Bài tập môn Truyền số liệu và mạng - Chương 1: Các phương tiện truyền dẫn và lớp vật lý

NRZ_L 
Điện áp âm cho bit 1 và điện áp dương cho bit 0. 
 NRZ_I 
Băng thông tốt, dễ dàng thực hiện. Nhưng có thành phần DC, thiếu khả năng đồng bộ. Chúa 
các thành phần tần số thấp, không có khả năng sữa lỗi, không có thành phần clocking để dễ 
dàng đồng bộ hóa. Được sử dụng trong máy ghi từ, thường không được sử dụng cho truyền 
dẫn. 
NRZ_I 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 
Ngõ vào tùy mức điện áp, bit 1 đảo thì đảo trạng thái. 
 RZ 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 
Thực hiện đơn giản, xuất hiện vạch phổ ở mức ký hiệu mà có thể được sử dụng như tín hiệu 
của xung clock. Tuy nhiên xuất hiện dòng 1 chiều DC, không có khả năng sữa lỗi khi xuất 
hiện nhiễu, băng thông sử dụng gấp 2 lần so với NRZ, tính không trong suốt. 
 Manchester 
Đồng bộ ở cạnh xung giữa bit, không có thành phần DC. Phát hiện sai khi có mặt của cạnh 
xung không mong muốn. Tuy nhiên, ít nhất có 1 cạnh xung cho mỗi bit. Tốc độ điều chế cực 
đại gấp 2 lần NRZ. Cần băng thông rộng hơn. 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 
 AMI 
Không mất đồng bộ nếu có 1 chuỗi bit 1, không có tích lũy thành phần DC, băng tần thấp, dễ 
phát sai. Tuy nhiên không đảm bảo đồng bộ bit nếu chuỗi bit 0 kéo dài. 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 
Bit 1 đầu trạng thái tùy chọn. Ở đây chọn mức cao. 
 HDB3 
Không chứa thành phần DC, chiếm ít băng thông hơn, có khả năng phát hiện lỗi, là tín hiệu 
trong suốt. Dùng trong hệ thống 2Mbps và 34Mbps. Được sử dụng trong mạng WAN 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 
 X 0 0 V X 0 0 V X 0 0 V 
 B8JS 
Không hiệu quả bằng NRZ. Mỗi thành phần tín hiệu biểu diễn chỉ 1 bit. Máy thu phải phân 
biệt được 3 mức tín hiệu. Cần công suất cao hơn 3dB với cùng xác suất lỗi bit. 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 
 0 0 0 V 1 0 V 1 
Bài 4: Vẽ dạng tín hiệu điện trên đường truyền của luồng dữ liệu sau: 01101010011 
Trong trường hợp truyền theo chuẩn TTL, RS232, RS422, RS485 (trên 2 dây +/-). 
Cho biết ưu khuyết điểm của từng dạng tín hiệu. 
Giải 
 TTL 
 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 
5V 
0V 
 RS422 
Ưu điểm: triệt nhiễu đồng pha. 
 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 
 : Dây 1. 
 : Dây 2. 
 RS485 
Cho phép giao tiếp đa điểm theo dạng bus. Số trạm slave có thể lên đến 255. Khoảng cách 
tối đa 1200m với tốc độ 100kbps. Khoảng cách 15m với tốc độ lên đến 10Mbps. 
 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 
 : Dây A. 
 : Dây B. 
 RS232 
Tốc độ truyền < 20Kbps với khoảng cách < 15m. 
 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 
+7 
-7 
Bài 5: Tìm băng thông của tín hiệu điều chế FSK với tần số FL = 49Khz và FH = 50Khz, tốc 
độ bit 2000bps. 
Cho biết ưu, khuyết điểm của từng dạng tín hiệu. 
Giải 
Trong 1 giây truyền được 2000 bit → độ rộng:  =


→  = 2 ℎ. 
Băng thông: B = 50 + 2 – (49 - 2) = 5Khz. 
 ASK 
Ưu: Có sơ đồ đơn giản, được sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật điện báo. 
 FSK 
+5 
-5 
+3 
-1 
Ưu: Sai số ít hơn phương pháp ASK. 
Nhược điểm: Có sơ đồ phức tạp hơn ASK. 
 PSK 
Ưu: Sai số ít hơn phương pháp FSK, sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật radio số. 
Nhược điểm: Sơ đồ điều chế có độ phức tạp. 
 8PSK 
Ưu: Sai số ít. 
Nhược điểm: Việc điều chế có độ phức tạp rất cao. 
Bài 6: Trình bày đặc điểm và phạm vi ứng dụng của các môi trường truyền dẫn cáp xoắn 
CAT5/5e, CAT 6 – cáp đồng trục RG58, RG59 – cáp quang – vi ba mặt đất – vệ tinh. 
Giải 
 Cáp Cat 5/5e: (viết tắt của Category 5, enhanced) là loại cáp tương tự như cáp Cat. 5 
nhưng đáp ứng được các tiêu chuẩn cao hơn trong việc truyền dữ liệu. Trước đây, Cat. 
5 rất phổ biến trong các hệ thống mạng, tuy nhiên ngày nay Cat. 5e gần như thay thế 
hoàn toàn Cat. 5 trong quá trình lắp đặt mới. Hơn nữa, Cat. 5e ít bị nhiễu chéo (cross-
talk) hơn so với Cat. 5 và hỗ trợ ứng dụng Gigabit Ethernet (tốc độ truyền tín hiệu 
1000 Mbps). 
 Cáp Category 5: là loại cáp cơ bản nhất gồm loại không bọc giáp (UTP) và bọc giáp 
(FTP); các dây dẫn đồng của cáp thường là lõi đặc (solid) hoặc lõi bện (stranded). Cáp 
lõi đặc được dùng khi dữ liệu được truyền ở khoảng cách xa, trong khi đó cáp lõi bện 
thường được sử dụng làm cáp đấu nối (patch cord). Băng thông cáp Cat. 5 lên đến 100 
Mhz và hoàn toàn đáp ứng các ứng dụng 10/100 Mbps Ethernet. 
 Category 6: là loại cao cấp hơn và cung cấp hiệu suất tốt hơn. Cũng giống như Cat. 5 
và Cat. 5e, Category 6 được làm từ bốn đôi dây đồng và mỗi đôi dây được xoắn với 
nhau; nhưng khả năng của nó vượt xa các loại cáp khác vì sự khác biệt về cấu trúc: lõi 
chữ thập (cross filler) dọc theo chiều dài dây. Nhờ có cross filler, 4 đôi dây được cô 
lập hoàn toàn; điều này làm giảm nhiễu chéo (cross-talk) và cho phép truyền dữ liệu 
tốt hơn. Ngoài ra, Cat. 6 có băng thông 250 MHz hơn gấp đôi so với Cat. 5e (100 
MHz) và có thể hỗ trợ ứng dụng 10 Gigabit Ethernet với khoảng cách tối đa là 37m. 
 Cáp RG-58: được thiết kế đặc biệt để hoạt động với hầu hết các hệ thống radio hai 
chiều. Hệ thống thông tin này khác so với những thiết bị thu quảng bá thông thường 
bởi vì các thiết bị thông thường chỉ có thể nhận dữ liệu từ một điểm cuối.Trong trường 
hợp hệ thống radio hai chiều tạo ra bởi cáp RG-58, nội dung dữ liệu di chuyển theo cả 
hai hướng. Máy radio có thể thu và phát dữ liệu cùng một lúc. Nó còn được gọi là 
“máy thu phát”. Cáp RG-58 còn có thể được sử dụng ởnhững tần số cao hơn. Tuy 
nhiên khoảng tần số này khá hẹp. Độ suy hao tín hiệu phụ thuộc vào tần số: từ0.11 
dB/m tại 50 MHz đến 1.4 dB/m tại 2 GHz. Cáp đồng trục sử dụng để phát tín hiệu 
năng lượng thường có đường kính ¼ inch. Việc đi dây cáp Ethernet sử dụng RG-58 
đôi khi được gọi là “cheapernet”, vì nó thu hút các kết nối tín hiệu năng lượng thấp. 
 Cáp RG-59: dùng cho đường xa, dây cáp nhỏ dùng cho đường gần, tốc độ truyền tin 
qua cáp đồng trục có thể đạt tới 35 Mbit/s.Ngoài ra dây cáp đồng trục còn chia làm 2 
loại là loại cứng và loại dẻo.Loại cứng thì có một lớp bảo vệ dày đặc còn loại dẻo thì 
là một viền bảo vê,thường là một dây đồng.Sự suy giảm và trở kháng của dung môi 
ảnh cũng có ảnh hưởng quan trọng đến tính năng của cáp.Dung môi có thể đặc hoặc 
rỗng. Tận cùng của cáp là một đầu kết nối RF. Vì trường điện từ mang tín hiệu chỉ tồn 
tại trong khoảng không giữa bên trong và dây dẫn ở phía ngoài, nên nó không bị suy 
giảm hay chịu ảnh hưởng của phát xạ nhiễm điện từ.Do đó cáp đồng trục được sử 
dụng như một đường truyền tần số cao để truyền tải những tín hiệu cao tần hoặc một 
dải rộng tín hiệu. 
 Cáp quang: là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh 
sáng để truyền tín hiệu. Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng 
đường kính của một sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và 
được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng 
truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ 
liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn. Phát: Một điốt phát sáng (LED) 
hoặc laser truyền dữ liệu xung ánh sáng vào cáp quang. Ưu điểm: sử dụng cảm ứng 
quang chuyển xung ánh sáng ngược thành data. Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng 
(không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu và bị nghe trộm. Độ suy dần 
thấp hơn các loại cáp đồng nên có thể tải các tín hiệu đi xa hàng ngàn km. Cài đặt đòi 
hỏi phải có chuyên môn nhất định. Cáp quang và các thiết bị đi kèm rất đắt tiền so với 
các loại cáp đồng. 
 Vi ba mặt đất: có tần số từ 1GHz đến 1000GHz. Nhưng trước đây củng bao gồm cả 
những tần số thấp hơn. Có 2 dạng viba: viba tương tự và viba số. Nếu đường truyền xa 
hoặc gắp chướng ngại vật, người ta sử dụng các trạm chuyển tiếp, chỉ thu nhận tín 
hiệu, khuếch đại, rồi tái phát lại. Trong thực tế, người ta sử dụng chỉ vài dãi tần viba 
mà thôi. Vùng tần số thấp có băng thông hẹp sử dụng cho các hệ thộng nhỏ. Vùng tần 
số cao > 12GHz suy hao tăng do mưa. Khả năng sử dụng tối ưu dải tần của sóng 
mang. 
 Vệ tinh: là kỹ thuật tiếp sức vô tuyến vi ba bên cạnh thông tin cáp quang biển trong 
truyền dẫn điểm điểm cố định. Nó cũng được dùng trong các ứng dụng di động như 
thông tin cho tàu xe, máy bay, thiết bị cầm tay và cho cả tivi và quảng bá khi mà các 
kỹ thuật khác như cáp không thực tế hoặc không thể. 
Bài 7: Một biến ngẫu nhiên Gauss có trung bình 4V, độ lệch chuẩn là 1,2V. Tìm xác suất tín 
hiệu trong tầm 1 − 7 . 
Giải 
Ta có :  = 3;  = 1,2. 
 


 =  
3
1,2
 =  (2,5)= 10, = 3,5 × 10 
Bài 8: Một nguồn nhiễu Gauss có trung bình 1V, độ lệch chuẩn 0,2V. Tìm phần trăm thời 
gian để nguồn tin này tạo ra điện áp nhỏ hơn 0,5V. 
Giải 
Ta có:  = 1; = 0,2. 
Phần trăm thời gian để nguồn tin này tạo ra điện áp nhỏ hơn 0,5V: 
 =  


 =  
0,5
0,2
 =  (2,5)= 10, = 0,35% 
Bài 9: Một nguồn nhiễu Gauss có trung bình 0, giá trị hiệu dụng 0,2V. 
 Tìm xác suất nhiễu vượt quá 1V. 
 Ước lượng xác xuất điện áp nhiễu vượt quá 0,35V. 
Giải 
  = 1;  = 0,2. 
Xác suất nhiễu vượt quá 1V: 
 


 =  
1
0,2
 =  (5)= 10 
  = 0,35;  = 0,2. 
Xác suất nhiễu vượt quá 0,35V: 
 


 =  
0,35
0,2
 =  (1,75)= 10, = 0,02. 
Bài 10: Liệt kê vài nguyên nhân chính dẫn đến tín hiệu bị méo dạng khi truyền trên đường 
truyền.? 
Giải 
Các mạch lọc chế tạo không hoàn hảo 
Do môi trường truyền : 
- Dây kim loại : tần số càng cao tiêu hao càng nhiều nhưng độ tăng không đều mà lượn nét, 
mấp mô. 
- Môi trường vô tuyến. 
Bài 11: Giả sử đường dây điện thoại có băng thông 3100Hz. Giả sử đường truyền không 
nhiễu và có dung lượng kênh là 19200bps. Hãy cho biết có tối đa bao nhiêu ký tự khác nhau 
có thể được truyền trên đường truyền. 
Giải 
Áp dụng công thức: 
 = 2()= 19200 ↔  = 2

 = 2

× ≈ 8 
Bài 12: Cho một đường truyền có băng thông 4000Hz, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu theo công 
suất là 18dB. Xác định tốc độ tin lý thuyết có thể đạt được? 
Giải 
Ta có: 18 = 10

= 63. 
→  =  1 +


 = 4000 × (1 + 63)= 2400.