ĐẠI IIỌC QUỐC GIA ỈIẢ NỘI
TRƯỜNG ĐAI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
Ọ®
"NGHIÊN CỨU NHỮNG
CHỦ ĐỂ LIÊN
QUAN
ĐẾN
TRUYỂN DỬ LIỆU QUA
ỈYĨ0DEIY1 Tốc
DỘ CAO •'
"Studing main topics ofthe da ta transfer, ivhich are
rclatcd ivith the high spccd modcm "
! HỌC Gi»cc íilÃ’
(T Ỉ4Í.VCTựGHoĩlM :
L ^
MÃ SỐ :Q Ĩ 98-07
CHỦ TRÌ ĐỂ T À I: TS. Vương Đạo Vy
HÀ NỘI - 2002
í / BÁO CÁO 'l'ÓM TẮT
•'/ Tên de lài:
"Nghic 1 cứu những chù (lé liên quan (lên Iniycn dữ liệu
qua mocicm tốc độ cao "
"Stncling n a m topics o f the (lala lransfcr, wìùch arc rclơtcd witlì the
'•/(spccd mnảem
Mã so: QT 98-07
b/ Cliù (rì clc tài: PTS Vương Đạo Vy
c/ Cán bộ phối hợp:
Sinh viên Vũ Quốc Chung K40. CNĐT-VT
Sinh viên Nguyễn Việt Anh K40, CNTT
Sinh viên Mai Thị Hiền K40, CNTT
Sinh viên Nguyễn Thị Thu K41, CNĐT-VT

Mocicm, người la còn áp dụng các tiêu chuẩn mã hoá tín hiệu (như v,32 bis,
V.34) và những thủ lục nén tín hiệu tối ưu (như MNP5 két hợp với v.42bis).
4- Cách cài dặt phần cứng và phẩn mềm modem tốc độ cao loại
Rockwcll 336 ACF và những chủ đề cần giải quyết trong cài dạt khi gặp xung
dột vé ngái và xung dột địa chi. Các phép thử modem , thử kếl nối và llùr
(lường kết nối, thừ modem ở xa.
d. Tình hình kinh phí của (lé tài:
+ Đề tài (lược cấp kinh phí là: 8.000.000(1. Việt nam, dã chi:
1
Thuê khoán chuyên môn 1.500.000(1
2 vạt liệu linh kiện
4.500.000(1
3
Hội nghị, xêmina
500.000(1
4
5 -
Dịch tài liệu
500.000(1
Đánh máy, phôtô lài liệu
500.000(1
6
Nghiêm thu, quản lý phí
500.000(1
Tổng cộng
8.000.000(1
NHIỆ
Xác
PGS.ĨS
l o

I. The thcory
f Shoxving availablc limiis of the clata transmission on tlic rcgutar
tclcphonc linc.
+ Comprehcnding llic ability of Ihc maximum speed đala transmission
on Ihc COMM PORT of old PCs
+ Explaining principlcs of the data Uansícr colrol on comm-porls of tlic
ncw l’C
+ ComprchcndÌMg about high speed Communications concerned to thc
cnc-xlc mcthodc and Ilic data comprcssing.
2. Experiment
+ Modcm vvith 33600 bps specd and il's spccirication
+ Hardwarc and softwarc installalion
+ Expericnúng on Ihc data transmission
c. Obtaincd rcsulls:
+ Provcing and concludcing available limiis of tlic data transmission on
llic regular telcphone line is 2400 baud (on Half đuplex mode) and 1200 baud
on Full duplcx mode). Pioveing Ihc ability of Ihe maximum specd data
transmission on the COMM PORT of old PCs and it*s UART 16450 is 9600
bps
+ By ncw technology materials proveing thc abilily of thc maximum
spcccl data transmission on tlic COMM PORT of new PCs and il's Modem.
+ Showing that to increas llic data transfcr spccd on the regular
lcỉcphone linc, beside hardwarc interfacc, it is needcd to combine modulation
protocols (sush as v.32bis, V.34) with oplimal comprcssing protocls (sush as
MNP5 plus v.42bis)
+ Mardwarc and softwarc inslallalion for high spced modcm Rockwcll
336 ACF and somc problcmcs, those are nccdcd to rcsolvc when inlerrupts
and atỉdrcsses wcrc conflicted.
(1. Expenscs:
Collccting: 8.000.000 VND

Tên các cán bộ phối hợp nghiên cứu:
- s/v Vũ Quốc Chung K40, CNĐT-VT
- s/v Nguyên Việt Anh K40, CNTT
- s/v Mai Thi Hiền K40, CNTT
- s/v Nguyễn Thị Thu K41, CNĐT-VT
Sỏ đăng ký đề tài:
Ngày:
Sỏ chứng nhận đăng
ký kết quả nghiên cứu:
Bảo mật:
a. Phổ biến rộng rãi:
X
b. Phổ biến hạn chế:
c. Bảo mât:
Tóm tắt kết qua nghiên cứu:
+ Làm rõ giới hạn khả năng truyền dữ liệu của mạng điện thoại công
cộng là 2400 bps (khi truyền 2 chiểu không đổng thời - Half duplex) và 1200
bps (khi truyền 2 chiều đồng thời - Full duplex).
+ Chứng minh khả năng trao đổi dữ liệu cực đại giữa Modem và máy
tính PC cũ (vi mạch điều khiển UART 8250 và 16450) ở giới hạn 9600 bps.
+ Bằng các cứ liệu khoa học mới cập nhật, giải thích tốc độ truyền dữ
liệu cao giữa Modem và máy tính PC thế hệ mới (vi mạch 16550 A điều khiển
6
cổng này).
+ Chi ra rằng đê nâng cao tốc độ truyền dữ liệu của Modem trên đường
diện thoại công cộng, ngoài việc cải thiện phần cứng trên PC để giao tiếp với
Mođem. người ta còn áp dụng các tiêu chuẩn mã hoá tín hiệu (như V.32 bis,
V.34) và những thủ tục nén tín hiệu tối ưu (như MNP5 kết hợp với v.42bis).
+ Cách cài đặt phần cứng và phần mềm modem tốc độ cao loại
Rockvvell 336 ACF và những chù đề cần giải quyết trong cài đặt khi gặp xung

Học hàm, học
vị
Giảng viên
chính
TS
s A
6ỉ TỈW
<Sí TSKII
Ký tên
Đóng dấu
OM
y ỊỊ
~ ỉ ú
7
Mực LỤC
Trang
Tóm tát 1
I/ Mờ đầu 10
Iỉ/ Nội dung 11
I/ Trtiyén (lữ liệu trôn đường diện thoại 11
a/ Đ ộ rộng băng 11
\
b/ Giới hạn Nyquist 12
c/ Giới hạn Shannon 12
2/ Tốc dộ giao diện 13
a/ DTE-DCE và ƯART the hộ cù 13
b/ DTE-DCE và UA RT thí hộ mới 14
c/ Cơ ch ế hoạt động cùa UA RT thế hộ mới 14
3/ Nén dữ liệu 17
a/ M NP5 17

- Tốc độ kết nối (Connection speed), (hoặc các tên gọi khác: Line
Speed. DCE Speed, Modem - to - modem Speed)
- Tốc độ giao diện ở xa (Remote Interíace Speed)
Tốc độ kết nối và tốc độ giao diện có độ lớn khác nhau.
Tốc độ kết nối phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó môi trường vật lý
truyền tín hiệu (đường truyền) là quyết định. Tuy vậy trên thực tế hệ thống
đường truyền điện thoại không thay đổi nhưng tốc độ truyền dữ liệu ngày một
được nâng cao: từ 300 bps lên 1200 hps lên 2400 bps lên 4800 bps V. V. gần
đây đã đạt đến 33600 hps và nay là 56000 bps. Vậy cái gì đã xẩy ra trone kết
Hình 1: Truyền dữ liệu qua đường điện thoại công cộng
10
cấu pluìn cứng (giữa máy tính PC với MODEM) và thù tục phần mẻrn truyền
(!ữ liệu ? Làm sáng tò, hộ (hống hoá, x.ìu chuỗi trên cơ sờ khoa học những chủ
(1c nêu (rên là mục liêu và nội dung nghiôn cứu của đẻ tài này.
II. NỘI DUNG
1/ Truycn dữ liệu (rên dường điện thoại cóng cộng
a/ Độ rộng băng
Tốc dộ truyền dược do bằng số bit trên giây (bps) mà thiết bị có thể
\truyền hoặc nhân.
Tốc độ dữ liệu của một liên kết phụ thuộc vào loại mã dược dùng,
khoảng thời gian của tín hiệu, giá trị điện áp dược sử dụng và tính chất vật lý
của môi trường truyền. Trong sô đó môi trường có ảnh hưởng lớn nhất.
Tăng tốc độ sóng mang có thể tăng tốc độ truyền dữ liệu. Việc tăng tốc
độ dữ liệu có nghĩa là tăng số thay đổi tín hiệu điện trcn một đơn vị thời gian,
nhưng mỗi dường tru vồn có một giới hạn xác định đối với số lliay đổi như vậy.
Nói cách khác do tính chất diện cùa mình, mỗi dường truyền chi có thổ truyẻn
đến nơi nhận một giới hạn nhất định các thay dổi tín hiệu trong một giủy. Nlnr
vậy mỏi đường truyền có giới hạn trên và giới hạn dưới về tần số tín hiệu đi
qua nó. Khoảng giới hạn đó gọi là độ rộng băng (Đandvvith) của dường truyền.
Các dường dây điện Ihoại có thổ truyền lốt tần số từ 300 Hz - 3300 Hz

1000).
Tóm lại:
Theo Nyquist tốc dộ dữ liệu trôn dường diện thoại có thổ đạt:
R = 2IIlog2V, nếu v=26 (điều chế 64QAM) ta cổ:
R = 2x2400x6 = 28.800bps
Nếu V = 212 (điều chế 4096QAM) la có:
R = 2x2400xl2 = 57.600bps
12
Tuy n h iê n giới hạn Shannon clio thấy với kênh C(j tạp nhiễu, tốc độ
Imyồn Ircn (lường (liện thoại Iruyền lliống không vượi quá 30.000bps.
2! rốc (lo ụiiio (liéii
Việc điéu khiên tốc độ truyền và nhận dữ liệu giữa máy tính (DTE) và
motlcm (DCE), gọi là tốc độ giao diện, được giao cho vi mạch UART
(Univcrsal synchronous Reccivcr iransmittcr) trong máy tính.
a/ DTE - DCE và UART Ilìế hộ cũ.
Các máy tỉnh tliế hệ cũ sử dụng ƯART loại 8250 (hoặc 16450). Do cấu
lạo của vi mạch này, tốc độ giao diện giữa máy tính và motlcm bị giới hạn ở
9600bp.s. Để nâng cao tốc độ giao diện, hiện nay trong các máy tính đều sử
dụng ƯART loại 16550. Với những UART này lốc độ giao diện đạt đến
115.200bps.
Sự khác nhau vé câu tạo giữa hai loại ƯART thổ hiện ở số các thanh ghi
dặm iruyén và nhận trong chúng. ƯART 16450 chỉ có một bytc đệm nhận và
một bytc độm truyền, trong khi dó ƯART 16550 có clến 16 byte độm nhận và
16 bytc (lộm truyền.
DO tz
1 ' J .10
□ VDD
01 q
□ m
1)2 c

□ RD
v s s tz
20 21
Im RD
D O C
D1 ỊZ
D2 tz
D3 [=
D4 ỊZ
D 5ỊZ
DO c
D 7 C
RCI K c
ROẸ
TD ỊZ
csoc
C S 1 ỊI
_____
CS2EI
BẢUÙỒŨTCI
X IN C
XOUT Ẹ
WR ỊZ
WR \z
vss c
UVDD
u m
-J[)cp
DDSR
_J CTS

các công việc khác hơn.
Cấu tạo của ƯART 16550 tương tự UART 8250, nghĩa là cũng có các
thanh ghi như trong ƯART 8250. Địa chỉ vật lý các thanh ghi trong bằng dịch
chuyển (offsct) của chúng cộng với địa chỉ cơ sờ của ƯART. Thí dụ thanh ghi
diều khiển dường truyền LCR có địa chỉ offset là 3 (011) sẽ có địa chỉ vật lý là
3P8 + 3 = 3FB trcn COM1 ( hoặc 2F8 + 3 = 2FB trên COM2). Khi biết địa chỉ
vật lý các thanh ghi, có thổ thâm nhập chúng dể lẠp trình thiết lập tốc độ theo
V muốn.
c/ Cơ chế hoạt dộng của ƯART thế hộ mới
Chi ti Ốt về hoại dộng của các thanh ghi và chế độ làm việc cho những
UART này được miêu tả ờ phần phụ lục A
Do có sô bytc truyền và nhận dữ liệu khác nhau nên tổ chức làm việc
cùa UART 16550 khác ƯART 16450. UART 16550 lổ chức truyền và nhận
dữ liệu ihco chế độ FIFO (First In First Out) bộ nhớ đệm. Muốn điều khiển
dòng truyén và nhận dữ liệu trong đệm có hiệu quà, chương trình phủi thiết
lập mức bắt dầu ngắt FIFO (FIFO Intcrrupt Iriggcr conlrol), mức bắt đầu diều
khiển dòng FIFO nhận (Receive FIFO Flow Control Triggcr Levels).
Để thiết lập các mức này , phải thâm nhập địa chỉ vật lý thanh ghi
điểu khiển FIFO (FCR - FIFO Conlrol Registcr, có offsel là 02H) và gán cho
thanh ghi này những giá trị phù hợp tương ứng với các bit nlur sau:
- bit 0 :
0 - không cho phép truyền và nhận FIFO
14
I - cho plicp truyền và nhận FIFO. Bil này phải dược phcp trước khi lập
mức bắt dầu nhân.
FCR - Thanh íịIù diêu khiển FìFO:
chuyển lừ modc 0 sang mode 1
- bit 1:
0 - không thay đổi
1 - xoá nội dung FIFO nhận, đạt nội dung đếm 0 ( thanh ghi dịch nhận

tích cực). Nếu 1 hoặc, một sô vị trí KIFO truyền rỗng
thì TxRDY xuống mức thấp.
* Nhận mode 1: Khi FCR có D0 = 0, D3 = 1, 16550 trong FIFO modo.
Khi dạt đôn mức Trigơ và thòi gian nghỉ thì R X RDY ở mức thấp. Khi trong
FIFO nhạn không có ký tự thì nó chuyển lên mức cao.
Tóm lại:
Với ƯART 16550, lốc độ DTE và DCE dạt giá trị cực đai là
1 l c ?00bps. Tại DCE dữ liệu này dược nén theo những thuậl toán I1CI1 khác
nhau. Nêu nén dữ liệu dạt hiệu quà 4:1 thì tốc độ (lữ liệu giữa các DCE chì
còn 28.800bps. Một số hãng chế tạo modcm cho biết họ có những kỹ thuật
cho phép dạt tỉ lẹ nén 8:1, trong Irường hợp như thế, đổ tân dụng dược lốc độ
16
giữa các DCE phải sở dụng UART loại khác như 16C650 cho phép truyền
nlựm giữa DTE và DCE ờ tốc độ cực dại 230.400bps [ I ].
3/ Nén dữ liệu
Tốc (lộ kết nối còn được gọi là tốc dọ giữa modcrn với mocỉem
(motlcm - to - modcm Spced), nó nhận các giá trị 300bps, 1200 bps, 2400
bps , 28800 bps, 33000 bps, 57600 bps, Nó cũng là lốc độ của dường
liên kết (Linc Spccd). Có mâu thuẫn với những gì dã Irình bày ử phẩn 1 của
háo cáo này?
Đổ có dược các tốc độ cao người ta sử dụng thủ tục ncn (lữ liệu và các
chuẩn diều chế.
Nén dữ liệu có hai chuẩn tiôu biểu: MNP5 và v.42bis. Một số mođcm
sử dụng thủ tục nón dữ liộu riông, độc quyền của hãng chế lạo. Thông thường
nén dữ liệu phải kết hợp với sửa lỗi, trong khi dó sửa lỗi khống bắl buộc phải
đi cùng ncn dữ liệu. MNP5 đòi hỏi đi cùng MNP4 đổ sửa lỗi, V.42 bis cần có
V.42 dể sửa lỗi.
Chuẩn MNP5 cho phép nén ở tỉ lệ 2:1, điều này dẫn liến thông lượng
đường licn kết tăng lên gấp dôi. Một mociem 2400bps sử dụng MNP5 nén dữ
liệu cho tốc độ Uuyền đến 480 ký lự trong một giAy, modem ở tốc độ dó gọi

Sô lừ mã có thổ
(Numbcr of possihlc Coclcvvords)
000
1 bu
9
00!
1 bit
!
2
010 \l bit !| 4
01 1 3 bit II 8
100
|4 bil 16
101
|5 bit II 32
110 ilỏbil II 64
.

.Ị
__
______
Ị
111' j|7 hit
128
Dỗ dàng nhận thày có (lốn 256 từ mã, đúng bằng sô mã cần thiết dể mã mọi kí
tự. Tuy nhiên chi một phán lư số từ mã là ngán hơn 8 bit gốc cùa từ. Do vậy
AFE không làm lợi lliậm chí còn làm xấu di nếu số kí lự trong clniỗi bằng sô

i i
8 D
%5C i
9
E D %5C
10
i E
D
1 í
i
i
E
Trong thí dụ này có 9 kí tự vào giải mã nhưng chỉ có 7 kí tự đi ra. Tại
nơi nhận khi thây %5C nó hiểu phải chèn 5 ký lự c liên liếp vào chuỗi dữ liệu
thu được.
RLE rất dỗ th ự c hiện bằng chương trình và bằng phẩn cứng. Nó có tốc độ rất
nhanh và lất dẻ ihẩm Ira lại, tuy nhiôn khả năng nén của nó bị hạn chế.
b/ v.421)is
19
Những modcm lốc độ cao dược hồ trợ hởi các chuẩn nén v.42bis và
MNP5. Tỷ lô nén cực (lại của v.42bis là 4:1. Nhò' SỪ dụng clniẩn nén clữ liệu
v.42i)i.s, một hãng chc tạo modcm V.32 nói lằng modcm 9600hps của họ cho
thông lượng 38.400bps.
Khi sử dụng v.42bis một modcm lốc độ 9600 baucl có thổ truyền dữ
liệu 38.400bps, và moclem tốc độ 14.400baud Iruyén dừ liệu 57.600bps.
Chuẩn V.42: - Các mẫu lặp lại 32-bit dược thay bằng mã 11-bil, các mã
được nhớ vao một chip trên modcm, ti lệ nén đạt 2.5:1. Khi lăng sỏ bit trong
mẫu lên (đến mức 256 bits) hoặc lăng không gian đệm trong cliip (dế nhớ
được nhiều mẫu/mã hơn) sẽ thu dược li lệ ncn 4:1
4/ Thù tục (liều chế (Mođulation Protocols) và tốc t!ộ kết noi.

đổ xuâì năm 1984, cho đến nay còn dược thị trường chấp nhạn rộng khắp. Các
' mạng chuyển mạch gói nlur Tclenct, compuscrvc cléu hỗ trợ các V.32
mođcm. Nhiổu liãng như u s Robotic, Tclcbit, Ilayes, Compucum chế tạo
các modcm đổng ll ời hỗ trợ cả V.32 lẫn thù tục điều chế sở lũru cùa nông họ.
v.32bis - 14400bps: chuẩn điều chế này hỗ trợ truyền hai chiều đổng
thời. Tưưng thích hoàn toàn với V.32.
Là chuẩn của CCITT ra đời năm 1991. v.32bis có thể lương thích với
V.32 và có (hổ quay lại các lốc độ 12.000, 9.600, 7.200 và 4.800 bps.
V.42 - Chuẩn sửa lỗi.
v.42bis - Chuân ncn dừ liệu, có thể dạt mức ncn 4:1.
v.32lcr - Không thực sự là chuẩn. Đạt 19.200bps
V.PAST - Tên gốc là V.34, đạt đến 28.800bps.
V.FC - 28800bps. Là một thử ngliiộm công nghiệp đổ làm cho V.FAST tương
thích được nhicu hơn
V.34 - Tên cuối cùng của V.FAST Standard (Được phô chuẩn vào tháng 6 năm
ỉ 994). Nó dai dược tốc độ này nhờ dùng 12 bit đại diện cho một lần lliay đổi
tín hiệu.
Tốc độ diều chế (The modulation spccd).
Đây là tốc dộ các mođcm truyền thông với nhau, I1Ổ (hường là:
9600bps, I4400bps, 28800bps, v.v

Những tốc độ này thường lương ứng
với các thủ tục V.* dã nói ở trên. V.32 và những thủ lục nhanh hơn thường là
bội của 2400bps.
21
Ngày nay nhiều Moclcm dã làm (lược nhiều việc hơn. Các moclcm tluiộc
lo,II "thông, minh" (hay trí tuệ) chứa thêm phẩn mềm hỗ trợ nhiều chức nàng
như í ự dộng, ti á lời và quay số.
5/ Đicu khicn dòng truyền
Nổi lên một chù đề: khi máy lính gửi dữ liệu nhanh hơn khả năng diều

(lung phổ biến hơn (liêu khiển (lòng mồm.
6/ Cài đặt M ODEM và kicm lliử.
a/ Kct nói phan cứng
MODEM là loại intcrnal modcm của hãng Rockvvcll, có vi mạch chù
là Rockwcll 336 ACF (hình 7) và các dặc lính chính của I1Ó như sau:
- Truyền và nhận FAX tốc độ lên đến 14.400 bps
- Khi Iruycn FAX có thể sử dụng V. 17, V.29, V27 lcr, V21 kônli 2
- Tưưng dương Bell 212A và 103
- Sử dụng dược V34, V.FC, V32bis, V32, V.22 bis, V.22A/H, V.23, V2I
- Sửa lõi bằng LAPM và MNP 2-4.
- Ncn dữ liệu bằng V.42 bis và MNP 5
- Nâng cao Ihổng lượng dữ liệu bằng MNP 10 (ngoại trừ V.FC)
- Dùng NVRAM cho thư mục và nhớ lliuộc tính (profilcs)
- Chứa giao diện DTE tốc độ lên tới 115,2 kbps
- Giao diện tương thích UART 16550A
- Sử (lụng lập lệnh cluiẩn AT, Dùng tập lệnh AT (tổ quàn lý thu phát
FAX (Fax class 1) và các lệnh tiếng nói.
MODEM dược dùng với cấu hình mặc định: COM2 và IRQ3 (không
thay dổi gì trên MODEM). Nếu câu hình mặc định xung đột với (hiốl bị khác
cần thay COM và IRQ bằng cách chuyển các jump cắm llìco giản dồ hình 8.
23
LINE
PHONE
MIC
EPH
SPEAKER
Hình 7: Dang bcn ngoài của MO DEM Rockwc11 336 ACF.
COM 2 & 4 COM 1 & 3
\ IRQ
A

INSTALL JU
• DETAULĨ FACTORY SETTING TO SELEC
•
t
MPERF(
: t IRQ
;>R IRQ 15.
3.
Cổng COM
Địa chỉ cơ sở
JP1
JP2
COM 1
3F8h
1-2
2-3
COM 2 2F8h 2-3 2-3
COM 3
3E8h
1-2 1-2
COM 4 2E8h 2-3 1-2
Hình 8: cám jumpcr (lổ chọn COM và IRQ.
24
Moc' "ỉ dược cắm vào các slot mờ rộng hôn trong máy tính, gắn dường
truyền diện thoại VN0 ổ cắm "LINỈ "; nối dẩu giAy máy (liộn thoại vào ổ
"PMONE"; nối microphonc vào ổ "MIC”; nôi thiết bị am thanh:
- Tai nghe vào ổ "EPH"
- Loa ngoài vào ổ "SPKR”
- Nối sound card với moclcm cũng tlụrc hiên qua ổ "SPKR"
b/ Cài đặt lliỏng sỏ tliâm nhập mang