Chương 4: Các kỹ thuật truyền dữ liệu số pps

dce • Tất cả các bit đều được truyền trên cùng một đường truyền, bit này tiếp theo sau bit kia • Không cần các đường truyền riêng cho tín hiệu đồng bộ và tín hiệu bắt tay các tín hiệu nà

dce

liệu có sẵn (clock signal)

nhận báo cho bên gởi biết là đã sẵn

dce

• Tất cả các bit đều được truyền trên cùng một đường truyền, bit này tiếp theo sau bit kia

• Không cần các đường truyền riêng cho tín hiệu đồng bộ và tín hiệu bắt tay (các tín hiệu này được mã hóa vào dữ liệu truyền đi)

• Vấn đề định thời (timing) đòi hỏi phải có cơ chế đồng bộ giữa bên truyền và bên nhận

• 2 cách giải quyết

– Ở trạng thái rảnh, bộ thu phát hiện sự chuyển 1  0

– Lấy mẫu 7 khoảng kế tiếp (chiều dài ký tự)

– Đợi việc chuyển 1  0 cho ký tự kế tiếp

• Hiệu suất

– Đơn giản

– Rẻ

– Phí tổn 2 hoặc 3 bit cho một ký tự (~20%)

– Thích hợp cho dữ liệu với khoảng trống giữa các ký tự lớn (dữ liệu nhập từ bàn phím)

dce

Truyền bất đồng bộ

Frame contents (binary data) DLE

DLE Inserted

DLE

– Tích hợp xung clock vào dữ liệu truyền đi

• Tích hợp thông tin đồng bộ (clock) vào trong dữ liệu truyền

• Đầu nhận sẽ tách thông tin đồng bộ dựa vào dữ liệu nhận được

• Manchester, differential Manchester, tần số sóng mang (analog)

– Sử dụng đường clock riêng

• Dùng một đường tín hiệu đồng bộ riêng biệt

• Một bên (phát hoặc nhận) tạo ra các xung clock đồng bộ với các bit truyền đi trên đường clock riêng

• Bên còn lại dùng tín hiệu trên đường clock riêng để làm clock

• Thích hợp khi truyền trong khoảng cách ngắn

• Tín hiệu đồng bộ dễ bị suy giảm trên đường truyền

– Frame: dữ liệu + preamble + postamble + thông tin điều khiển

– Hiệu quả hơn so với truyền bất đồng bộ (phí tổn thấp hơn cho các bit điều khiển)

• HDLC: 48 bit điều khiển cho mỗi block 1000 ký tự (8000 bit)

dce

Các loại lỗi xảy ra trên đường truyền

• Môi trường truyền dẫn bị nhiễu (điện, từ, …)  dữ liệu nhận

có lỗi (các bit bị thay đổi)

• 2 cách khắc phục khi phát hiện có lỗi

– Forward error control: thông tin sửa sai được thêm vào các ký tự hoặc các frame truyền đi, để bên nhận có thể phát hiện khi nào có lỗi va lỗi nằm ở đâu để sửa (có khả năng sửa lỗi)

– Feedback (backward) error control: thông tin sửa sai được thêm vào các ký tự hoặc các frame truyền đi chỉ đủ để phát hiện khi nào có lỗi (không có khả năng sửa lỗi) Cơ chế yêu cầu truyền lại ký tự/frame sai được dùng trong trường hợp này

• Phân loại lỗi

– Lỗi 1 bit

• Chỉ 1 bit bị lỗi, không ảnh hưởng các bit xung quanh

• Thường xảy ra do nhiễu trắng

– Lỗi chùm (busrt error)

• Một chuỗi liên tục B bit trong đó bit đầu, bit cuối và các bit bất kì nằm giữa chuỗi đều bị lỗi

• Thường xảy ra do nhiễu xung

• Ảnh hưởng càng lớn đối với tốc độ truyền cao

• Bit error rate (BER): xác suất một bit nhận được bị lỗi

dce

dce

Phát hiện lỗi bằng bit parity

D a t a

D a t a

Parity bit (odd )

dce

Parity

– Chỉ dò được lỗi sai một

số lẻ bit, không dò được lỗi sai một số chẵn bit

– Không sửa được lỗi

– Ít được dùng trong truyền

dữ liệu đi xa, đặc biệt ởtốc độ cao

– Bên thu chia frame nhận được cho cùng 1 số và nếu không có phần dư thì có khả năng không có lỗi

– Exlusive-or

1 0 1 0

0 1 0 1 -

1 1 1 1

0 1 0 1 +

1 1 1 1

dce

• Xác định FCS

– T: frame được truyền (k+n bit)

– D: message, dữ liệu cần truyền (k bit đầu của T)

– F: FCS (n bit sau của T)

– P: số chia được xác định trước (n+1 bit)

– Giả sử

• Kiểm tra lại?

P

R Q P

D

n

F D

n 2

R

F 

dce

– Dài hơn 1 bit so với FCS mong muốn

– Được chọn tùy thuộc vào loại lỗi mong muốn phát hiện

– Yêu cầu tối thiểu: msb và lsb phải là 1

– Lỗi = nghịch đảo bit (i.e xor của bit đó với 1)

Tr = T + E

• T: frame được truyền

• Tr: frame nhận được

• E: error pattern với 1 tại những vị trí lỗi xảy ra

– Nếu có lỗi xảy ra (E ≠ 0) thì bộ thu không phát hiện ra lỗi

đó khi và chỉ khi Tr chia hết cho P, nghĩa là E chia hết cho

P  khó có khả năng xảy ra

• Ví dụ

– Dữ liệu cần truyền: 1001001 (k = 7 bits)  đa thức biểu diễn:

D(x) = x 6 + x 3 + 1

– Cho đa thức sinh: P(x) =x 3 + 1 (n = 3 bits)

– Dữ liệu D dịch trái n bits:

x n D(x) = X9 + X6 + X3

– Dữ liệu T được truyền: 1001001001

dce

Cyclic Redundancy Check

• Các lỗi được phát hiện

hơn hoặc bằng chiều dài FCS

• CRC là một trong những phương pháp thông dụng và hiệu quả nhất để phát hiện lỗi

dce

Cyclic Redundancy Check

• 4 đa thức sinh được sử dụng rộng rãi

dce

D=1010001101 P=110101

– Xác suất lỗi cao, dẫn đến việc phải truyền lại nhiều

– Thời gian trễ truyền lớn hơn nhiều thời gian truyền 1 khối

dce

dce

khi có lỗi xảy ra

– Tổng quát là thêm n bit vào sau k bit dữ liệu cần truyền

• Tạo thành block dữ liệu (n+k) bit (codeword)

• Trong từ mã có chứa k bit dữ liệu gốc

– Một số kỹ thuật FEC chuyển k bit dữ liệu gốc thành n (n>k) bit từ mã trong đó không xuất hiện k bit dữ liệu gốc

– Code rate: k/(n+k)

– Cần một thiết bị giao tiếp (DCE) – ví dụ: modem, NIC, …

– DCE phát các bit dữ liệu trên môi trường truyền dẫn

– DCE trao đổi dữ liệu và thông tin điều khiển với DTE

– Thủ tục

• Chuỗi các sự kiện xảy ra khi truyền dữ liệu

dce

Giao tiếp

Data signals

103 BA Transmitted data DCE Transmitted by DTE

Control signals

105 CA Request to send DCE DTE wishes to transmit

106 CB Clear to send DTE DCE is ready to receive, response to RTS

108.2 CD DTE ready DCE DTE is ready to operate

125 CE Ring indicator DTE DCE is receiving a ringing signal on the

channel line

109 CF Received line signal detector DTE DCE is receiving a signal within

appropriate limits on the channel line

Timing signals

113 DA Transmitter sig elm timing DCE Clocking signal

114 DB Transmitter sig elm timing DTE Clocking signal;

115 DD Receiver sig elm timing DTE Clocking signal for circuit 104

Ground

dce

Local/Remote loopback testing

dce

Modem riêng bất đồng bộ

DCE ready Request to send

Clear to send

Received line signal detector

dce

dce

dce

dce

Null modem

dce

ISDN interface

• Chuẩn EIA-232-F cần quá nhiều chân

trong giao tiếp

• Chuẩn X.21 đưa ra chuẩn giao tiếp 15

chân -> 8 chân -> ISDN

• ISDN (Intergrated Services Digital

Network): thay thế mạng lưới điện thoại

và truyền t/h tương tự bằng hệ thống truyền t/h số

• Giao tiếp giữa TE (terminal equipment –

tương tự DTE) và NT terminating equipment)

(network-• ISO 8877 – giao tiếp thông qua 8 chân

• Transmit/receive truyền dữ liệu lẫn điều

khiển

dce

ISDN interface

• Mã hóa phụ thuộc tốc độ dữ liệu

• 1.544 Mb/s: B8ZS

• 2.048 Mb/s: HDB3

dce

Đọc thêm

• W Stallings, Data and Computer

Communications (7th edition), Prentice Hall

2002, chapters 6