Trang Chính
Your profile 
Social
Private messages
Mã hóa bit. Không thể không nhắc đến khi nói đến truyền thông.
Đang làm một ứng dụng nhỏ có liên quan đến mã hóa bit, thiết nghĩ nó cũng khá quan trọng trong truyền thông nên mình mạo mụi viết bài này gửi lên diễn đàn cho mọi người tham khảo và cho ý kiến. (Bài viết của mình có tham khảo từ sách "Mạng truyền thông công nghiệp" của tác giả Hoàng Minh Sơn.)
MÃ HÓA BIT
Mã hóa bit là quá trình chuyển đổi dãy bit (1,0) sang một tín hiệu thích hợp để có thể truyền dẫn trong môi trường vật lý. Việc chuyển đổi này chính là sử dụng một tham số thông tin thích hợp để mã hóa dãy bit cần truyền tải. Các tham số thông tin có thể được chứa đựng trong biên độ, tần số, pha hoặc sường xung, v.v... Sự thích hợp ở đây phải được đánh giá dựa theo các yêu cầu kỹ thuật như khả năng chống nhiễu cũng như gây nhiễu, khả năng đồng bộ hóa và triệt tiêu dòng một chiều.
1. Các tiêu chuẩn trong mã hóa bit
* Tần số của tín hiệu
Các tín hiệu được sử dụng trong truyền dữ liệu thường khong phải là các dao động điều hòa, tần số của chúng biến thiên theo thời gian, phụ thuộc vào dãy bit cần mã hóa và phụ thuộc vào phương pháp mã hóa bit. Cần phân biệt giữa tần số tín hiệu và tần số nhịp của bus. Đối với một tốc độ truyền cố định thì tần số nhịp là một hằng số, còn tần số tín hiệu có thể thay đổi. Tuy nhiên tần số tín hiệu cũng tỉ lệ một cách tương đối với tần số nhịp, nó có thể lớn hoặc nhỏ hơn tàn số nhịp, tùy theo cách mã hóa bit.
Tần số của tín hiệu ảnh hưởng tới nhiều tính năng của hệ thống. Tín hiệu có tần số càng cao hoặc dải tần rộng một mặt sẽ gây ra suy giảm tín hiệu càng lớn, mặt khác sẽ gây nhiễu điện từ lớn hơn ra môi trường xung quanh. Nhược điểm thứ nhất dẫn đến phải hạn chế chiều dài dây dẫn hoặc phải sử dụng các bộ lặp, trong khi nhược điểm thứ hai ảnh hưởng tới hạn chế phạm vi sử dụng. Điều này cũng ảnh hưởng trực tiếp trở lại tới khả năng nâng cao tốc độ truyền. Trong phương pháp truyền tải dải cơ sở thì cách duy nhất để nâng cao tốc độ truyền là tăng tần số nhịp của bus, đồng nghĩa với việc gián tiếp tăng tần số tín hiệu.
Tần số tín hiệu cao cũng đòi hỏi các thiệt bị có khả năng làm việc với tần số cao. Đương nhiên, giá thành sản xuất các thiết bị này sẽ là một yếu tố cản trở khả năng ứng dụng.
* Thông tin đồn bộ hóa có trong tín hiệu
Trong trường hợp chế độ truyền dãn đuỷocj chọn là đồng bộ, nếu một phuỳong pháp mã hóa bit tạo ra tín hiệu có mang kèm thoe thông tin đồng bộ hóa nhịp sẽ tiết kiệm dây dẫn tín hiệu nhịp. Ví dụ, nếu tín hiệu mang thông tin là mọt dao động điều hòa có tần số trùng với tần số nhịp của bus hoặc là một bội số của tần số nhịp, tức là ở mỗi nhịp bus đều có ít nhất một xung tín hiệu thì việc đồng bộ hóa giữa bên gửi và bên nhận thông tin sẽ được dễ dàng hơn. Tuy nhiên, các hệ thống thường không yêu cầu tín hiệu đồng bộ có ở mỗi nhịp, mà có thể ở cách quãng đều đặn vài nhịp.
* Triệt tiêu dòng một chiều
Hiện tượng dòng một chiều sinh ra do một loạt các bit giống nhau (0 hoặc 1) ứng với một mức tín hiệu cao được phát liên tục. Điều này không những gây khó khăn cho việc đồng bộ hóa giữa các đối tác truyền thông, mà còn ảnh hưởng tới nhiều yếu tố kỹ thuật khác.
Cũng để tiết kiệm dây dẫn và đơn giản hóa công việc lắp đặt, đặc biết trong môi trường đễ cháy nổ, khả năng đồng tải nguồn nuôi cho các thiết bị tham gia mạng với cùng một dây dẫn là rất thiết thực. Dòng nuôi có thể xếp chồng lên tín hiệu mang thông tin, nếu như tín hiệu này không mang sẵn dòng một chiều. Muốn vậy, phương pháp mã hóa bit cần tạo ra sự trung hòa mức tín hiệu ứng với các bit 0 và 1 để triệt tiêu dòng một chiều.
Sự tồn tại dòng một chiều còn gây rất nhiều khó khăn trong kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu. Cụ thể, mức độ trôi tín hiệu rất khó xác định một cách đúng mức, dẫn đến việc nhận biết tham số thông tin ví dụ qua giá trị biên độ gặp trở ngại. Chế độ làm việc của các thiết bị thu phát cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi sự tồn tại của dòng một chiều. Nếu vượt quá một giới hạn nhất định, dòng một chiều dễ gây phát xung nguy hiểm trong các môi trường dễ cháy nổ.
* Tính bền vững với nhiễu và khả năng phối hợp nhận biết lỗi
Khả năng kháng nhiễu của một tín hiệu số cũng phụ thuộc nhiều vào phương pháp mã hóa bit. Ví dụ, dải tầng càng hệp thì tín hiệu càng bền vững hơn đối với nhiễu. Hoặc, các phương pháp mã hóa chênh lệch bền vững với nhiễu hơn các phương pháp mã hóa giá trị tuyệt đối, các phương pháp mã hóa điều tần bền vững hơn mã hóa điều biên,...
Nếu một phương pháp mã hóa bit tạo ra một tín hiệu có những đặc thù riêng, theo một mẫu biệt lập thì bên nhận có thêm một khả năng để nhận biết lỗi nếu tín hiệu bị sai lệch mà không cần bổ sung thông tin kiểm lỗi.
Mình sẽ viết các phương pháp mã hóa ở bài tiếp theo.
Trả Lời Với Trích Dẫn
Đang làm một ứng dụng nhỏ có liên quan đến mã hóa bit, thiết nghĩ nó cũng khá quan trọng trong truyền thông nên mình mạo mụi viết bài này gửi lên diễn đàn cho mọi người tham khảo và cho ý kiến. (Bài viết của mình có tham khảo từ sách "Mạng truyền thông công nghiệp" của tác giả Hoàng Minh Sơn.)
MÃ HÓA BIT
Mã hóa bit là quá trình chuyển đổi dãy bit (1,0) sang một tín hiệu thích hợp để có thể truyền dẫn trong môi trường vật lý. Việc chuyển đổi này chính là sử dụng một tham số thông tin thích hợp để mã hóa dãy bit cần truyền tải. Các tham số thông tin có thể được chứa đựng trong biên độ, tần số, pha hoặc sường xung, v.v... Sự thích hợp ở đây phải được đánh giá dựa theo các yêu cầu kỹ thuật như khả năng chống nhiễu cũng như gây nhiễu, khả năng đồng bộ hóa và triệt tiêu dòng một chiều.
1. Các tiêu chuẩn trong mã hóa bit
* Tần số của tín hiệu
Các tín hiệu được sử dụng trong truyền dữ liệu thường khong phải là các dao động điều hòa, tần số của chúng biến thiên theo thời gian, phụ thuộc vào dãy bit cần mã hóa và phụ thuộc vào phương pháp mã hóa bit. Cần phân biệt giữa tần số tín hiệu và tần số nhịp của bus. Đối với một tốc độ truyền cố định thì tần số nhịp là một hằng số, còn tần số tín hiệu có thể thay đổi. Tuy nhiên tần số tín hiệu cũng tỉ lệ một cách tương đối với tần số nhịp, nó có thể lớn hoặc nhỏ hơn tàn số nhịp, tùy theo cách mã hóa bit.
Tần số của tín hiệu ảnh hưởng tới nhiều tính năng của hệ thống. Tín hiệu có tần số càng cao hoặc dải tần rộng một mặt sẽ gây ra suy giảm tín hiệu càng lớn, mặt khác sẽ gây nhiễu điện từ lớn hơn ra môi trường xung quanh. Nhược điểm thứ nhất dẫn đến phải hạn chế chiều dài dây dẫn hoặc phải sử dụng các bộ lặp, trong khi nhược điểm thứ hai ảnh hưởng tới hạn chế phạm vi sử dụng. Điều này cũng ảnh hưởng trực tiếp trở lại tới khả năng nâng cao tốc độ truyền. Trong phương pháp truyền tải dải cơ sở thì cách duy nhất để nâng cao tốc độ truyền là tăng tần số nhịp của bus, đồng nghĩa với việc gián tiếp tăng tần số tín hiệu.
Tần số tín hiệu cao cũng đòi hỏi các thiệt bị có khả năng làm việc với tần số cao. Đương nhiên, giá thành sản xuất các thiết bị này sẽ là một yếu tố cản trở khả năng ứng dụng.
* Thông tin đồn bộ hóa có trong tín hiệu
Trong trường hợp chế độ truyền dãn đuỷocj chọn là đồng bộ, nếu một phuỳong pháp mã hóa bit tạo ra tín hiệu có mang kèm thoe thông tin đồng bộ hóa nhịp sẽ tiết kiệm dây dẫn tín hiệu nhịp. Ví dụ, nếu tín hiệu mang thông tin là mọt dao động điều hòa có tần số trùng với tần số nhịp của bus hoặc là một bội số của tần số nhịp, tức là ở mỗi nhịp bus đều có ít nhất một xung tín hiệu thì việc đồng bộ hóa giữa bên gửi và bên nhận thông tin sẽ được dễ dàng hơn. Tuy nhiên, các hệ thống thường không yêu cầu tín hiệu đồng bộ có ở mỗi nhịp, mà có thể ở cách quãng đều đặn vài nhịp.
* Triệt tiêu dòng một chiều
Hiện tượng dòng một chiều sinh ra do một loạt các bit giống nhau (0 hoặc 1) ứng với một mức tín hiệu cao được phát liên tục. Điều này không những gây khó khăn cho việc đồng bộ hóa giữa các đối tác truyền thông, mà còn ảnh hưởng tới nhiều yếu tố kỹ thuật khác.
Cũng để tiết kiệm dây dẫn và đơn giản hóa công việc lắp đặt, đặc biết trong môi trường đễ cháy nổ, khả năng đồng tải nguồn nuôi cho các thiết bị tham gia mạng với cùng một dây dẫn là rất thiết thực. Dòng nuôi có thể xếp chồng lên tín hiệu mang thông tin, nếu như tín hiệu này không mang sẵn dòng một chiều. Muốn vậy, phương pháp mã hóa bit cần tạo ra sự trung hòa mức tín hiệu ứng với các bit 0 và 1 để triệt tiêu dòng một chiều.
Sự tồn tại dòng một chiều còn gây rất nhiều khó khăn trong kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu. Cụ thể, mức độ trôi tín hiệu rất khó xác định một cách đúng mức, dẫn đến việc nhận biết tham số thông tin ví dụ qua giá trị biên độ gặp trở ngại. Chế độ làm việc của các thiết bị thu phát cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi sự tồn tại của dòng một chiều. Nếu vượt quá một giới hạn nhất định, dòng một chiều dễ gây phát xung nguy hiểm trong các môi trường dễ cháy nổ.
* Tính bền vững với nhiễu và khả năng phối hợp nhận biết lỗi
Khả năng kháng nhiễu của một tín hiệu số cũng phụ thuộc nhiều vào phương pháp mã hóa bit. Ví dụ, dải tầng càng hệp thì tín hiệu càng bền vững hơn đối với nhiễu. Hoặc, các phương pháp mã hóa chênh lệch bền vững với nhiễu hơn các phương pháp mã hóa giá trị tuyệt đối, các phương pháp mã hóa điều tần bền vững hơn mã hóa điều biên,...
Nếu một phương pháp mã hóa bit tạo ra một tín hiệu có những đặc thù riêng, theo một mẫu biệt lập thì bên nhận có thêm một khả năng để nhận biết lỗi nếu tín hiệu bị sai lệch mà không cần bổ sung thông tin kiểm lỗi.
Mình sẽ viết các phương pháp mã hóa ở bài tiếp theo.
Trả Lời Với Trích Dẫn
