Giáo trình Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 1: Thông tin số liệu

Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
Chương 1: THÔNG TIN SỐ LIỆU 
1.1 Tổng quan: 
- Thông tin (information -> còn được gọi là tin tức): hiện nay chưa có một định nghĩa 
nào đày đủ cho khái niệm thông tin. Tuy nhiên, chúng ta tạm sử dụng khái niệm 
sau để định nghĩa về thông tin: 
o Thông tin là sự hiểu biết của con người về thế giới xung quanh (thông qua 
tiếp xúc với nó) và càng tiếp xúc với môi trường xung quanh con người càng 
hiểu biết và càng làm tăng lượng thông tin thu nhận được. 
o Thông tin truyền và xử lý trong các hệ thống truyền tin được biểu thị dưới 
dạng các tín hiệu. 
- Tín hiệu: là đại lượng vật lý mang thông tin và thường được biểu thị dưới 2 dạng: 
tín hiệu tương tự và tín hiệu số. 
o Tín hiệu tương tự: là tín hiệu mà khi biểu diễn tóan học là một hàm liên tục 
theo thời gian 
o Tín hiệu số: là tín hiệu mà khi biểu diễn tóan học là một hàm gián đọan 
theo thời gian và tập hợp các giá trị là hữu hạn. 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ 
Hình 1.1: Mô tả dạng tín hiệu tương tự và số 
- Một hệ thống thông tin được dùng để truyền và nhận thông tin từ nơi này sang nơi 
khác. Tuỳ theo dạng thông tin cần truyền, cách xử lý thông tin trong quá trình 
truyền nhận và cự ly truyền có thể phân thành nhiều loại hệ thống khác nhau. Nếu 
căn cứ vào dạng tín hiệu truyền có thể tạm phân làm 3 loại thông tin chủ yếu là: 
thông tin tương tự (analog communication), thông tin số (digital communication) 
thông tin số liệu (data communication). 
- Thông tin truyền và xử lý trong các hệ thống truyền tin được biểu thị dưới dạng 
các tín hiệu. 
- Hệ thống truyền tin truyền các tín hiệu tương tự được gọi là hệ thống truyền tin 
tương tự. Hệ thống truyền tin truyền các tín hiệu số được gọi là hệ thống truyền tin 
số. 
u(t) 
t
c./ Tín hiệu số nhị phân được biểu thị dưới dạng tín hiệu tương tự
u(t)u(t) 
t t
0 0
a./ Tín hiệu tương tự b./ Tín hiệu rời rạc (số)
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
- Trong các hệ thống truyền tin có sự tham gia của các máy tính, tin tức hoặc thông 
tin được biểu thị dưới dạng dữ liệu, hệ thống hoặc mạng truyền tin đó được gọi là 
hệ thống hoặc mạng truyền dữ liệu. 
- Dữ liệu là một khái niệm rất rộng, ở đây thuật ngữ dữ liệu (data) được hiểu là các 
thông tin được biểu thị, lưu trữ dưới dạng số nhị phân và việc truyền được thực 
hiện thông qua việc xử lý của các máy tính số. 
- Dữ liệu ở cả hai phiùa truyền tin và nhận tin là dữ liệu số nhưng trong quá trình 
truyền dẫn dữ liệu thì các dữ liệu đó có thể hoặc là dạng số hoặc là dạng tương tự. 
1.2 Mô hình của một hệ thống truyền dữ liệu: gồm 5 thành phần 
Hình 1.2: Mô hình tổng quát của một hệ thống truyền dữ liệu 
- Thông điệp: là tin hay dữ liệu được thông tin. Nó có thể là văn bản, hình ảnh, âm 
thanh hoặc bất kỳ sự kết hợp nào của chúng. 
- Bộ gởi: là thiết bị gởi thông điệp dữ liệu. Nó có thể là máy tính, trạm làm việc, 
máy điện thoại, camera 
- Bộ nhận: là thiết bị nhận thông điệp dữ liệu. Nó có thể là máy tính, trạm làm việc, 
máy điện thoại, máy thu hình 
- Môi trường truyền dẫn (hoặc kênh truyền dẫn): là phương tiện để mang thông điệp 
từ máy phát đến máy thu. Có rất nhiều môi trường truyền dẫn khác nhau như: các 
đường dây điện thoại xoắn đôi, cáp song hành, cáp đồng trục, cáp quang, môi 
trường vô tuyến như viba, radio, vệ tinh 
- Nghi thức: một nghi thức là tập hợp quy luật dùng điều hành thông tin dữ liệu. Nó 
tiêu biểu cho một thỏa ước giữa các thiết bị truyền thông. Không có nghi thức, hai 
thiết bị có thể kết nối nhưng không thể thông tin. 
1.3 Môi trường truyền dẫn 
1.3.1 Môi trường hữu tuyến: 
a. Dây song hành: 
Hình 1.3: Dây song hành 
- Là phương tiện truyền dẫn đơn giản nhất, 2 dây dẫn cách ly nhau và cả 2 xuyên tự 
do trong môi trường không khí. 
- Loại đường truyền này thích hợp cho kết nối 2 thiết bị cách xa nhau tối đa là 50m, 
tốc độ bit khoảng 19kbps. 
- Hạn chế: 
+ Do tụ ghép ký sinh giữa 2 đường dây Ỉ gây nhiễu xuyên kênh. 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 2 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
+ Chống nhiễu kém do không có lớp cách ly về điện đối với môi trường bên ngoài Ỉ 
xác suất lỗi cao. 
+ Băng thông hẹp Ỉ tốc độ thấp 
+ Không truyền đi xa được 
- Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền. 
b. Cáp xoắn: 
Bước xoắn
Hình 1.4: Cáp xoắn 
- Gồm 2 sợi dây đồng cách điện và xoắn lại với nhau. Khoảng cách giữa 2 nút liên 
tiếp nhau được gọi là bước xoắn, bước xoắn càng ngắn thì càng làm giảm ảnh 
hưởng của tụ ký sinh giữa 2 đường dây. 
- Khoảng cách kết nối giữa 2 thiết bị có thể lên tới 100m, tốc độ khoảng 100Mbps 
- Có 2 loại cáp xoắn: 
+ Cáp xoắn không có lớp bảo vệ (UTP - Unshield Twisted Pair): không có bọc giáp 
bên ngoài Ỉ dùng trong mạng LAN và mạng điện thoại. 
+ Cáp xoắn có lớp bảo vệ (STP - Shield Twisted Pair): có bọc 1 lớp giáp cách ly bên 
ngoài để hạn chế ảnh hưởng của nhiễu. 
c. Cáp đồng trục: 
Hình 1.5: Cáp đồng trục 
- Cáp đồng trục cải tiến được 2 hạn chế lớn của cáp song hành và cáp xoắn: hiệu 
ứng da và sự tiêu hao năng lượng của tín hiệu do sự bức xạ ở tần số cao. 
• Hiệu ứng da: khi tốc độ bit càng tăng Ỉ tần số tín hiệu càng tăng Ỉ 
dòng điện chỉ tập trung chảy ở bề mặt ngoài của dây dẫn Ỉ điện trở 
của dây dẫn tăng. Do đó, khi tần số của tín hiệu tăng thì sự suy hao 
của tín hiệu càng nhiều. 
Nhờ có lớp bọc giáp cách điện bằng kim loại mà khi tín hiệu bị bức xạ 
Ỉ đưa xuống mass Ỉ giảm bớt suy hao. 
- Nhờ những ưu điểm trên mà khoảng cách kết nối 2 thiết bị tăng lên được khoảng 
vài trăm mét, tốc độ khoảng 10Mbps 
d. Cáp quang: 
- Cấu tạo: gồm lõi cáp để truyền tín hiệu và vỏ cáp. Trong đó chiết suất vỏ nhỏ hơn 
chiết suất lõi. 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 3 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
Hình 1.6: Cáp quang 
- Về bản chất, cáp quang truyền tải thông tin đi dưới dạng các tia sáng bên trong sợi 
thủy tinh. 
- Sóng ánh sáng có băng thông rộng hơn sóng điện từ Ỉ điều này cho phép cáp 
quang đạt được tốc độ truyền khá cao, lên đến hàng trăm Mbps. 
- Sóng ánh sáng cũng kháng được nhiễu điện từ và nhiễu xuyên âm. 
- Cáp quang cũng rất hữu dụng trong việc truyền các tín hiệu tốc độ thấp trong môi 
trường xuyên nhiễu nặng ví dụ như điện cao thế, chuyển mạch. 
- Ngoài ra, cáp quang còn dùng trong các nơi có nhu cầu bảo mật cao vì rất khó mắc 
xen rẽ (câu trộm) về mặt vật lý. 
- Quá trình truyền nhận tín hiệu được thực hiện như sau: 
+ Tại nơi phát: sử dụng thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ điện sang quang sử dụng 
LED, tín hiệu quang được truyền đi trên cáp quang. 
+ Tại nơi thu: tín hiệu thu được sẽ được chuyển đổi ngược lại từ quang sang điện 
bằng cách sử dụng photo-diode hay photo-transistor. 
1.3.2 Môi trường vô tuyến 
- Sử dụng phương thức lan truyền của sóng điện từ trong không gian Ỉ sử dụng 
anten. 
- Để có thể bức xạ tín hiệu vào không gian dưới dạng sóng điện từ thì ở đầu ra của 
máy phát phải có anten phát. Theo lý thuyết trường điện từ, kích thước của anten 
phát không nhỏ hơn 1/10 độ dài của bước sóng phát xạ. Ví dụ: muốn truyền tín 
hiệu âm thanh trên khoảng cách lớn bằng sóng điện từ. Phổ của tín hiệu tiếng nói 
thường vào khoảng 200Hz – 20kHz. Như vậy, kích thước của anten phát phải lớn 
cỡ vài chục km, đó là điều không thể thực hiện được trong thực tế. Do vậy, phải 
thực hiện điều chế tín hiệu để chuyển phổ của tín hiệu lên phạm vi tần số lớn, ở 
đó, ta có thể có kích thước hợp lý của anten. 
- Một số loại điều chế cơ bản: 
o Điều chế tương tự: AM, PM, FM 
o Điều chế số: ASK, PSK, FSK, QAM 
a. Đường truyền viba: 
Hình 1.7: Mô hình đường truyền viba 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 4 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 5 
- Tuyến liên lạc viba có đặc điểm là anten phát và anten thu phải trong tầm nhìn 
thẳng, phải có tính định hướng cao. 
- Sóng viba được sử dụng trong trường hợp cung cấp các tuyến thông tin khi có sự 
hạn chế về địa hình, không cho phép xây dựng các đường cáp nối. 
Ví dụ: vượt sông, sa mạc, đồi núi hiểm trở. 
- Ưu điểm: tần số cao, băng thông rộng Ỉ biên độ truyền rất cao, khoảng cách có 
thể lên tới 50km. 
- Nhược điểm: rất nhạy với thời tiết 
b. Radio: 
- Sử dụng trong trường hợp các trạm thông tin phân bố thưa và rộng Ỉ việc kết nối 
các đường truyền vật lý (cáp) là không hiệu quả (về kinh tế). 
- Dãy tần số của radio có thể từ 30MHz – 1GHz, tốc độ bit tối đa là vài chục đến 
vài trăm kbps. 
- Ưu điểm: cự ly thông tin xa và ít nhạy với thời tiết hơn so với viba. 
c. Vệ tinh 
- Là một thiết bị thu phát được phóng lên từ mặt đất sao cho sự chuyển động của nó 
so với mặt đất là đứng yên (tức là vệ tinh quay với chu kỳ 24giờ đồng bộ với 
hướng quay của trái đất). Vì thế, vệ tinh này còn có tên gọi là vệ tinh địa tĩnh. 
- Vị trí đặt vệ tinh và các trạm mặt đất được chọn sao cho vệ tinh có thể liên lạc trực 
tiếp với các trạm thu và phát. Tần số dùng cho vệ tinh ở dải GHz, mỗi vệ tinh 
truyền và nhận trên 2 tần số khác nhau. 
Hình 1.8õ: Mô hình truyền dẫn vệ tinh 
- Vệ tinh đóng vai trò là bộ chuyển đổi trung gian giữa bộ phát và bộ thu. Tại trạm 
phát, dữ liệu được điều chế và truyền lên vệ tinh với tần số fuplink. Vệ tinh thu sóng 
và sẽ truyền lại tới các trạm thu mặt đất xác định trước nhờ dùng anten hướng tính 
và bộ chuyển đổi với tần số fdownlink. Băng tần số của vệ tinh như sau: 
Bank Downlink (GHz) Uplink (GHz) 
C 3.7 – 4.2 5.925 – 6.425 
Ku 11.7 – 12.2 14 – 14.5 
Ka 17.7 – 21 27.5 - 31 
- Ứùng dụng: dùng để truyền dữ liệu trong các mạng xuyên quốc gia hay trong các 
tuyến thông tin tốc độ cao trong cùng một quốc gia. 
1.4 Suy hao và méo dạng: 
Bất kỳ tín hiệu nào khi truyền trên đường truyền cũng sẽ bị ảnh hưởng do: 
- Suy hao 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
- Sự giới hạn của băng thông 
- Méo do trễ 
- Nhiễu 
1.4.1 Suy hao 
- Giả sử cần truyền tín hiệu sóng vuông có biên độ là V trên đường truyền hữu 
tuyến. Tại nơi thu, ta nhận được tín hiệu có biên độ là V’ (nhỏ hơn V). Như vậy, 
tín hiệu đã bị suy hao do: 
o Điện trở của vật dẫn tăng (hiệu ứng da) do toả nhiệt trên đường dây. 
o Sự suy hao do bức xạ. 
Nếu đường truyền vượt quá khoảng cách cho phép thì tín hiệu bị mất hết. 
Môi trường truyền là cáp
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 6 
Hình 1.9 
- Trường hợp môi trường truyền là sóng vô tuyến thì sự suy hao là do các yếu tố của 
môi trường tác động vào. Ví dụ, độ ẩm tăng do trời mưa, tùy vào từng tần số mà 
mức độ suy hao sẽ khác nhau. 
Theo thống kê: ở tần số 6GHz thì mức độ suy hao là 0,1dB/km. Ơû tần số 12GHz thì 
mức độ suy hao là 1dB/km. 
Ta có công thức tính độ suy hao như sau: 
L(dB) = 20lg4πd/λ = 92,4 + 20lgf + 20lgd 
Trong đó: λ là bước sóng 
d(km) là khoảng cách giữa 2 trạm phát và thu 
f(GHz) là tần số 
Ví dụ: xét trong trường hợp môi trường là chân không, tức là không có sự tác động của 
nhiễu. 
Hình 1.10 
Muốn thu được toàn bộ năng lượng tín hiệu từ trạm phát thì phải cần một anten có 
đường kính khoảng vài trăm mét Ỉ điều này phi thực tế. Thực tế, ta chỉ dựng lên được 
anten có đường kính khoảng từ 3 - 6 mét. Do vậy, chỉ thu được một phần năng lượng 
tín hiệu phát, phần còn lại bị suy hao. 
- Khắc phục sự suy hao bằng cách: 
o Sử dụng bộ khuếch đại có độ khuếch đại khác nhau ứng với các tần số khác 
nhau (vì mức độ suy hao của tín hiệu là một hàm của tần số). 
90% năng lượng 
tập trung ở đây 
Trạm phát
Trạm thu 
V V’ 
L = 1km
Trạm phát Trạm thu 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
o Sử dụng các bộ cân bằng (equalizer) để làm cân bằng sự suy hao của tín 
hiệu trên đường truyền. 
1.4.2 Sự giới hạn của băng thông 
- Băng thông là gì? Băng thông của kênh truyền dẫn là khoảng tần số mà trong đó 
tín hiệu truyền qua ít bị suy hao nhất. Hay nói cách khác, băng thông của kênh 
truyền dẫn chỉ ra được các thành phần tần số nào của tín hiệu được truyền qua 
kênh mà không bị suy giảm. 
- Băng thông của kênh truyền dẫn có dạng như sau: 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 7 
Hình 1.11: Băng thông của kênh truyền dẫn 
- Nếu băng thông (BW) của kênh truyền dẫn nhỏ hơn băng thông của tín hiệu Ỉ tín 
hiệu thu được sẽ bị méo dạng. 
- Băng thông của kênh truyền dẫn lớn hơn hoặc bằng BWnull to null là thu được tín 
hiệu tốt nhất. BWnull to null được xem là lớn nhất. 
- Nếu tín hiệu thu được có BW nhỏ hơn BW3dB thì không thể khôi phục lại được. 
* Công thức Nyquist: tốc độ truyền dữ liệu tối đa trên một môi trường truyền dẫn là một 
hàm của băng thông của môi trường truyền dẫn đó. 
Cụ thể, nếu tín hiệu truyền trong môi trường truyền có băng thông là B (Hz), tín hiệu 
được mã hoá M mức, thì tốc độ truyền tin cực đại trên môi trường truyền đó là: 
 C = 2Blog2M (bps) 
Trong trường hợp tín hiệu truyền qua môi trường truyền có băng thông là B, tín hiệu được 
mã hoá 2 mức thì tốc độ truyền tin cực đại là: 
 C = 2B (bps) 
1.4.3 Méo do trễ 
3dB
P 
f 
BW3dB
BWnull to null
BWA(absolute)
Giả sử tín hiệu đến 
đây là cuối cùn
3dB
P 
f fL fH
BW3dB
g 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
- Thời gian lan truyền của một sóng sin trên đường truyền phụ thuộc vào tần số của 
tín hiệu đó. 
- Tín hiệu số bao gồm tổng các thành phần tín hiệu s ... âng gian trạng thái 16-PSK 
d. Điều chế nhiều mức QAM 
Quadrature Amplitude Modulation (QAM) – là phương thức điều chế kết hợp giữa 
ASK và PSK. 
o 8-QAM 
 8-QAM – một kỹ thuật mã hóa M=8, nhưng khác với 8-PSK. Ở đây tín hiệu ngõ ra 
của bộ điều chế 8-QAM có biên độ không phải là hằng số, có 4 mức pha và 2 mức 
biên độ ngõ ra. 
Sơ đồ khối bộ điều chế 8-QAM 
Hình 1.38: Sơ đồ khối bộ điều chế 8-QAM 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
C Sự khác biệt 8-QAM so với 8-PSK ở chỗ kênh C không có bộ đảo . 
Ơû điều chế 8-PSK, dữ liệu vào tốc độ fb được tách làm 3 kênh Q, I, C từ mỗi nhóm 
3 bits. Tốc độ mỗi kênh Rb/3. Các bit kênh I, Q xác định cực của tín hiệu PAM ở 
ngõ ra của bộ chuyển đổi 2 thành 4 mức, còn kênh C xác định biên độ. 
Ơû điều chế 8-QAM, do bit C được cung cấp đồng thời không đảo cho cả 2 bộ 
chuyển đổi 2 thành 4 mức của kênh I và kênh Q, nên biên độ các tín hiệu PAM 
bằng nhau, cực tính của chúng phụ thuộc mức logic kênh I và Q. 
 Bảng sự thật: 
I/Q C Output 
0 0 - 0,541 V 
0 1 - 1,307 V 
1 0 + 0,541 V 
1 1 +1,307 V 
Ví dụ: 
 Cho nhóm 3 bit Q=0; I=0; C=0 (000). Xác định biên độ và pha bộ 8-QAM. 
 Khi I=0; C=0, ngõ ra bộ DAC có biên độ –0,541 V. Tương tự ở kênh Q=0, C=0 
có điện áp ngõ ra bộ DAC là –0,541 V. Ngõ ra bộ điều chế kênh I = -0,541.sinw t. c
 Ngõ ra bộ điều chế kênh Q = -0,541.cosw t. c
 Ngõ ra bộ cộng tuyến tính: 
t-0,541cosw t = -0,541.sinwc c
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 25 
=0,765sin(wct-1350). 
 Tương tự có bảng sự thật 8-QAM và đồ thị pha: 
Binary input 8-QAM 
Q I C Biên độ Pha 
0 0 0 0,765 V - 1350
0 0 1 1,848 V - 1350
0 1 0 0,765 V - 450
0 1 1 1,848 V - 450
1 0 0 0,765 V + 1350
1 0 1 1,848 V + 1350
1 1 0 0,765 V + 450
1 1 1 1,848 V + 450
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
Hình 1.39: giản đồ pha tín hiệu 8-QAM 
Băng thông 8-QAM: 
 Ở 8-QAM, tốc độ bit kênh I và Q bằng Rb/3 tương tự 8-PSK, do đó băng thông 
tối thiểu 8-QAM bằng băng thông 8-PSK. 
o 16-QAM 
 Tương tự 16-PSK, 16-QAM có 24=16. Bốn bit vào tạo thành nhóm 4 làm thay 
đổi biên độ và pha của tín hiệu 16-QAM. 
Hình 1.40: Sơ đồ khối bộ điều chế 16-QAM 
 Các bit kênh I, Q xác định cực tính ngõ ra DAC (logic 1 – cực tính dương, logic 
0 – cực tính âm). Kênh I’, Q’ xác định biên độ ngõ ra DAC (logic 1 = 0,821V, logic 0 
= 0,22V). Hai cực tính, hai biên độ tạo nên 4 trạng thái ngõ ra DAC là ± 0,22V và 
0,821V. Tín hiệu PAM điều chế cùng pha hoặc dịch 900 pha sóng mang. ±
 Ngõ ra bộ điều chế cân bằng nhánh I có 4 trạng thái 0,84.sinw± ct và 
0,22.sinw t.tương tự ngõ ra bộ điều chế nhánh Q có 4 trạng thái 0,821.cosw
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 26 
± ±c ct và 
0,22.cosw± ct. Ngõ ra bộ cộng tuyến tính là tín hiệu 16-QAM với bảng chân lý vào 
giản đồ pha như sau: 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
Q Q’ Output 
0 0 - 0,22V 
0 1 -0,821V 
1 0 + 0,22V 
1 1 + 0,821V 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 27 
I I’ Output 
0 0 - 0,22V 
0 1 -0,821V 
1 0 + 0,22V 
1 1 + 0,821V
Binary input 16-QAM output 
Q Q’ I I’ 
0 0 0 0 0,311 V -1350
0 0 0 1 0,850 V -1650
0 0 1 0 0,311 V -450
0 0 1 1 0,850 V -150
0 1 0 0 0,850 V -1050
0 1 0 1 1,161 V -1350
0 1 1 0 0,850 V -750
0 1 1 1 1,161 V -450
1 0 0 0 0,311 V 1350
1 0 0 1 0,850 V 1750
1 0 1 0 0,850 V 450
1 0 1 1 0,850 V 150
1 1 0 0 0,850 V 1050
1 1 0 1 1,161 V 1350
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 28 
1 1 1 0 0,850 V 750
1 1 1 1 1,161 V 450
Hình 1.41: giản đồ pha tín hiệu 16-QAM 
44444
'' bbQbQbIbI RRRRR =====Băng thông 16-QAM 
 Hiệu quả băng thông (hay còn gọi là mật độ dữ liệu) dùng để so sánh chỉ tiêu 
của kiểu điều chế số này so với kiểu điều chế số khác. Đó là tỷ số giữa tốc độ bit 
truyền trên băng thông điều chế tối thiểu. 
Cycle
bits
(Hz) thiểu tối thông Băng
(bps) truyền độ Tốc
Befficiency == 
1.8 Modem 
1.8.1 Sơ đồ khối 
Mạng 
PSTN 
Giải điều 
chế 
Bộ lọc 
thu 
Phân 
nhánh 
Giao tiếp 
đường dây 
Hình 1.42: Sơ đồ khối của modem 
a. Khối giao tiếp đường dây: dùng để phối hợp với trở kháng đường dây và chuyển 
đổi tín hiệu giữa mạch đường dây cân bằng và không cân bằng của modem. 
Giao 
tiếp 
EIA 
Điều khiển 
bắt tay 
Tách 
ngưỡng 
Điều chế Bộ lọc phát 
TxD 
RxD 
RS-232C 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 29 
b. Bộ phân nhánh: dùng để phân nhánh giữa tín hiệu thu và phát. Trừơng hợp phát đi 
qua bộ lọc phát sẽ được ghép qua đường dây mà ko quay về mạch thu. Trường hợp 
thu thì tín hiệu được đưa vào bộ lọc thu gồm một bộ lọc băng thông phù hợp với 
tần số thu. 
c. Bộ lọc thu: dùng để tăng độ nhạy cho modem qua mạch khuếch đại và độ chọn lọc 
tín hiệu thông qua mạch lọc thông dải, đồng thời loại bỏ các tín hiệu ở ngoài băng 
tần không cần thiết, loại bỏ tín hiệu nhiễu. 
d. Bộ lọc phát: giới hạn băng thông của tín hiệu phát, đồng thời loại bỏ các tín hiệu 
sai tạp và hài được tạo ra bởi mạch điều chế Ỉ tiết kiệm công suất truyền. 
e. Mạch tách ngưỡng: 
- Dùng để ngăn chặn tình trạng tiếp nhận tín hiệu liên tục ngay cả tín hiệu nhiễu, 
khi tín hiệu dữ liệu quá yếu bộ giải điều chế không thể dùng được 
- Sử dụng một bộ so sách có ngõ ra ở 2 mức điện áp hoặc high hoặc low tuỳ thuộc 
vào mức tín hiệu thu được. Khi mức tín hiệu thu vào quá yếu, đường RxD được 
ghim ở mức high và đường CD được giữ ở mức false. 
f. Bộ điều chế (FSK modulator): 
- Dùng để điều chế tín hiệu dữ liệu lên sóng mang âm tần phù hợp với băng thông 
đường điện thoại. 
- Bộ điều chế sử dụng bộ dao động được điều khiển bằng điện áp (VCO) với tín 
hiệu TxD là điện áp điều khiển để tạo ra các tần số Mark và Space tương ứng với 
các bit dữ liệu. 
- Mạch điều chế FSK dùng tần số Mark và Space đối với modem khởi gọi là 
1270Hz và 1070Hz, còn đối với modem trả lời là 2225Hz và 2025Hz. 
g. Bộ giải điều chế (FSK demodulator): 
- Là một bộ tách sóng FM đơn giản dùng kiểu tách sóng phân biệt tần số hay mạch 
vòng khoá pha (PLL – Phase Lock Loop) để cung cấp sự dịch mức điện áp ngõ ra 
tương ứng với sự dịch tần số của tín hiệu ngõ vào. Ngõ ra là tín hiệu RxD. 
- Bộ giải điều chế có tần số Mark và Space đối với modem khởi gọi là 2225Hz và 
2025Hz, còn đối với modem trả lời là 1270Hz và 1070Hz 
h. Bộ điều khiển và bắt tay: 
Điều khiển hoạt động của modem và chuyển trạng thái của modem từ hoặc tới 
DTE bằng cách dùng các đường tín hiệu RTS, CTS, DTR, DSR, CD của chuẩn giao 
tiếp EIA-232. 
1.8.2 Các chế độ hoạt động của modem. 
Thông thường modem có 2 chế độ hoạt động cơ bản: 
- Chế độ lệnh (command mode): cho phép người dùng gởi các lệnh từ bàn phím vào 
modem để yêu cầu modem thực hiện một công việc nào đó. Ơû chế độ này, người 
dùng có thể thực hiện cấu hình hoạt động cho modem, thực hiện việc kiểm thử bảo 
trì hệ thống. 
- Chế độ dữ liệu (data mode): cho phép người dùng trao đổi dữ liệu xuyên qua 
đường truyền đến đầu xa. Trong chế độ này, modem có 2 chế độ làm việc là: 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 30 
o Chế độ hội thoại: cho phép 2 thiết bị đầu cuối dữ liệu ở 2 đầu cầu nối có thể 
đàm thoại qua màn hình, đây là chế độ song công hoàn toàn (giống trừơng 
hợp dùng điện thoại nói chuyện với nhau). 
o Chế độ truyền nhận tập tin: cho phép các đầu cuối truyền và nhận tập tin 
với nhau, phải sử dụng các giao thức truyền được sử dụng trong phần mềm 
truyền số liệu được cài đặt tại các thiết bị đầu cuối dữ liệu hay máy tính. 
Chế độ thông tin trong truyền nhận tập tin là song công hay bán song công 
còn tuỳ thuộc vào loại giao thức đang sử dụng 
1.8.3 Các lệnh cơ bản của modem. 
- Mỗi dòng lệnh của modem bắt đầu bằng ký tự AT (rút gọn của Attention), ngoại trừ 
lệnh A/ và +++. 
- Dòng lệnh có thể chứa một hoặc nhiều lệnh với số ký tự cục đại là 40 (kể cả tiếp đầu 
ngữ AT và khoảng trắng). 
o A (Answer command): Lệnh này cho phép kết nối mạng(off-hook) và phát tín 
hiệu sóng mang. Modem sẽ báo tín hiệu CONNECT nếu thu được tín hiêu sóng 
mang từ modem đầu cuối. Nếu không thu được sóng mang, modem sẽ gác máy 
và thông báo NO CARRIER, và quay trở về kiểu lệnh. 
o B : cho phép chọn chuẩn CCITT hay BELL. 
• B0 : yêu cầu modem thực hiện kiểu V.21 hoặc V.22, tuỳ thuộc vào chức 
năng của modem đầu cuối (300bps cho V.21 hoặc 1200bps cho V.22) 
ỈCCITT. 
• B1 : yêu cầu modem lựa chọn kiểu BELL 103 với 300bps hoặc Bell 
212A với 1200bps. 
Giá trị mặc định là B1. 
o C (carrier Control): điều khiển sóng mang 
C0: ngắt sóng mang truyền 
C1: nối sóng mang truyền (default) 
Lệnh C0 điều khiển modem thu nhận khi không cần có sóng mang. Sóng mang 
truyền sẽ không được nối lại cho tới khi có lệnh C1 hoặc reset modem. 
Lệnh C1 điều khiển modem tạo sóng mang sau khi quay số, trả lời hoặc được 
nối với modem đầu cuối. Nêáu khác đi, tín hiệu sẽ bị ngắt. 
o D (Dial): lệnh quay số điện thoại 
o T : Lệnh quay số kiểu Tone(DTMF). 
o P : Lệnh quay số kiểu xung(Pulse). 
ATD XXX 
ATDP XXX 
ATDT XXX 
ATD X, XXX: quay số theo chế độ mặc định, dùng cho điện thoại qua tổng đài 
nội bộ 
Trong đó, XXX là số điện thoại cần quay. 
Ví dụ: ATD 9, XXX (số 9 là số tổng đài nội bộ) 
 ATDP 9 T XXX: điều khiển modem quay số kiểu pulse cho điện thoại 
là số 9, sau đó quay số kiểu tone cho mã số điện thoại XXX. 
Lưu ý: 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 31 
• Lệnh này thích hợp khi modem mắc trong tổng đài nội bộ làm việc kiểu 
pulse và tổng đài ngoài kiểu tone. 
• Nếu quay số mà không chỉ rõ kiểu T hay P, hệ sẽ mặc nhiên nhận giá 
trị trước đó. 
o E (Echo): lệnh bật tắt echo (lệnh dội ký tự), cho phép hay tắt chế độ dội ký tự 
lên màn hình. 
• E0 - Echo off: không cho phép dội ký tự lên màn hình. 
• E1-Echo on: cho phép dội ký tự lên màn hình. 
o H (On/off hook): yêu cầu modem nhấc hay gác máy 
• H0: gác máy (on hook) 
• H1: nhấc máy (off hook) 
Lưu ý: trong lệnh quay số và lệnh trả lời cuộc gọi đã bao hàm lệnh nhấc máy, 
khi lệnh này được thực hiện thì đèn OH trên modem external sẽ sáng hoặc tắt. 
o Ln (với n=0,1,2,3) lệnh điều khiển volume của loa 
• n=0: tắt loa 
• n=1: mức thấp 
• n=2: mức trung bình 
• n=3: mức cao 
o Mn (với n=0,1,2,3): lệnh điều khiển modem đóng/mở loa theo từng quá trình 
• n=0: tắt loa trong tất cả các quá trình 
• n=1: loa mở cho đến khi kết nối thành công 
• n=2: loa mở trong tất cả các quá trình 
• n=3: lao chỉ mở từ lúc kết nối 
o O : Lệnh chuyển từ Offline sang Online. 
o Sr = n : Lệnh đặt giá trị n vào thanh ghi Sr. Trong modem có 13 thanh ghi cơ 
bản. 
o Sr? : Lệnh đọc giá trị trong thanh ghi Sr. 
o V : Lệnh đổi kiểu phản ảnh kết quả. 
• V0 : Phản ảnh kết quả bằng số. 
• V1 : Phản ảnh kết quả bằng chữ (default). 
o Z : Reset modem về các giá trị mặc định. Trong modem sử dụng 2 profile là 
profile 0 và profile 1 để lưu trữ cấu hình của modem. Profile 0 được xem là 
mặc định. 
• Profile 0: S0 = 0; S1 = 0; S6 = 3 
• Profile 0: S1 = 1; S1 = 0; S6 = 4 
o &W: lưu trữ cấu hình hiện hành. 
• W0: Lưu trữ cấu hình hiện hành tại bản ghi số 0 (profile 0) - Default 
• W1: Lưu trữ cấu hình hiện hành tại bản ghi số 1 (profile 1) 
o &F: Khôi phục lại thông số mặc định cho profile. 
• &F0: Khôi phục lại các thông số mặc định cho profile 0. 
• &F1: Khôi phục lại các thông số mặc định cho profile 1. 
o &M: chọn chế độ hoạt động đồng bộ hay bất đồng bộ, các tham số chọn tuỳ 
theo modem. 
- Các thanh ghi của modem: 13 thanh ghi cơ bản 
Bài giảng thơng tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 1. Thông tin số liệu 
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 32 
o Thanh ghi S0: có giá trị từ 0 – 255, giá trị mặc định là 0. Thanh ghi này 
chứa số hồi chuông mà modem phải đợi trước khi tự động trả lời một cuộc 
gọi. 
Ví dụ: ATS0=2 Ỉ modem đợi 2 hồi chuông sẽ tự động trả lời 
Nếu S0=0 thì modem không tự động trả lời 
Nếu S00 thì neon AA trên modem external sáng. 
o Thanh ghi S1: đếm số hồi chuông thu được, có giá trị từ 0 – 255, giá trị mặc 
định là 0 
o Thanh ghi S2: xác định giá trị thập phân của các ký tự mã ASCII được dùng 
làm ký tự thoát, có giá trị từ 0 – 127, giá trị mặc định là 43. 
o Thanh ghi S3: có giá trị từ 0 – 127, giá trị mặc định là 13, chứa ký tự chấp 
nhận lệnh enter. 
o Thanh ghi S4: xác định ký tự xuống dòng sau ký tự kết thúc. 
o Thanh ghi S5: xác định phím xoá lui (BackSpace) giá trị mặc định là 8. 
o Thanh ghi S6: có giá trị từ 0 – 255, giá trị mặc định là 2s, là khoảng thời 
gian mà modem phải đợi kể từ lúc nhấc máy đến khi quay số. 
o Thanh ghi S7: xác định thời gian mà modem đợi tín hiệu sóng mang trước 
khi gác máy, gía trị mặc định là 30s, có thời gian từ 0 - 60s. 
o Thanh ghi S8: có giá trị từ 0 - 255, giá trị mặc định là 2s, là khoảng thời gian 
modem dừng lại khi gặp dấu “,” trong chuỗi lệnh quay số. 
o Thanh ghi S9: đơn vị là ms, giá trị mặc định là 600ms, là thời gian mà tín 
hiệu sóng mang phải hiện diện để modem có thể nhận biết được. 
o Thanh ghi S10: có giá trị trong khoảng 100 – 25500ms, giá trị mặc định là 
700ms, tuỳ vào khả năng chống nhiễu của từng modem, là thời gian cho 
phép tín hiệu sóng mang có thể biến mất trong chốc lát mà không ngắt cuộc 
kết nối. 
o Thanh ghi S11: xác định tốc độ quay số khi sử dụng phương pháp quay số 
tone, giá trị mặc định tùy vào modem, thường vào hkoảng 70ms. 
o Thanh ghi S12: có giá trị từ 0 – 255, đơn vị là ms, giá trị mặc định là 5ms, là 
khoảng thời gian an toàn kể từ lúc ký tự cuối cùng gởi đi cho đến lúc nhập 
vào ký tự thoát (+++) (chuyển về offline).