Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 1+2

ệu liên quan đến 
 A. Một tổ hợp nguồn tin 
 B. Môi trường truyền tin 
 C. Đích thu tin 
 D. Cả 3 ý trên 
Câu 9: tín hiệu được truyền trên mạng dữ liệu là 
 A. Tất cả những gì mà con người muốn trao đổi với nhau 
 B. Thông tin mà con người muốn trao đổi với nhau 
 C. Những thông tin nguyên thủy được gia công để truyền đi trên mạng 
 D. Cả ba ý trên đều đúng 
Câu 10: xử lý tín hiệu là 
 A. Gia công tín hiệu 
 B. Chế biến tín hiệu 
 C. Làm cho tín hiệu phù hợp với mục đích và phù hợp với đường truyền vật lý 
 D. Cả 3 ý trên đều đúng. 
Câu 11: ưu điểm của tín hiệu số là 
 A. Có nhiều khả năng chống nhiễu tốt 
 B. Có thể dùng các bộ lặp để tái tạo lại tín hiệu 
 C. Nó kết hợp được với mọi nguồn dịch vụ hiện đang có 
 D. Cả ba ý trên 
Câu 12: DTE và DCE là những thiết bị 
 A. Có chức năng giống nhau nhưng có tên gọi khác nhau 
 B. Đều là thiết bị đầu cuối của kênh truyền. 
 C. Đều là thiết bị đầu cuối dữ liệu 
 D. Là hai thiết bị khác nhau 
Câu 13 : trong thiết bị DCE có 
 A. Các phần mềm được ghi vào bộ nhớ ROM 
 B. Không có phần mềm nào 
 C. Phần mềm và phần cứng kết hợp với nhau để thực hiện nhiệm vụ 
 D. A và C là những ý đúng 
Câu 14 : Chức năng của DTE 
 A. Lưu trữ các phần mềm ứng dụng 
 B. Đóng gói dữ liệu rồi gửi ra DCE 
 C. Nhận gói dữ liệu từ DCE 
 D. Cả 3 ý trên đều đúng 
Câu 15 : Nếu chỉ có hai má tính và cả hai đều đặt ở một văn phòng thì 
 A. Phương tiện truyền số liệu có thể chỉ gồm một liên kết điểm nối đơn giản 
 B. Phải dùng modem 
 C. Phải truyền qua hệ thống PSTN 
 D. Phải truyền qua hệ thống ISDN 
Câu 16 : khi cần nhiều máy tính trong một ứng dụng thì cần phải 
 A. Một mạng chuyển mạch sẽ được dùng cho phép tất cả các máy tính có thể 
 liên lạc với nhau vào bất cứ thời điểm nào. 
 B. Xây dựng một mạng LAN 
 C. Nếu tất cả máy tính đều nằm trong một tòa nhà, có thể xây dựng một 
 mạng riêng 
 D. Một trong 3 ý trên 
Câu 17 : Mạng số liệu có thể phân loại thành 
 A. Phân loại theo địa lý 
 B. Phân loại theo topo mạng 
 C. Phân loại theo kỹ thuật 
 D. Cả ba cách trên 
Câu 18 : liên lạc thông tin qua chuyển mạch kênh đặc trưng bởi việc cung 
cấp các đường nối cố định giữa 2 thuê bao. Sự liên lạc qua mạng chuyển 
mạch kênh bao gồm. 
 A. 2 giai đoạn 
 B. 3 giai đoạn 
 C. 4 giai đoạn 
 D. Tất cả các ý trên đều sai 
Câu 19 : Liên lạc thông qua chuyển mạch kênh đặc trưng bởi việc cung cấp 
các đường nối cố định giữa 2 thuê bao. Sự liên lạc qua mạng chuyển mạch 
kênh bao gồm. 
 A. 2 giai đoạn 
 B. 4 giai đoạn 
 C. 8 giai đoạn 
 D. Tất cả các ý trên đều sai 
Câu 20 : Mô hình OSI là một mô hình kiến trúc cơ bản 
 A. Không dành riêng cho phần mềm hoặc phần cứng nào 
 B. Mô hình này gồm có 5 lớp 
 C. Cho khả năng hoạt động tương lai của nhiều thiết bị truyền thông 
 D. A và C là đúng 
Chương 2: 
 GIAO TIẾP VẬT LÝ 
Mã chương: MH17 – 02. 
Giới thiệu: 
 Chương này được trình bày thành các mục chính được sắp xếp như sau: 
 Các loại tín hiệu : 
 Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu 
 Môi trường truyền dẫn 
 Chuẩn giao tiếp vật lý 
 Giúp sinh viên thấy rõ các loại tín hiệu được dùng trong hệ thống truyền 
số liệu hiện đại. Khi hai đầu cuối kết nối với nhau bằng tốc độ vừa phải có thể 
truyền dữ liệu bắng các dây đôi không xoắn và các mạch giao tiếp đơn giản Khi 
dùng môi trường truyền khác nhau cần phải chuyển đổi các tín hiệu điện từ các 
DTE thành dạng tín hiệu phù hợp với đường truyền Ảnh hưởng của suy giảm và 
biến dạng nói chung có thể làm thoái hoá một tín hiệu trong quá trình truyền Sự 
suy giảm tín hiệu gia tăng theo một hàm của tần số. Băng thông chỉ ra các thành 
phần tần số nào của tín hiệu sẽ được truyền qua kênh mà không bị suy giảm. 
Một đường truyền 2 dây không xoắn là môi trường truyền dẫn đơn giản nhất, 
Chúng ta có thể loại bỏ các tín hiệu nhiễu bằng cách dùng cáp xoắn đôi,. Mặc dù 
có nhiều cải tiến nhưng các loại dây cáp kim loại vẫn bị giới hạn về tốc độ 
truyền dẫn. Cáp quang khác xa với các loại cáp trước đây, cáp quang mang 
thông tin dưới dạng các chùm dao động của ánh trong sợi thuỷ tinh. Số liệu cũng 
có thể truyền bằng cách dùng sóng điện từ qua không gian tự do như các hệ 
thống thông tin vệ tinh. 
 Một chùm sóng vi ba trực xạ trên đó mang số liệu đã được điều chế, được 
truyền đến vệ tinh từ trạm mặt đất. 
 Những khái niệm về tín hiệu, tốc độ, băng thông, sự suy giảm tín hiệu, sự 
biến dạng, can nhiễu, tạp âm những ảnh hưởng của chúng trong chất lượng 
truyền. Ảnh hưởng của môi trường truyền đến chất lượng truyền và những 
chuẩn giao tiếp vật lý đã quy định nhằm nâng cao chất lượng truyền Yêu cầu: 
Mỗi sinh viên khi đọc hiểu chương này phải tự mình đánh giá kiến thức của 
mình theo các vấn đề chính sau: 
 Các loại tín hiệu đang được dùng trong mạng truyền số liệu hiện đại 
 Sự suy giảm và biến dạng của tín hiệu trên đường truyền phụ thuộc vào 
những yếu tố nào? 
 Môi trường truyền số liệu được phân loại như thế nào? 
 Các chuẩn giao tiếp vật lý được sử dụng hiện nay là những chuẩn gì? 
Mục tiêu 
 - Môi trường truyền 
 - Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu 
 - Các chuẩn giao tiếp vật lý 
 - Tự tin hơn trong việc tiếp cận công nghệ truyền dẫn. 
NỘI DUNG CHÍNH 
1. Môi trường truyền. 
Mục tiêu 
 - Nêu và phân biệt được các đặc điểm của các đường truyền 2 dây không 
 xoắn, 2 dây xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang, đường truyền vệ tinh, 
 đường truyền vi ba, đường truyền vô tuyến tần số. 
1.1. Các đường truyền 2 dây không xoắn 
 Một đường truyền 2 dây không xoắn là môi trường truyền dẫn đơn giản 
nhất. Mỗi dây cách ly với dây kia và cả 2 xuyên tự do (không xoắn nhau qua 
môi trường không khí). Loại dây này thích hợp cho kết nối 2 thiết bị cách xa 
nhau đến 50 m dùng tốc độ bit nhỏ hơn 19,2kbps. Tín hiệu thường là mức điện 
thế hay cường độ dòng điện vào tham chiếu điện thế đất (ground, không cân 
bằng) đặt lên một dây trong khi điện thế đất đặt vào dây kia Mặc dù một đường 
2 dây có thể được dùng để nối 2 máy tính một cách trực tiếp, nhưng thường 
dùng nhất là cho kết nối một DTE đến một thiết bị kết cuối mạch dữ liệu cục bộ 
DCE (data circuit terminating equipment), ví dụ như Modem các kết nối như 
vậy thường dùng dây đa đường cách tổ chức thông thường là cách ly riêng một 
dây cho mỗi tín hiệu và một dây nối đất (ground). Bộ dây hoàn chỉnh được bọc 
trong một cáp nhiều lõi được bảo vệ hay dưới dạng một hộp Với loại dây này 
cần phải cẩn thận tránh can nhiễu giữa các tín hiệu điện trong các dây dẫn kề 
nhau trong cùng một cáp. Hiện tượng này gọi là nhiễu xuyên âm.Ngoài ra cấu 
trúc không xoắn khiến chúng rất dễ bị xâm nhập bởi các tín hiệu nhiễu bắt 
nguồn từ các nguồn tín hiệu khác do bức xạ điện từ, trở ngại chính đối với các 
tín hiệu truyền trên loại dây này là chỉ một dây có thể bị can nhiễu, ví dụ như 
dây tín hiệu tạo thêm mức sai lệch tín hiệu giữa 2 dây. Vì máy thu hoạt động 
trên cơ sở phân biệt mức chênh lệch điện thế giữa hai dây, nên điều này dẫn đến 
đọc sai tín hiệu gốc. Các yếu tố ảnh hưởng này đồng thời tạo ra giới hạn về cự ly 
cũng như về tốc độ truyền 
1.2. Các đường truyền 2 dây xoắn đôi. 
 Chúng ta có thể loại bỏ các tín hiệu nhiễu bằng cách dùng cáp xoắn đôi, 
trong đó một cặp dây xoắn lại với nhau. Sự xấp xỉ các đường dây tham chiếu dất 
và dây tín hiệu có ý nghĩa khi bất kỳ tín hiệu nào thâm nhập thì sẽ vào cả hai dây 
ảnh hưởng của chúng sẽ giảm đi bởi sự triệt tiêu nhau. Hơn nữa nếu có nhiều 
cặp dây xoắn trong cùng một cáp thì sự xoắn của mỗi cặp trong cáp cũng làm 
giảm nhiễu xuyên âm. 
 Các đường xoắn đôi cùng với mạch phát và thu thích hợp lợi dụng các ưu 
thế có được từ các phương pháp hình học sẽ là đường truyền tốc độ xấp xỉ 1 
Mbps qua cự ly ngắn (ngắn hơn 100m) và tốc độ thấp qua cự ly dài hơn. Các 
đường đây này gọi là cáp xoắn đôi không bảo vệ UTP (Unshielded Twisted 
Pair), được dùng rộng rãi trong mạng điện thoại và trong nhiều ứng dụng truyền 
số liệu. Đối với các cặp xoắn bảo vệ STP (Shielded Twisted Pair) có dùng thêm 
một lưới bảo vệ để giảm hơn nữa ảnh hưởng của tín hiệu xuyên nhiễu 
1.3. Cáp đồng trục 
 Các yếu tố giới hạn chính đối với cáp xoắn là khả năng và hiện tượng 
dược gọi là “ hiệu ứng ngoài da “Khi tốc độ bit truyền gia tăng dòng điện chạy 
trên đường dây có khuynh hướng chỉ chạy trên bề mặt của dây dẫn, do đó dùng 
rất ít phần dây có sẵn điều này làm tăng trở kháng của đường dây đối với cá tín 
hiệu có tần số cao, dẫn đến suy hao lớn đối với tín hiệu. Ngoài ra với tần số cao 
thì năng lượng tín hiệu bị tiêu hao nhiều do ảnh hưởng bức xạ. Chính vì vậy 
trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ bit cao hơn 1Mbps, chúng ta dùng các mạch 
thu phát phức tạp hơn 
 Dây tín hiệu trung tâm được bảo vệ hiệu quả đối với các tín hiệu xuyên 
nhiễu từ ngoài nhờ lưới dây bao quanh bên ngoài, chỉ suy hao lượng tối thiểu do 
bức xạ điện từ và hiệu ứng ngoài da do có lớp dây dẫn bao quanh. Cáp đồng trục 
có thể dùng với một số loại tín hiệu khác nhau nhưng thông dụng nhất là dùng 
cho tốc độ 10 Mbps trên cự ly vài trăm mét, nếu dùng điều chế tốt thì có thể đạt 
được thông số cao hơn 
1.4. Cáp quang 
 Mặc dù có nhiều cải tiến nhưng các loại dây cáp kim loại vẫn bị giới hạn 
về tốc độ truyền dẫn. Cáp quang khác xa với các loại cáp trước đây, cáp quang 
mang thông tin dưới dạng các chùm dao động của ánh trong sợi thuỷ tinh. Sóng 
ánh sáng có băng thông rộng hơn sóng điện từ, điều này cho phép cáp quang đạt 
được tốc độ truyền khá cao lên đến hàng trăm Mbps. Sóng ánh sáng cũng miễn 
dịch đối với các nhiễu điện từ và nhiễu xuyên âm. Cáp quang cũng cực kỳ hữu 
dụng trong việc các tín hiệu tốc độ thấp trong môi trường xuyên nhiễu nặng ví 
dụ như điện cao thế, chuyển mạch. Ngoài ra còn dùng các nơi có nhu cầu bảo 
mật, vì rất khó mắc xen rẽ (câu trộm về mặt vật lý). 
 Một cáp quang bao gồm một sợi thuỷ tinh cho mỗi tín hiệu được truyền 
được bọc bởi một lớp phủ bảo vệ ngăn ngừa bất kỳ một nguồn sáng nào từ bên 
ngoài tín hiệu ánh sáng phát ra bởi một bộ phát quang thiết bị này thực hiện 
chuyển đổi các tín hiệu điện thông thường từ một đầu cuối dữ liệu thành tín hiệu 
quang. Một bộ thu quang được dùng để chuyển ngược lại (từ quang sang điện) 
tại máy thu, thông thường bộ phát là diode phát quang hay laser thực hiện 
chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang. Các bộ thu dùng photodiode cảm 
quang hay photo transistor. 
1.5. Đường truyền vệ tinh 
 Tất cả các môi trường truyền được thảo luận ở trên đều dùng một đường 
dây vật lý để mang thông tin truyền. Số liệu cũng có thể truyền bằng cách dùng 
sóng điện từ qua không gian tự do như các hệ thống thông tin vệ tinh. Một chùm 
sóng vi ba trực xạ trên đó mang số liệu đã được điều chế, được truyền đến vệ 
tinh từ trạm mặt đất. Trùm sóng này được thu và được truyền lại đến các đích 
xác định trước nhờ một mạch tích hợp thường được gọi là transponder. Một vệ 
tinh có nhiều transponder, mỗi transponder đảm trách một băng tần đặc biệt. 
Mỗi kênh vệ tinh thông thường đều có một băng thông cực cao (500MHz) và có 
thể cung cấp cho hàng trăm liên kết tốc độ cao thông qua kỹ thuật ghép kênh. 
Các vệ tinh dùng cho mục đích liên lạc thường thuộc dạng địa tĩnh, có nghĩa là 
vệ tinh bay hết quỹ đạo quanh trái đất mỗi 24 giờ nhằm đồng bộ với sự quay 
quanh mình của trái đất và do đó vị trí của vệ tinh là đứng yên so với mặt đất, 
quĩ đạo của vệ tinh được chọn sao cho đường truyền thẳng tới trạm thu phát mặt 
đất, mức độ chuẩn trực của chùm sóng truyền lại từ vệ tinh có thể không cao để 
tín hiệu có thể được tiếp nhận trên một vùng rộng lớn, hoặc có thể hội tụ tốt để 
chỉ thu được trên một vùng giới hạn. Trong trường hợp thứ hai tín hiệu có năng 
lượng lớn cho phép dùng các bộ thu có đường kính nhỏ hơn thường được gọi là 
chảo parabol, là các đầu cuối có độ mở rất nhỏ hay VSAT (Very Small Aperture 
Terminal). Các vệ tinh được dùng rộng rãi trong các ứng dụng truyền số liệu từ 
liên kết các mạng máy tính của quốc gia khác nhau cho đến cung cấp các đường 
truyền tốc độ cao cho các liên kết truyền tin giữa các mạng trong cùng một quốc gia. 
 Một hệ thống thông tin vệ tin thông thường được trình bầy trên hình 2.1 
chỉ trình bầy một đường dẫn đơn hướng nhưng là đường song công được sử 
dụng trong hầu hết các ứng dụng thực tế với các kênh đường lên (up link) và 
kênh đường xuống (down link) liên kết với mỗi trạm mặt đất hoạt động với tần 
số khác nhau.Các cấu hình thông dụng khác có liên quan đến trạm mặt đất trung 
tâm trạm này liên lạc với một số trạm VSAT phân bố trên phạm vi quốc 
gia.Dạng tiêu biểu có một máy tính nối đến mỗi trạm VSAT và có thể truyền số 
liệu với máy tính trung tâm được nối đến trạm trung tâm như hình 2.1 (b). 
Thông thường, điểm trung tâm truyền rộng rãi đến tất cả các VSAT trên một tần 
số nào đó, trong khi ở hướng ngược lại mỗi VSAT truyền đến trung tâm bằng 
tần số khác nhau. 
 (a) (b) 
 VATs 
1.6. Đường truyền viba 
 Các liên kết vi ba mặt đất được dùng rộng rãi để thực hiện các liên kết 
thông tin khi không thể hay quá đắt tiền để thực hiện một môi trường truyền vật 
lý, ví dụ khi vượt sông, sa mạc, đồi núi hiểm trở.v.v. Khi chùm sóng vi ba trực 
xạ đi xuyên ngang môi trường khí quyển nó có thể bị nhiễu bởi nhiều yếu tố như 
địa hình và các điều kiện thời tiết bất lợi. Trong khi đối với một liên kết vệ tinh 
thì chùm sóng đi qua khoảng không gian tự do hơn nên ảnh hưởng của các yếu 
tố này ít hơn. Tuy nhiên, liên lạc vi ba trực xạ xuyên môi trường khí quyển có 
thể dùng một cách tin cậy cho cự ly truyền dài hơn 50 km. 
1.7. Đường truyền vô tuyến tần số thấp. 
 Sóng vô tuyến tấn số thấp cũng được dùng để thay thế các liên kết hữu 
tuyến có cự ly vừa phải thông qua các bộ thu phát khu vực. Ví dụ kết nối một số 
lớn các máy tính thu nhập số liệu bố trí trong một vùng đến một tính giám sát số 
liệu từ xa, hay kết nối các máy tính trong một thành phố đến một máy cục bộ 
hay ở xa. Một trạm phát vô tuyến được gọi là trạm cơ bản (base station) được 
đặt tại điểm kết cuối hữu tuyến như trên hình 2.2 cung cấp một liên kết không 
dây giữa máy tính và trung tâm. Cần nhiều trạm cơ bản cho các ứng dụng trên 
yêu cầu phạm vi rộng và mật độ phân bố user cao Phạm vi bao phủ của mỗi trạm 
cơ bản là giới hạn, do sự giới hạn nguồn phát của nó, nó chỉ đủ kênh để hỗ trợ 
cho toàn bộ tải trong phạm vi đó. Phạm vi rộng hơn có thể được thực hiện bằng 
cách tổ chức đa trạm theo cấu trúc tế bào (cell), xem hình 2.3. Trong thực tế 
kích thước của mỗi tế bào thay đổi và được xác định bởi các yếu tố như mật độ 
của và địa hình cục bộ. 
 Mỗi trạm cơ bản dùng một dải tần số khác với trạm kế. Tuy nhiên, vì 
vùng phủ của mỗi trạm có giới hạn nên có thể dùng lại băng tần của nó cho các 
phần khác của mạng. Các trạm cơ bản được kết nối thành mạng hữu tuyến. 
Thông thường tốc độ số liệu của mỗi máy tính trong một tế bào (cell) đạt được 
vài chục kbps. 
 Vùng phủ sóng trạm thu phát 
 Máy tính / mạng cố định 
 BS = Base station 
 = Đầu cuối thuê bao 
 Hình 2.2 Truyền dẫn vô tuyến theo khu vực một tế bào