pulse Code Modulation (PCM)Điều chế Delta: Delta Modulation (DM)Analog and digital transmissionAnalog dataAnalog signalDigital signalDigital dataAnalog signalDigital signalAnalog  DigitalDMPCMĐiều chế xung mã (PCM)Lý thuyết lấy mẫu“Nếu tín hiệu f(t) được lấy mẫu đều với tốc độ lấy mẫu cao hơn tối thiểu 2 lần tần số tín hiệu cao nhất, thì các mẫu thu được chứa đủ thông tin của tín hiệu ban đầu. T/h f(t) có thể được tái tạo, dùng bộ lọc thông thấp”Công thức Nyquist: N >= 2fN: tốc độ lấy mẫuf: tần số của tín hiệu được lấy mẫuDữ liệu tiếng nóiGiới hạn tần số 1 – t/h bao cắt trục thời gian (thông tin bị mất)Pt = Pc(1+ na2/2)Pt và Pc – công suất t/h được truyền đi và t/h sóng mangna – chỉ số điều chế, tỉ số biên độ t/h được truyền và sóng mangSSB và DSBSCƯu điểmDễ hiện thực (điều chế và giải điều chế)Dễ biến đổi tín hiệu sang các giải băng tần khác nhauKhuyết điểmDễ bị ảnh hưởng của nhiễuKhông sử dụng hiệu quả năng lượngĐiều chế biên (AM)M(f)fBM(f)ffc – Bfc + BfcUpper sidebandLower sidebandDiscrete carriertermĐiều chế tần số (FM)Điều chế gócs(t) = Accos[2fct + (t)]Phương pháp điều tần số (FM)Tín hiệu được truyền đi thay đổi thành phần tần số của sóng mang tỷ lệ với biên độ và tần số của tín hiệu truyền đi’(t) = nfm(t)Ưu điểmKhó bị ảnh hưởng của nhiễuSử dụng hiệu quả năng lượngKhuyết điểmTín hiệu được điều chế yêu cầu băng thông rộng hơn nhiều tín hiệu truyền đi ban đầu (dữ liệu)Hiện thực mạch điều chế và giải điều chế phức tạp hơn so với phương pháp điều biênĐiều chế gócĐiều chế gócPhương pháp điều chế pha (PM)(t) = npm(t)Tín hiệu truyền đi không ảnh hưởng đến thành phần biên độ và tần số mà chỉ làm thay đổi pha của sóng mangPhổ tần số của tín hiệu được điều chế theo phương pháp điều pha tương tự như phương pháp điều tần  phương pháp điều pha cũng có các đặc điểm tương tự phương pháp điều tầnTuy nhiên, có hai lý do phương pháp điều pha được dễ chấp nhận hơnĐối với bên nhận: tần số của tín hiệu nhận được là cố định, chỉ có pha thay đổi nên chỉ cần thiết kế bộ lọc tần số chỉ cho một tần số duy nhất thay vì nhiều tần số như trong phương pháp điều tần ? giảm chi phí thiết kế và hiện thực mạchTrong trường hợp tín hiệu điều chế chỉ nhận một số giá trị (như tín hiệu số), mạch điều chế và giải điều chế hiện thực theo phương pháp điều pha được đơn giản rất nhiềuHiệu suấtBăng thôngAMBT = 2BFM&PMBT = 2(+1)BFM&PM cần băng thông lớn hơn so với AMCấu trúc kênh truyền – Mã dữ liệuBaudot (Emile Baudot)5 bit (32 mã)dùng 2 mã 5 bit (letter & figure) để mã hết các ký tự, chữ số và dấuASCII (American Standard Code for Information Interchange) 7 bit (128 mã), bao gồm các ký tự chữ thường và hoa, các ký tự chữ số, các ký tự dấu chấm câu và các ký tự đặc biệt.Phổ biến nhất hiện nay được sử dụng trong giao tiếp dữ liệu tuần tự.EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)8 bitĐược dùng trong các hệ thống máy tính IBMUnicode16 hoặc 32 bitHứa hẹn được sử dụng rộng rãi trong tương laiMã Baudot“JAMES BOND 007 SAYS HI!”Mã ASCIICấu trúc kênh truyềnSong song (Parallel)Mỗi bit dùng một đường truyền riêng. Nếu có 8 bits được truyền đồng thời sẽ yêu cầu 8 đường truyền độc lậpĐể truyền dữ liệu trên một đường truyền song song, một kênh truyền riêng được dùng để thông báo cho bên nhận biết khi nào dữ liệu có sẵn (clock signal)Cần thêm một kênh truyền khác để bên nhận báo cho bên gởi biết là đã sẵn sàng để nhận dữ liệu kế tiếpCấu trúc kênh truyềnTuần tự (Serial)Tất cả các bit đều được truyền trên cùng một đường truyền, bit này tiếp theo sau bit kiaKhông cần các đường truyền riêng cho tín hiệu đồng bộ và tín hiệu bắt tay (các tín hiệu này được mã hóa vào dữ liệu truyền đi)2 cách truyềnBất đồng bộ: mỗi ký tự được đồng bộ bởi start và stop bitĐồng bộ: mỗi khối ký tự được đồng bộ dùng cờTruyền bất đồng bộDữ liệu được truyền theo ký tự (5  8 bits)Chỉ cần giữ đồng bộ trong một ký tựTái đồng bộ cho mỗi ký tự mớiHành viĐối với dòng dữ liệu đều, khoảng cách giữa các ký tự là đồng nhất (chiều dài của phần tử stop)Ở trạng thái rảnh, bộ thu phát hiện sự chuyển 1  0Lấy mẫu 7 khoảng kế tiếp (chiều dài ký tự)Đợi việc chuyển 1  0 cho ký tự kế tiếpHiệu suấtĐơn giảnRẻPhí tổn 2 hoặc 3 bit cho một ký tự (~20%)Thích hợp cho dữ liệu với khoảng trống giữa các ký tự lớn (dữ liệu nhập từ bàn phím)Truyền bất đồng bộTruyền bất đồng bộĐồng bộ bitChuyển đổi 1 byte thông tin thành/từ chuỗi bitPISO – SIPOClock thường mất đồng bộBộ thu thường dùng clock gấp N lần clock của bộ phát Truyền bất đồng bộTruyền bất đồng bộĐồng bộ ký tự (character synchronization): dùng start và stop bitTruyền bất đồng bộ khungĐồng bộ khung (frame synchronization): dùng các ký tự điều khiển (STX, ETX, DLE) Truyền bất đồng bộ - tốc độ xung clockTruyền bất đồng bộ - tốc độ xung clockTruyền bất đồng bộ - tốc độ xung clockTruyền đồng bộTruyền không cần start/stopPhải có tín hiệu đồng bộĐồng bộ bit (bit synchronization): sử dụng các phương pháp sau Clock encoding and extraction (Timestamp)Tích hợp thông tin đồng bộ (clock) vào trong dữ liệu truyềnĐầu nhận sẽ tách thông tin đồng bộ dựa vào dữ liệu nhận đượcRZ, Manchester (NRZ signaling), differential ManchesterDigital Phase-Lock-LoopDùng một đường tín hiệu đồng bộ riêng biệtSử dụng một nguồn clock ổn định được giữ đồng bộ với dữ liệu đến tại nơi nhậnMã hóa thông tin phải đảm bảo có sự thay đổi bit trong một khoảng thời gian đủ để nguồn clock được tái đồng bộCần sử dụng các phương pháp mã hóa nhị phân (AMI, HDB3, B8ZS)Thích hợp khi truyền một khoảng cách ngắnTín hiệu đồng bộ dễ bị suy giảm trên đường truyềnMã hóa và tách dữ liệu đồng bộTimeStampDigital Phase – Lock – LoopHybridDPLLTruyền đồng bộĐồng bộ khung (frame synchronization): sử dụng các phương pháp sau Character-oriented synchronous transmissionDùng các ký tự điều khiển : SYN, STX, ETX, DLE.Bit-orienter synchronous transmissionDùng các mẫu bit điều khiển (flag byte or flag pattern)  bit stuffing problemHiệu quả (phí tổn thấp) hơn so với truyền bất đồng bộLỗiĐiều khiển lỗiMôi trường truyền dẫn bị nhiễu (điện, từ, )  dữ liệu nhận có lỗi2 cách khắc phục khi phát hiện có lỗiForward error control: thông tin sửa sai được thêm vào các ký tự hoặc các frame truyền đi, để bên nhận có thể phát hiện khi nào có lỗi và lỗi nằm ở đâu để sửa (có khả năng sửa lỗi)Feedback (backward) error control: thông tin sửa sai được thêm vào các ký tự hoặc các frame truyền đi chỉ đủ để phát hiện khi nào có lỗi (không có khả năng sửa lỗi). Cơ chế yêu cầu truyền lại ký tự/frame sai được dùng trong trường hợp nàyCơ chế phát hiện lỗiBER: xác suất 1 bit đơn bị lỗi trong một thời khoảng nhất địnhPhân loại lỗiSingle-bit error – nhiễu trắngBurst error: chuỗi các bit liên tiếp bị lỗi – nhiễu xung, suy giảm (khi truyền vô tuyến)Quá trình phát hiện saiParityBit parityParity chẵn: (N + P) phải là một số chẵnParity lẻ: (N + P) phải là một số lẻN: tổng số bit 1 có trong dữ liệu cần kiểm tra lỗiP: giá trị của bit parity, là 0 hay 1 sao cho tổng số bit 1 (N+P) luôn là một số chẵn (lẻ) tùy theo phương pháp parity chẵn hay lẻ tương ứngParityĐặc điểmChỉ dò được lỗi sai một số lẻ bit, không dò được lỗi sai một số chẵn bitKhông sửa được lỗiHiệu suất truyền thông tin kém, do số bit thêm vào để dò tìm lỗi chiếm tỷ lệ lớn so với dữ liệu truyền đi.Block Sum CheckBlock Sum Check (BSC): sử dụng parity hàng và cộtKhông sửa được sai, chỉ sửa được sai khi số bit sai trong dữ liệu là mộtDò tìm được tất cả các lỗi sai một số lẻ bit và hầu hết các lỗi sai một số chẵn bit.Không dò được lỗi sai một số chẵn bit xảy ra đồng thời trên cả hàng và cột.Block Sum CheckBiến thểDùng tổng bù 1 (1’s-complement sum) thay cho tổng modulo 2 (2-modulo sum)Các ký tự trong block được truyền được coi như các số nhị phân không dấuTốt hơn phương pháp modulo 2Cyclic Redundancy CheckNguyên lýk-bit messageBên phát tạo ra chuỗi n bit FCS (Frame Check Sequence) sao cho frame gởi đi (k+n bit) chia hết cho 1 số xác định trướcBên thu chia frame nhận được cho cùng 1 số và nếu không có phần dư thì có khả năng không có lỗiSố học modulo 2Exlusive-or1111+1010010111001x111100111001101011Cyclic Redundancy CheckXác định FCST: frame được truyền (k+n bit)M: message dữ liệu cần truyền (k bit đầu của T)F: FCS (n bit sau của T)P: số chia được xác định trước (n+1 bit)Kiểm traCyclic Redundancy CheckCách khác để xác định FCS: đa thứcM = 111101  M(x) = X5 + X4 + X3 + X2 + 1P = 1101  P = X3 + X2 + 1 FCS có 3 bits (n = 3)Dữ liệu dịch trái n bits: 2nM(x) = X8 + X7 + X6 + X5 + X3X8 + X7 + X5X3 + X2 + 1X8 + X7 + X6 + X5 + X3 X6 + X3X6 + X5 + X3 X5X5 + X4 + X2 X4 + X2X4 + X3 + XX3 + X2 + XX3 + X2 + 1 X + 1FCS = 011T = 111101011Cyclic Redundancy Check1 1 1 1 0 11 1 0 11 1 1 1 0 10 0 0MP1 1 0 11 0 0 11 1 0 11 0 0 01 1 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 01 1 0 10 1 1 FCS111101011TCyclic Redundancy CheckPDài hơn 1 bit so với FCS mong muốnĐược chọn tùy thuộc vào loại lỗi mong muốn phát hiệnYêu cầu tối thiểu: msb và lsb phải là 1Biểu diễn lỗiError=nghịch đảo bit (i.e. exclusive-or của bit đó với 1)Tr = T + ET: frame được truyềnTr: frame nhận đượcE: error pattern với 1 tại những vị trí lỗi xảy raError không bị phát hiện iff Tr chia hết cho P (i.e. iff E chia hết cho P)Các lỗi được phát hiệnTất cả các lỗi bit đơnTất cả các lỗi kép nếu P có ít nhất 3 toán hạngMột số lẻ lỗi bất kỳ nếu P chứa 1 thừa số (X+1)Bất kỳ lỗi chùm nào mà chiều dài của chùm nhỏ hơn chiều dài FCSHầu hết các lỗi chùm lớn hơnCyclic Redundancy Check4 P được sử dụng rộng rãiCRC-12 = X12 + X11 + X3 + X2 + X + 112-bit FCS6-bit charactersCRC-16 = X16 + X15 + X2 + 116-bit FCS8-bit charactersUSCRC-CCITT = X16 + X12 + X5 +1EuropeCRC-32 = X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 + X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 132-bit FCSPoint-point synchronous transmission, DoD appsCyclic Redundancy CheckFCS1+FCS0FCS2+FCSn - 2+FCSn - 1++XXXXP1P2Pn - 2Pn - 1MessageAB+CDE++P = 110101 ABCDE+P = 111011 +++ABCDE+P = 101011 ++Cyclic Redundancy CheckABCDEInputInitial00000Step 1000011Step 2000100Step 3001011Step 4010100Step 5101000Step 6111010Step 7011101Step 8111011Step 9011110Step 10111111Step 11010110Step 12101100Step 13110010Step 14001110Step 15011100AB+CDE++1010001101x21x4x5M=1010001101P=110101FCS = 01110Sửa lỗiSửa các lỗi được phát hiện thông thường yêu cầu truyền lại khối dữ liệuKhông thích hợp cho các ứng dụng trao đổi dữ liệu không dâyBER caoTruyền lại nhiềuThời gian trễ truyền lớn hơn nhiều so với thời gian truyền dữ liệu (vd truyền vệ tinh)Khối dữ liệu được truyền lại bị lỗi và nhiều khối dữ liệu khác tiếp theoCần thiết phải sửa lỗi dựa vào các dữ liệu nhận đượcQuá trình sửa saiQuá trính sửa saiMỗi khối dữ liệu k bit được ánh xạ vào khối n bit (n>k)Từ mã – CodewordForward error correction (FEC) encoderCodeword được truyền điChuỗi bit nhận được tương tự như chuỗi được truyền đi, nhưng có chứa lỗiCodeword được gởi tới bộ giải mã FECNếu không có lỗi, trích xuất khối dữ liệu ban đầuMột vài mẫu lỗi có thể được phát hiện và sửa lỗiMột vài mẫu lỗi có thể được phát hiện nhưng không sửa đượcMột vài mẫu lỗi có thể không được phát hiện (ít xảy ra)FEC trích xuất khối dữ liệu saiCấu hình đường truyềnCấu hìnhSắp xếp vật lý các trạm trên môi trườngCấu hình truyền thốngGiao tiếpGiao tiếpThiết bị xử lý dữ liệu (DTE) thường không có các phương tiện phát dữ liệuCần một thiết bị giao tiếp (DCE) – ví dụ: modem, NIC, DCE phát các bit dữ liệu trên môi trường truyền dẫnDCE trao đổi dữ liệu và thông tin điều khiển với DTEĐược thực hiện thông qua mạch trao đổiCần một chuẩn giao tiếp rõ ràngĐặc tínhCơ khíKết nốiĐiệnĐiện áp, định thời, mã hóa, Chức năngDữ liệu, điều khiển, định thời, đất, Thủ tụcChuỗi các sự kiệnChuẩn V.24/EIA–232–FITU-T v.24Chỉ đặc tả chức năng và thủ tụcTham khảo các chuẩn khác cho các đặc tính cơ khí và đặc tính điệnEIA-232-F (USA)RS-232Đặc tính cơ khí: ISO 2110Đặc tính điện: v.28Chức năng: v.24Thủ tục: v.24Kết nối V.24/EIA–232 (DTE)V.24EIA-232NameDirection toFunctionData signals103BATransmitted dataDCETransmitted by DTE104BBReceived dataDTEReceived by DTEControl signals105CARequest to sendDCEDTE wishes to transmit106CBClear to sendDTEDCE is ready to receive, response to RTS107CCDCE readyDTEDCE is ready to operate108.2CDDTE readyDCEDTE is ready to operate125CERing indicatorDTEDCE is receiving a ringing signal on the channel line109CFReceived line signal detectorDTEDCE is receiving a signal within appropriate limits on the channel lineTiming signals113DATransmitter sig. elm. timingDCEClocking signal114DBTransmitter sig. elm. timingDTEClocking signal;115DDReceiver sig. elm. timingDTEClocking signal for circuit 104Ground102ABSignal ground/common returnCommon ground reference for all circuitsLocal/Remote loopback testingDTELocal DCERemote DCELocal loopback testingRemote loopback testingDTELocal DCENghi thứcVí dụ modem riêng bất đồng bộKhi modem được bật lên và sẵn sàng, nó (DCE) bật tín hiệu “DCE ready”Khi DTE sẵn sàng gởi dữ liệu, nó bật tín hiệu “Request To Send”Cấm chế độ nhận dữ liệu (nếu trong chế độ truyền half-duplex)Modem đáp lại sẵn sàng bằng tín hiệu “Clear To Send”DTE gởi dữ liệuKhi dữ liệu đến, modem gắn vào DTE sẽ bật tín hiệu “Line Signal Detector” và gởi dữ liệu cho DTEHoạt động quay số (1)Hoạt động quay số (2)Hoạt động quay số (3)Chuẩn giao tiếp EIA RS–232CDTR onDSR onDTR onDSR onRI onConnection setupRTS onCarrier OnDCD onCTS onTxDData tonesRxD onRTS offCTS offCarrier OffDCD offRTS onCTS onCarrier OnDCD onRxD onData tonesTxD onRTS offCTS offRTS offCTS offCarrier OffDCD offDCD offDTR offDSR offDTR offDSR offTimenumberDTRData Terminal ReadyDSRData Set ReadyDCDData Carrier DetectRIRing IndicatorRTSRequest To SendCTSClear To SendTxDTransmitted DataRxDReceived DataTrao đổi thông tin giữa DCE và DTETrao đổi thông tin giữa DTE và DCETruyền dữ liệu (DTEDCE)Bật DTR và RTSĐợi DSRĐợi CTSTruyền dữ liệuNhận dữ liệu (DCEDTE)Bật DTRĐợi DSRNhận dữ liệuTrao đổi thông tin giữa 2 DTEKhông cần DCENull modem cableCấu hình dây dẫn kết nối DTE  DTENén dữ liệuRun-length encoding (packed decimal)Dùng cho message gồm các chữ sốMã BCD thay vì ASCIICó thể dùng 4 bit thấp đối với các thông tin đầy đủSTX001100100011000100111001001110000011010100110110STXSTX001000011001100001010110STXControl#219856UncompressedPacked DecimalDifferential encoding (relative encoding)Encoding used if differences between values is much smaller than the values themselves Original 1509 1506 1508 1510 1511 1509 1513 Encoded 1509 -3 +2 +2 +1 -2 +4 Send only the difference in magnitudeCharacter suppresionEncoding used if 3 or more of same character found Original AAAABBCCCCCDEEEEFF Encoded A4B2C5D1EEEE4F2 Nén dữ liệu‘+’STX’1’’‘‘+’‘2’‘’‘+’‘’ETXBCCEnd-of-value delimiters+3Flag+4+5+5+4+3FlagAll difference values binary-encodedin a single (signed) byteNén dữ liệuHuffman encoding (Statistical Methods)Đặc điểmĐây là mã thống kê (phương pháp nén mã tối ưu)Mã hóa dựa trên xác suất sử dụng của các ký tựNhững ký tự được dùng nhiều nhất sẽ có từ mã ngắn nhấtKhông có tính prefixGiải thuậtSắp xếp các nguồn tin có xác suất giảm dầnMột cặp bit 0-1 được gán cho 2 nguồn tin có xác suất nhỏ nhất2 nguồn tin này được kết hợp, tạo thành nguồn tin mới có xác suất bằng tổng xác suất của 2 nguồn tin thành phầnSắp xếp lại các nguồn tin theo thứ tự giảm dần của xác suấtQuá trình trên được lặp lại đến khi 2 nguồn tin cuối cùng được kết hợpTừ mã cho mỗi nguồn tin được viết theo thứ tự từ gốc đến ngọnChiều dài từ mã trung bình Lavg = li x pili : chiều dài nguồn tin Xipi : xác suất xuất nguồn tin XiHuffman codeNén dữ liệuShannon-Fano encoding (Statistical Methods)Đặc điểmMã tối ưuKhông có tính prefixGiải thuậtSắp xếp các nguồn tin theo thứ tự giảm dần về xác suấtChia các nguồn tin thành hai phần có xác suất xấp xỉ nhau và gán 0 cho phần trên, gán 1 cho phần dướiLặp lại bước trên cho mỗi phần cho đến khi chỉ còn một nguồn tinGhi ra các từ mãShannon – FanoCác nguồn tin và xác suất xuất hiện của các nguồn tin tương ứngX1 (30%), X2 (20%), X3 (10%), X4 (10%), X5 (20%), X6 (5%), X7 (3%), X8 (2%)Lavg = 2.0,3+2.0,2+3.0,2+3.0,1+3.0,1+4.0,05+5.0,03+5.0,02 = 2,65 bitsPhân hợp kênh (Multiplexing)MultiplexingFrequency-DivisionMultiplexing (FDM)Time-DivisionMultiplexing (TDM)SynchronousAsynchronousFrequency – Division Multiplexing (FDM)Phương pháp này chỉ hiện thực được khi băng thông môi trường truyền lớn hơn băng thông mà tín hiệu được truyền yêu cầuNhiều tín hiệu có thể được truyền đồng thời nếu mỗi tín hiệu được điều chế trên một tần số sóng mangCác tần số sóng mang khác nhau sao cho băng thông của các tín hiệu được điều chế không trùng lấp nhau (guard bands)Ví dụ broadcast radioKênh truyền được cấp phát ngay cả khi không có dữ liệu (cấp phát tĩnh)FDMFDMAnimationFDMFDMFDM của 3 kênh thoạiFDMAT&T’s analog hierachyWavelength Divi