Tài liệu C4 5 bit encoding

© 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 1 Hệ thống thông tin công nghiệp 4.5 Mã hóa bit 2/11/2006 4.5 Mã hóa bit © 2004, HOÀNG MINH SƠN 1. 2. 3. 4. 5. Đặt vấn ₫ề Mã NRZ, RZ Mã Manchester Mã AFP Mã FSK 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 2 1. Đặt vấn ₫ề ƒ Mã hóa ₫ường truyền (Line encoding, signal encoding): Biểu diễn nguồn thông tin cần truyền bằng một tín hiệu thích hợp cho truyền dẫn, có thể bao gồm — Mã hóa bit (biểu diễn một dãy bit thành một tín hiệu) — Các biện pháp dồn kênh © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ Mã hóa bit (Bit encoding): trường hợp ₫ặc biệt của mã hóa ₫ường truyền (không có dồn kênh, phân kênh) — Trong truyền thông công nghiệp ta chỉ cần ₫ề cập tới mã hóa bit — Mã hóa bit còn ₫ược gọi là ₫iều chế tín hiệu (signal modulation) ƒ Giải mã bit: Khôi phục dãy bit từ một tín hiệu nhận ₫ược 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 3 Các yếu tố kỹ thuật ƒ Tần số, dải tần tín hiệu: — Tần số và dải tần tín hiệu liên quan tới những tính năng nào trong hệ thống? — Tần số cao hay tần số thấp thì tốt? — Dải tần hẹp hay dải tần rộng thì tốt? © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ Tính bền vững với nhiễu, khả năng phát hiện lỗi — Phương pháp mã hóa như thế nào thì bền vững với nhiễu hơn? — Bền vững hơn với nhiễu thì có lợi gì? — Phương pháp mã hóa như thế nào, tín hiệu dạng gì thì có khả năng phối hợp nhận biết lỗi 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 4 Các yếu tố kỹ thuật ƒ Triệt tiêu dòng một chiều/khả năng ₫ồng tải nguồn — Dòng một chiều ảnh hưởng gì tới hệ thống? — Khi nào thì tín hiệu trên ₫ường truyền triệt tiêu dòng một chiều? — Khả năng ₫ồng tải nguồn là gì và mang lại lợi ích gì? Khi nào thực hiện ₫ược? © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ Thông tin ₫ồng bộ nhịp trong tín hiệu: — Phân biệt chế ₫ộ truyền ₫ồng bộ và không ₫ồng bộ (cách thức và ưu nhược ₫iểm) — Làm thế nào ₫ể ₫ồng bộ nhịp giữa bên gửi và bên nhận trong chế ₫ộ truyền ₫ồng bộ? — Một tín hiệu có dạng như thế nào thì mang thông tin ₫ồng bộ nhịp? 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 5 2. Phương pháp NRZ và RZ 0 1 1 0 1 0 0 1 NRZ: 1 øng víi møc tÝn hiÖu cao, 0 víi møc thÊp trong suèt chu kú bit 0 1 1 0 1 0 0 1 RZ: 1 øng víi møc tÝn hiÖu cao trong nöa chu kú bit T, 0 víi møc thÊp trong suèt chu kú bit © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ NRZ (Non-return to Zero), RZ (Return to Zero) ƒ Các tính chất: — — — — Tần số thấp, dải tần không hẹp Kém bền vững với nhiễu Tồn tại dòng một chiều Không mang thông tin ₫ồng bộ nhịp ƒ Ứng dụng: Phổ biến nhất, vd Profibus-DP, Interbus 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 6 3. Mã Manchester 0 1 1 0 1 0 0 1 Manchester-II: 1 øng víi s−ên xuèng, 0 øng víi íi s−ên lªn cña xung ë gi÷a chu kú bit © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ Các tính chất: — Tần số cao hơn NRZ, dải tần không hẹp — Khá bền vững với nhiễu, không có khả năng phối hợp nhận biết lỗi — Triệt tiêu dòng một chiều, khả năng ₫ồng tải nguồn — Mang thông tin ₫ồng bộ nhịp ƒ Ứng dụng: Khá phổ biến, vd Ethernet, Profibus-PA, Foundation Fieldbus 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 7 4. Mã AFP (Alternate Flanked Pulse) 0 1 1 0 1 0 0 1 AFP: Thay ®æi gi÷a 0 vμ 1 ®−îc ®¸nh dÊu b»ng mét xung xoay chiÒu © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ Các tính chất: — Tần số thấp nhất, dải tần hẹp nhất — Khá bền vững với nhiễu, có khả năng phối hợp nhận biết lỗi — Tồn tại dòng một chiều — Không mang thông tin ₫ồng bộ nhịp ƒ Ứng dụng: AS-Interface 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 8 5. Mã FSK (frequency shift keying) 0 1 1 0 1 0 0 1 FSK: 0 vμ 1 øng víi c¸c tÇn sè kh¸c nhau © 2004, HOÀNG MINH SƠN ƒ Các tính chất: — Tần số cao (truyền tải dải mang), dải tần hẹp — Đặc biệt bền vững với nhiễu, có khả năng phối hợp nhận biết lỗi — Triệt tiêu dòng một chiều, có khả năng ₫ồng tải nguồn — Mang thông tin ₫ồng bộ nhịp ƒ Ứng dụng: HART, Powerline Communication 4.5 Mã hóa bit © 2005 - HMS 9