intTypePromotion=1

Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 2

Chia sẻ: Van Nguyen Van | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

0
124
lượt xem
17
download

Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 2

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các hệ thống truyền tin có thể được thiết kế để truyền thông tin theo một hướng, theo hai hướng nhưng không đồng thơi và theo hai hướng đồng thời. Có 3 phương thức truyền tin, đó là: đơn công, bán song công, song công.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 2

  1. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu CHÖÔNG 2: TRUYEÀN DÖÕ LIEÄU (DATA TRANSMISSION) 2.1 Caùc khaùi nieäm cô baûn 2.1.1 Caùc phöông thöùc truyeàn tin: Caùc heä thoáng truyeàn tin coù theå ñöôïc thieát keá ñeå truyeàn thoâng tin theo moät höôùng, theo hai höôùng nhöng khoâng ñoàng thôøi vaø theo hai höôùng ñoàng thôøi. Coù 3 phöông thöùc truyeàn tin, ñoù laø: ñôn coâng, baùn song coâng, song coâng a. Truyeàn ñôn coâng (simplex): thoâng tin chæ ñöôïc truyeàn theo moät höôùng duy nhaát, heä thoáng chæ phaùt hoaëc chæ thu. Traïm tin coù theå laø maùy phaùt hoaëc maùy thu nhöng khoâng phaûi caû hai. Ví duï: heä thoáng radio, truyeàn hình ñaøi phaùt thanh chæ phaùt vaø ta chæ thu nghe. Thoâng tin giöõa baøn phím vaø maøn hình. b. Baùn song coâng (Haft-duplex): thoâng tin ñöôïc truyeàn theo 2 chieàu nhöng khoâng ñoàng thôøi, taïi moãi thôøi ñieåm thoâng tin chæ truyeàn theo moät höôùng. Ví duï: heä thoáng maùy boä ñaøm – khi nhaán nuùt thì noùi, nhaû nuùt ra thì ôû traïng thaùi nghe. c. Song coâng (full-duplex): thoâng tin coù theå ñöôïc truyeàn 2 chieàu cuøng moät thôøi ñieåm treân tuyeán döõ lieäu. Ví duï: heä thoáng ñieän thoaïi 2.1.2 Caùc hình thöùc truyeàn a. Truyeàn song song: söû duïng nhieàu ñöôøng keát noái, do ño,ù trong moãi chu kyø xung clock seõ coù nhieàu bit ñöôïc truyeàn ñi cuøng luùc toác ñoä truyeàn nhanh nhöng cöï li truyeàn ngaén. Thôøi gian 1 0 0 1 1 1 0 2 2 0 3 3 nguoàn 4 ñích 1 4 : : : : 1 n-1 n-1 Möùc tham Möùc tham chieáu 0 chieáu 0 Hình 2.1: Moâ hình truyeàn song song b. Truyeàn noái tieáp: söû duïng moät ñöôøng keát noái, caùc bit döõ lieäu ñöôïc truyeàn tuaàn töï noái tieáp qua moät keânh döõ lieäu cöï li truyeàn daøi. Trang 33 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  2. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Thôøi gian 1 thôøi bit 10 1 00 1 1 Nguoàn Ñích DTE DTE Möùc tham chieáu 0 Hình 2.2: Moâ hình truyeàn noái tieáp 2.1.3 Caùc loaïi maõ truyeàn Trong heä thoáng thoâng tin soá lieäu, muoán truyeàn döõ lieäu ôû daïng caùc vaên baûn, hình aûnh, aâm thanh… töø nôi naøy ñeán nôi khaùc. Caùc thoâng tin thì coù nhieàu daïng, tuy nhieân, maùy tính hay caùc thieát bò ñaàu cuoái chæ hieåu caùc bit 1 hay 0. Do vaäy, caùc döõ lieäu caàn phaûi ñöôïc chuyeån sang caùc bit nhò phaân 0 hoaëc 1 tröôùc khi truyeàn leân ñöôøng truyeàn. Ñeå thöïc hieän vieäc chuyeån ñoåi naøy phaûi söû duïng caùc loaïi maõ truyeàn. - Maõ Morse: ñöôïc tìm ra bôûi Samuel F.P. Morse, naêm 1840. Heä thoáng maõ laø taäp hôïp caùc chuoãi chaám (dot) vaø gaïch (dash) bieãu dieãn caùc kyù töï vaø chöõ soá. Pheùp chaám caâu cuõng bao goàm trong maõ. Chieàu daøi thôøi gian cuûa dash gaáp 3 laàn cuûa dot. Caùc kyù töï caùch nhau 1 khoaûng dash vaø caùc töø caùch nhau 1 khoaûng 2 dash. Baûng maõ Morse (xem taøi lieäu TTDL vaø maïng maùy tính – P.84) - Maõ Baudot: maõ naøy ñöôïc duøng roäng raõi quoác teá trong maïng telex (maïng duøng caùc maùy ñieän baùo). Maïng telex laø maïng ñaùnh maùy qua voâ tuyeán ñöôïc keát noái vôùi nhau baèng PSTN. Toác ñoä maïng naøy raát thaáp töø 50 – 70 baud hay bps. Maõ Baudot laø maõ chöõ vaø soá goàm 5 bit cho pheùp bieåu dieãn 32 kyù töï, do toång soá kyù töï chöõ vaø soá nhieàu hôn 32 (26 chöõ caùi, 10 soá) neân phaûi duøng 2 kyù töï ñaëc bieät ñeå môû roäng taäp maõ. 2 kyù töï ñoù laø Letters Shift (LS hay ↑) vaø Figures Shift (FS hay ↓). Baûng maõ Baudot (xem taøi lieäu TTDL vaø maïng maùy tính – P.85) - Maõ ASCII (American Standard Code For Information Interchange): laø maõ ñöôïc duøng roäng raõi nhaát cho truyeàn vaø xöû lyù döõ lieäu. Maõ ASCII ñöôïc phaùt trieån naêm 1962 cho thoâng tin maùy tính. Moãi kyù töï ñöôïc maõ hoaù baèng moät töø maõ daøi 7 bit (coù taát caû laø 27=128 kyù töï) thoâng thöôøng maõ ASCII duøng vôùi 1 bit kieåm tra ñeå taïo thaønh 8 bit. Baûng maõ ASCII (xem taøi lieäu TSL – P.100 hoaëc TTDL vaø maïng maùy tính – P.91) - Maõ EBCDIC (Extended Binary Codes Decimal Interchange Code): naêm 1962, IBM phaùt trieån maõ 8 bit EBCDIC, moãi kyù töï ñöôïc maõ hoaù baèng 1 töø maõ daøi 8 bit (coù taát caû laø 28=256 kyù töï). Baûng maõ EBCDIC (xem taøi lieäu TSL – P.100 hoaëc TTDL vaø maïng maùy tính – P.86) - Caùc kyù töï trong moät boä maõ ñöôïc phaân laøm 2 loaïi: o Kyù töï in ñöôïc (Printable Character): bao goàm kyù töï thoâng thöôøng, kyù töï soá vaø caùc daáu chaám caâu. Trang 34 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  3. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu o Kyù töï khoâng in ñöôïc (Non-printable Character): bao goàm caùc kyù töï ñònh daïng (space, del, esc, backspace…); kyù töï ñieàu khieån (STX, ETX, SOH, ACK, NAK,…) 2.1.4 Caùc ñôn vò döõ lieäu - Ñôn vò ño löôøng cô baûn laø byte - Caùc ñôn vò ño lôùn hôn o 1kbyte = 210byte = 1024 byte o 1Mbyte = 210kbyte = 1024 kbyte o 1Gbyte = 210Mbyte = 1024 Mbyte o 1Tbyte = 210Gbyte = 1024 Gbyte 2.1.5 Caùc caáu hình keát noái cô baûn Caáu hình keát noái laø caùch maø 2 hay nhieàu thieát bò thoâng tin noái vaøo moät lieân keát. Moät lieân keát laø ñöôøng thoâng tin vaät lyù maø duøng ñeå chuyeån döõ lieäu töø moät thieát bò ñeán thieát bò khaùc. a. Caáu hình ñieåm noái ñieåm: cung caáp moät lieân keát duøng rieâng cho 2 thieát bò. Haàu heát caùc caáu hình ñieåm – ñieåm söû duïng ñöôøng truyeàn laø caùp ñoàng, caùp quang hay soùng voâ tuyeán. (Mainframe) Workstation Workstation Lieân keát Hình 2.3: Caáu hình ñieåm - ñieåm b. Caáu hình ña ñieåm: laø caáu hình maø coù nhieàu hôn 2 thieát bò cuøng chia seû moät lieân keát ñôn. Trong moâi tröôøng ña ñieåm dung löôïng cuûa keânh ñöôïc chia seû hoaëc taùch bieät haún hoaëc coù tính caùch taïm thôøi. Lieân keát Hình 2.4: Caáu hình ña ñieåm c. Caáu hình daïng löôùi (mesh): vôùi caáu hình naøy, moãi thieát bò ñeàu ñöôïc noái ñeán moãi thieát bò khaùc. Neáu coù n thieát bò thì seõ coù n(n-1)/2 lieân keát ñôn. Ñeå keát noái ñöôïc nhieàu lieân keát thì moãi thieát bò phaûi coù (n-1) coång vaøo ra. Trang 35 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  4. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Hình 2.5: Caáu hình löôùi (Mesh) d. Caáu hình daïng sao (star): moãi thieát bò coù moät lieân keát ñeán boä ñieàu khieån trung taâm thöôøng ñöôïc goïi laø Hub. Caáu hình sao ít toán keùm hôn löôùi. Moãi thieát bò chæ caàn moät lieân keát vaø moät coång vaøo ra ñeå keát noái vôùi baát kyø thieát bò khaùc. Hub Hình 2.6: Caáu hình daïng sao e. Caáu hình daïng voøng (Ring): moãi thieát bò coù hai lieân keát ñieåm – ñieåm vôùi 2 thieát bò ôû 2 phía cuûa noù. Moät tín hieäu ñi theo moät chieàu töø thieát bò naøy sang thieát bò khaùc cho ñeán khi ñeán ñuùng thieát bò caàn ñeán. Vôùi moät voøng ñôn giaûn thì caáu hình coù moät khuyeát ñieåm laø khi moät vò trí bò maát lieân keát vaät lyù thì seõ giaùn ñoaïn thoâng tin. Khuyeát ñieåm naøy coù theå ñöôïc khaéc phuïc baèng caáu hình voøng keùp hoaëc vôùi boä chuyeån maïch. Hình 2.7: Caáu hình daïng voøng 2.2 Truyeàn döõ lieäu baát ñoàng boä: 2.2.1 Ñaëc ñieåm: Phía phaùt Phía thu Ra noái tieáp TxD Vaøo noái tieáp RxD SIPO PISO ÷N 1 Ñoàng hoà counter 1 phaùt (TxC) LSB MSB MSB Ñoàng hoà thu LSB Ra song song (RxC=N.TxC) Vaøo song song Hình 2.8: Nguyeân lyù hoaït ñoäng truyeàn baát ñoàng boä Trang 36 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  5. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu - Xung clock phía phaùt vaø phía thu ñoäc laäp vôùi nhau boä taïo xung clock phía thu khoâng phuï thuoäc chuoãi döõ lieäu thu vaøo. Toác ñoä (taàn soá) xung clock phía thu luoân luoân lôùn gaáp N laàn toác ñoä (taàn soá) xung clock phía phaùt (fR = N.fT), thoâng thöôøng N = 16 hoaëc 32. - Döõ lieäu ñöôïc truyeàn theo kieåu truyeàn caùc kyù töï (7 hoaëc 8 bit) lieân tieáp. Moãi kyù töï ñöôïc truyeàn baát ñoàng boä baét ñaàu baèng Start bit vaø keát thuùc baèng Stop bit (1; 1,5 hoaëc 2 bit möùc [1]). Ñaûm baûo luoân coù moät söï thay ñoåi traïng thaùi töø [0] [1] [0] khi chuyeån sang kyù töï khaùc. - Soá stop bit nhieàu hay ít laø tuøy thuoäc vaøo yeâu caàu, neáu caàn truyeàn hieäu suaát cao thì duøng 1 stop bit vaø trong tröôøng hôïp vì toác ñoä xöû lyù chaäm thì coù theå choïn 1.5 hoaëc 2 stop bit. LSB MSB 0 1 1 Traïng thaùi nghó (roãi) Start bit Döõ lieäu Stop bit 7 hoaëc 8bit kyù töï Hình 2.9: Caùch ñoàng boä kyù töï - Döõ lieäu cuûa moät kyù töï truyeàn theo thöù töï thôøi gian laø bit coù troïng soá thaáp nhaát (LSB) truyeàn tröôùc vaø bit coù troïng soá cao nhaát (MSB) truyeàn sau. Löu yù: traïng thaùi raûnh (roãi) cuûa ñöôøng truyeàn ôû möùc logic [1]. - Hieäu suaát thaáp: giaû söû moät byte thoâng tin ñöôïc truyeàn ñi theo kieåu baát ñoàng boä, 1 Start bit vaø 2 Stop bit. Khi ñoù: 8 η = soá bit thoâng tin/ Toång soá bit truyeàn = = 0.727 = 72.7 0 0 8 +1+ 2 Trong thöïc teá, neáu coù söû duïng bit kieåm tra chaün leû (Parity bit) thì giaù trò naøy coøn nhoû hôn. - Thöôøng ñöôïc öùng duïng trong caùc boä phaùt ngaãu nhieân (keyboard) hay caùc boä phaùt döõ lieäu toác ñoä thaáp < 20Kbps. 2.2.2 Quaù trình truyeàn döõ lieäu: - Taïi DTE phaùt, döõ lieäu ñöôïc chuyeån töø song song (töøng kyù töï) sang noái tieáp ñeå truyeàn leân ñöôøng truyeàn. Thöïc hieän vieäc cheøn Start, Stop vaø Parity bit cho töøng kyù töï ñeå truyeàn leân ñöôøng truyeàn. - Khi döõ lieäu truyeàn tôùi DTE thu, döõ lieäu seõ ñöôïc thöïc hieän kieåm tra phaùt hieän loãi, chuyeån töø noái tieáp sang song song. - Phía thu phaûi coù khaû naêng ñoàng boä bit, ñoàng boä kyù töï, ñoàng boä khung. Trang 37 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  6. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Start bit Data bit 1 Data bit 2 RxD RxC (N=1) TH1 Xung laáy maãu RxC (N=4) TH2 Xung laáy maãu N/2 N N RxC RxC RxC Giöõa bit Hình 2.10: Caùch ñoàng boä bit: Ví duï veà toác ñoä xung clock khaùc nhau a. Ñoàng boä bit - Trong kyõ thuaät truyeàn baát ñoàng boä, tröôùc khi truyeàn caùc bit cuûa töø maõ data thì maùy phaùt gôûi ñi 1 bit start. - Taïi maùy thu, khi chöa coù döõ lieäu thì ñöôøng truyeàn ôû traïng thaùi nghæ (roãi) ôû logic [1], boä chia N chöa cho pheùp hoaït ñoäng chöa coù tín hieäu laáy maãu. - Khi phaùt hieän ñöôïc traïng thaùi chuyeån ñoåi möùc ñieän aùp (vò trí baét ñaàu cuûa start bit) thì phía thu seõ chôø sau N/2 chu kyø xung clock thu (vò trí giöõa cuûa start bit) ñeå laáy maãu. Sau ñoù, cöù sau moãi N chu kyø xung clock thì taïo ra moät xung laáy maãu, xung laáy maãu coù ñaëc ñieåm laø taàn soá baèng taàn soá xung clock phía maùy phaùt. Khi N caøng lôùn thì xung laáy maãu caøng tieán veà ñieåm giöõa cuûa bit. - Sau khi coù xung laáy maãu, tín hieäu seõ ñöôïc laáy maãu vaø so saùnh vôùi möùc ngöôõng toái öu ñeå quyeát ñònh bit ñaõ phaùt laø 0 hoaëc 1. - Bit stop duøng ñeå preset ñöôøng truyeàn trôû veà traïng thaùi roãi sau khi truyeàn xong moät kyù töï. Nhôø coù bit stop maø 2 kyù töï lieân tieáp nhau vaãn coù theå thöïc hieän ñöôïc quaù trình ñoàng boä bit. Löu yù: söï ñoàng boä caøng chính xaùc khi N caøng lôùn. b. Ñoàng boä kyù töï Sau khi ñoàng boä bit quaù trình ñoàng boä kyù töï seõ dieãn ra nhö sau: - DTE phaùt vaø DTE thu ñöôïc ñieàu khieån ñeå coù cuøng soá bit trong moãi kyù töï (start, data, parity vaø stop bit) phaùt vaø thu baèng nhau. - Sau khi nhaän ñöôïc start bit, phía thu seõ thöïc hieän vieäc ñoàng boä kyù töï baèng caùch ñeám soá bit ñaõ ñöôïc laäp trình. Sau ñoù chuyeån noäi dung kyù töï vöøa thu ñöôïc vaøo boä deäm vaø chôø thu kyù töï môùi • Parity: duøng ñeå kieåm tra kyù töï vöøa ñoàng boä laø ñuùng hoaëc bò loãi. Parity coù theå ñöôïc thieát laäp baèng 2 caùch: o Parity chaün: ñöôïc thieát laäp sao cho toång soá bit 1 trong chuoãi bit data keå caû parity laø 1 soá chaün. Trang 38 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  7. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu o Parity leû: ñöôïc thieát laäp sao cho toång soá bit 1 trong chuoãi bit data keå caû parity laø 1 soá leû. - Ñeå quy ñònh chuaån truyeàn thoâng (protocol), ngöôøi ta thöôøng duøng caùch vieát toång hôïp caùc thoâng soá: toác ñoä, data bit, parity bit, stop bit. Ví duï: 300 7 E 1 hoaëc 9600 8 N 1 hoaëc 1200 7 O 1 300: chæ toác ñoä, ñôn vò laø bps 7: chæ soá bit döõ lieäu E (event): kieåm tra parity chaün 1: stop bit N (none): khoâng coù cheá ñoä kieåm tra parity O (odd): kieåm tra parity leû c. Ñoàng boä khung (frame) - Trong vieäc truyeàn döõ lieäu, thoâng tin ñöôïc truyeàn ñi theo caùc khung. Do ñoù, ñeå thu ñöôïc hoaøn chænh moät khung thì phía thu phaûi xaùc ñònh ñöôïc vò trí baét ñaàu vaø keát thuùc cuûa khung, ñieàu naøy ñöôïc goïi laø ñoàng boä khung. - Neáu khoái döõ lieäu truyeàn laø daïng in ñöôïc (printable character): o Maùy phaùt phaùt ñi kyù töï baét ñaàu khung laø STX (Start of Text) vaø phaùt ñi kyù töï keát thuùc moät khung laø ETX (End of Text). o Maùy thu döïa vaøo STX vaø ETX ñeå thu ñöôïc hoaøn chænh noäi dung moät khung döõ lieäu. - Neáu khoái döõ lieäu truyeàn ñi coù chöa caùc kyù töï khoâng in ñöôïc (non-printable character) ví duï nhö STX hoaëc ETX thì vieäc ñoàng boä khung ñöôïc thöïc hieän baèng caùch cheøn theâm kyù töï DLE (Data Link Esc): o Baét ñaàu khung laø DLE + STX. o Keát thuùc khung laø DLE + ETX. - Neáu trong noäi dung khoái döõ lieäu truyeàn coù chöùa kyù töï DLE thì noù phaûi truyeàn moät caëp kyù töï DLE lieân tieáp. Maùy thu khi nhaän ñöôïc moät caëp kyù töï DLE lieân tieáp trong noäi dung thu thì ñoàng boä thaønh moät kyù töï DLE. Stop bit STX KT1 KT2 ETX STX Start bit 1 goùi data DLE STX KT1 DLE ETX 1 goùi data Hình 2.11: Ñoàng boä khung Ví duï1: Khi phaùt: “A B C” thu: STX A B C ETX Ví duï2: khi phaùt: A B DLE ETX C Trang 39 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  8. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu thu: DLE STX A B DLE DLE ETX C DLE ETX Baøi taäp: Maùy phaùt vaø maùy thu söû duïng giao thöùc truyeàn baát ñoàng boä 9600 7 E 1. maùy phaùt muoán truyeàn ñeán maùy thu 1 thoâng ñieäp “KTCN” söû duïng maõ ASCII. Hoûi: a. Maùy thu nhaän ñöôïc khung tin gì? b. Giaû söû caùc kyù töï truyeàn laø lieân tieáp nhau, veõ tín hieäu maùy phaùt phaùt ñi treân ñöôøng truyeàn. c. Tính thôøi gian truyeàn. 2.3 Truyeàn döõ lieäu ñoàng boä Hieäu suaát truyeàn döõ lieäu baát ñoàng boä thaáp do truyeàn theâm caùc start vaø stop bit vaøo moãi kyù töï truyeàn. Maët khaùc vieäc ñoàng boä bit ñôn giaûn cuûa kyõ thuaät truyeàn baát ñoàng boä khoâng ñaùng tin caäy khi khoái döõ lieäu lôùn vaø toác ñoä truyeàn taêng. Ñeå khaéc phuïc vaán ñeà treân thì kyõ thuaät truyeàn ñoàng boä ñöôïc söû duïng. 2.3.1 Ñaëc ñieåm cuûa kyõ thuaät truyeàn ñoàng boä: Transmitter Receiver TxD Clock Encoder RxD Clock SIPO Decoder LSB PISO TxC Data MSB MSB Data LSB Hình 2.12: Maõ hoaù xung clock - DTE thu hoaëc söû duïng chung boä taïo xung clock cuûa DTE phaùt hoaëc söû duïng boä taïo xung clock rieâng nhöng ñoàng boä vôùi DTE phaùt. - Caû khoái döõ lieäu seõ ñöôïc truyeàn ñi döôùi daïng chuoãi bit lieân tieáp (khoâng coù söï phaân caùch töøng kyù töï) - Hieäu suaát cao hôn truyeàn baát ñoàng boä, do ñoù, ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp truyeàn döõ lieäu toác ñoä cao. Cuõng gioáng nhö kyõ thuaät truyeàn baát ñoàng boä, ñeå phía thu thöïc hieän vieäc ñoàng boä döõ lieäu thì heä thoáng phaûi thöïc hieän caùc vaán ñeà: ñoàng boä bit, ñoàng boä kyù töï, ñoàng boä khung. Thöïc teá coù 2 loaïi kieåm soaùt truyeàn ñoàng boä laø: • Truyeàn ñoàng boä ñònh höôùng bit • Truyeàn ñoàng boä ñònh höôùng kyù töï Caû 2 loaïi naøy ñeàu coù chung phöông phaùp ñoàng boä bit. 2.3.2 Ñoàng boä bit Truyeàn döõ lieäu ñoàng boä thì xung clock phía thu phaûi hoaït ñoäng ñoàng boä vôùi tín hieäu thu ñöôïc. Ñeå ñaït ñöôïc ñieàu naøy thì coù theå thöïc hieän theo 1 trong 3 caùch sau ñaây: - Maõ hoaù vaø taùch xung clock - Söû duïng maïch voøng khoaù pha soá (DPLL – Digital Phase Lock Loop) - Keát hôïp caû 2 phöông phaùp treân (phöông phaùp Hybrid). a. Maõ hoaù vaø taùch xung clock Trang 40 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  9. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Taùch thoâng tin xung clock trong chuoãi döõ lieäu thu ñöôïc - Taïi phía phaùt thoâng tin, xung clock ñöôïc maõ hoaù vaøo chuoãi bit döõ lieäu phaùt ñi. Khi truyeàn tôùi phía thu seõ söû duïng maïch taùch thoâng tin naøy ñeå laøm xung clock thöïc hieän vieäc laáy maãu. - Thoâng tin xung clock ñöôïc cheøn vaøo söû duïng 1 trong 3 caùch sau: o Maõ hoaù löôõng cöïc (Bipolar Encoding): coøn ñöôïc goïi laø maõ hoaù trôû veà 0 (return to zero encoding). Bit 1 ñöôïc maõ hoaù thaønh (+V,0) Bit 0 ñöôïc maõ hoaù thaønh (-V,0) + Taïi vò trí baét ñaàu cuûa bit döõ lieäu ñöôïc maõ hoaù luoân keøm theo söï thay ñoåi traïng thaùi, phía thu seõ döïa vaøo ñieàu naøy ñeå thöïc hieän vieäc taùch xung clock. + Ôû phía maùy thu boä clock decoder seõ phaùt ra moät tín hieäu ñònh thôøi. Tín hieäu ñònh thôøi naøy ñoàng boä vôùi tín hieäu ñònh thôøi ôû maùy phaùt. Tín hieäu ñònh thôøi naøy ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån quaù trình laáy maãu cuûa tín hieäu treân ñöôøng truyeàn. + Taïi thôøi ñieåm laáy maãu neáu giaù trò cuûa tín hieäu ôû möùc cao thì maùy thu ñoàng boä ñöôïc bit 1. Ngöôïc laïi, neáu giaù trò cuûa tín hieäu ôû möùc thaáp thì maùy thu ñoàng boä ñöôïc bit 0. + Tín hieäu ñöôïc maõ hoaù thaønh 3 möùc (-V, 0, +V) neân kieåu maõ hoaù naøy coøn ñöôïc goïi laø kieåu maõ hoaù löôõng cöïc. Ñoàng thôøi do nöûa sau chu kyø bit luoân luoân trôû veà zero neân kieåu maõ naøy goïi laø maõ hoaù trôû veà zero. Data 1 0 01 1 10 1 TxC +V TxD/RxD 0 -V RxC Receiver data Hình 2.13: Phöông phaùp maõ hoaù löôõng cöïc (Bipolar Encoding) o Maõ hoùa Manchester: coøn goïi laø maõ hoùa khoâng trôû veà zero (non-return to zero encoding) Bit 1 ñöôïc maõ hoaù thaønh (möùc thaáp, möùc cao) Bit 0 ñöôïc maõ hoaù thaønh (möùc cao, möùc thaáp) + Luoân coù söï thay ñoåi traïng thaùi taïi vò trí giöõa cuûa chu kyø bit, phía thu seõ döïa vaøo ñieàu naøy ñeå khoâi phuïc laïi tín hieäu clock. Trang 41 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  10. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Data 1 0 01 1 101 TxC TxD/RxD (Manchester) RxC Receiver data Hình 2.14: Phöông phaùp maõ hoaù Manchester + Taïi phía maùy phaùt, boä clock encoder seõ taïo ra tín hieäu Manchester töø tín hieäu ñònh thôøi (TxC) vaø giaù trò cuûa chuoãi bit döõ lieäu vaøo. + Taïi phía maùy thu, boä clock decoder seõ giaûi maõ tín hieäu ñònh thôøi baèng caùch: Khi phaùt hieän coù moät caïch xung ñaàu tieân thì taïo ra moät xung laáy maãu. Sau ñoù, phaûi chôø moät khoaûng thôøi gian > ½ chu kyø bit roài môùi xeùt tín hieäu coù caïnh xung (coù söï thay ñoåi traïng thaùi logic khoâng) hay khoâng. Neáu coù caïch xung thì laïi taïo ra moät xung laáy maãu. Xung laáy maãu ñöôïc taïo ra hoaøn toaøn ñoàng boä vôùi xung laáy maãu ôû phía maùy phaùt chæ bò treã pha ½ chu kyø bit. Taïi moãi thôøi ñieåm laáy maãu, giaù trò cuûa tín hieäu seõ ñöôïc so saùnh vôùi möùc ngöôõng. Neáu lôùn hôn möùc ngöôõng thì maùy thu ñoàng boä ñöôïc bit 1 vaø ngöôïc laïi neáu giaù trò cuûa tín hieäu nhoû hôn möùc ngöôõng thì maùy thu ñoàng boä ñöôïc möùc 0. + Kieåu maõ hoùa naøy khoâng coù möùc zero trong chu kyø bit neân ñöôïc goïi laø maõ khoâng trôû veà zero (NRZ) o Maõ hoùa Manchester vi sai (diffirent Manchester) + Töông töï nhö maõ hoaù Manchester, tuy nhieân, coøn coù söï thay ñoåi möùc tín hieäu taïi vò trí baét ñaàu cuûa chu kyø bit vaø chæ xaûy ra neáu bit keá tieáp laø bit 0. kieåu maõ hoaù naøy coù öu ñieåm laø taïo ra 2 phieân baûn ngöôïc daáu vôùi nhau tuyø thuoäc vaøo möùc khôûi ñoäng giaû söû ban ñaàu (cao hay thaáp). + Taïi phía maùy phaùt, boä clock encoder seõ taïo ra tín hieäu D.Manchester treân ñöôøng truyeàn. Tín hieäu naøy coù ñaëc ñieåm gioáng vôùi Manchester ôû choã luoân coù moät caïnh xung ôû giöõa chu kyø bit. + Taïi maùy thu, boä clock decoder seõ giaûi maõ tín hieäu ñònh thôøi baèng caùch: Khi phaùt hieän coù moät caïnh xung ñaàu tieân thì taïo ra moät xung laáy maãu. Sau ñoù, phaûi chôø moät khoaûng thôøi gian > ½ chu kyø bit roài môùi xeùt tín hieäu coù caïnh xung (coù söï thay ñoåi traïng thaùi logic khoâng) hay khoâng. Neáu coù caïnh xung thì laïi taïo ra moät xung laáy maãu. Xung laáy maãu ñöôïc taïo ra hoaøn toaøn ñoàng boä vôùi xung laáy maãu ôû phía maùy phaùt chæ bò treã pha ½ chu kyø bit. Trang 42 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  11. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Taïi moãi thôøi ñieåm laáy maãu, giaù trò cuûa tín hieäu seõ ñöôïc so saùnh vôùi möùc tröôùc ñoù (ôû phaàn laáy maãu tröôùc). Neáu baèng nhau thì maùy thu ñoàng boä ñöôïc bit 0 vaø neáu khaùc nhau thì maùy thu ñoàng boä ñöôïc bit 1. Data 10011101 TxC TxD/RxD RxC 1 0 01 1 10 1 Receiver data Hình 2.15: Phöông phaùp maõ hoaù Manchester vi sai + Öu ñieåm cuûa kieåu maõ hoùa naøy ñöôïc theå hieän trong caùc boä thu vi sai. b. Maïch voøng khoùa pha soá (DPLL – Digital Phase Lock Loop) - Nguyeân lyù ñoàng boä bit thöù 2 laø maïch voøng khoaù pha soá. Nguyeân lyù naøy laø boä thu seõ ñoàng boä vôùi boä phaùt nhôø vaøo maïch voøng khoùa pha soá ñeå taïo nhòp baùm theo doøng döõ lieäu ñeán. Receiver Transmitte TxD Bit Bit decoder RxD encoder DPLL SIPO RxC LSB Local PISO Data N.Local MSB clock TxC clock MSB Data N.TxC) LSB Hình 2.16: Maõ hoaù duøng maïch DPLL - Ñeå clock thu duy trì ñöôïc söï ñoàng boä vôùi clock phaùt thì chuoãi döõ lieäu phaùt phaûi ñöôïc maõ hoaù ñeå coù ñuû söï thay ñoåi traïng thaùi töø 0 1 hay töø 1 0. Moät kyõ thuaät nhaèm ñaït ñöôïc ñieàu naøy laø chuyeån döõ lieäu truyeàn ñi qua boä xaùo troän (scramber) ñeå xaùo troän ngaãu nhieân doøng bit (luoàng bit) phía phaùt nhaèm traùnh hieän töôïng keùo daøi lieân tieáp caùc bit 1 hoaëc 0. Moät caùch ñôn giaûn taïo söï xaùo troän (khoâng caàn thieát taïo söï xaùo troän vôùi taát caû caùc bit maø chæ taïo xaùo troän treân moät soá bit laø ñuû) laø ta coù theå duøng maõ hoaù NRZI ñeå taïo söï xaùo troän moãi khi bit 0 keùo daøi lieân tieáp. Trang 43 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  12. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu Data 10 01 1 10 1 NRZ NRZI Coù söï xaùo troän tröôùc vaø sau 1 bit Hình 2.17: Maõ hoaù NRZI - Maõ hoaù NRZI (Non-Return to Zero Inverted): maõ hoaù khoâng trôû veà zero ñaûo cöïc: Bit 1 maõ hoaù möùc gioáng nhö möùc logic ngay tröôùc noù Bit 0 maõ hoaù möùc logic ñaûo ngöôïc vôùi möùc logic ngay tröôùc noù Löu yù: ñoái vôùi NRZI coù 2 kieåu maõ hoaù ngöôïc nhau - Maïch voøng khoaù pha soá laø moät boä phaän ñöôïc söû duïng ñeå duy trì söï ñoàng boä bit giöõa boä taïo xung clock thu vôùi chuoãi döõ lieäu thu vaøo. Vieäc duy trì söï ñoàng boä naøy ñöôïc döïa treân söï thay ñoåi traïng thaùi trong chuoãi döõ lieäu thu ñöôïc. - Maïch DPLL goàm 1 boä dao ñoäng thaïch anh coù theå ñieàu khieån ñöôïc vaø coù taàn soá oån ñònh. Thoâng thöôøng, clock thu coù toác ñoä gaáp N=32 laàn toác ñoä clock phía phaùt. Chuyeån traïng thaùi RxD 32.TxC 16clocks 32clocks 32clocks RxC Hình 2.18: Clock thu vaø chuoãi döõ lieäu thu vaøo duy trì ñöôïc söï ñoàng boä - Tröôøng hôïp clock thu vaø chuoãi döõ lieäu thu vaøo duy trì ñöôïc söï ñoàng boä vôùi nhau thì khi gaëp söï thay ñoåi traïng thaùi cuûa tín hieäu laàn ñaàu tieân, maïch DPLL seõ khôûi ñoäng boä ñeám vaø ñeám ñeán N/2 xung clock thì taïo ra 1 xung laáy maãu. Ôû caùc khoaûng thôøi gian keá tieáp thì maïch DPLL seõ ñeám ñeán N xung clock thì taïo ra xung laáy maãu. - Tröôøng hôïp clock thu vaø chuoãi döõ lieäu thu vaøo bò maát ñoàng boä: Neáu trong moät khoaûng thôøi gian daøi khoâng coù söï thay ñoåi traïng thaùi, maïch DPLL seõ phaùt ra moät xung laáy maãu sau moãi N chu kyø xung clock. Neáu ôû moät khoaûng thôøi gian bit naøo ñoù coù söï thay ñoåi traïng thaùi cuûa tín hieäu, maïch DPLL seõ caên cöù theo söï thay ñoåi naøy ñeå coù theå hieäu chænh xung laáy maãu cho chu kyø bit keá tieáp. - Quaù trình hieäu chænh ñöôïc thöïc hieän nhö sau: o Moät khoaûng thôøi gian töø giöõa bit naøy ñeán giöõa bit keá tieáp ñöôïc chia thaønh 5 khoaûng baèng nhau. Moãi khoaûng ñöôïc gaén cho moät troïng soá theo thöù töï taêng daàn: -2, -1, 0, 1, 2 o Neáu söï thay ñoåi traïng thaùi rôi vaøo moät khoaûng thì boä ñeám seõ ñeám ñeán N + vôùi troïng soá cuûa khoaûng töông öùng ñeå taïo ra xung laáy maãu. Trang 44 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  13. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu -2 -1 0 12 RxD 32.TxC RxC 32clock 32clock 32clock (32-2)clock (32-1)clock 32clock RxC ñöôïc hieäu chænh bôûi maïch (32+1)clock DPLL (32+2)clock Hình 2.19: Quy taéc ñieàu chænh clock Nhaän xeùt: maïch DPLL coù khaû naêng ñieàu khieån xung laáy maãu luoân ôû giöõa thôøi gian bit. Noùi caùch khaùc, xung laáy maãu ôû phía maùy thu vaø maùy phaùt laø ñoàng boä nhau. - Vôùi maõ hoaù NRZI, toác ñoä toái ña maø tín hieäu maõ hoaù thay ñoåi cöïc tính chæ baúng ½ so vôùi khi duøng maõ hoaù löôõng cöïc vaø maõ hoaù Manchester Goïi Tb laø chu kyø bit thì 1/Tb laø toác ñoä bit. Vaäy, vôùi maõ hoaù NRZI thì toác ñoä laø 1/Tb. Ñoái vôùi maõ hoaù Manchester vaø maõ hoaù löôõng cöïc laø 2/Tb. Toác ñoä toái ña naøy cuõng ñöôïc xem laø toác ñoä ñieàu cheá. Ñieàu naøy coù nghóa laø ñeå toác ñoä baèng nhau, maõ hoaù löôõng cöïc vaø maõ hoaù Manchester caàn baêng thoâng gaáp 2 laàn so vôùi tín hieäu maõ hoaù NRZI. Vì toác ñoä ñieàu cheá caøng lôùn thì ñoä roäng baêng thoâng caøng lôùn. Vì vaäy, maõ ñöôøng truyeàn Manchester ñöôïc duøng roäng raõi treân ñöôøng truyeàn vôùi cöï ly thoâng tin ngaén, ví duï maïng LAN. Maõ NRZI caàn baêng thoâng heïp hôn neân thích hôïp ñeå truyeàn ñoàng boä khi cöï ly thoâng tin lôùn. Moät soá kieåu maõ hoùa thoâng duïng söû duïng trong truyeàn döõ lieäu: Maõ hoùa ñaûo daáu luaân phieân AMI (Alternate Mark Inversion): chuoãi bit döõ lieäu ñöôïc maõ hoaù söû duïng 3 möùc (+V, 0, -V) Bit 0 ñöôïc maõ hoaù möùc 0 Bit 1 ñöôïc maõ hoaù ñaûo cöïc so vôùi möùc logic cuûa bit 1 gaàn nhaát tröôùc noù. Löu yù: kieåu maõ hoùa naøy coù nhöôïc ñieåm laø khoâng taïo neân söï chuyeån ñoåi traïng thaùi treân ñöôøng truyeàn neáu chuoãi bit phaùt laø chuoãi bit 0 lieân tieáp. Do ñoù, maïch DPLL ôû phía thu coù theå seõ maát söï ñoàng boä vôùi chuoãi bit döõ lieäu thu vaøo. Trang 45 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  14. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu 1010000110000000010 +V NRZ -V +V AMI -V +V 000 B0V B8ZS Hay ngöôïc laïi V B -V 000 B00V 00 Hay ngöôïc laïi HDB3 V V B Hình 2.20: Moät soá kieåu maõ hoùa thoâng duïng Maõ hoaù löôõng cöïc thay theá 8 bit 0 lieân tieáp B8ZS (Bipolar with Eigh Zero Substitution) - Kieåu maõ hoaù naøy gioáng vôùi kieåu maõ hoaù AMI, ngoaïi tröø moät ñaëc ñieåm laø neáu trong chuoãi bit döõ lieäu phaùt coù 8 bit 0 lieân tieáp thì seõ ñöôïc maõ hoaù thaønh chuoãi bit 000VB0VB hoaëc 00B0VB0V. trong ñoù: “B”: ñaûo cöïc so vôùi bit 1 gaàn nhaát tröôùc ñoù (ñuùng luaät AMI) “V”: (violation) ñöôïc maõ hoaù cuøng cöïc tính so vôùi bit 1 gaàn nhaát tröôùc noù (vi phaïm luaät AMI) Löu yù: trong chuoãi bit phaùt söû duïng kieåu maõ hoaù naøy chæ coù toái ña 7 bit 0 lieân tieáp. Maõ hoaù löôõng cöïc maät ñoä cao HDB3 (High Density Bipolar 3): - Kieåu maõ hoaù naøy gioáng vôùi kieåu maõ hoaù AMI ngoaïi tröø moät ñaëc ñieåm laø neáu trong chuoãi bit döõ lieäu phaùt coù 4 bit 0 lieân tieáp thì seõ ñöôïc maõ hoaù nhö sau: Neáu chæ coù moät nhoùm 4 bit 0 lieân tieáp: chuoãi döõ lieäu ñöôïc maõ hoaù thaønh 000V Neáu coù nhieàu nhoùm 4 bit 0 lieân tieáp trong chuoãi döõ lieäu truyeàn thì HDB3 seõ maõ hoaù baèng caùch döïa vaøo toång soá bit 1 ñaõ xuaát hieän keå töø laàn thay theá sau cuøng (laàn vi phaïm sau cuøng) • Neáu toång soá bit 1 tröôùc ñoù laø chaün thì ñöôïc maõ hoaù thaønh: B00V • Neáu toång soá bit 1 tröôùc ñoù laø leõ thì ñöôïc maõ hoaù thaønh: 000V Caùc kieåu maõ hoaù giaûm toác ñoä baud (Baud Rate Reduction Codes): - Moãi möùc ñieän aùp treân ñöôøng truyeàn maõ hoaù nhieàu hôn 1 bit thoâng tin giaûm toác ñoä baud vaø giaûm nhieãu xuyeân keânh vì söï thay ñoåi caùc möùc tín hieäu lieân tieáp suy giaûm. - Thöôøng caùc loaïi maõ naøy ñöôïc kyù hieäu mBnL. Trong kyù hieäu naøy, m laø bit döõ lieäu seõ ñöôïc maõ hoaù thaønh n xung trong L möùc. Vôùi m>n vaø L>2. - Tham khaûo maõ 4B3T vaø maõ 2B1Q (taøi lieäu tham khaûo TSL P.113) Trang 46 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  15. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu c. Phöông phaùp keát hôïp: Khi toác ñoä bit taêng leân thì raát khoù khaên trong vieäc duy trì ñöôïc söï ñoàng boä. Do vaäy maõ hoaù Manchester vaø DPLL keát hôïp nhö kyõ thuaät lai cuõng ñöôïc ñöa vaøo söû duïng. DPLL ñöôïc duøng ñeå giöõ tín hieäu clock ñoàng boä vôùi tín hieäu nhaän ñöôïc. Vieäc duøng maõ hoaù Manchester coù nghóa laø coù ít nhaát moät söï chuyeån traïng thaùi tín hieäu trong moät bit so vôùi tröôøng hôïp cuûa NRZI (NRZI coù moät chuyeån traïng thaùi trong 5 bit). Vì vaäy, tín hieäu clock cuïc boä duy trì ñoàng boä tin caäy hôn. Tuy nhieân, khi aùp duïng maõ Manchester thì moät baêng thoâng roäng hôn laø caàn thieát vaø ñaây laø nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy. Transmitter Receiver TxD Clock encoder RxD DPLL SIPO LSB PISO Local Data N.Local clock TxC MSB clock MSB (N.TxC) Data LSB Hình 2.21: phöông phaùp Hybrid 2.3.3 Truyeàn ñònh höôùng kyù töï: - Chuû yeáu ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp truyeàn caùc khoái kyù töï, ví duï nhö caùc taäp tin vôùi caùc kyù töï ASCII. - Vì trong kieåu truyeàn naøy khoâng coù caùc bit start vaø stop neân moät caùch khaùc ñeå thöïc hieän vieäc ñoàng boä kyù töï laø phía phaùt seõ truyeàn ít nhaát 2 kyù töï SYN (kyù töï ñoàng boä) ngay tröôùc caùc khoái kyù töï truyeàn. Vieäc theâm vaøo naøy coù 2 chöùc naêng: o Ñoàng boä bit: tao ra caùc traïng thaùi chuyeån ñoåi möùc tín hieäu treân ñöôøng truyeàn ñeå maïch DPLL thieát laäp söï ñoàng boä. o Ñoàng boä kyù töï: cho pheùp phía thu xaùc ñònh chính xaùc vò trí baét ñaàu vaø keát thuùc cuûa moãi kyù töï thöïc hieän vieäc ñoàng boä kyù töï. - Ôû phía maùy thu, quaù trình ñoàng boä kyù töï laø quaù trình tìm kieám kyù töï SYN. Quaù trình ñöôïc thöïc hieän nhö sau: Höôùng truyeàn Thôøi gian SYN SYN STX ETX Noäi dung frame Ñoàng boä kyù töï Kyù töï cuoái Kyù töï baét frame ñaàu frame Trang 47 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  16. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu a./ Höôùng truyeàn Thôøi gian SYN SYN SYN STX 00110100001101000011010000100000001 Noäi dung frame Maùy thu vaøo Maùy thu trong traïng cheá ñoä chôø thaùi ñoàng boä kyù töï Maùy thu phaùt hieän kyù töï SYN b./ o Khi phía maùy thu thöïc hieän vieäc ñoàng boä bit, noù seõ baét ñaàu cheá ñoä chôø. Trong cheá ñoä naøy phía thu seõ thu vaø ñem moãi nhoùm 8 bit lieân tieáp so saùnh vôùi kyù töï SYN, neáu khaùc thì maùy thu seõ boû ñi bit ñaàu vaø laáy 7 bit coøn laïi keát hôïp vôùi moät bit môùi ñeå so saùnh vôùi kyù töï SYN. Neáu gioáng kyù töï SYN thì maùy thu xem nhö ñaõ thöïc hieän xong vieäc ñoàng boä kyù töï. Moãi kyù töï sau ñoù thöïc hieän ñöôïc sau moãi nhoùm 8 bit. o Khi ñaõ thöïc hieän xong vieäc ñoàng boä kyù töï, phía thu seõ thu vaø kieåm tra kyù töï thu ñöôïc coù phaûi laø STX hay khoâng. Neáu chöa phaûi, phía thu seõ tieáp tuïc chôø kyù töï STX ñeå thöïc hieän vieäc ñoàng boä khung. Ngöôïc laïi, neáu laø STX thì phía thu seõ baét ñaàu thu döõ lieäu vaø chôø kyù töï ETX ñeå keát thuùc khung. Löu yù: Quaù trình laøm trong suoát döõ lieäu vaø cheøn kyù töï töông töï nhö ôû kyõ thuaät truyeàn baát ñoàng boä. Höôùng truyeàn Thôøi gian SYN SYN DLE STX DLE DLE DLE ETX Noäi dung khung Tuaàn töï Tuaàn töï ñaàu khung cuoái khung c./ Hình 2.22: Truyeàn döõ lieäu ñoàng boä ñònh höôùng kyù töï: a./ Caáu truùc khung b./ Quaù trình ñoàng boä kyù töï c./ Quaù trình trong suoát döõ lieäu. Nhaän xeùt: - Kieåu truyeàn döõ lieäu ñònh höôùng kyù töï ñaït hieäu suaát thaáp do söû duïng nhieàu kyù töï ñieàu khieån (STX, ETX, DLE). - Trong kieåu truyeàn naøy yeâu caàu khoái döõ lieäu phaùt phaûi coù chieàu daøi laø boäi soá cuûa 8 ñaûm baûo heä thoáng xöû lyù theo töøng kyù töï (ñònh höôùng kyù töï). Ñieàu ñoù coù theå khoâng ñöôïc ñaûm baûo neáu khoái döõ lieäu phaùt laø döõ lieäu nhò phaân baát kyø. 2.3.4 Truyeàn ñònh höôùng bit: khaéc phuïc ñöôïc 2 haïn cheá cuûa kieåu truyeàn ñònh höôùng kyù töï. Trang 48 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  17. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu a./ Xeùt tröôøng hôïp thoâng tin trong caùc lieân keát ñieåm noái ñieåm: - Baét ñaàu vaø keát thuùc khung bôûi chuoãi 8 bit duy nhaát laø : 01111110 ñöôïc goïi laø côø (flag). Tuy nhieân, ñeå phía thu coù theå ñaït ñöôïc söï ñoàng boä bit thì phía phaùt phaûi gôûi moät chuoãi caùc byte Idle (nhaøn roãi). Caùc byte naøy goàm 8 bit 01111111, ñöùng tröôùc côø baét ñaàu khung. - Khi phía thu nhaän ñöôïc côø khôûi ñaàu khung (opening flag) thì noäi dung cuûa khung ñöôïc ñoïc vaø thöïc hieän kieåm tra töøng nhoùm 8 bit cho tôùi khi gaëp côø keát thuùc khung (closing flag). Khi ñoù vieäc thu khung döõ lieäu keát thuùc. - Vieäc trong suoát döõ lieäu (ñeå traùnh tröôøng hôïp döõ lieäu truøng vôùi kyù töï côø) ñöôïc thöïc hieän baèng caùch cheøn theâm bit 0 taïi phía maùy phaùt. Khi phaùt 5 bit 1 lieân tieáp thì maùy phaùt seõ phaùt theâm moät bit 0 tröôùc khi phaùt bit keá tieáp 5 bit 1 naøy. - Ngöôïc laïi, ôû phía maùy thu khi nhaän ñöôïc côø môû thì xem nhö baét ñaàu noäi dung khung. Trong quaù trình ñoïc noäi dung cuûa khung, maùy thu thöïc hieän cô cheá phaùt hieän bit 0 (zero bit detection) söû duïng moät boä ñeám ñeå ñeám soá löôïng bit 1 lieân tieáp nhau trong noäi dung cuûa khung. Khi gaëp bit 0 boä ñeám seõ reset veà 0, khi gaëp bit 1 boä ñeám seõ ñeám taêng leân moät ñôn vò. Khi boä ñeám ñeám ñeán 5, neáu bit keá tieáp laø bit 0 thì maùy thu hieåu bit 0 naøy laø bit 0 ñaõ cheøn vaøo vaø xoaù ñi. Neáu laø bit 1 thì maùy thu ñoïc theâm moät bit nöõa, neáu laø bit 0 thì xem nhö keát thuùc khung tin, neáu laø bit 1 thì maùy thu seõ töï hieåu laø khung tin bò loãi, noù seõ yeâu caàu maùy phaùt phaùt laïi khung tin môùi. Höôùng truyeàn 011111110111111101111110 01111110 01111111… Ñöôøng truyeàn roãi Côø môû Noäi dung khung Côø ñoùng Boä phaùt Boä thu TxD Cheøn Cho pheùp/caám Cho pheùp/caám Loaïi boû bit 0 RxD bit 0 SIPO TxC RxC PISO LSB MSB MSB LSB Noäi dung khung 011111101100110111110110111110010…1101111110 Côø môû Côø ñoùng Caùc bit 0 ñöôïc cheøn vaøo Hình 2.23: Phöông phaùp ñoàng boä frame ñònh höôùng bit duøng côø b./ Xeùt tröôøng hôïp thoâng tin trong caùc lieân keát ña ñieåm: - Ví duï nhö trong tröôøng hôïp maïng LAN, khi ñoù moâi tröôøng truyeàn laø quaûng baù vaø ñöôïc truyeàn cho taát caû caùc traïm. Ñeå cho pheùp taát caû caùc traïm khaùc nhau ñaït ñöôïc söï ñoàng boä bit thì traïm phaùt seõ ñaët vaøo tröôùc noäi dung khung moät maãu bit môû ñaàu (preamble) goàm 10 caëp bit: 1010101010… keá ñeán laø maãu bit 10101011 duøng ñeå baét Trang 49 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  18. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu ñaàu 1 khung. Tieáp theo laø moät header coá ñònh bao goàm ñòa chæ vaø thoâng tin chieàu daøi phaàn noäi dung. Do ñoù, vôùi löôïc ñoà naøy maùy thu chæ caàn ñeám soá byte thích hôïp ñeå xaùc ñònh söï keát thuùc moãi khung. Preamble Baét ñaàu khung Header coá ñònh Chieàu daøi noäi Soá byte noäi Trailer coá ñònh dung (byte) dung 101010…10 10101011 Noäi dung khung Preamble JK0JK000 JK0JK111 Ranh giôùi Ranh giôùi Noäi dung khung ñaàu khung cuoái khung Hình 2.24: chæ ñònh chieàu daøi vaø ranh giôùi baét ñaàu khung - Moät tröôøng hôïp ñoàng boä khaùc cuõng ñöôïc duøng trong maïng LAN laø baét ñaàu vaø keát thuùc moät khung bôûi caùc maãu maõ hoaù bit khoâng chuaån hay vi phaïm bit. Ví duï nhö maõ hoaù Manchester ñöôïc duøng thay cho vieäc truyeàn moät tín hieäu taïi giöõa moãi bit, möùc tín hieäu duy trì taïi cuøng möùc nhö bit tröôùc ñoù cho khoaûng bit (J) hoaëc möùc ngöôïc laïi vôùi möùc tröôùc ñoù cho khoaûng bit (K). Ñeå phaùt hieän baét ñaàu vaø keát thuùc moãi khung, boä thu seõ doø töøng bit, tröôùc heát phaùt hieän maãu bit baét ñaàu laø JK0JK000 vaø sau ñoù phaùt hieän maãu keát thuùc laø JK1JK111. Vì J, K laø caùc kyù hieäu maõ hoaù bit khoâng chuaån neân trong phaàn noäi dung cuûa khung seõ khoâng chöùa caùc kyù hieäu naøy vaø quaù trình trong suoát döõ lieäu seõ ñaït ñöôïc. Maõ hoaù Manchester vôùi caùc bit vi phaïm 1 0 J K 0 J K 0 0 0 Hình 2.25 caùc vi phaïm bit maõ hoaù Baøi taäp: 1. Cho chuoãi bit döõ lieäu ñöôïc phaùt ñi nhö sau: a. 10000111000000001101. b. 1110000000011000011 Haõy veõ daïng tín hieäu ñöôïc truyeàn ñi sau khi caùc chuoãi bit naøy ñöôïc maõ hoaù vôùi caùc loaïi maõ: AMI, HDB3, B8ZS. Bieát raèng caùc bit döõ lieäu laø baét ñaàu khung. 2. Veõ daïng tín hieäu ñöôïc truyeàn ñi sau khi chuoãi bit nhò phaân (beân döôùi) ñöôïc maõ hoaù vôùi caùc loaïi maõ: AMI, Manchester, HDB3. 11100000010110000011 3. Cho chuỗi data như sau: 10100001010110000000011…. Vẽ dạng tín hiệu của các lọai mã sau: NRZ, AMI, HDB3, B8ZS. 2.4 Caùc phöông phaùp phaùt hieän vaø söûa loãi: 2.4.1 Toång quan: - Khi truyeàn döõ lieäu treân ñöôøng truyeàn, luoân toàn taïi moät xaùc suaát loãi. Loãi xaûy ra khi DTE thu nhaän bit tin khoâng ñuùng vôùi bit tin do DTE phaùt phaùt leân ñöôøng truyeàn. Chaúng haïn, DTE phaùt phaùt bit 1, DTE thu thu bit 0 hoaëc ngöôïc laïi. Trang 50 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  19. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu - Xaùc suaát bit loãi ñöôïc ñònh nghóa laø: BER = Toång soá bit loãi / Toång soá bit phaùt Ví duï: BER = 10-3, coù nghóa laø phaùt 1000 bit thì seõ bò loãi 1 bit. Giaù trò BER thöïc teá thöôøng chaáp nhaän trong khoaûng 10-4 ÷ 10-7. - Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán xaùc suaát loãi trong truyeàn döõ lieäu: o Loaïi moâi tröôøng truyeàn daãn o Toác ñoä truyeàn tin o Loaïi maõ duøng o Loaïi ñieàu cheá o Loai thieát bò thu phaùt. - Ñeå nhaän bieát vaø khaéc phuïc caùc loãi truyeàn, coù 2 phöông phaùp thöôøng ñöôïc öùng duïng trong heä thoáng truyeàn döõ lieäu, ñoù laø phöông phaùp phaùt hieän loãi (error detection) vaø phöông phaùp söûa loãi (error correction) 2.4.2 Caùc phöông phaùp phaùt hieän loãi ñôn giaûn: - Phaùt hieän loãi laø moät quaù trình kieåm tra giaùm saùt vaø xaùc ñònh xem döõ lieäu thu ñöôïc coù bò loãi hay khoâng. Vieäc phaùt hieän loãi ñoù coù khi chæ caàn bieát töø maõ hoaëc ñoaïn tin truyeàn ñoù coù bò loãi hay khoâng maø khoâng caàn bieát bit loãi cuï theå. Moät soá phöông phaùp phaùt hieän loãi cô baûn: a./ Truyeàn dö thöøa hoaëc coøn goïi laø phöông phaùp truyeàn moãi kyù töï 2 laàn. Vôùi phöông phaùp naøy, boä phaùt seõ truyeàn kyù töï (hoaëc thoâng ñieäp) ñeán phía thu nhöng kyù töï (hoaëc thoâng ñieäp) seõ ñöôïc truyeàn theâm moät baûn sao keøm theo. Nhö vaäy, ôû boä thu seõ so saùnh neáu nhö hai kyù töï (hoaëc 2 thoâng ñieäp) nhaän ñöôïc keá tieáp nhau maø khoâng gioáng nhau töùc laø coù loãi truyeàn xuaát hieän. Phöông phaùp naøy coù nhöôïc ñieåm laø hieäu suaát thaáp vì cuøng moät thoâng ñieäp phaûi truyeàn 2 laàn. b./ Truyeàn phaûn hoài: phöông phaùp naøy yeâu caàu ñöôøng truyeàn laø song coâng, phía phaùt seõ truyeàn ñeán phía thu thoâng ñieäp, khi phía thu nhaän ñöôïc thoâng ñieäp seõ phaùt laïi baûn sao veà phía phaùt. Nhö vaäy, phía phaùt seõ so saùnh vôùi döõ lieäu chöùa trong vuøng ñeäm ñeå bieát döõ lieäu truyeàn laø ñuùng hay sai. Phöông phaùp naøy coù khaû naêng phaùt hieän sai raát chính xaùc tröø tröôøng hôïp caùc bit döõ lieäu ôû thoâng ñieäp vaø baûn sao sai truøng nhau. Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy tröôøng hôïp ôû phía thu nhaän ñöôïc kyù töï ñuùng nhöng coù theå truyeàn laïi phía phaùt bò loãi. Maët khaùc, phöông phaùp yeâu caàu ñöôøng truyeàn song coâng nhöng thöïc teá döõ lieäu chæ caàn truyeàn theo moät höôùng. c./ Phöông phaùp kieåm tra chaün leû (parity): - Phöông phaùp: trong moãi kyù töï (7 hoaëc 8 bit) truyeàn ñi, khoái kieåm tra seõ thöïc hieän cheøn theâm moät bit parity vaøo cuoái kyù töï. Giaù trò parity bit laø 0 hay 1 tuyø thuoäc vaøo phöông phaùp kieåm tra laø chaün hay leû. - Sô ñoà chuoãi bit cuûa kyù töï truyeàn: Trang 51 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
  20. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 2: Truyeàn döõ lieäu 0 1 1 P Traïng thaùi nghæ (roãi) Stop bit Start bit Döõ lieäu Parity bit 7 hoaëc 8 bit kyù töï Hình 2.26: phöông phaùp kieåm tra chaün leû o Kieåm tra chaün: Parity ñöôïc taïo ra ñaûm baûo nguyeân taéc toång soá bit 1 trong taát caû caùc bit döõ lieäu vaø keå caû parity bit phaûi laø moät soá chaün Parity bit = b1 ⊕ b2 ⊕ b3 ⊕ b4 ⊕ b5 ⊕ b6 ⊕ b7 Ví duï: Kyù töï truyeàn Maõ ASCII Parity bit (P ) Töø maõ truyeàn (b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6) (kieåm tra chaün) (b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 p) A 1000001 0 1000001 0 E 1010001 1 1010001 1 V 0110101 0 0110101 0 Taïi phía maùy thu, neáu kieåm tra thaáy toång soá bit 1 trong kyù töï thu ñöôïc (data vaø parity bit) laø chaün thì phía thu seõ hieåu laø khoâng coù loãi xaûy ra. Ngöôïc laïi, toång soá bit 1 trong kyù töï thu ñöôïc laø leû thì xem nhö ñaõ coù loãi xaûy ra treân ñöôøng truyeàn. o Kieåm tra leû: Parity ñöôïc taïo ra ñaûm baûo nguyeân taéc toång soá bit 1 trong taát caû caùc bit döõ lieäu vaø keå caû parity bit phaûi laø moät soá leû. parity bit = b0 ⊕ b1 ⊕ b2 ⊕ b3 ⊕ b4 ⊕ b5 ⊕ b6 ⊕ b7 Taïi phía maùy thu, neáu kieåm tra thaáy toång soá bit 1 trong kyù töï thu ñöôïc (data vaø parity bit) laø leû thì phía thu seõ hieåu laø khoâng coù loãi xaûy ra. Ngöôïc laïi, toång soá bit 1 trong kyù töï thu ñöôïc laø chaün thì xem nhö ñaõ coù loãi xaûy ra treân ñöôøng truyeàn. Sô ñoà maïch taïo parity chaün vaø parity leû: Löu yù: ñaây laø phöông phaùp phaùt hieän loãi ñôn giaûn nhaát nhöng keùm hieäu quaû nhaát. Vì neáu toång soá bit loãi laø moät soá chaün (2, 4, 6,…) thì phía thu khoâng theå phaùt hieän ñöôïc. d./ Kieåm tra khoái (Block sum check): - Söû duïng khi truyeàn döõ lieäu döôùi daïng moät khoái caùc kyù töï. Trong kieåu kieåm tra naøy, moãi kyù töï truyeàn ñi seõ ñöôïc phaân phoái 2 bit kieåm tra parity laø parity haøng (horizontalredundancy checking) vaø parity coät (vertical redundancy checking). Taäp caùc parity bit theo töøng coät ñöôïc goïi laø kyù töï kieåm tra khoái BCC (Block Check Character) - Kieåm tra khoái seõ khaéc phuïc ñöôïc moät soá nhöôïc ñieåm cuûa kieåm tra chaün leû: o Neáu trong khôùi kyù töï truyeàn, coù moät sai soùt naøo ñoù sinh ra taïi moät bit baát kyø, phía thu seõ döïa vaøo caùc bit kieåm tra ngang vaø doïc seõ phaùt hieän ñöôïc toïa ñoä cuûa bit loãi vaø söûa ñöôïc loãi bit ñoù. Trang 52 ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2