Encoder

From Wikipedia, the free encyclopedia An encoder is a device, circuit, transducer, software program, algorithm or person that converts information from one format or code to another, for the purposes of standardization, speed, secrecy, security or compressions. Contents [hide] 1 Examples 1.1 Media 1.2 Job positions 1.3 Security 1.4 Medical encoding software 1.5 Transducers 1.6 Telecommunications 1.7 Electronic circuits 2 See also 3 External links Examples[edit] Media[edit] Software for encoding audio, video, text into standardized formats: A compressor encodes data (e.g., audio/video/images) into a smaller form (See codec.) An audio encoder may be capable of capturing, compressing and converting audio A video encoder may be capable of capturing, compressing and converting audio/video An email encoder secures online email addresses from email harvesters A PHTML encoder preserves script code logic in a secure format that is transparent to visitors on a web site A multiplexer combines multiple inputs into one output. 8b/10b encoder used for fast speed in communication system Job positions[edit] A Data Entry Encoder may enter data from phone surveys in a coded format into a database. A Data Entry Encoder may enter payment amounts from legal tender documents from financial institutions into a database. A Manual Encoder may manually scan code tags on baggage that were missed by an automated system. Security[edit] A device or person that encodes or encrypts military messages, such as the ADFGVX cipher in WWI or the Enigma device in WWII. A Microchip hopping encoder integrated circuit for non-fixed-code secured entry. Medical encoding software[edit] EncoderPro searches ICD-9-CM, CPT, and HCPCS Level II medical codes, to increase accuracy and allow ease of auditing for compliance. Transducers[edit] Transducers (such as optical or magnetic encoders) sense position or orientation for use as a reference or active feedback to control position: A rotary encoder converts rotary position to an analog (e.g., analog quadrature) or digital (e.g., digital quadrature, 32-bit parallel, or USB) electronic signal. A linear encoder similarly converts linear position to an electronic signal. Such encoders can be either absolute or incremental. The signal from an absolute encoder gives an unambiguous position within the travel range without requiring knowledge of any previous position. The signal from an incremental encoder is cyclical, thus ambiguous, and requires counting of cycles to maintain absolute position within the travel range. Both can provide the same accuracy, but the absolute encoder is more robust to interruptions in transducer signal. Telecommunications[edit] A device used to change a signal (such as a bitstream) or data into a code. Electronic circuits[edit] A simple encoder assigns a binary code to an active input line. Priority encoders establish the priority of competing inputs (such as interrupt requests) by outputting a binary code representing the highest-priority active input. See also[edit] Decoder Codec Endec Line code Modulation Redundancy in databases Television encoding: NTSC, PAL and SECAM Transcoding External links[edit]

Encoder

An encoder is a device, circuit, transducer, software program, algorithm or person that converts information from one format or code to another, for the purposes of standardization, speed, secrecy, security or compressions. Contents [hide] 1 Examples 1.1 Media 1.2 Job positions 1.3 Security 1.4 Medical encoding software 1.5 Transducers 1.6 Telecommunications 1.7 Electronic circuits 2 See also 3 External links Examples[edit] Media[edit] Software for encoding audio, video, text into standardized formats: A compressor encodes data (e.g., audio/video/images) into a smaller form (See codec.) An audio encoder may be capable of capturing, compressing and converting audio A video encoder may be capable of capturing, compressing and converting audio/video An email encoder secures online email addresses from email harvesters A PHTML encoder preserves script code logic in a secure format that is transparent to visitors on a web site A multiplexer combines multiple inputs into one output. 8b/10b encoder used for fast speed in communication system Job positions[edit] A Data Entry Encoder may enter data from phone surveys in a coded format into a database. A Data Entry Encoder may enter payment amounts from legal tender documents from financial institutions into a database. A Manual Encoder may manually scan code tags on baggage that were missed by an automated system. Security[edit] A device or person that encodes or encrypts military messages, such as the ADFGVX cipher in WWI or the Enigma device in WWII. A Microchip hopping encoder integrated circuit for non-fixed-code secured entry. Medical encoding software[edit] EncoderPro searches ICD-9-CM, CPT, and HCPCS Level II medical codes, to increase accuracy and allow ease of auditing for compliance. Transducers[edit] Transducers (such as optical or magnetic encoders) sense position or orientation for use as a reference or active feedback to control position: A rotary encoder converts rotary position to an analog (e.g., analog quadrature) or digital (e.g., digital quadrature, 32-bit parallel, or USB) electronic signal. A linear encoder similarly converts linear position to an electronic signal. Such encoders can be either absolute or incremental. The signal from an absolute encoder gives an unambiguous position within the travel range without requiring knowledge of any previous position. The signal from an incremental encoder is cyclical, thus ambiguous, and requires counting of cycles to maintain absolute position within the travel range. Both can provide the same accuracy, but the absolute encoder is more robust to interruptions in transducer signal. Telecommunications[edit] A device used to change a signal (such as a bitstream) or data into a code. Electronic circuits[edit] A simple encoder assigns a binary code to an active input line. Priority encoders establish the priority of competing inputs (such as interrupt requests) by outputting a binary code representing the highest-priority active input.

Streaming media

Streaming media is multimedia that is constantly received by and presented to an end-user while being delivered by a provider. Its verb form, "to stream", refers to the process of delivering media in this manner; the term refers to the delivery method of the medium rather than the medium itself. A client media player can begin playing the data (such as a movie) before the entire file has been transmitted. Distinguishing delivery method from the media distributed applies specifically to telecommunications networks, as most other delivery systems are either inherently streaming (e.g., radio, television) or inherently nonstreaming (e.g., books, video cassettes, audio CDs). For example, in the 1930s, elevator music was among the earliest popularly available streaming media; nowadays Internet television is a common form of streamed media. The term "streaming media" can apply to media other than video and audio such as live closed captioning, ticker tape, and real-time text, which are all considered "streaming text". The term "streaming" was first used in the early 1990s as a better description for video on demand on IP networks; at the time such video was usually referred to as "store and forward video",[1] which was misleading nomenclature. Live streaming, which refers to content delivered live over the Internet, requires a camera for the media, an encoder to digitize the content, a media publisher, and a content delivery network to distribute and deliver the content. Contents [hide] 1 History 1.1 New technologies 1.2 Business developments 1.3 Consumerization of streaming 2 Streaming bandwidth and storage 3 Protocols 4 Protocol problems 5 Applications and marketing 6 Record the stream 7 See also 8 References 9 Further reading 10 External links History[edit] In the early 1920s, George O. Squier was granted patents for a system for the transmission and distribution of signals over electrical lines[2] which was the technical basis for what later became Muzak, a technology streaming continuous music to commercial customers without the use of radio. Attempts to display media on computers date back to the earliest days of computing in the mid-20th century. However, little progress was made for several decades, primarily due to the high cost and limited capabilities of computer hardware. From the late 1980s through the 1990s, consumer-grade personal computers became powerful enough to display various media. The primary technical issues related to streaming were: having enough CPU power and bus bandwidth to support the required data rates creating low-latency interrupt paths in the operating system to prevent buffer underrun. However, computer networks were still limited, and media were usually delivered over non-streaming channels, such as by downloading a digital file from a remote server and then saving it to a local drive on the end user's computer or storing it as a digital file and playing it back from CD-ROMs. New technologies[edit] During the late 1990s and early 2000s, Internet users saw: greater network bandwidth, especially in the last mile increased access to networks, especially the Internet use of standard protocols and formats, such as TCP/IP, HTTP, HTML commercialization of the Internet. "Severe Tire Damage" was the first band to perform live on the Internet. On June 24, 1993, the band was playing a gig at Xerox PARC while elsewhere in the building, scientists were discussing new technology (the Mbone) for broadcasting on the Internet using multicasting. As proof of their technology, the band was broadcast and could be seen live in Australia and elsewhere. RealNetworks was also a pioneer in the streaming media markets, when it broadcast a baseball game between the New York Yankees and the Seattle Mariners over the Internet in 1995.[3] The first symphonic concert on the internet took place at the Paramount Theater in Seattle, Washington on November 10, 1995.[4][verification needed] The concert was a collaboration between The Seattle Symphony and various guest musicians such as Slash (Guns 'n Roses, Velvet Revolver), Matt Cameron (Soundgarden, Pearl Jam), and Barrett Martin (Screaming Trees). When Word Magazine launched in 1995, they featured the first-ever streaming soundtracks on the Internet. Using local downtown musicians the first music stream was "Big Wheel" by Karthik Swaminathan and the second being "When We Were Poor" by Karthik Swaminathan with Marc Ribot and Christine Bard.[citation needed] Business developments[edit] Microsoft developed a media player known as ActiveMovie in 1995 that allowed streaming media and included a proprietary streaming format, which was the precursor to the streaming feature later in Windows Media Player 6.4 in 1999. In June 1999 Apple also introduced a streaming media format in its QuickTime 4 application. It was later also widely adopted on websites along with RealPlayer and Windows Media streaming formats. The competing formats on websites required each user to download the respective applications for streaming and resulted in many users having to have all three applications on their computer for general compatibility. Around 2002, the interest in a single, unified, streaming format and the widespread adoption of Adobe Flash prompted the development of a video streaming format through Flash, which is the format used in Flash-based players on many popular video hosting sites today such as YouTube. Increasing consumer demand for live streaming has prompted YouTube to implement a new live streaming service to users.[5] Presently the company also offers a (secured) link returning the available connection speed of the user.[6] Consumerization of streaming[edit] These advances in computer networking, combined with powerful home computers and modern operating systems, made streaming media practical and affordable for ordinary consumers. Stand-alone Internet radio devices emerged to offer listeners a no-computer option for listening to audio streams. In general, multimedia content has a large volume, so media storage and transmission costs are still significant. To offset this somewhat, media are generally compressed for both storage and streaming. Increasing consumer demand for streaming of high definition (HD) content has led the industry to develop a number of technologies such as WirelessHD or ITU-T G.hn, which are optimized for streaming HD content without forcing the user to install new networking cables. Today, a media stream can be streamed either live or on demand. Live streams are generally provided by a means called "true streaming". True streaming sends the information straight to the computer or device without saving the file to a hard disk. On-demand streaming is provided by a means called progressive streaming or progressive download. Progressive streaming saves the file to a hard disk and then is played from that location. On-demand streams are often saved to hard disks and servers for extended amounts of time; while the live streams are only available at one time only (e.g., during the football game).[7] Streaming media is increasingly being coupled with use of social media. For example, sites such as YouTube encourage social interaction in webcasts through features such as live chat, online surveys, etc. Furthermore, streaming media is increasingly being used for social business and e-learning.[8] Streaming bandwidth and storage[edit] A broadband speed of 2.5 Mbit/s or more is recommended for streaming movies, for example to a Roku, Apple TV, Google TV or a Sony TV Blu-ray Disc Player, 10 Mbit/s for High Definition content.[9] Unicast connections require multiple connections from the same streaming server even when it streams the same content Streaming media storage size is calculated from the streaming bandwidth and length of the media using the following formula (for a single user and file): storage size (in megabytes) = length (in seconds) × bit rate (in bit/s) / (8 × 1024 × 1024) Real world example: One hour of video encoded at 300 kbit/s (this was a typical broadband video in 2005 and it was usually encoded in a 320 × 240 pixels window size) will be: (3,600 s × 300,000 bit/s) / (8×1024×1024) requires around 128 MB of storage. If the file is stored on a server for on-demand streaming and this stream is viewed by 1,000 people at the same time using a Unicast protocol, the requirement is: 300 kbit/s × 1,000 = 300,000 kbit/s = 300 Mbit/s of bandwidth This is equivalent to around 135 GB per hour. Using a multicast protocol the server sends out only a single stream that is common to all users. Therefore such a stream would only use 300 kbit/s of serving bandwidth. See below for more information on these protocols. The calculation for live streaming is similar. Assumptions: speed at the encoder, is 500 kbit/s. If the show lasts for 3 hours with 3,000 viewers, then the calculation is: Number of MBs transferred = encoder speed (in bit/s) × number of seconds × number of viewers / (8*1024*1024) Number of MBs transferred = 500 x 1024 (bit/s) × 3 × 3,600 ( = 3 hours) × 3,000 (nbr of viewers) / (8*1024*1024) = 1,977,539 MB Protocols[edit] The audio stream is compressed using an audio codec such as MP3, Vorbis or AAC. The video stream is compressed using a video codec such as H.264 or VP8. Encoded audio and video streams are assembled in a container bitstream such as MP4, FLV, WebM, ASF or ISMA. The bitstream is delivered from a streaming server to a streaming client using a transport protocol, such as MMS or RTP. Newer technologies such as HLS, Microsoft's Smooth Streaming, Adobe's HDS and finally MPEG-DASH have emerged to enable adaptive bitrate streaming over HTTP as an alternative to using proprietary transport protocols. The streaming client may interact with the streaming server using a control protocol, such as MMS or RTSP. Protocol problems[edit] Designing a network protocol to support streaming media raises many problems, such as: Datagram protocols, such as the User Datagram Protocol (UDP), send the media stream as a series of small packets. This is simple and efficient; however, there is no mechanism within the protocol to guarantee delivery. It is up to the receiving application to detect loss or corruption and recover data using error correction techniques. If data is lost, the stream may suffer a dropout. The Real-time Streaming Protocol (RTSP), Real-time Transport Protocol (RTP) and the Real-time Transport Control Protocol (RTCP) were specifically designed to stream media over networks. RTSP runs over a variety of transport protocols, while the latter two are built on top of UDP. Another approach that seems to incorporate both the advantages of using a standard web protocol and the ability to be used for streaming even live content is adaptive bitrate streaming. HTTP adaptive bitrate streaming is based on HTTP progressive download, but contrary to the previous approach, here the files are very small, so that they can be compared to the streaming of packets, much like the case of using RTSP and RTP.[10] Reliable protocols, such as the Transmission Control Protocol (TCP), guarantee correct delivery of each bit in the media stream. However, they accomplish this with a system of timeouts and retries, which makes them more complex to implement. It also means that when there is data loss on the network, the media stream stalls while the protocol handlers detect the loss and retransmit the missing data. Clients can minimize this effect by buffering data for display. While delay due to buffering is acceptable in video on demand scenarios, users of interactive applications such as video conferencing will experience a loss of fidelity if the delay that buffering contributes to exceeds 200 ms.[11] Unicast protocols send a separate copy of the media stream from the server to each recipient. Unicast is the norm for most Internet connections, but does not scale well when many users want to view the same television program concurrently. Multicasting broadcasts the same copy of the multimedia over the entire network to a group of clients Multicast protocols were developed to reduce the server/network loads resulting from duplicate data streams that occur when many recipients receive unicast content streams independently. These protocols send a single stream from the source to a group of recipients. Depending on the network infrastructure and type, multicast transmission may or may not be feasible. One potential disadvantage of multicasting is the loss of video on demand functionality. Continuous streaming of radio or television material usually precludes the recipient's ability to control playback. However, this problem can be mitigated by elements such as caching servers, digital set-top boxes, and buffered media players. IP Multicast provides a means to send a single media stream to a group of recipients on a computer network. A multicast protocol, usually Internet Group Management Protocol, is used to manage delivery of multicast streams to the groups of recipients on a LAN. One of the challenges in deploying IP multicast is that routers and firewalls between LANs must allow the passage of packets destined to multicast groups. If the organization that is serving the content has control over the network between server and recipients (i.e., educational, government, and corporate intranets), then routing protocols such as Protocol Independent Multicast can be used to deliver stream content to multiple Local Area Network segments. Peer-to-peer (P2P) protocols arrange for prerecorded streams to be sent between computers. This prevents the server and its network connections from becoming a bottleneck. However, it raises technical, performance, security, quality, and business issues. Applications and marketing[edit] Useful - and typical - applications of the "streaming" concept are, for example, long video lectures performed "online" on the Internet.[12] An advantage of this presentation is that these lectures can be very long, indeed, although they can always be interrupted or repeated at arbitrary places. There are also new marketing concepts. For example the Berlin Philharmonic Orchestra sells Internet live streams of whole concerts, instead of several CDs or similar fixed media, by their so-called "Digital Concert Hall" [13] using YouTube for "trailing" purposes only. These "online concerts" are also spread over a lot of different places - cinemas - at various places on the globe. A similar concept is used by the Metropolitan Opera in New York.

TCP Protocol

Giao thức TCP (Transmission Control Protocol - "Giao thức điều khiển truyền vận") là một trong các giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP. Sử dụng TCP, các ứng dụng trên các máy chủ được nối mạng có thể tạo các "kết nối" với nhau, mà qua đó chúng có thể trao đổi dữ liệu hoặc các gói tin. Giao thức này đảm bảo chuyển giao dữ liệu tới nơi nhận một cách đáng tin cậy và đúng thứ tự. TCP còn phân biệt giữa dữ liệu của nhiều ứng dụng (chẳng hạn, dịch vụ Web và dịch vụ thư điện tử) đồng thời chạy trên cùng một máy chủ. TCP hỗ trợ nhiều giao thức ứng dụng phổ biến nhất trên Internet và các ứng dụng kết quả, trong đó có WWW, thư điện tử và Secure Shell. Trong bộ giao thức TCP/IP, TCP là tầng trung gian giữa giao thức IP bên dưới và một ứng dụng bên trên. Các ứng dụng thường cần các kết nối đáng tin cậy kiểu đường ống để liên lạc với nhau, trong khi đó, giao thức IP không cung cấp những dòng kiểu đó, mà chỉ cung cấp dịch vụ chuyển gói tin không đáng tin cậy. TCP làm nhiệm vụ của tầng giao vận trong mô hình OSI đơn giản của các mạng máy tính. Các ứng dụng gửi các dòng gồm các byte 8-bit tới TCP để chuyển qua mạng. TCP phân chia dòng byte này thành các đoạn (segment) có kích thước thích hợp (thường được quyết định dựa theo kích thước của đơn vị truyền dẫn tối đa (MTU) của tầng liên kết dữ liệu của mạng mà máy tính đang nằm trong đó). Sau đó, TCP chuyển các gói tin thu được tới giao thức IP để gửi nó qua một liên mạng tới mô đun TCP tại máy tính đích. TCP kiểm tra để đảm bảo không có gói tin nào bị thất lạc bằng cách gán cho mỗi gói tin một "số thứ tự" (sequence number). Số thứ tự này còn được sử dụng để đảm bảo dữ liệu được trao cho ứng dụng đích theo đúng thứ tự. Mô đun TCP tại đầu kia gửi lại "tin báo nhận" (acknowledgement) cho các gói tin đã nhận được thành công; một "đồng hồ" (timer) tại nơi gửi sẽ báo time-out nếu không nhận được tin báo nhận trong khoảng thời gian bằng một round-trip time (RTT), và dữ liệu (được coi là bị thất lạc) sẽ được gửi lại. TCP sử dụng checksum (giá trị kiểm tra) để xem có byte nào bị hỏng trong quá trình truyền hay không; giá trị này được tính toán cho mỗi khối dữ liệu tại nơi gửi trước khi nó được gửi, và được kiểm tra tại nơi nhận. Mục lục [ẩn] 1 Hoạt động của giao thức 1.1 Thiết lập kết nối 1.2 Truyền dữ liệu 1.2.1 Kích thước cửa sổ TCP 1.2.2 Dãn kích thước cửa sổ 1.3 Kết thúc kết nối 2 Các cổng TCP 3 Sự phát triển của TCP 4 TCP trên mạng không dây 5 Gỡ rối trong TCP 6 Các lựa chọn khác ngoài TCP 7 Cấu trúc gói tin 7.1 Header 7.2 Dữ liệu 8 Xem thêm 9 Liên kết ngoài Hoạt động của giao thức[sửa | sửa mã nguồn] Sơ đồ trạng thái của TCP - phiên bản đơn giản hóa Không như giao thức UDP - giao thức có thể lập tức gửi gói tin mà không cần thiết lập kết nối, TCP đòi hỏi thiết lập kết nối trước khi bắt đầu gửi dữ liệu và kết thúc kết nối khi việc gửi dữ liệu hoàn tất. Cụ thể, các kết nối TCP có ba pha: thiết lập kết nối truyền dữ liệu kết thúc kết nối Trước khi miêu tả các pha này, ta cần lưu ý các trạng thái khác nhau của một socket: LISTEN SYN-SENT SYN-RECEIVED ESTABLISHED FIN-WAIT-1 FIN-WAIT-2 CLOSE-WAIT CLOSING LAST-ACK TIME-WAIT CLOSED LISTEN đang đợi yêu cầu kết nối từ một TCP và cổng bất kỳ ở xa (trạng thái này thường do các TCP server đặt) SYN-SENT đang đợi TCP ở xa gửi một gói tin TCP với các cờ SYN và ACK được bật (trạng thái này thường do các TCP client đặt) SYN-RECEIVED đang đợi TCP ở xa gửi lại một tin báo nhận sau khi đã gửi cho TCP ở xa đó một tin báo nhận kết nối (connection acknowledgment) (thường do TCP server đặt) ESTABLISHED cổng đã sẵn sàng nhận/gửi dữ liệu với TCP ở xa (đặt bởi TCP client và server) TIME-WAIT đang đợi qua đủ thời gian để chắc chắn là TCP ở xa đã nhận được tin báo nhận về yêu cầu kết thúc kết nối của nó. Theo RFC 793, một kết nối có thể ở tại trạng thái TIME-WAIT trong vòng tối đa 4 phút. Thiết lập kết nối[sửa | sửa mã nguồn] Để thiết lập một kết nối, TCP sử dụng một quy trình bắt tay 3 bước (3-way handshake) Trước khi client thử kết nối với một server, server phải đăng ký một cổng và mở cổng đó cho các kết nối: đây được gọi là mở bị động. Một khi mở bị động đã được thiết lập thì một client có thể bắt đầu mở chủ động. Để thiết lập một kết nối, quy trình bắt tay 3 bước xảy ra như sau: Client yêu cầu mở cổng dịch vụ bằng cách gửi gói tin SYN (gói tin TCP) tới server, trong gói tin này, tham số sequence number được gán cho một giá trị ngẫu nhiên X. Server hồi đáp bằng cách gửi lại phía client bản tin SYN-ACK, trong gói tin này, tham số acknowledgment number được gán giá trị bằng X + 1, tham số sequence number được gán ngẫu nhiên một giá trị Y Để hoàn tất quá trình bắt tay ba bước, client tiếp tục gửi tới server bản tin ACK, trong bản tin này, tham số sequence number được gán cho giá trị bằng X + 1 còn tham số acknowledgment number được gán giá trị bằng Y + 1 Tại thời điểm này, cả client và server đều được xác nhận rằng, một kết nối đã được thiết lập. Truyền dữ liệu[sửa | sửa mã nguồn] Một số đặc điểm cơ bản của TCP để phân biệt với UDP: Truyền dữ liệu không lỗi (do có cơ chế sửa lỗi/truyền lại) Truyền các gói dữ liệu theo đúng thứ tự Truyền lại các gói dữ liệu mất trên đường truyền Loại bỏ các gói dữ liệu trùng lặp Cơ chế hạn chế tắc nghẽn đường truyền Ở hai bước đầu tiên trong ba bước bắt tay, hai máy tính trao đổi một số thứ tự gói ban đầu (Initial Sequence Number -ISN). Số này có thể chọn một cách ngẫu nhiên. Số thứ tự này được dùng để đánh dấu các khối dữ liệu gửi từ mỗi máy tính. Sau mỗi byte được truyền đi, số này lại được tăng lên. Nhờ vậy ta có thể sắp xếp lại chúng khi tới máy tính kia bất kể các gói tới nơi theo thứ tự thế nào. Trên lý thuyết, mỗi byte gửi đi đều có một số thứ tự và khi nhận được thì máy tính nhận gửi lại tin báo nhận (ACK). Trong thực tế thì chỉ có byte dữ liệu đầu tiên được gán số thứ tự trong trường số thứ tự của gói tin và bên nhận sẽ gửi tin báo nhận bằng cách gửi số thứ tự của byte đang chờ. Ví dụ: Máy tính A gửi 4 byte với số thứ tự ban đầu là 100 (theo lý thuyết thì 4 byte sẽ có thứ tự là 100, 101, 102, 103) thì bên nhận sẽ gửi tin báo nhận có nội dung là 104 vì đó là thứ tự của byte tiếp theo nó cần. Bằng cách gửi tin báo nhận là 104, bên nhận đã ngầm thông báo rằng nó đã nhận được các byte 100, 101, 102 và 103. Trong trường hợp 2 byte cuối bị lỗi thì bên nhận sẽ gửi tin báo nhận với nội dung là 102 vì 2 byte 100 và 101 đã được nhận thành công. Giả sử ta có 10.000 byte được gửi đi trong 10 gói tin 1.000 byte và có 1 gói tin bị mất trên đường truyền. Nếu gói bị mất là gói đầu tiên thì bên gửi sẽ phải gửi lại toàn bộ 10 gói vì không có cách nào để bên nhận thông báo nó đã nhận được 9 gói kia. Vấn đề này được giải quyết trong giao thức SCTP (Stream Control Transmission Protocol - "Giao thức điều khiển truyền vận dòng") với việc bổ sung báo nhận chọn lọc. Số thứ tự và tin báo nhận giải quyết được các vấn đề về lặp gói tin, truyền lại những gói bị hỏng/mất và các gói tin đến sai thứ tự. Để phục vụ mục đích kiểm tra, các gói tin có trường giá trị tổng kiểm (checksum - Xem thêm phần #Cấu trúc gói). Với trình độ hiện tại, kỹ thuật kiểm tra tổng trong TCP không đủ mạnh. Các tầng liên kết dữ liệu với xác suất lỗi bit cao có thể cần được bổ sung các khả năng phát hiện lỗi tốt hơn. Nếu như TCP được thiết kế vào thời điểm hiện tại, nhiều khả năng nó sẽ bao gồm trường kiểm tra độ dư tuần hoàn (cyclic redundancy check - CRC) với độ dài 32 bit. Điểm yếu này một phần được bù đắp bằng CRC hay những kỹ thuật khác tại tầng thứ 2 (trong mô hình 7 lớp OSI) ở bên dưới cả TCP và IP như trong các giao thức điểm-điểm (PPP) hoặc Ethernet. Tuy nhiên điều này cũng không có nghĩa là trường kiểm tra tổng của TCP là không cần thiết: thống kê cho thấy các sai sót do cả phần cứng và phần mềm gây ra giữa các điểm áp dụng kỹ thuật kiểm tra CRC là khá phổ biến và kỹ thuật kiểm tra tổng có khả năng phát hiện phần lớn các lỗi (đơn giản) này. Điểm cuối cùng là khả năng hạn chế tắc nghẽn. Tin báo nhận (hoặc không có tin báo nhận) là tín hiệu về tình trạng đường truyền giữa 2 máy tính. Từ đó, hai bên có thể thay đổi tốc độ truyền nhận dữ liệu phù hợp với điều kiện. Vấn đề này thường được đề cập là điều khiển lưu lượng, kiểm soát tắc nghẽn. TCP sử dụng một số cơ chế nhằm đạt được hiệu suất cao và ngăn ngừa khả năng nghẽn mạng. Các cơ chế này bao gồm: cửa sổ trượt (sliding window), thuật toán slow-start, thuật toán tránh nghẽn mạng (congestion avoidance), thuật toán truyền lại và phục hồi nhanh,... Hiện nay, vấn đề cải tiến TCP trong môi truyền truyền dẫn tốc độ cao đang là một hướng nghiên cứu được quan tâm. Kích thước cửa sổ TCP[sửa | sửa mã nguồn] Chuỗi số thứ tự gói và cửa sổ trong TCP hoạt động giống như một cái đồng hồ. Kích thước của cửa sổ (đo bằng byte) được thiết lập bởi khả năng tiếp nhận của máy tính nhận. Cửa sổ này được dịch đi mỗi khi máy tính nhận nhận được dữ liệu và gửi tin báo nhận. Khi chuỗi thứ tự tăng đến tối đa thì lại quay lại về 0. Kích thước của cửa sổ là chiều dài (byte) của khối dữ liệu có thể lưu trong bộ đệm của bên nhận. Bên gửi chỉ có thể gửi tối đa lượng thông tin chứa trong cửa sổ này trước khi nhận được tin báo nhận. Dãn kích thước cửa sổ[sửa | sửa mã nguồn] Để tận dụng khả năng truyền dẫn của mạng thì cửa sổ dùng trong TCP cần được tăng lên. Trường điều khiển kích thước cửa sổ của gói TCP có độ dài là 2 byte và do đó kích thước tối đa của cửa sổ là 65.535 byte. Do trường điều khiển không thể thay đổi nên người ta sử dụng một hệ số dãn nào đó. Hệ số này được định nghĩa trong tài liệu RFC 1323 có thể sử dụng để tăng kích thước tối đa của cửa sổ từ 65.535 byte lên tới 1 gigabyte. Tăng kích thước cửa sổ lớn hơn nữa cũng cần thiết trong TCP Tuning. Việc tăng kích thước cửa sổ chỉ được dùng trong giao thức bắt tay 3 pha. Giá trị của trường co dãn cửa sổ thể hiện số bit cần được dịch trái đối với trường kích thước cửa sổ. Hệ số dãn có thể thay đổi từ 0 (không dãn) tới 14 (dãn tối đa). Kết thúc kết nối[sửa | sửa mã nguồn] Để kết thúc kết nối hai bên sử dụng quá trình bắt tay 4 bước và chiều của kết nối kết thúc độc lập với nhau. Khi một bên muốn kết thúc, nó gửi đi một gói tin FIN và bên kia gửi lại tin báo nhận ACK. Vì vậy, một quá trình kết thúc tiêu biểu sẽ có 2 cặp gói tin trao đổi. Một kết nối có thể tồn tại ở dạng "nửa mở": một bên đã kết thúc gửi dữ liệu nên chỉ nhận thông tin, bên kia vẫn tiếp tục gửi. Các cổng TCP[sửa | sửa mã nguồn] TCP sử dụng khái niệm số hiệu cổng (port number) để định danh các ứng dụng gửi và nhận dữ liệu. Mỗi đầu của một kết nối TCP có một số hiệu cổng (là số không dấu 16-bit) được gán cho ứng dụng đang nhận hoặc gửi dữ liệu. Các cổng được phân thành ba loại cơ bản: nổi tiếng, được đăng ký và động/cá nhân. Các cổng nổi tiếng đã được gán bởi tổ chức Internet Assigned Numbers Authority (IANA) và thường được sử dụng bởi các tiến trình mức hệ thống hoặc các tiến trình của root. Ví dụ: FTP (21), TELNET (23), SMTP (25) và HTTP (80). Các cổng được đăng ký thường được sử dụng bởi các ứng dụng người dùng đầu cuối (end user application) với vai trò các cổng phát tạm thời (khi dùng xong thì hủy đăng ký) khi kết nối với server, nhưng chúng cũng có thể định danh các dịch vụ có tên đã được đăng ký bởi một bên thứ ba. Các cổng động/cá nhân cũng có thể được sử dụng bởi các ứng dụng người dùng đầu cuối, nhưng không thông dụng bằng. Các cổng động/cá nhân không có ý nghĩa gì nếu không đặt trong một kết nối TCP. Có 65535 cổng được chính thức thừa nhận. Sự phát triển của TCP[sửa | sửa mã nguồn] TCP là một giao thức phức tạp và vẫn còn tiếp tục được phát triển. Tuy nhiên, mặc dù có nhiều cải tiến đã được áp dụng và đề xuất nhưng các hoạt động cơ bản của giao thức vẫn giữ nguyên như mô tả ban đầu trong tài liệu RFC 793 ban hành năm 1981. Tài liệu RFC 1122 - Các yêu cầu của máy mạng Internet - đưa ra một số yêu cầu khi thực hiện TCP. RFC 2581 - Điều khiển tránh nghẽn mạng, một trong những tài liệu quan trọng trong bộ RFC trong những năm gần đây - mô tả thuật toán dùng để giảm khả năng tắc nghẽn mạng. Năm 2001, RFC 3168 mô tả một cơ chế báo hiệu chống nghẽn mạng có tên là Thông báo nghẽn mạng (Explicit Congestion Notification). Vào thời điểm đầu thế kỷ 21, khoảng 95% gói tin trên Internet là TCP. Các ứng dụng tiêu biểu sử dụng TCP là HTTP/HTTPS (World Wide Web), SMTP/POP3/IMAP (e-mail) và FTP (truyền file). Sự phổ biến của TCP chứng tỏ rằng nó đã được thiết kế rất tốt. Cơ chế điều khiển tránh tắc nghẽn của TCP ban đầu là TCP Reno và gần đây đã có một số thuật toán khác được đề xuất: High Speed TCP của Sally Floyd trong tài liệu RFC 3649 TCP Vegas của Brakmo và Peterson (làm việc tại Đại học Arizona) TCP Westwood của Đại học California tại Los Angeles BIC TCP của Injong Rhee (làm việc tại Đại học North Carolina) H-TCP của Viện Hamilton Fast TCP (Fast Active queue management Scalable Transmission Control Protocol) của Caltech. TCP Hybla của Đại học Bologna Bên cạnh đó cũng có rất nhiều nghiên cứu so sánh sự công bằng và hiệu suất của TCP khi sử dụng các thuật toán tránh tắc nghẽn khác nhau. TCP trên mạng không dây[sửa | sửa mã nguồn] TCP cũng được sử dụng cho mạng không dây. Ở đây trường hợp mất gói tin cũng được xem là nghẽn mạng và kích thước cửa sổ do đó cũng sẽ được giảm xuống. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp đối với các mạng không dây thì việc mất các gói tin thường xảy ra một cách ngẫu nhiên do ảnh hưởng của fading, chuyển giao giữa các cell... và chúng ta không thể xem đây là nghẽn mạng. Do đó, việc giảm kích thước cửa sổ không đúng sẽ làm cho hiệu quả sử dụng đường truyền giảm một cách đáng kể. Nhiều nghiên cứu đã tập trung để giải quyết vấn đề này. Các giải pháp được đề ra có thể phân loại thành các nhóm: giải pháp đầu cuối (liên quan tới việc thay đổi tại client/server), giải pháp tại tầng liên kết dữ liệu (chẳng hạn giao thức RLP trong chuẩn CDMA2000) và giải pháp dựa trên proxy (thay đổi trong mạng mà không cần thay đổi các thiết bị đầu cuối). Gỡ rối trong TCP[sửa | sửa mã nguồn] Các phần mềm đọc gói (packet sniffer) TCP có thể sử dụng để gỡ rối/theo dõi bằng cách đọc tất cả các gói TCP được truyền trong mạng. Ví dụ: Wireshark(trên Windows và Linux), tcpdump(trên Linux)... Các lựa chọn khác ngoài TCP[sửa | sửa mã nguồn] Đối với một số ứng dụng thì TCP không thích hợp. Vấn đề lớn nhất là phía nhận không thể tiếp nhận các gói tin đến sau một gói bị lỗi trước khi chính gói bị lỗi được truyền lại. Điều này khiến TCP không thích hợp cho các ứng dụng thời gian thực (real-time) chẳng hạn như đa phương tiện trực tuyến, trò chơi trực tuyến và thoại trên nền IP (VoIP) bởi vì các ứng dụng này cần các gói tin kịp thời hơn là nhận đủ các gói tin theo đúng thứ tự. Ngoài ra sự phức tạp của TCP cũng gây ra vấn đề với các hệ thống nhúng (embedded system). Ví dụ tiêu biểu là netbooting sử dụng giao thức TFTP. Cuối cùng, độ phức tạp của TCP cũng gây khó khăn cho một số vấn đề khác như truyền thông tin giữa 2 máy tính nằm sau hệ thống chuyển đổi địa chỉ (NAT). Thông thường, khi TCP không thích hợp thì UDP được sử dụng. UDP cung cấp một số tính năng giống TCP như đa công và kiểm tra tổng nhưng nó không đảm bảo việc truyền lại gói tin lỗi hay thứ tự các gói tin. Vì thế, người phát triển ứng dụng có thể áp dụng các phương thức khác ở các tầng trên để giải quyết vấn đề tùy theo yêu cầu cụ thể. Giao thức điều khiển truyền vận dòng (Stream Control Transmission Protocol - SCTP) cũng là một giao thức dựa trên nền IP không khác nhiều so với TCP. SCTP được phát triển sau và có cấu trúc phức tạp hơn TCP. SCTP được thiết kế để sử dụng trong điều kiện yêu cầu độ tin cậy và gần thời gian thực. Tuy nhiên SCTP chưa được sử dụng rộng rãi. TCP cũng bộc lộ một số vấn đề khi dùng trong môi trường truyền dẫn tốc độ cao. Thuật toán tránh nghẽn mạng làm việc tốt trong môi trường không dự tính trước nhưng đối với môi trường xác định hơn chẳng hạn như ATM (Asynchronous Transfer Mode) thì TCP không tận dụng được khả năng của hệ thống bên dưới. Cấu trúc gói tin[sửa | sửa mã nguồn] Một gói tin TCP bao gồm 2 phần header dữ liệu Phần header có 11 trường trong đó 10 trường bắt buộc. Trường thứ 11 là tùy chọn (trong bảng minh họa có màu nền đỏ) có tên là: options Header[sửa | sửa mã nguồn] + Bít 0 - 3 4 - 9 10 - 15 16 - 31 0 Source Port Destination Port 32 Sequence Number 64 Acknowledgement Number 96 Data Offset Reserved Flags Window 128 Checksum Urgent Pointer 160 Options (optional) 160/192+ Data Source port Số hiệu của cổng tại máy tính gửi. Destination port Số hiệu của cổng tại máy tính nhận. Sequence number Trường này có 2 nhiệm vụ. Nếu cờ SYN bật thì nó là số thứ tự gói ban đầu và byte đầu tiên được gửi có số thứ tự này cộng thêm 1. Nếu không có cờ SYN thì đây là số thứ tự của byte đầu tiên. Acknowledgement number Nếu cờ ACK bật thì giá trị của trường chính là số thứ tự gói tin tiếp theo mà bên nhận cần. Data offset Trường có độ dài 4 bít qui định độ dài của phần header (tính theo đơn vị từ 32 bít). Phần header có độ dài tối thiểu là 5 từ (160 bit) và tối đa là 15 từ (480 bít). Reserved Dành cho tương lai và có giá trị là 0. Flags (hay Control bits) Bao gồm 6 cờ: URG Cờ cho trường Urgent pointer ACK Cờ cho trường Acknowledgement PSH Hàm Push RST Thiết lập lại đường truyền SYN Đồng bộ lại số thứ tự FIN Không gửi thêm số liệu Window Số byte có thể nhận bắt đầu từ giá trị của trường báo nhận (ACK) Checksum 16 bít kiểm tra cho cả phần header và dữ liệu. Phương pháp sử dụng được mô tả trong RFC 793: 16 bít của trường kiểm tra là bổ sung của tổng tất cả các từ 16 bít trong gói tin. Trong trường hợp số octet (khối 8 bít) của header và dữ liệu là lẻ thì octet cuối được bổ sung với các bít 0. Các bít này không được truyền. Khi tính tổng, giá trị của trường kiểm tra được thay thế bằng 0, Nói một cách khác, tất cả các từ 16 bít được cộng với nhau. Kết quả thu được sau khi đảo giá trị từng bít được điền vào trường kiểm tra. Về mặt thuật toán, quá trình này giống với IPv4. Điểm khác nhau chỉ ở chỗ dữ liệu dùng để tính tổng kiểm tra. Dưới đây là một header của IP: + Bít 0 - 3 4 - 7 8 - 9 10 - 15 16 - 31 0 Source address 32 Destination address 64 Zeros Protocol TCP length 96 Source Port Destination Port 128 Sequence Number 160 Acknowledgement Number 192 Data Offset Reserved Flags Window 225 Checksum Urgent Pointer 257 Options (optional) 257/289+ Data Các địa chỉ nguồn và đích là các địa chỉ IPv4. Giá trị của trường protocol là 6 (giá trị dành cho TCP, xem thêm: Danh sách số hiệu giao thức IPv4). Giá trị của trường TCP length field là độ dài của toàn bộ phần header và dữ liệu của gói TCP. Urgent pointer Nếu cờ URG bật thì giá trị trường này chính là số từ 16 bít mà số thứ tự gói tin (sequence number) cần dịch trái. Options Đây là trường tùy chọn. Nếu có thì độ dài là bội số của 32 bít. Dữ liệu[sửa | sửa mã nguồn] Trường cuối cùng không thuộc về header. Giá trị của trường này là thông tin dành cho các tầng trên (trong mô hình 7 lớp OSI). Thông tin về giao thức của tầng trên không được chỉ rõ trong phần header mà phụ thuộc vào cổng được chọn. Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn] TCP congestion avoidance algorithm: thông tin về TCP Reno, TCP Vegas, TCP Westwood, BIC TCP và Hybla TCP và UDP port numbers: danh sách đầy đủ các cổng TCP và UDP Connection-oriented protocol TCP Tuning: dành cho các môi trường truyền dẫn tốc độ cao T/TCP: một biến thể của TCP Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn] RFC793 in plain-text format RFC793 in HTML format RFC1122 some error-corrections RFC1323 TCP-Extensions IANA Port Assignments Charles M. Kozierok's TCP/IP Guide John Kristoff's Overview of TCP (Fundamental concepts behind TCP and how it is used to transport data between two endpoints) When The CRC and TCP Checksum Disagree Introduction to TCP/IP - with some pictures The basics of Transmission Control Protocol TCP/IP port numbers. Information for Unix based system administrators TCP, Transmission Control Protocol Network World - Tech Insider EE Times - TCP Accelerators Understanding TCP Reset Attacks TCP/IP Sequence Diagrams TCP/IP TCP Traffic Shaper for Windows Thể loại: TCP/IPGiao thức Internet Trình đơn chuyển hướng Mở tài khoảnĐăng nhậpBài viếtThảo luậnĐọcSửa đổi

Có sự khác nhau trong việc sử dụng điện áp 110V và 220V giữa các nước trên thế giới?

Các thiết bị điện - điện tử trên thị trường Việt Nam của chúng ta hiện nay thường sử dụng ở mức điện áp 220V. Thế nhưng, sẽ có lần các bạn gặp phải những món đồ có xuất xứ từ Mỹ hoặc Nhật đòi hỏi sử dụng điện áp 110V và để sử dụng tại lưới điện tại VIệt Nam, chúng ta cần phải có bộ chuyển điện áp từ 220V xuống 110V. Ngoài ra, đối với một số bạn thường đi nước ngoài thì chắc hẳn sẽ quen thuộc với sự khác nhau về điện áp của lưới điện dân dụng giữa các nước. Vậy đâu là nguyên nhân của sự khác biệt này? Chúng ta hãy cùng đi tìm câu trả lời qua chuyên mục "Tại Sao?" lần này nhé: Tại sao có sự khác nhau về chuẩn điện áp giữa các quốc gia? Tình hình sử dụng điện áp giữa các quốc gia trên thế giới ban_do_dien_ap. ​ Như các bạn thấy trong bản đồ bên trên, tiêu chuẩn sử dụng điện xoay chiều có sự khác nhau giữa các nước trên thế giới. Thông thường, điện áp từ 220-240V được sử dụng rộng rãi nhất với phần lớn các quốc gia bao gồm châu Âu, nhiều nước châu Á, châu Phi và dĩ nhiên trong đó có Việt Nam chúng ta. Tiếp theo là điện áp 100-127V được sử dụng rộng rãi tại toàn bộ lãnh thổ Bắc Mỹ, một số nước Nam Mỹ, Nhật Bản và Đài Loan. Ngoài ra, một thông số khác cũng đáng chú ý là tần số của dòng điện xoay chiều (Viết tắt là AC, đơn vị đo là Hz). Phần lớn các quốc gia đều sử dụng dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz. Một số ít còn lại sử dụng tần số 60Hz. Tiêu chuẩn lưới điện tại Mỹ nói riêng là 120V và 60Hz. Tuy nhiên, điện áp trung bình thực tế tại Mỹ là vào khoảng 117V. Điều này khác hẳn với nhiều nơi khác trên thế giới vốn dĩ chủ yếu sử dụng điện áp từ 220 đến 240V. Câu hỏi đặt ra ở đây là: Các thông số về điện áp và tần số dòng điện đã được chọn như thế nào? Có những trường hợp ngoại lệ nào không? Chúng ta sẽ lần lượt trả lời 2 câu hỏi trên. Đầu tiên, mọi chuyện bắt đầu từ cuộc chiến dòng điện giữa 2 nhà phát minh thiên tài: Nicolas Tesla và Thomas Edison. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy tìm hiểu những sự khác nhau cơ bản giữa điện áp 110V và 220V. Sự khác nhau giữa điện áp 110V và 220V Điều đầu tiên cần phải nói ở đây là cả 2 điện áp đều có khả năng gây nguy hiểm đến tính mạng của con người. Dù vậy điện áp càng cao sẽ có mức độ nguy hiểm càng lớn. Như ta đã biết một trong những tác dụng của dòng điện chính là tác dụng sinh lý. Theo nghiên cứu, điện áp 24V và dòng điện 10mA trở lên có thể gây ra chết người. Chính vì thế, hết sức cẩn trọng khi sử dụng điện dù đó là điện áp gì. Trên mặt lý thuyết, khái niệm điện áp hay hiệu điện thế là chênh lệch điện thế giữa 2 điểm. Hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển 1 hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm khác. Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị của điện áp là Volt (viết tắt là V). Điện áp càng lớn thì lực đẩy các hạt điện tích càng mạnh. Có thể hiểu một cách nôm na rằng nếu so sánh dòng điện như 1 dòng nước thì hiệu điện thế là lực chảy của dòng nước. Nếu chênh lệch mức nước giữa 2 điểm càng cao thì nước chảy càng mạnh. Về mặt các thiết bị sử dụng, nhà sản xuất chế tạo các thiết phù hợp với từng chuẩn điện áp được sử dụng tại những nơi khác nhau. Chủ yếu là 100-120V và 220-240V. Một số phương tiện công suất nhỏ thường được sản xuất ở cả 2 mức điện áp 110 và 220V. Những thiết bị có công suất lớn như máy sấy, máy nén,... thường yêu cầu sử dụng mức điện áp 220V. Về khía cạnh dây dẫn. Một sơ đồ dây tải điện 110V chuẩn thường có 3 sợi khác nhau: dây nóng, dây trung tính và dây nối đất. Đối với điện áp 220V, có thể có 3 hoặc 4 sợi khác nhau. Tiêu chuẩn quốc tế quy định đối với điện áp 220V, 2 dây đỏ và đen mỗi dây mang điện áp 110V, dây xanh lá cây là dây nối đất. Đối với điện áp 220V sử dụng 4 dây, có thêm dây màu trắng gọi là dây trung tính. Về mặt hiệu quả kinh tế, điện áp 110-120V được cho là an toàn hơn tuy nhiên có mạng lưới phân phối đắt tiền hơn do để đảm bảo công suất, đòi hỏi tiết diện dây dẫn phải lớn hơn nên chi phí nguyên liệu chế tạo dây sẽ lớn hơn. Bên cạnh đó để tránh tổn hao do điện trở thuần gây ra nên dây dẫn cần sử dụng loại nguyên liệu tinh khiết hơn nên tốn kém hơn (dùng đồng ít bị pha). Ngược lại, điện 240V dễ truyền tải hơn, hiệu suất cao hơn và có mức hao hụt thấp hơn tuy nhiên kém an toàn hơn. Thời gian đầu, hầu hết các nước đều sử dụng điện áp 110V. Sau đó do nhu cầu sử dụng tăng cao nên cần thiết phải thay dây dẫn để chịu được dòng cao hơn. Khi đó, một số nước chuyến sang sử dụng điện áp tăng gấp đôi, tức 220V. Hệ thống điện nào càng nhỏ, càng non trẻ thì chi chuyển đổi sẽ không cao và ngược lại. Xét trên khía cạnh kinh tế vĩ mô, điện áp còn là công cụ để điều tiết mậu dịch quốc gia, tránh hàng hóa giá rẻ từ nước này tràn qua nước khác. Việc lựa chọn sử dụng loại điện áp nào trên phạm vi toàn quốc gia không chỉ dựa trên các yếu tố thuần kỹ thuật mà còn xét đến một số yếu tố khác như quy mô lưới điện, các bối cảnh lịch sử, chính trị,... Lịch sử của điện áp và tần số - Mọi chuyện bắt đầu từ 1 cuộc chiến và... Hệ thống điện 3 pha xoay chiều hiện nay bao gồm việc tạo ra, truyền dẫn và cung cấp được phát triển từ thế kỷ 19 với công lao của các nhà phát minh vĩ đại Nikola Tesla, Geogre Westinghouse và một số người khác. Thomas Edison phát triển nên hệ thống điện 1 chiều (DC) với điện áp 110V và tuyên bố rằng hệ thống này an toàn so với dòng điện xoay chiều. Đây chính là lập luận của Edison trong cuộc chiến giữa những người ủng hộ dùng điện xoay chiều và 1 chiều: Cuộc chiến AC vs DC (War of Current) Lưới điện 1 chiều của Thomas Edison edison_landing_0705. Hình ảnh nhà phát minh Thomas Edison (1847-1931)​ Vào những buổi đầu của hệ thống điện, mô hình điện 1 chiều của Thomas Edison được sử dụng tại Mỹ với điện áp 110V. Hệ thống điện 1 chiều 110V được công ty General Electric của Edison cung cấp khắp nước Mỹ cho chiếc bóng đèn do chính ông phát minh. Thế nhưng, hệ thống điện 1 chiều sớm bộc lộ nhược điểm của mình là không thể áp dụng trên quy mô lớn để làm nên một lưới điện khổng lồ cấp độ quốc gia. Tesla đề xuất hệ thống điện xoay chiều Nicola-Tesla. Nhà phát minh, nhà vật lý học, kỹ sư cơ khí và là kỹ sư điện tử Nikola Tesla (1856-1943)​ Sau đó, mạng lưới điện cung cấp cho các hộ gia đình và cơ sở kinh doanh tại Mỹ nhanh chóng được chuyển sang điện xoay chiều. Đây là hệ thống điện xoay chiều 3 pha được phát triển bởi Nilola Tesla với điện áp 240 V. Đó là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều có cùng biên độ, cùng tần số, nhưng lệch nhau về thời gian 1/3 chu kỳ. Dòng ba pha có những ưu điểm mà dòng một pha không có được. Tesla đã tính toán được rằng 60 chu kỳ mỗi giây hay dòng điện có tần số 60Hz là hiệu suất cao nhất. Tuy nhiên, vì lý do an toàn nên cuối cùng Tesla chấp nhận giảm điện áp xuống còn 120V đề phù hợp với các thiết bị được thiết kế hoạt động dưới điện áp thấp. Châu Âu chuyển sang tần số dòng điện 50hz Sau khi bóng đèn dây tóc được phổ biến rộng rãi. Vào năm 1899, nhờ vào khả năng chịu được điện áp cao của các bóng đèn dây tóc thời bấy giờ, công ty điện lực tại Berlin, Đức Berliner Elektrizitäts-Werke (BEW) quyết định tăng khả năng phân phối điện của mình bằng cách chuyển sang áp dụng điện áp danh định 220V. Nhờ đó, công ty đã dùng chi phí chuyển đổi thiết bị của khách hàng để bù đắp cho chi phí nâng cấp đường dây dẫn điện. Đây trở thành mô hình phân phối điện được nhiều công ty điện lực tại Đức và cả châu Âu lựa chọn. Chính điều này làm cho hệ thống điện 220V trở nên phổ biến khắp châu Âu. 1900BlockstationBerlin. Hình ảnh 1 nhà máy của công ty điện lực Berliner Elektrizitäts-Werke​ Với sự hỗ trợ của công ty Westinghouse, hệ thống điện xoay chiều của Tesla trở thành tiêu chuẩn tại Mỹ. Trong khi đó, công ty AEG tại Đức bắt đầu sản xuất và vô hình chung độc quyền thị trường cung cấp điện tại châu Âu. Họ quyết định sử dụng dòng điện có tần số 50Hz thay vì 60hz để phù hợp với tiêu chuẩn đo lường hệ mét (metric) được áp dụng rộng rãi tại đây. Thật không may, dòng điện xoay chiều tần số 50Hz có mức hao hụt lớn nhưng hiệu quả lại không cao bằng tần số 60hz. Nguyên nhân là do máy phát điện 50Hz có tốc độ thấp hơn 20% so với máy phát điện 60Hz. Hệ quả là quá trình truyền tải dòng điện tại tần số 50Hz kém hiệu quả hơn từ 10 đến 15%. Thêm vào đó, máy biến áp 50Hz yêu cầu cuộn dây lớn hơn và mô tơ điện 50Hz hoạt động kém hiệu quả hơn 60Hz. Tất cả các yếu tố trên ảnh hưởng tới việc hao hụt năng lượng điện cũng như tạo nên lượng nhiệt lượng vô ích nhiều hơn tại tần số thấp. Châu Âu chuyển sang điện áp 230V Châu Âu tiếp tục duy trì hệ thống điện xoay chiều 120V cho tới những năm 1950. Sau chiến tranh thế giới thứ 2, châu Âu chuyển sang sử dụng điện 230V nhằm nâng cao hiệu quả truyền tải điện trong lưới điện. Anh Quốc chẳng những chuyển sang sử dụng điện áp 230V mà còn chuyển từ tần số 60Hz xuống 50Hz. Nguyên nhân của việc toàn châu Âu có thể dễ dàng thay đổi chuẩn điện năng chính là một phần nhờ hậu quả của chiến tranh Thế Giới thứ 2. Sau chiến tranh, hầu như toàn bộ các thiết bị điện cũng như hệ thống điện trước đó đều bị hủy hoại nặng nề. Chính điều này cho phép xây dựng hệ thống điện với chuẩn hoàn toàn mới mà không cần tốn nhiều kinh phí. Hoa Kỳ vẫn giữ nguyên hệ thống điện xoay chiều ban đầu: 120V, 60Hz Trong nhiều năm, Hoa Kỳ đã nhiều lần xem xét tới việc chuyển đổi sang hệ thống điện 220V để áp dụng cho các hộ gia đình trên phạm vi cả nước. Tuy nhiên, điều này cần tốn một lượng chi phí khổng lồ để có thể tái xây dựng mạng lưới điện quốc gia. Đồng thời, tất cả các thiết bị được thiết kế sử dụng điện áp 120V từ trước đến nay phải được thay thế hoàn toàn. Đây là 1 điều hầu như bất khả thi. Một điểm bất lợi của hệ thống điện tại Mỹ chính là không đủ điện áp tại những điểm cuối dòng. Tuy nhiên với nỗ lực thay thế chuẩn điện áp lên 240V, một thỏa hiệp đã được xây dựng tại Mỹ nhằm cung cấp điện áp 240V. Theo đó, điện áp cung cấp tới mỗi gia đình sẽ 240V. Sau đó sẽ được hạ áp xuống 120V để sử dụng các thiết bị gia dụng cũ. Một số thiết bị gia dụng mới hiện nay như bếp điện hay máy sấy quần áo tại Mỹ sẽ được thiết kế để sử dụng điện áp tối đa tới 240V. Vậy là chúng ta đã hiểu được sự khác nhau giữa các hệ thống điện tại những khu vực lớn nhất trên thế giới. Sự khác nhau giữa chuẩn điện áp 110-120V tại Mỹ và 230V tại Châu Âu chủ yếu chính là các yếu tố mang tính chất lịch sử. Việc lựa chọn điện áp khác nhau tại mỗi khu vực lớn khởi nguồn từ những buổi đầu điện được phát minh và phổ biến đến mọi người. Sở dĩ châu Âu có thể chuyển sang hệ thống điện 230V cũng nhờ vào những hậu quả của chiến tranh thế giới thứ 2. Mặt khác, trên phương diện lịch sử, châu Âu có ảnh hưởng rất lớn đến phần còn lại của thế giới trên phương diện khoa học kỹ thuật nói chung và lĩnh vực cấp điện nói riêng. Chính vì lẽ đó nhiều nơi khác trên thế giới đều chịu sự ảnh hưởng lớn bởi chuẩn điện áp 220-240V tùy điều kiện và bối cảnh lịch sử riêng mỗi nước. Một số trường hợp ngoại lệ - Những nơi không thể định đoạt chuẩn điện áp chung paraguay-brazil-hydroelectric-power. Hình ảnh đập thủy điện tại Brazil​ Tại Brazil, nhiều nơi chủ yếu sử dụng điện áp từ 110V đến 127V. Tuy nhiên, một số khách sạn lại sử dụng điện áp 220V. Thủ đô Brasilia và khu vực đông bắc Brazil sử dụng điện áp 220-240V. Tại Nhật Bản, người ta sử dụng chung một chuẩn điện áp cho tất cả mọi nơi nhưng với tần số khác nhau giữa các vùng. Đông Nhật Bản bao gồm cả Tokyo sử dụng tần số 50Hz. Miền tây Nhật Bản bao gồm cả Osaka và Kyoto sử dụng tần số 60Hz. japan_electric. Bản đồ các công ty điện lực tại Nhật và sự khác nhau về tần số dòng điện giữa đông và tây​ Nguyên nhân chính là sau chiến tranh thế giới thứ 2, Nước Anh chịu trách nhiệm giúp tái tạo lại hệ thống điện tại khu vực phía đông Nhật Bản. Còn Mỹ lại chịu trách nhiệm tái thiết hệ thống điện tại khu vực phía Tây đất nước. Điều đáng nói ở đây là sau chiến tranh, Anh và tất cả các nước châu Âu đã chuyển sang sử dụng điện áp 240V và tần số 50Hz, nhưng người Anh lại xây dựng hệ thống điện 100-110V với tần số 50Hz tại Nhật. Sự không thống nhất trong tần số dòng điện đã gây nhiều khó khăn cho người dân Nhật cũng như du khách đến đây khi rất dễ gây nhầm lẫn khi sử dụng các thiết bị điện. Đồng thời điều này cũng tạo nên sự tốn kém khi phải sử dụng thêm các thiết bị chuyển đổi dòng điện hoặc gây khó khăn trong quá trình chọn mua thiết bị. Kết Electric-lines. ​ Điện áp và tần số điện xoay chiều có sự khác nhau lớn giữa nhiều quốc gia trên khắp thế giới. Nhiều nơi sử dụng điện áp 230V và tần số 50Hz. Có khoảng 20% quốc gia trên thế giới sử dụng điện áp 110V và/ hoặc tần số 60Hz cho các hệ thống điện gia dụng. Điện áp 240V và tần số 60Hz có giá trị sử dụng hiệu quả nhất nhưng chỉ một số quốc gia chọn cách sử dụng này. Hy vọng, qua bài viết các bạn có thể phần nào lý giải được căn nguyên của sự khác nhau về điện áp sử dụng này. Không chỉ dựa trên những yếu tố kỹ thuật đơn thuần mà còn phụ thuộc vào tình hình lịch sử, chính trị và văn hóa tại mỗi quốc gia hay khu vực khác nhau.