DCN - Truyền số

Dữ liệu hoặc thông tin có thể được lưu trữ theo hai cách, tương tự và kỹ thuật số. Để một máy tính sử dụng dữ liệu, nó phải ở dạng kỹ thuật số rời rạc, tương tự như dữ liệu, tín hiệu cũng có thể ở dạng tương tự và kỹ thuật số. Để truyền dữ liệu kỹ thuật số, trước tiên nó cần được chuyển đổi sang dạng kỹ thuật số.

Chuyển đổi kỹ thuật số sang kỹ thuật số

Phần này giải thích cách chuyển đổi dữ liệu kỹ thuật số thành tín hiệu kỹ thuật số. Nó có thể được thực hiện theo hai cách, mã hóa dòng và mã hóa khối. Đối với tất cả các giao tiếp, mã hóa dòng là cần thiết trong khi mã hóa khối là tùy chọn.

Mã hóa dòng

Quá trình chuyển đổi dữ liệu kỹ thuật số thành tín hiệu kỹ thuật số được cho là Mã hóa dòng. Dữ liệu kỹ thuật số được tìm thấy ở định dạng nhị phân, được biểu diễn (lưu trữ) bên trong dưới dạng chuỗi số 1 và 0.

Tín hiệu kỹ thuật số được biểu thị bằng tín hiệu kín đáo, đại diện cho dữ liệu kỹ thuật số. Có ba loại sơ đồ mã hóa đường truyền:

Mã hóa đơn cực

Các lược đồ mã hóa đơn cực sử dụng mức điện áp đơn để biểu diễn dữ liệu. Trong trường hợp này, để biểu diễn hệ nhị phân 1, điện áp cao được truyền và để biểu diễn 0, không có điện áp nào được truyền. Nó còn được gọi là Unipolar-Non-return-to-zero, bởi vì không có điều kiện nghỉ tức là nó đại diện cho 1 hoặc 0.

Mã hóa cực

Sơ đồ mã hóa phân cực sử dụng nhiều mức điện áp để biểu diễn các giá trị nhị phân. Mã hóa phân cực có sẵn trong bốn loại:

  • Polar Non-Return to Zero (Polar NRZ)

    Nó sử dụng hai mức điện áp khác nhau để biểu diễn các giá trị nhị phân. Nói chung, điện áp dương đại diện cho 1 và giá trị âm đại diện cho 0. Nó cũng là NRZ vì không có điều kiện nghỉ.

    Đề án NRZ có hai biến thể: NRZ-L và NRZ-I.

    NRZ-L thay đổi mức điện áp khi gặp bit khác trong khi NRZ-I thay đổi điện áp khi gặp 1.

  • Trở về số không (RZ)

    Vấn đề với NRZ là người nhận không thể kết luận khi nào một bit kết thúc và khi nào bit tiếp theo được bắt đầu, trong trường hợp đồng hồ của người gửi và người nhận không được đồng bộ hóa.

    RZ sử dụng ba mức điện áp, điện áp dương đại diện cho 1, điện áp âm đại diện cho 0 và điện áp không đại diện cho không. Tín hiệu thay đổi trong thời gian không phải giữa các bit.

  • Manchester

    Lược đồ mã hóa này là sự kết hợp của RZ và NRZ-L. Thời gian bit được chia thành hai nửa. Nó chuyển tiếp ở giữa bit và thay đổi pha khi gặp bit khác.

  • Manchester khác biệt

    Lược đồ mã hóa này là sự kết hợp của RZ và NRZ-I. Nó cũng chuyển tiếp ở giữa bit nhưng chỉ thay đổi pha khi gặp 1.

Mã hóa lưỡng cực

Mã hóa lưỡng cực sử dụng ba mức điện áp, dương, âm và không. Điện áp 0 đại diện cho nhị phân 0 và bit 1 được biểu diễn bằng cách thay đổi điện áp âm và dương.

Mã hóa khối

Để đảm bảo độ chính xác của khung dữ liệu nhận được, các bit dư thừa được sử dụng. Ví dụ: trong chẵn lẻ, một bit chẵn lẻ được thêm vào để làm cho số 1 trong khung là chẵn. Bằng cách này, số lượng bit ban đầu được tăng lên. Nó được gọi là Mã hóa khối.

Mã hóa khối được biểu diễn bằng ký hiệu gạch chéo, mB / nB Nghĩa là khối m-bit được thay thế bằng khối n-bit trong đó n> m. Mã hóa khối bao gồm ba bước:

  • Division,
  • Substitution
  • Combination.

Sau khi mã hóa khối được thực hiện, nó được mã hóa đường truyền để truyền.

Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số

Micrô tạo ra giọng nói tương tự và máy ảnh tạo video tương tự, được coi là dữ liệu tương tự. Để truyền dữ liệu tương tự này qua tín hiệu kỹ thuật số, chúng ta cần chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số.

Dữ liệu tương tự là một dòng dữ liệu liên tục ở dạng sóng trong khi dữ liệu kỹ thuật số là rời rạc. Để chuyển đổi sóng tương tự thành dữ liệu kỹ thuật số, chúng tôi sử dụng Điều chế mã xung (PCM).

PCM là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để chuyển đổi dữ liệu tương tự sang dạng số. Nó bao gồm ba bước:

  • Sampling
  • Quantization
  • Encoding.

Lấy mẫu

Tín hiệu tương tự được lấy mẫu mỗi khoảng T. Yếu tố quan trọng nhất trong việc lấy mẫu là tốc độ lấy mẫu tín hiệu tương tự. Theo Định lý Nyquist, tốc độ lấy mẫu ít nhất phải bằng hai lần tần số cao nhất của tín hiệu.

Lượng tử hóa

Việc lấy mẫu mang lại dạng rời rạc của tín hiệu tương tự liên tục. Mỗi mẫu rời rạc cho thấy biên độ của tín hiệu tương tự tại trường hợp đó. Lượng tử hóa được thực hiện giữa giá trị biên độ lớn nhất và giá trị biên độ nhỏ nhất. Lượng tử hóa là sự xấp xỉ của giá trị tương tự tức thời.

Mã hóa

Trong mã hóa, mỗi giá trị gần đúng sau đó được chuyển đổi thành định dạng nhị phân.

Chế độ truyền

Chế độ truyền quyết định cách dữ liệu được truyền giữa hai máy tính. Dữ liệu nhị phân ở dạng 1s và 0s có thể được gửi theo hai chế độ khác nhau: Song song và Nối tiếp.

Truyền song song

Các bit nhị phân được tổ chức theo nhóm có độ dài cố định. Cả người gửi và người nhận đều được kết nối song song với số lượng đường dữ liệu bằng nhau. Cả hai máy tính đều phân biệt giữa dòng dữ liệu thứ tự cao và thứ tự thấp. Người gửi gửi tất cả các bit cùng một lúc trên tất cả các dòng Bởi vì các dòng dữ liệu bằng số bit trong một nhóm hoặc khung dữ liệu, một nhóm bit (khung dữ liệu) hoàn chỉnh được gửi trong một lần. Ưu điểm của truyền song song là tốc độ cao và nhược điểm là giá thành của dây dẫn, vì nó bằng số bit được gửi song song.

Truyền nối tiếp

Trong quá trình truyền nối tiếp, các bit được gửi lần lượt theo cách hàng đợi. Truyền nối tiếp chỉ cần một kênh liên lạc.

Truyền nối tiếp có thể là không đồng bộ hoặc đồng bộ.

Truyền nối tiếp không đồng bộ

Nó được đặt tên như vậy vì không có tầm quan trọng của thời gian. Các bit dữ liệu có mẫu cụ thể và chúng giúp người nhận nhận ra các bit dữ liệu đầu và cuối. Ví dụ: số 0 được đặt trước trên mỗi byte dữ liệu và một hoặc nhiều số 1 được thêm vào cuối.

Hai khung dữ liệu liên tục (byte) có thể có khoảng cách giữa chúng.

Truyền nối tiếp đồng bộ

Thời gian trong truyền đồng bộ có tầm quan trọng vì không có cơ chế nào theo sau để nhận ra các bit dữ liệu bắt đầu và kết thúc. Các bit dữ liệu được gửi ở chế độ liên tục mà không duy trì khoảng cách giữa các byte (8 bit). Một chuỗi bit dữ liệu có thể chứa một số byte. Do đó, thời điểm trở nên rất quan trọng.

Người nhận tùy thuộc vào nhận dạng và tách các bit thành từng byte. Ưu điểm của truyền đồng bộ là tốc độ cao và nó không có chi phí bổ sung bit đầu trang và chân trang như trong truyền không đồng bộ.