Đồ án Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm mã hóa và giải mã dữ liệu

Kỹ thuật truyền số liệu là mảng kiến thức không thể thiếu đối với các sinh viên chuyên ngành điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin. Có thể nói đây là nền tảng ứng dụng và nguồn đối tượng cho nghiên cứu chuyên sâu trong các chuyên ngành này. Mặc dù mang đậm giải pháp cho dịch vụ số liệu nhưng kỹ thuật truyền số liệu ngày nay lại là xuất phát điểm cho đa dịch vụ, một xu thế tất yếu trong mạng viễn thông hiện tại. Tiếp cận và lĩnh hội kỹ thuật truyền số liệu bằng cách nào cho hiệu quả đã và đang là mối quan tâm của nhiều người, đặc biệt là các sinh viên chuyên ngành liên quan. Để đáp ứng nhu cầu tìm hiểu các hệ thống viễn thông một cách thực tế, được sự chỉ dẫn của thầy Nguyễn Thành Long và cô Bùi Thị Kim Thoa, chúng em đã được giao đề tài “Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm mã hóa và giải mã dữ liệu”. Nội dung bản thuyết minh gồm 3 phần: Phần I: Lý luận chung Phần II: Thiết kế và thi công phần cứng Phần III: Kết luận và hướng phát triển của đề tài Được sự chỉ dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thành Long và cô Bùi Thị Kim Thoa cùng các thầy cô trong bộ môn Điện- Điện tử, chúng em đã hoàn thành đồ án được giao. Trong khi thực hiện, mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, rất mong nhận được các ý kiến xây dựng tích cực của các thầy cô giáo và các bạn.

doc85 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 22/05/2013 | Lượt xem: 1769 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm mã hóa và giải mã dữ liệu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI CẢM ƠN Nhóm sinh viên thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Điện-Điện tử trường ĐHSPKT Hưng Yên, đã tận tình truyền đạt cho chúng em những kiến thức, những thành tựu khoa học của xã hội và của ngành tự động hóa công nghiệp để chúng em có thể thực hiện đề tài này. Đặc biệt chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Thành Long và cô Bùi Thị Kim Thoa- người đã hướng dẫn và tận tình giúp đỡ chúng em thực hiện đề tài này. Cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn cho việc thực hiện đề tài này. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên ngày…tháng…năm 2009 Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Dũng Nguyễn Thị Tâm Bùi Quyết Thắng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên ngày…tháng…năm 2009 Chữ kí của giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hưng Yên ngày…tháng…năm 2009 Chữ kí của giáo viên phản biện LỜI NÓI ĐẦU Kỹ thuật truyền số liệu là mảng kiến thức không thể thiếu đối với các sinh viên chuyên ngành điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin. Có thể nói đây là nền tảng ứng dụng và nguồn đối tượng cho nghiên cứu chuyên sâu trong các chuyên ngành này. Mặc dù mang đậm giải pháp cho dịch vụ số liệu nhưng kỹ thuật truyền số liệu ngày nay lại là xuất phát điểm cho đa dịch vụ, một xu thế tất yếu trong mạng viễn thông hiện tại. Tiếp cận và lĩnh hội kỹ thuật truyền số liệu bằng cách nào cho hiệu quả đã và đang là mối quan tâm của nhiều người, đặc biệt là các sinh viên chuyên ngành liên quan. Để đáp ứng nhu cầu tìm hiểu các hệ thống viễn thông một cách thực tế, được sự chỉ dẫn của thầy Nguyễn Thành Long và cô Bùi Thị Kim Thoa, chúng em đã được giao đề tài “Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm mã hóa và giải mã dữ liệu”. Nội dung bản thuyết minh gồm 3 phần: Phần I: Lý luận chung Phần II: Thiết kế và thi công phần cứng Phần III: Kết luận và hướng phát triển của đề tài Được sự chỉ dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thành Long và cô Bùi Thị Kim Thoa cùng các thầy cô trong bộ môn Điện- Điện tử, chúng em đã hoàn thành đồ án được giao. Trong khi thực hiện, mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, rất mong nhận được các ý kiến xây dựng tích cực của các thầy cô giáo và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ BẲNG BIỂU Hình 1.2.1: a. Tín hiệu analog ; b. Tín hiệu digital Hình 1.2.2: Dạng tín hiệu Hình 1.2.3: Phổ tín hiệu Hình 1.2.4: Băng thông của kênh truyền Hình 1.2.5: Băng tần Hình 1.2.6: Phổ của thoại Hình 1.2.7: Tốc độ bit Hình 1.2.8: Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu Hình 1.2.9: Chế độ truyền bất đồng bộ Hình 1.2.10: Quá trình phát hiện lỗi Hình 1.2.11: Sơ đồ tạo CRC theo phương pháp mạch logic Hình 1.2.12: Mạch tạo CRC Hình1.2.13: Dạng frame HDLC Hình 1.3.1: Kiến trúc PIC Hình 1.3.2: Mạch nạp PIC (ICSP) Hình 1.3.3: Sơ đồ chân PIC Hình 1.3.4: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC Hình 1.3.5: Bộ nhớ chương trình Hình 1.3.6: Sơ đồ bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A Hình 1.3.7: Các cách lưu kết quả chuyển đổi AD. Hình 1.3.8: Sơ đồ khối bộ chuyển đổi ADC. Hình 1.3.9: Sơ đồ khối MSSP (I2C slave mode) Hình 1.3.10: Sơ đồ khối DAC0808 Hình 1.3.11: Sơ đồ chân DAC0808 Hình 1.3.12: Cấu tạo bàn phím 3x4 Hình 1.3.13: Hình dáng LCD Hình 1.3.14: Số thứ tự chân LCD Bảng 1: Chức năng các chân của LCD 16x2 Hình 1.3.15: Sơ đồ chân và kiểu vỏ LF351 Hình 2.1.1: Sơ đồ khối tổng quát Hình 2.2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch pre_amplifier Hình 2.2.3: Sơ đồ nguyên lý bên phát Hình 2.2.4: Sơ đồ nguyên lý bên thu Hình 2.2.5: Sơ đồ nguyên lý khối DAC Hình 2.2.6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Hình 2.3.1: Lưu đồ thuật toán của master Hình 2.3.2: Lưu đồ thuật toán của slave Hình 2.3.3: Lưu đồ thuật toán của keypad Hình 2.3.4: Lưu đồ thuật toán chương trình con gửi gói dữ liệu Hình 2.4.1: Mô hình mặt hiển thị của mạch mã hóa và tạo mã CRC Hình 2.4.2: Mô hình mặt hiển thị của mạch giải mã và phát hiện lỗi CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STP Shield Twisted Pair UTP UnShield Twisted Pair FCS Sequence Frame Check dB Decibel Bps Bits per second DTE Data Terminal Equipment DCE Data Circuit Terminating Equipment PIC Programable Intelligent Computer CRC Call Supervision Message CISC Complex Instruction Set Computer RISC Reduced Instruction Set Computer RAM Random Access Memory EEPROM Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory ICSP In Circuit Serial Programming SSP Synchronous Serial Port PSP Parallel Slave Port ADC Analog to Digital Converter DAC Digital to Analog Converter LSB Least Significant Bit LAN Local Area Network CPU Cyclic Redundancy Check BER Bit Error Rate MỤC LỤC PHẦN I: LÝ LUẬN CHUNG CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU Yêu cầu của đề tài - Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm mã hóa, giải mã dữ liệu, tạo mã CRC. - Nêu được các vấn đề liên quan. - Các bài thí nghiệm minh họa. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: bộ thí nghiệm được thiết kế nhằm phục vụ cho việc thực hành các bài thí nghiệm của các sinh viên ngành Điện tử- Viễn thông và Tin học. Trong tương lai không xa mong muốn đề tài được mở rộng nhằm phục vụ cho các môn học khác như: Điện tử căn bản, Lý thuyết mạch, Vi xử lý… Lý do chọn đề tài Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển khoa Điện tử- Viễn thông trong trường mà các thiết bị phục vụ cho việc thí nghiệm còn hạn chế do vậy được sự chỉ dẫn của thầy Nguyễn Thành Long và cô Bùi Thị Kim Thoa, chúng em đã thực hiện đề tài này “Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm mã hóa, giải mã dữ liệu”. Chọn phương án thiết kế Có nhiều phương án thiết kế cho đề tài này như sử dụng DSP kết hợp chip vi điều khiển, sử dụng mạch tương tự kết hợp với chip. Sử dụng DSP kết hợp với vi xử lý sẽ cho kết quả tốt nhưng do ở thị trường Việt Nam chưa có nhiều diễn đàn nghiên cứu về IC này cũng như các phần mềm, trình dịch, linh kiện còn ít nên việc nghiên cứu rất hạn chế. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Đề tài nghiên cứu những vấn đề cơ bản của chuyên ngành Điện tử- Viễn thông từ đó có thể phát triển tạo tiền đề cho những ý tưởng, sáng kiến mới hơn có thể ứng dụng trong thực tiễn. Ngoài ra đây là một sản phẩm có ý nghĩa rất lớn trong thực tiễn vì nó là một sản phẩm thí nghiệm. Người sử dụng sẽ được kiểm chứng lý thuyết đã được học trong nhà trường qua các bài thí nghiệm với sản phẩm này. CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2.1 Môi trường truyền dữ liệu 2.1.1 Các khái niệm cơ bản Dữ liệu: bao gồm các sự kiện, khái niệm hay các chỉ thị được diễn tả dưới một hình thức thích hợp cho việc thông tin, thông dịch hay xử lý bởi con người hay máy móc. Tin tức: Ý nghĩa mà con người qui định cho dữ liệu theo các qui ước cụ thể. Tin tức có thể biểu thị bởi tiếng nói, hình ảnh, các văn bản, tập hợp các con số, các ký hiệu, thông qua nó con người hiểu nhau… Tín hiệu: là tin tức, dữ liệu đã được chuyển đổi, xử lý cho phù hợp với môi trường truyền thông. Có 2 loại tín hiệu: -Tín hiệu tương tự (analog): có dạng sóng như hình (a), là các tín hiệu có giá trị biến đổi liên tục theo thời gian. Một tín hiệu tương tự có thể số hóa để trở thành tín hiệu số. -Tín hiệu số (digital): có dạng sóng như hình (b), là tín hiệu mà biên độ chỉ có 2 giá trị nhị phân 0 và 1. Hình 1.2.1: a. Tín hiệu analog ; b. Tín hiệu digital Tín hiệu: Hình 1.2.2: Dạng tín hiệu Phổ của tín hiệu: Hình 1.2.3: Phổ tín hiệu Băng thông của kênh truyền (Bandwidth): Bởi vì một tín hiệu bất kỳ có thể được xem như là một sự kết hợp của một chuỗi các sóng hình sin, nên ta có thể xem rằng, sự truyền tải một tín hiệu bất kỳ tương đương với việc truyền tải các sóng hình sin thành phần. Vì tần số của chúng là khác nhau, chúng có thể đến nơi với độ suy giảm là khác nhau, một trong số chúng có thể không còn nhận ra được. Nếu ta định nghĩa một ngưỡng còn “nghe” được A0, thì tất cả các tín hiệu hình sin có tần số nhỏ hơn f1 được xem như bị mất. Tương tự các tín hiệu có tần số lớn hơn f2 cũng được xem là bị mất. Những tín hiện có thể nhận ra được ở bên nghe là các tín hiệu có tần số nằm giữa f1 và f2. Khoản tần số này được gọi là băng thông của một kênh truyền. Nói một các khác, với một tín hiệu phức tạp bất kỳ, tín hiệu này sẽ truyền tải được nếu như tần số của các sóng hình sin thành phần của nó có tần số nằm trong khoảng băng thông của kênh truyền. Chúng ta cũng nhận thấy rằng, băng thông càng lớn thì càng có nhiều tín hiệu được truyền đến nơi. Chính vì thế chúng ta thường quan tâm đến các kênh truyền có băng thông rộng. Ví dụ :độ rộng băng thông của kênh truyền điện thoại là 3400 Hz vì các tín hiệu âm thanh có thể nghe được nằm ở khoảng tần số từ 300 Hz đến 3400 Hz. Hình 1.2.4: Băng thông của kênh truyền Băng tần: Được giới hạn bởi tần số Fmax và Fmin nhưng băng tần ko gắn với 1 kênh truyền hay 1 tín hiệu nào cả , nó đơn thuần là 1 dải tần số mà cho phép các hệ thống có thể sử dụng để thu phát tín hiệu ( việc quy định quản lý dải tần là rất quan trọng để tránh sự can nhiễu của các hệ thống với nhau). Hình 1.2.5: Băng tần Phổ âm của thoại: Hình 1.2.6: Phổ của thoại Tốc độ bit: Trong hệ thống viễn thông ngày nay hầu hết đều làm việc với tín hiệu số vì cho chất lượng dịch vụ cao hơn rất nhiều so với tín hiệu tương tự nên ở tín hiệu tương tự ta cần đề cập đến tần số trung tâm , băng thông tín hiệu thì ở tín hiệu số cần đề cập đến tốc độ bit của tín hiệu , tốc độ số liệu ….. +) Nếu gọi thời gian tồn tại 1 bit của tín hiệu số là Tb thì ta có tốc độ bit của tín hiệu đó là : Rb = 1/Tb (bit/s ) Hình 1.2.7: Tốc độ bit Tốc độ bit cho ta biết trong 1 khoảng thời gian thì số bit của tín hiệu được truyền đi là bao nhiêu. +) Nếu kênh truyền có độ rộng băng tần là vô hạn thì có thể truyền tin với tốc độ rất cao nên để tăng tốc độ bit của tín hiệu ta chỉ cần làm giảm thời gian tồn tại 1 xung của tín hiệu đó ( việc này được thực hiện bằng các bộ ghép , tách kênh). Tốc độ số liệu: Tốc độ số liệu C hay còn gọi là dung lượng kênh truyền là tốc độ bit lớn nhất mà kênh truyền có thể đáp ứng mà ko gây méo dạng tín hiệu. Nếu gọi Rb max là tốc độ bit max mà nếu truyền tín hiệu có tốc độ lớn hơn Rbmax thì tín hiệu bên thu bị méo dạng và ko thể khôi phục được nên khi đó Rbmax chính là tốc độ số liệu C. +) Trong khi tốc độ bit Rb có thể tăng hay giảm nhờ các bộ ghép tách kênh thì, tốc độ số liệu C lại ko hề thay đổi và phục thuộc vào : băng thông kênh truyền ; nhiễu tác động vào kênh … +) C= B log2 [ 1+ S/N ] bit/s ; (Với B là độ rộng băng của kênh truyền ) tuỳ thuộc vào môi trường truyền dẫn mà có độ rộng băng tần của kênh truyền lớn hay nhỏ và từ đó thì tốc độ dữ liệu lớn hay bé. Hiện nay thì môi trường truyền dẫn quang ( cụ thể là sợi đơn mod) có băng tần rộng 20Thz nên có thể truyền dẫn tốc độ dữ liệu lên tới 40Gbit/s. 2.1.2 Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu Khi một tín hiệu lan truyền dọc dây dẫn vì lý do nào đó biên độ của nó giảm xuống được gọi là sự suy giảm tín hiệu. Trong quá trình truyền dữ liệu, tín hiệu rất dễ bị suy giảm và biến dạng dẫn đến sai sót, biến tín hiệu điện 0 thành 1 và 1 thành 0. Sự biến dạng tín hiệu: là tín hiệu nhận được khác với tín hiệu truyền đi. Hình 1.2.8: Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu + Định nghĩa: khi một tín hiệu lan truyền qua môi trường truyền dẫn, cường độ tín hiệu bị suy giảm. + Nguyên nhân: Suy yếu và méo do suy yếu trên đường truyền. Méo do trễ truyền. Nhiễu Độ suy giảm tín hiệu: Sự suy giảm này phụ thuộc vào môi trường truyền. Với tín hiệu analog thì làm suy giảm chất tín hiệu, với tín hiệu số làm lỗi trên bit. + Cách khắc phục: Cường độ tín hiệu nhận phải đủ mạnh để thiết bị nhận nhận biết được. Cường độ tín hiệu nhận phải đủ cao so với nhiễu để tín hiệu không bị lỗi. Do suy yếu là một hàm tăng theo tần số nên dùng kỹ thuật cân bằng độ suy yếu trên dải tần số và dùng bộ khuếch đại (khuếch đại ở tần số cao nhiều hơn). + Đơn vị đo decibel (dB): Cường độ tín hiệu suy giảm theo hàm logarit. Độ lợi, độ hao hụt của các tầng nối tiếp có thể được tính bằng phép toán đơn giản (+/-). Công thức độ suy giảm: Attenuation= 10log10(P1/P2) (dB) P1 : Công suất của tín hiệu nhận (W) P2 : Công suất của tín hiệu phát (W) Decibel là giá trị sai biệt tương đối, công suất giảm ½ thì độ hao hụt là 3dB, công suất tăng gấp đôi thì độ lợi là 3dB Trễ lan truyền tín hiệu: Tốc độ lan truyền của tín hiệu thuần nhất dọc theo một đường truyền thay đổi tùy tần số. Do đó khi truyền một tín hiệu số, các thành phần tần số khác nhau tạo nên nó sẽ đến máy thu với độ trễ pha khác nhau, dẫn đến biến dạng do trễ của tín hiệu tại máy thu. Sự biến dạng sẽ gia tăng khi tốc độ bit tăng. Biến dạng trễ làm thay đổi các thời khắc của tín hiệu gây khó khăn trong việc lấy mẫu tín hiệu. Trễ lan truyền tín hiệu có đặc điểm: Chỉ sảy ra trong môi trường truyền dẫn hữu tuyến. Vận tốc lan truyền thay đổi theo tần số. Nhiễu: Tín hiệu thêm vào giữa thiết bị phát và thiết bị thu Các loại nhiễu: nhiễu nhiệt, nhiễu điều chế, nhiễu xuyên kênh, nhiễu xung. Nhiễu điều chế: tín hiệu nhiễu có tần số là tổng hoặc hiệu tần số của các tín hiệu dùng chung môi trường truyền. Do tính phi tuyến của thiết bị thu/phát. Nhiễu nhiệt: do dao động nhiệt của các điện tử trong chất dẫn (hàm của nhiệt độ). Nhiễu nhiệt phân tán đồng nhất trên phổ tần số, loại nhiễu này thường sinh ra nhiễu trắng là loại nhiễu tồn tại trong một dải tần cực kỳ rộng từ 0Hz đến hàng tỷ THz nên không thể loại bỏ dẫn đến giới hạn hiệu suất của hệ thống. Nhiễu xuyên kênh: tín hiệu từ đường truyền này ảnh hưởng sang các đường truyền khác. Nhiễu xuyên kênh có cùng độ lớn hoặc nhỏ hơn nhiễu nhiệt. Nhiễu xung: có đặc điểm xung bất thường, thời khoảng ngắn, cường độ cao, ảnh hưởng nhiều đến quá trình trao đổi dữ liệu số Tỉ số tín hiệu/tạp âm: Để đánh giá chất lượng của tín hiệu và cũng là chất lượng của hệ thống truyền tín hiệu đó người ta dùng tỷ số tín hiệu nhiễu SNR. Đây là tỷ số công suất tín hiệu có ích trên công suất tín hiệu nhiễu, thường tính bằng dB ( hoặc dBm) Công thức: SNR= 20log S/N (dB) S: Công suất tín hiệu nhận N: công suất nhiễu 2.1.3 Môi trường truyền dẫn hữu tuyến 2.1.3.1 Cáp đôi dây xoắn (Twisted pair cable) Cáp đôi dây xoắn là cáp gồm hai dây đồng xoắn để tránh gây nhiễu cho các đôi dây khác, có thể kéo dài tới vài km mà không cần khuyếch đại. Giải tần trên cáp dây xoắn đạt khoảng 300–4000Hz, tốc độ truyền đạt vài kbps đến vài Mbps. Cáp xoắn có hai loại: - Loại có bọc kim loại để tăng cường chống nhiễu gọi là STP ( Shield Twisted Pair). Loại này trong vỏ bọc kim có thể có nhiều đôi dây. Về lý thuyết thì tốc độ truyền có thể đạt 500 Mb/s nhưng thực tế thấp hơn rất nhiều (chỉ đạt 155 Mbps với cáp dài 100 m) - Loại không bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair), chất lượng kém hơn STP nhưng rất rẻ. Cap UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độ truyền. Cáp loại 3 dùng cho điện thoại. Cáp loại 5 có thể truyền với tốc độ 100Mb/s rất hay dùng trong các mạng cục bộ vì vừa rẻ vừa tiện sử dụng. Cáp này có 4 đôi dây xoắn nằm trong cùng một vỏ bọc. 2.1.3.2 Cáp đồng trục a. Cáp đồng trục (Coaxial cable) băng tần cơ sở Là cáp mà hai dây của nó có lõi lồng nhau, lõi ngoài là lưới kim loại. , Khả năng chống nhiễu rất tốt nên có thể sử dụng với chiều dài từ vài trăm met đến vài km. Có hai loại được dùng nhiều là loại có trở kháng 50 ohm và loại có trở kháng 75 ohm. Dải thông của cáp này còn phụ thuộc vào chiều dài của cáp. Với khoảng cách 1km có thể đạt tốc độ truyền từ 1– 2 Gbps. Cáp đồng trục băng tần cơ sở thường dùng cho các mạng cục bộ. Có thể nối cáp bằng các đầu nối theo chuẩn BNC có hình chữ T. ở VN người ta hay gọi cáp này là cáp gầy do dịch từ tên trong tiếng Anh là ‘Thin Ethernet”. Một loại cáp khác có tên là “Thick Ethernet” mà ta gọi là cáp béo. Loại này thường có màu vàng. Người ta không nối cáp bằng các đầu nối chữ T như cáp gầy mà nối qua các kẹp bấm vào dây. Cứ 2m5 lại có đánh dấu để nối dây (nếu cần). Từ kẹp đó người ta gắn các tranceiver rồi nối vào máy tính. b. Cáp đồng trục băng rộng (Broadband Coaxial Cable) Đây là loại cáp theo tiêu chuẩn truyền hình (thường dùng trong truyền hình cáp) có dải thông từ 4 – 300 Khz trên chiều dài 100 km. Thuật ngữ “băng rộng” vốn là thuật ngữ của ngành truyền hình còn trong ngành truyền số liệu điều này chỉ có nghĩa là cáp loại này cho phép truyền thông tin tuơng tự (analog) mà thôi. Các hệ thống dựa trên cáp đồng trục băng rộng có thể truyền song song nhiều kênh. Việc khuyếch đại tín hiệu chống suy hao có thể làm theo kiểu khuyếch đại tín hiệu tương tự (analog). Để truyền thông cho máy tính cần chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự. 2.1.3.3 Cáp quang Dùng để truyền các xung ánh sáng trong lòng một sợi thuỷ tinh phản xạ toàn phần. Môi trường cáp quang rất lý tưởng vì: - Xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng. - Dải thông rất cao vì tần số ánh sáng dùng đối với cáp quang cỡ khoảng 1014 –1016 - An toàn và bí mật, không bị nhiễu điện từ Chỉ có hai nhược điểm là khó nối dây và giá thành cao. Cáp quang cũng có hai loại: - Loại đa mode (multimode fiber): khi góc tới thành dây dẫn lớn đến một mức nào đó thì có hiện tượng phản xạ toàn phần. Các cáp đa mode có đường kính khoảng 50 µ. - Loại đơn mode (singlemode fiber): khi đường kính dây dẫn bằng bước sóng thì cáp quang giống như một ống dẫn sóng, không có hiện tượng phản xạ nhưng chỉ cho một tia đi. Loại này có đường kính khoản 8µm và phải dùng diode laser. Cáp quang đa mode có thể cho phép truyền xa tới hàng trăm km mà không cần phải khuyếch đại. 2.2 Các chế độ thông tin Khi một người diễn thuyết thì thông tin được truyền đi theo một chiều. Tuy nhiên, trong một cuộc đàm thoại giữa 2 người thì thông điệp được trao đổi theo hai hướng. Các thông điệp này được trao đổi lần lượt nhưng cũng có thể xảy ra đồng thời. Tương tự, khi truyền số liệu giữa hai thiết bị, có thể dùng một trong 3 chế độ sau: - Đơn công: được dùng khi dữ liệu chỉ được truyền theo một hướng - Bán song công: được dùng khi 2 thiết bị kết nối với nhau muốn trao đổi thông tin một cách luân phiên. Ví dụ một thiết bị chỉ gửi dữ liệu đáp lại khi đáp ứng một yêu cầu từ thiết bị kia. Rõ ràng 2 thiết bị phải có thể chuyển đổi qua lại giữa truyền và nhận sau mỗi lần truyền. - Song công hoàn toàn: được dùng khi số liệu được trao đổi giữa hai thiết bị theo cả hai hướng một cách đồng thời. 2.3 Chế độ truyền Để thực hiện sự đồng bộ giữa bên phát và bên thu có 2 phương pháp: truyền bất đồng bộ và truyền đồng bộ. 2.3.1 Chế độ truyền bất đồng bộ Để phát bản tin người ta phát đi từng ký tự một và sự đồng bộ được thực hiện cho từng ký tự này bởi các bit start và stop thêm vào trước và sau mỗi ký tự. Xung đồng hồ được tạo ra một cách riêng biệt ở máy thu và máy phát. Như vậy, sự đồng bộ được thực hiện chính xác khi tần số xung đồng hồ ở máy thu hoàn toàn đúng với tần số xung đồng hồ ở máy phát, nếu không tin tức nhận được sẽ có lỗi. Ưu điểm của phương pháp này là rẻ, đơn giản. Nhược điểm: phí tổn lớn khoảng 20%, thích hợp cho dữ liệu với khoảng trống giữa các ký tự lớn. Hình 1.2.9: Chế độ truyền bất đồng bộ 2.3.2 Chế độ truyền đồng bộ Để phát một bản tin người ta xem nó là một khối và phát đi một lần cả khối đó, sự đồng bộ được thực hiện bằng cách cho máy phát kèm theo tín hiệu dữ liệu các xung đồng hồ sang máy thu khi dò ra sẽ dùng để đồng bộ tín hiệu ở máy thu. Thực tế, việc này chỉ được thực hiện khi hệ thống thu phát khép kín về mặt vật lý, hay nói cách khác máy thu và máy phát phải ở gần nhau. Khi máy phát không thể gửi riêng tín hiệu xung đồng hồ tới máy thu thì ở máy thu phải có mạch tách bit thời gian từ chính tín hiệu dữ liệu để thực hiện sự đồng bộ. Ở máy thu đồng bộ, ngoài việc dò tín hiệu đồng bộ ra, máy thu phải biết phân biệt được ranh giới của mỗi ký tự để việc phục hồi bản tin không bị lỗi. Ta thấy việc thực hiện phương thức bất đồng bộ đơn giản, giá thành thấp nhưng hiệu quả không cao. Giả sử để phát một ký tự mã ASCII thì phải dùng mất ít nhất 9 bit ( 7 bit ký tự, 1 bit start và 1 bit stop) thì tỉ lệ hao là 2/9=0,22=22%. Trong khi đó, tỉ lệ này trong chế độ đồng bộ là rất thấp khoảng vài %. Như vậy chế độ truyền bất đồng bộ chỉ thuận lợi khi phát những bản tin ngắn và với vận tốc thấp (1200

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docthuyet minh do an.doc
  • rarChuong trinh.rar
  • pptxPOWER POINT.pptx
  • rarSo do mach.rar
  • docxthuyet minh do an.docx