CHƯƠNG 1 MỞ
ĐẦU
Sựkết hợp giữa ngành khoa học máy tính (computer
science) và kỹthuật
truyền
sốliệu (data communication) từ
những năm 70 và 80 của thếkỷ20 đã làm thay
đổi
một cách
toàn diện công nghệ, sản phNm của các công ty trong công nghiệp
công
nghệ
thông tin và truyền thông. Mặc dù cuộc cách mạng
này vẫn tiếp tục nhưng có
thể
khẳng định rằng cuộc cách mạng
này đã xảy ra và bất kỳmột nghiên cứu hoặcđiều
tra
nào vềlĩnh
vực truyền sốliệuđều nằm trong ngữcảnh
này.
Cuộc cách mạng máy tính - truyền thông đã làm xuất hiện một số
thực tế
sau:
- Không còn sựphân biệt cơbản giữa việc xửlý dữliệu (máy
tính) và việc
truyền
sốliệu (công nghệtruyền và thiết bị
chuyển
mạch).
- Không còn sựphân biệt giữa truyền thông dữliệu, tiếng nói
hay
video.
- Ranh giới giữa máy tính đơn bộvi xửlý (single-processor
computer), máy
tính
đa bộvi xửlý (multi-processor
computer), mạng nội bộ(local network),
mạng
đô thị
(metropolitan network) và mạng diện rộng (long-haul
network)
ngày
càng bịmờ
đi.
Một hiệuứng của những xu hướng phát triển này là sự phát
triển giao thoa
giữa
công nghiệp máy tính và công nghiệp truyền
thông, từviệc sản xuất các thành
phần
riêng rẽ đến các hệthống
tích hợp (system integration). Một kết quảkhác là sự
phát
triển
của các hệthống tích hợp có thểtruyền và xửlý tất cảcác loại
dữliệu và
thông
tin khác nhau. Ngày nay, cảcác tổchức
chuNn hoá kỹthuật
(technical-standards
organizations) lẫn
công nghệ đềuđang hướng vềhình thành một hệthống công
cộng
đơn giản tích hợp mọi kiểu truyền thông và tạo ra khả
năng truy xuất và xửlý
mọi
nguồn dữliệu từkhắpnơi trên thế
giới một cách dễdàng và đồng
nhất.
I.2. Mô hình truyền
thông
Chúng ta sẽbắtđầu bằng một mô hình truyền thông đơn
giản, được minh
hoạ
bằng sơ đồ khối trên hình vẽ
1.a.
Source System Destination
System
Source Transmiter
Tran
smis
sion
syste
m
Receiver
Destinatio
n
Hình
1a
Worckstation Modem Public Telephone
Network Modem Server
Hình
1b
Mụcđích cơbản của một hệthống truyền thông là trao đổi
dữliệu giữa 2
thực
thể. Hình vẽ1.b biểu diễn một ví dụ đặc
biệt. Đây là mô hình truyền thông giữa
một
máy trạm và một máy chủqua hệthống mạngđiện thoại công
cộng (public
telephone
network). Một ví dụkhác là sựtrao đổi
tín hiệu tiếng nói (voice signals) giữa 2
máy
điện thoại qua cùng
hệ thống mạng này. Các thành phần cơbản của mô hình này
bao
gồm:
-Thiết bịnguồn (Source): Thiết bịnày sẽsinh ra dữliệuđể
truyền; ví dụnhư là
các
máy điện thoại hay các máy tính cá
nhân.
-Thiết bịtruyền (Transmitter): Thông thường, dữliệu do hệ
thống thiết bị
nguồn
sinh ra sẽkhông được truyền trực tiếp theo
dạng mà nó sinh ra. Thay vào đó, thiết
bị
truyền sẽchuyểnđổi và
mã hoá thông tin này bằng cách sinh ra các tín hiệuđiện
từ
(electro-magnetic signals) để có thểtruyềnđiđược qua nhiều
loại hệthống truyền.
Ví
dụ, một modem sẽlấy các bit tín hiệu số
từthiết bịkết nối với nó, chẳng hạn như
máy
tính cá nhân, sau
đó chuyển chuỗi bit này vào trong một tín hiệu tín hiệutương
tự
(analog signal) được sửdụng để truyềnđi trong hệthống mạng
điện
thoại.
-Hệthống truyền (Transmission System): Có thểlà một
đường truyềnđơn
giản
hoặc một hệthống mạng phức tạp kết nối
thiết bịnguồn và thiết bị
đích.
-Thiết bịthu (Receiver): Thiết bịthu sẽnhận tín hiệu từhệ
thống truyền và
chuyển
đổi nó thành dạng mà các thiết bị đích có
thểquản lý được. Ví dụ, một modem sẽ
nhận
một tín hiệu tương
tự đến từmột mạng hoặc một đường truyềnđơn, sau đó chuyển
đổi
nó thành chuỗi bit
số.
-Thiết bị đích (Destination): Nhận dữliệu
từthiết bị
thu.
I.3. Các tác vụ
truyền
thông
Các mô tả về mô hình truyền thông trong mục 2 thực chấtđã
che giấuđi sự
phức
tạp rất lớn vềmặt kỹ thuật. Bảng 1.1 sẽcho
thấyđược phạm vi thực tếcủa sựphức
tạp
này bằng cách liệt kê
các tác vụ chính phải thực hiện trong một hệthống truyền
thông.
Các tác vụnày đôi khi có thểthêm vào hoặc kết hợp lại tuy
nhiên nó thểhiện
những
nội dung chính mà môn học này sẽ đi
qua.
Sử dụng hệ thống
truyền
(Trans
m
iss
i
on
Ghép nối
(Interfacing)
Phát sinh tín
hiệu
(
S
ig
a
l
e
n
e
r
a
t
i
on)
Đồng bộ
hoá
(Synchronization)
Quản lý trao
đổi
(Exchange
M
a
n
a
e
men
t)
Phát hiện và sửa
chữa
lỗi
(Error
detection
and
Điều khiển luồng
(
F
low contro
l
)
Đánh địa
chỉ
(A
d
dressin
)
Định tuyến
(
R
out
i
ng)
Phục hồi
(Recover
y
)
Định dạng
thông
đ
i
ệ
p
Bảo mật
(Security)
Quản trịmạng
(
N
e
t
wo
rk
Bảng 1.1 Các tác vụtruyền
thông
-Sửdụng hệthống truyền: Thường được xem nhưviệc sử
dụng một cách hiệu
quả
các phương tiện truyền thông
(transmission facilities) mà thông thường được chia
sẻ
cho một
số lượng các thiết bịtruyền thông. Nhiều kỹthuật dồn kênh
(multiplexing)
được sửdụngđể phân bốkhảnăng truyền tổng
cộng (total capacity) của một
môi
trường truyền cho nhiều
người sửdụng. Đồng thời, cũng phải có các kỹthuật
điều
khiển tắc nghẽnđể đảm bảo rằng hệthống không bịlỗi bởi có
quá nhiều các yêu
cầu
dịch vụtruyền thông xảy ra đồng
thời.
-Ghép nối:Để truyền thông được, một thiết bịphảiđược ghép
nối vào một hệ
thống truyền.
-Phát sinh tín hiệu: Tất cảcác dạng truyền thông được đề cập
đếnởmôn học
này
cuối cùng đều phụthuộc vào việc sửdụng
các tín hiệuđiện từ được truyền qua
một
môi trường truyền. Do
đó, khi ghép nối đãđược thành lập, quá trình truyền thông
yêu
cầu phải có tín hiệuđược phát ra. Các tính chất của tín hiệu,
chẳng hạn như
dạng
(form) và cường độ (intensity) phải thoả
mãn 2 điều
kiện
+ (1): Chúng có khảnăng truyềnđược qua
hệthống
truyền.
+ (2): Thiết bịthu (receiver) phải có khảnăng hiểuđược
(interpretable) dữ
liệu.
-Đồng bộhoá: Không chỉcó việc phát sinh tín hiệu phải phù hợp
với yêu cầu của
hệ
thống truyền và thiết bịthu mà tín hiệu phải
đượcđồng bộ hoá (synchronization)
giữa
thiết bịtruyền và thiết bị
thu. Thiết bị thu phải có khảnăng xác địnhđược khi nào
tín
hiệu
bắtđầuđến và kết thúc. Đồng thời thiết bịthu cũng phải biết
được khoảng
thời
gian (duration) của mỗi thành phần tín hiệu
diễn ra bao
lâu.
- Quản lý trao đổi: Ngoài vấnđề chính là quyếtđịnh đặc tính
tựnhiên và thời
gian
của tín hiệu, còn có một loạt các yêu cầu
để truyền thông giữa hai thực thể được
tập
hợp lại dưới thuật
ngữquản lý trao đổi (exchange management). Nếu dữ liệuđược
trao
đổi theo cả2 chiều trong một khoảng thời gian thì cả2
thực thểphải hợp tác
hoạt
động. Ví dụ, khi 2 người tham gia
vào một cuộc hội thoại qua điện thoại, một
người
phải quay số
(dial number) của người kia sinh ra tín hiệu với kết quảlà