Bài giảng Truyền số liệu - Chương 6: Truyền dữ liệu số - Giao diện và Modem - Nguyễn Việt Hùng

E 1: 7ÅÆ5 (DTE 2); 
 Bước 2: Sẵn sàng DTE 1: 20Æ6; DTE 2: 4Æ6 
 Bước 3: Thiết lập DTE 1: 4Æ5, 1(DTE 2); trạng thái ON 
 DTE 2: 7Æ8, 8(DTE 2); trạng thái ON 
 Bước 4: Truyền dữ liệu DTE 1: 2Æ3(DTE 2). 
 DTE 2: 2Æ3(DTE 1). 
 Bước 5: Xoá thiết lập DTE 1: 4, 5 ,8 trạng thái OFF 
 DTE 2: 7, 8 ,1 trạng thái OFF 
6.2.3. CÁC CHUẨN GIAO DIỆN KHÁC 
 + ChuNn EIA-232 bị giới hạn: 
 • Cự ly 50 feet (15 mét) 
 • Tốc độ truyền 20Kbps. 
 + Từ nhu cầu cần tăng tốc độ và cự lyÆTổ chức EIA và ITU-T đã đưa ra thêm các 
chuNn: EIA-449, EIA-485 EIA-530, và X.21. 
6.2.3.1 EIA-449 
+Đặc tính cơ: DB-37 và DB-9 : 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 78 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Hình 6.3 
+Chức năng các chân 
 Pin Function Category Pin Function Category 
 1 Shield 20 Receive Common II 
 2 Signal rate error 21 Unassigned I 
 3 Unassigned 22 Send data I 
 4 Send data I 23 Send timing I 
 5 Send timing I 24 Receive data I 
 6 Receive data I 25 Request to send I 
 7 Request to send I 26 Receive timing I 
 8 Receive timing II 27 Clear to send I 
 9 Clear to send I 28 Terminal in service II 
 10 Local loopback II 29 Data mode I 
 11 Data mode I 30 Terminal ready I 
 12 Terminal ready I 31 Receive data I 
 13 Receive ready I 32 Select standby II 
 14 Remote loopback II 33 Signal quality 
 15 Incoming call 34 N ew signal II 
 16 Select frequency II 35 Terminal timing I 
 17 Terminal timing I 36 Standby indicator II 
 18 Test mode II 37 Send common II 
 19 Signal ground 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 79 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
+ Chức năng các chân của DB-9 
 Pin Function 
 1 Shield 
 2 Secondary receive ready 
 3 Secondary send ready 
 4 Secondary receive data 
 5 Signal ground 
 6 Receive common 
 7 Secondary request to send 
 8 Secondary clear to send 
 9 Send common 
+ Các đặc tính về điện của RS-423 và RS-422 
 EIA-449 dùng hai chuNn để định nghĩa các đặc tính về điện: RS-423 (cho mạch không 
cân bằng) và RS-422 (dùng cho mạch cân bằng). 
 - RS-423: 
 • Chế độ không cân bằng: sử dụng 1 dây, các tín hiệu đều so với mass 
 (nối đất) 
 • Khoảng cách 12m (40 feet)Æ Tốc độ 100Kbps 
 Khoảng cách 1,2Km (4000 feet)Æ Tốc độ 1Kbps 
 • Dữ liệu được mã hoá theo dạng N RZ-L: 
 Mức điện áp từ 2V đến 6V Æ ‘0’ 
 Mức điện áp từ -2V đến - 6V Æ ‘1’ 
 • Dễ bị nhiễu, truyền nối tiếp, cấu hình đường dây dạng điểm - điểm 
 Hình 6.4 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 80 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 - RS-422: 
 • Chế độ cân bằng: dùng 2 dây để truyền tín hiệu. 
 Khoảng cách 12m (40 feet)Æ Tốc độ 10Mbps. 
 Khoảng cách 1,2Km (4000 feet)Æ Tốc độ 1Kbps. 
 • Mã hoá N RZ-L: từ 4V đến 6V Æmức logic 0; Từ -4V đến - 6VÆ mức logic 1 
 • Truyền tín hiệu trên 2 dây, 2 dây luôn có điện áp ngược nhau. 
 • Chống nhiễu, truyền nối tiếp, cấu hình điểm - điểm. 
 Triệt nhiễu trong chế độ cân bằng 
 (a)Original Signal (b) Original and complement (c)Noise and affecting both signals (d)Signal and noise
 (e) After negation of second of signal (f) After adding (g) After rescaling 
Chuẩn EIA-449 không thích hợp trong công nghiệp (DB-25) 
6.2.3 EIA-530 
 EIA-449 cung cấp các chức năng tốt hơn EIA-232, tuy nhiên lại cần dùng DB-37 trong 
khi công nghiệp lại chuộng DB-25. N ên phát triển chuNn EIA-530 là chuNn EIA-449 nhưng 
dùng DB-25. 
 Chức năng các chân của EIA-530 về cơ bản là giống EIA-449 (tra lại cho từng trường 
hợp cụ thể). 
 Thực tế, dùng RS-232 và RS-485. 
 RS 485 giống như RS 422 nhưng thích hợp cho cấu hình đa điểm, có 32 thiết bị mắc 
vào kết nối, được dùng trong PLC. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 81 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Câu Hỏi: 
 1. N êu các cách truyền dữ liệu số, cho ví dụ. 
 2. N êu phương pháp truyền song song, ưu khuyết điểm của nó. 
 3. N êu các phương pháp truyền nối tiếp ưu khuyết điểm của nó. 
 4. N êu mục đích của chuNn giao tiếp. Khái niệm DTE và DCE. 
 5. N êu chuNn RS 232: Đặc tính cơ, điện, chức năng cần thiết (DB25, DB9). 
 6. N êu Đặc tính điện chuNn RS 423. 
 7. N êu Đặc tính điện chuNn RS 422. 
 8. So sánh Đặc tính điện chuNn RS232 và RS422 
 9. So sánh Đặc tính điện chuNn RS232 và RS423 
 Bài tập: xem các ví dụ 
6.2.4 X.21 (Viễn thông) 
 Là chuNn giao diện do ITU-T thiết kế nhằm giải quyết các vấn đề còn tồn tại trong giao 
diện EIA và hướng đến xu hướng thích hợp cho mọi dạng thông tin số. 
Sử dụng đường dữ liệu để điều khiển. 
 Phần lớn mạch điện trong giao diện EIA thường được dùng cho điều khiển. Các 
mạch này rất cần thiết do các mạch chuNn thường được thiết lập riêng biệt, dùng các mức điện 
áp dương và âm. Tuy nhiên, nếu mã hóa các tín hiệu này theo dạng số và dùng kỹ thuật truyền 
dẫn số thì có thể dùng chính đường dữ liệu để mang các thông tin điều khiển dạng số này. 
 X.21 giải quyết bài toán này cho phép giao tiếp dùng ít chân hơn nhưng có khả năng 
dùng được trong hệ thống thông tin số 
 X.21 được thiết kế để hoạt động với mạch cân bằng, tốc độ 64Kbps, và phối hợp với 
nhiều chuNn công nghiệp hiện tại. 
Chức năng các chân 
 DB-15 (hình 6.19). 
 DB-15 receptacle Hình 19 DB-15 plug
 Hình 6.5 
 ‰ Đồng bộ byte: dạng byte, không dùng đồng bộ bit, cải thiện tính năng đồng bộ. 
 ‰ Điều khiển và khởi tạo: dùng khởi tạo trong quá trình bắt tay (handshaking), hay 
 chấp thuận truyền. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 82 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Pin Function Pin Function 
 1 Shield 9 Transmit data or control 
 2 Transmit data or control 10 Control 
 3 Control 11 Receive data or control 
 4 Receive data or control 12 Indication 
 5 Indication 13 Signal element timing 
 6 Signal element timing 14 Byte timing 
 7 Byte timing 15 R eserved 
 8 Signal ground 
6.3 MODEM 
 Modem: Bộ điều chế số và giải điều chế số. 
 (modulator: bộ điều chế số /demodulator: giải điều chế số) 
 ™ Bộ điều chế số (modulator): Chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu dạng tương tự (ASK, 
 FSK, PSK hoặc QAM). 
 ™ Bộ giải điều chế số (demodulator): Khôi phục tín hiệu số từ tín hiệu ASK, FSK, PSK 
 hoặc QAM. 
 Hình 6.6 
 ™ Tốc độ truyền: tốc độ cao hay tốc độ thấp tùy thuộc số lượng bit truyền mỗi giây 
 (bps) 
 Băng thông: hoạt động với băng thông của dây điện thoại có băng thông chỉ là 3.000Hz, 
 hình 6.21. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 83 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Hình 6.7 
 ™ Tốc độ modem: hoạt động với các phương thức ASK, FSK, PSK và QAM với các tốc 
 độ truyền theo bảng dưới đây: 
 ‰ ASK: Ta biết rằng khổ sóng dùng trong truyền dẫn ASK thì bằng tốc độ baud của 
 tín hiệu. Giả sử toàn kết nối được dùng cho một tín hiệu, dù là simplex hay half-
 duplex, thì baud rate tối đa trong điều chế ASK bằng toàn khổ sóng dùng trong 
 truyền dẫn. Do khổ sóng hiệu dụng của đường điện thoại là 2400 Hz, baud rate tối 
 đa cũng là 2400 bps. Do baud rate và bit rate là giống nhau trong điều chế ASK, nên 
 bit rate tối đa cũng là 2400 bps như hình 6.22. 
 Hình 6.8 
 Trường hợp truyền full duplex thì chỉ một nửa khổ sóng toàn thể là được dùng cho mỗi 
chiều. N hư thế, tốc độ tối đa của truyền dẫn ASK trong chế độ full-duplex là 1200 bps. Hình 
6.23 minh họa quan hệ này, với nhận xét là ASK tuy có tốc độ bit tốt nhưng hiện không được 
dùng trong modem vì nhiễu. 
 Max band rate = Max band rate =
 Max bit rate= Max bit rate=
 1200 1200
 600 3000 
 Hình 6.9 
 ‰ FSK: Khổ sóng dùng trong truyền dẫn FSK thì bằng tốc độ baud của tín hiệu cộng 
 với độ lệch tần số. Giả sử toàn kết nối chỉ được dùng cho một tín hiệu, là simplex 
 hay half-duplex, thì tốc độ baud là bằng toàn băng thông của truyền dẫn trừ cho độ 
 lệch tần số. Do tốc độ baud và tốc độ bit là giống như trong FSK nên tốc độ bit tối 
 đa cũng là 2400 bps trừ cho độ lệch tần số (như hình 6.24). 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 84 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Hình 6.10 
 Trường hợp full-duplex thì chỉ có nửa khổ sóng của kết nối được dùng trong mỗi 
hướng truyền. N hư thế, tốc độ lý thuyết lớn nhất của FSK trong trường hợp này là phân 
nửa khổ sóng trừ đi độ lệch tần số, như vẽ ở hình 6.25. 
 Hình 6.11 
 ‰ PSK và QAM: N hư đã biết thì khổ sóng tối thiểu cần cho PSK và QAM thì giống 
 trường hợp ASK, tuy nhiên tốc độ bit có thể lớn hơn tùy theo số bit được dùng để 
 biểu diễn mỗi đơn vị dữ liệu. 
 So sánh: bảng dưới đây tóm tắt về tốc độ bit tối đa trong dây xoắn đôi điện thoại, khi 
dùng đường dẫn là bốn dây thì bit rate trong truờnghợp full-duplex sẽ tăng gấp đôi. Trong 
trường hợp này thì hai dây được dùng gởi tín hiệu và hai dùng cho nhận, tức là khổ sóng đã 
được nhân đôi. 
 Tốc độ bit rate lý thuyết của modem: 
 Modulation Tốc độ bit -Half-duplex Tốc độ bit -Full-duplex 
 (Dạng điều chế) (Bán song công)- bps (Song công)- bps 
 ASK= 2-ASK 2.400 1.200 
 FSK <2.400 <1.200 
 2-PSK 2.400 1.200 
 4-PSK, 4-QAM 4.800 2.400 
 8-PSK, 8-QAM 7.200 3.600 
 16-QAM 9.600 4.800 
 32-QAM 12.000 6.000 
 64-QAM 14.400 7.200 
 128-QAM 16.800 8.400 
 256-QAM 19.200 9.600 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 85 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
Các chuẩn modem: hai chuNn modem Bell và modem ITU-T. 
 ‰ modem Bell: do Bell Telephone đề ra 1970. Là nhà sản xuất đầu tiên và hầu 
 như là độc quyền trong một thời gian dài. Bell định nghĩa việc phát triển công 
 nghệ và cung cấp các chuNn thực tế cho các nhà sản xuất khác. Hiện nay, có 
 hàng chục công ty cung cấp hàng trăm dạng modem trên thế giới. 
 Hiện nay, với nhiều kiểu đa dạng truy xuất phát từ cơ sở ban đầu của Bell. Việc nghiên 
cứu các modem đầu tiên sẽ giúp ta hiểu rõ hơn về các đặc tính cơ bản của modem, như vẽ 
trong hình 6.26: 
 Hình 6.12 
 ‰ 103/113 series: môt trong những kiểu được thương mại hóa đầu tiên, đây là 
 dạng hoạt động trên cơ sở full-duplex dùng điện thoại hai dây. Chế độ truyền 
 đồng bộ, dùng phương pháp điều chế FSK. Tần số là 1070 Hz = “0” và 1270 
 Hz = “1”. Tần số trả lời là 2025 Hz = “0” và 2225 Hz = “1”. Tốc độ dữ liệu là 
 300 bps. Series 113 là biến thể của series 103 có thêm một số đặc tính thử 
 nghiệm. 
 ‰ 202 series: Hoạt động halfduplex dùng điện thoại hai dây. Phương thức truyền 
 dẫn không đồng bộ, dùng điều chế FSK. Do truyền ở half – duplex, nên chỉ 
 dùng một tần số truyền 1200 Hz = “0” và 2400 Hz = “1”. 
 Chú ý là trong những sêri này thì còn có một tần số truyền phụ hoạt động trên tần 
 số 387 Hz, dùng phương pháp điều chế ASK với tốc độ bit là 5 bps. Kênh này được thiết 
 bị thu dùng cho bên phát biết là đã kết nối và gởi đi bản tin yêu cầu ngừng truyền (dạng 
 điều khiển lưu lượng) hay yêu cầu gởi lại dữ liệu. 
 ‰ 212 series: có hai tốc độ. Tốc độ tùy chọn thứ hai nhằm tương thích với nhiều 
 hệ thống khác. Hai tốc độ đều vận hành ở full – duplex dùng dây điện thoại, 
 tốc độ thấp, 300 bps dùng phương thức điều chế FSK để truyền không đồng 
 bộ, tương tự như của series 103/113. Tốc độ cao. 1200 bps, có thể vận hành 
 theo chế độ đồng bộ hay không đồng bộ và dùng phương pháp điều chế 4-PSK. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 86 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Dùng cùng tốc độ 1200 bps như của sêri 202 nhưng sêri 212 hoạt động ở full –
 duplex thay vì half duplex. Chú ý khi chuyển từ FSK sang PSK, nhà thiết kế đã 
 gia tăng đáng kể hiệu quả truyền dẫn. Trong 202, hai tần số dươc dùng để gởi 
 đi nhiều bit theo một chiều. Trong 212, hai tần số biểu diễn hai chiều truyền 
 khác nhau. Quá trình điều chế được thực hiện bằng cách thay đổi pha trong các 
 tần số này, tức là dịch bốn pha biểu diễn hai bit. 
 ‰ 201 series: hoạt động ở half hay full duplex dùng điện thoại bốn dây. Băng 
 thông tổng của hai dây điện thoại được dành cho một chiều truyền dẫn, như thế 
 với bốn dây thì có hai kênh truyền theo hai hướng, chỉ dùng một modem cho 
 một đầu. Truyền dẫn dùng chế độ đồng bộ, điều chế 4-PSK tức là chỉ dùng một 
 tần số cho việc truyền mỗi cặp dây. Việc chia hai hướng truyền trong hai cặp 
 dây cho phép mỗi chiều truyền dùng hết băng thông của dây. Tức là, vớicùng 
 một công nghệ, tốc độ bit là gấp đôi lên 2400 bps (hay 1200 baud) trong cả hai 
 chế độ half và full –duplex (2400 bps vẫn chỉ là phân nửa tốc độ dữ liệu lý 
 thuyết trong phương pháp điều chế 4 –PSK trong hai dây điện thoại). 
 ‰ 208 series: hoạt động theo chế độ full –duplex dùng đường dây thuê (leased 
 line) 4 dây. Truyền đồng bộ, dùng điều chế 8 – PSK. Tương tự như trong 201, 
 series 208 dùng full duplex thông qua việc tăng gấp đôi số dây dẫn, khác biệt ở 
 đây là phương thức điều chế dùng ba bit (8-PSK) cho phép tăng tốc độ bit lên 
 đến 4800 bps. 
 ‰ 209 series: tương tự, dùng full –duplex, phương thức điều chế 16 –QAM , với 
 bốn bit, cho phép nâng tốc độ lên đến 9600 bps. 
 ‰ Chuẩn của ITU-T 
 N gày nay, hầu hết các modem thường gặp đều dùng tiêu chuNn do IUT- T. Trong nội 
dung này, ta chia thành 2 nhóm; nhóm tương thích với modem của Bell thí dụ như V.21 tương 
tự như 103 và nhóm các modem không giống, như vẽ ở bảng dưới đây: 
 So sánh tính tương thích giữa ITU-T/Bell: 
 ITU-T Bell Baud rate Bit rate Modulation 
 V.21 103 300 300 FSK 
 V.22 212 600 1200 4-PSK 
 V.23 102 1200 1200 FSK 
 V.26 201 1200 2400 4-PSK 
 V.27 208 1600 4800 8-PSK 
 V.29 209 2400 9600 16-QAM 
 N hóm các modem không tương đượng vớimodem Bell được mô tả phần dưới đây và vẽ 
ở hình 6.27. 
 ‰ V.22 bis: là thế hệ thứ hai của V.22, dùng hai tốc độ, 1200 bps hay 2400 bps, 
 tùy theo tốc độ cần của DCE để phát và nhận 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 87 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Trong chế độ 1200 bps, V.22 bis dùng 4-DPSK (dibit) vớitốc đô truyền 600 baud, 
DPSK là differential phase shift keying, tức là các bit pattern định nghĩa sự thay đổi của dóc 
pha như sau: [ 00 thay đổi 900.; 01 thay đổi 00; 10 thay đổi 1800 ; 11 thay đổi 2700 ]. 
 Trong chế độ 2400 bps, V.22 bis dùng 16-QAM. 
 V.32,V.32 bis, V.32 terbo, V.33, V.34. 
 Hình 6.13 
Modem thông minh 
 Mục đích của modem là điều chế và giải điều chế. Các modem ngày nay được gọi là 
modem thông minh khi có chứa phần mềm hỗ trợ các chức năng phụ như tự động trả lời hay 
gọi máy (dialing), hiện đang phát triển rất mạnh với nhiều phương thức hoạt động khác 
nhau.6.4 MODEM 56K 
 Modems truyền thống: giới hạn (dung lượng truyền cực đại) ở 33,6 Kbps theo Shannon. 
 Hình 6.14 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 88 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 6: Truyền dữ liệu số: Giao diện và Modem 
 Modem 56K: dùng cơ chế không đối xứng, download với tốc độ 56Kbps và upload với 
tốc độ 33.6Kbps. 
 Hình 6.15 
MODEM CÁP: Dùng phối hợp với hệ thống truyền hình cáp. 
 Hình 6.16 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 89