KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ĐÁP ÁN

Hiệu suất: n Theo kỹ thuật điều khiển luồng kiểu dừng và đợi, ta có n=1(1+2a) với a= TdTf Để đơn giản, đặt Tf = đơn vị thời gian => Td = a dvtg + Gọi t0 là thời điểm bên phát bắt đầu phát khung tin đầu tiên Fo. + t0 + a là thời điểm bít đầu tiên của khung Fo đến bên thu. + t0+a+1 là thời điểm toàn bộ các bít của khung Fo đến bên thu. + t0+2a+1 là thời điểm mà báo nhận đầu tiên ACK1 bên phát nhận được. Trong khoảng thời gian từ lúc bên phát, phát khung F0 tới khi bên phát nhận được báo nhân đầu tiên ACK1 thì bên phát, phát được tối đa W khung tin. + Trường hợp W < 2a +1 Bên phát phát hêt W khung tin mà vẫn chưa nhận được ACK1 Hiệu suất: n=W(1+2a) + Trường hợp W ≥ 2a +1 Tức là bên phát, chưa phát hết W khung tin đã nhận được ACK1 của bên thu. Bên phát vẫn tiếp tục được phát tin mà không phải dừng. Chu trình chỉ hoàn thành khi bên phát phát hết W khung tin. => hiệu suất tối đa là nmax = 1  Câu 2: Trình bày kỹ thuật điều khiển luồng dừng và đợi Hoạt động: Bên phát phát một khung tin, sau đó dừng lại chờ báo nhận ACK từ phía thu. Khi bên thu nhận được gói tin, sẽ gửi báo nhận ACK có số hiệu tương ứng với số hiệu khung tin mong muốn nhân được tiếp theo cho bên phát để báo nhận cho khung tin vừa nhận được. Khi bên phát nhận được báo nhận ACK của bên thu thì sẽ tiếp tục phát khung tin tiếp theo. Lặp lại cho đến khi phát hết tin Hiệu suất: + Gọi Tf là thời gian phát một khung tin. + Td là thời gian trễ truyền dẫn. + Tp là thời gian xử lý một khung tin + TACK là thời gian phát một ACK + Tp’ là thời gian xử lý một ACK + T là thời gian tính từ khi bên phát phát một khng tin cho đến khi bên phát phát khung tin tiếp theo T = Tf + Td + Tp + TACK + Td + Tp’ Theo định nghĩa hiệu suất n = Tf T Thực tê: Tf T = Tf + 2Td Do đó: n = Tf(Tf+ 2Td)= 1(1+2a) với a= TdTf Để truyền dữ liệu ta cần quan tâm tới các yếu tố sau: + Cự ly truyền: d(m) + Vận tốc truyền sóng điện từ : v(m) + Tốc độ kênh truyền R (bits) + Kích thước khung tin: l (bit) Td= dv; Tf= lR =>a=dRvl  Câu 3: Trình bày mô hình OSI, chức năng từng tấng Mục đích: đưa ra các nguyên tắc điều khiển cho việc trao đôi thông tin giữa các thiết bị đầu cuối và các mạng. Mô hình OSI gồm 7 tầng: Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên cơ chế đóng gói dữ liệu. Chức năng: 1. Tầng vật lý: Truyền chuỗi bít không cấu trúc qua đường truyền vật lý. Nhận các dữ liệu từ tầng liên kết dữ liệu và chuyển dòng bít thành các tín hiệu trên môi trường truyến dẫn vật lý. Liên quan đến việc đưa ra các kiểu dây dẫn được sử dụng, các kiểu kết nối được sử dụng để kết nối một thiết bị với môi trường truyền dẫn và sơ đồ tín hiệu. 2. Tầng liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu giữa các đầu cuối của đường truyền vật lý Cung cấp cơ chế phát hiện lỗi, tạo khung, điều khiển luồng dữ liệu. Giải quyết các vấn đề: lỗi khung tin, mất khung tin, trùng khung tin. Định dạng các thông báo là các khung tin hơn nữa là các gói tin 3. Tầng mạng: Định tuyến end – end hoặc chuyển dữ liệu để thiết lập một kết nối cho việc chuyển dữ liệu một cách dễ dàng. Đánh địa chỉ, giải quyết các vấn đề có liên quan đến việc truyền dữ liệu giữa các mạng không đồng nhất. Định dạng các thông báo là các gói tin (packet). 4. Tầng vận chuyển Truyền dữ liệu không lỗi, Nhận dữ liệu từ tầng phiên, phân dữ liệu thành các gói tin có kích thước nhỏ hơn nếu cần thiết. Chuyến gói tin

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP AT10A – KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU

Câu 1: Trình bày kỹ thuật điều khiển luồng theo kiểu cửa sổ trượt (sliding window)?

- Hoạt động:

+ Phía phát được phát tối đa là W khung tin trước khi nhận được

báo nhận (W: kích thước cửa sổ) Mỗi khi phía phát, phát xong một khung tin thì phía phát giảm kích thước cửa sổ đi 1 Mỗi khi nhận được báo nhận của một khung tin từ phía thu, phía phát sẽ tăng kích thước cửa sổ lên 1

+ Trường hợp W>0 thì phía phát vẫn được phép phát dữ liệu

W = 0: phía phát không được phát dữ liệu

+ Do phía phát được phép phát đồng thời nhiều hơn một khung

tin nên cân có trường đánh số thứ tự cho các khung tin Nếu dùng k bit

để đánh số thứ tự => đánh được 2k khung tin (từ 0 –> 2k -1) và kích thước cửa sổ phải được lấy 0 <=W<= 2k – 1

Ví dụ:

Dùng 3 bit để đánh số thứ tự cho gói tin, chọn W = 7 (t/m điều

Để đơn giản, đặt Tf = đơn vị thời gian => Td = a dvtg

+ Gọi t0 là thời điểm bên phát bắt đầu phát khung tin đầu tiên Fo.+ t0 + a là thời điểm bít đầu tiên của khung Fo đến bên thu

+ t0+a+1 là thời điểm toàn bộ các bít của khung Fo đến bên thu + t0+2a+1 là thời điểm mà báo nhận đầu tiên ACK1 bên phát nhận được

bên phát nhận được báo nhân đầu tiên ACK1 thì bên phát, phát

được tối đa W khung tin

Câu 2: Trình bày kỹ thuật điều khiển luồng dừng và đợi

- Hoạt động:

Bên phát phát một khung tin, sau đó dừng lại chờ báo nhận ACK từphía thu Khi bên thu nhận được gói tin, sẽ gửi báo nhận ACK có số hiệu tương ứng với số hiệu khung tin mong muốn nhân được tiếp theo cho bên phát để báo nhận cho khung tin vừa nhận được Khi bên phát nhận được báo nhận ACK của bên thu thì sẽ tiếp tục phát khung tin tiếp theo Lặp lại cho đến khi phát hết tin

+ TACK là thời gian phát một ACK

+ Tp’ là thời gian xử lý một ACK

+ T là thời gian tính từ khi bên

phát phát một khng tin cho đến khi bên phát phát khung tin tiếp theo

+ Tốc độ kênh truyền R (bit/s)

+ Kích thước khung tin: l (bit)

Câu 3: Trình bày mô hình OSI, chức năng từng tấng

- Mục đích: đưa ra các nguyên tắc điều khiển cho việc trao đôi thông tin giữa các thiết bị đầu cuối và các mạng Mô hình OSI gồm 7 tầng:

- Nguyên tắc hoạt động:

Dựa trên cơ chế đóng gói dữ liệu

- Chức năng:

1 Tầng vật lý:

- Truyền chuỗi bít không cấu trúc qua đường truyền vật lý.

- Nhận các dữ liệu từ tầng liên kết dữ liệu và chuyển dòng bít thành các tín hiệu trên môi trường truyến dẫn vật lý

- Liên quan đến việc đưa ra các kiểu dây dẫn được sử dụng, các kiểu kết nối được sử dụng để kết nối một thiết bị với môi trường truyền dẫn

và sơ đồ tín hiệu

2 Tầng liên kết dữ liệu:

- Truyền dữ liệu giữa các đầu cuối của đường truyền vật lý

- Cung cấp cơ chế phát hiện lỗi, tạo khung, điều khiển luồng dữ liệu

- Giải quyết các vấn đề: lỗi khung tin, mất khung tin, trùng khung tin

- Định dạng các thông báo là các khung tin hơn nữa là các gói tin

- Nhận dữ liệu từ tầng phiên, phân dữ liệu thành các gói tin có kích thước nhỏ hơn nếu cần thiết Chuyến gói tin tới tầng mạng và đảm bảo các gói tin tới đích không sai và toàn vẹn

Câu 4: Trình bày kỹ thuật chuyển mạch gói? Nêu rõ ưu, nhược điểm?

Trong mạng chuyển mạch gói, mỗi thông báo được chia ra thành nhiều đơn vị nhỏ hơn gọi là các gói tin có khuôn dạng quy định trước Mỗi gói tin có chứa thông tin điều khiển, trong đó có chứa địa chỉ nguồn,

+ Các gói tin có thể được cung cấp một số thuộc tính như: các gói tin có mức ưu tiên cao hơn sẽ có độ trễ nhỏ hơn những gói tin có mức

ưu tiên thấp hơn

Nhược điểm:

+ Do các gói tin có thể đến đích không đúng thứ tự nên ở bên thu cần có cơ chế sắp xếp lại các gói tin sao cho đúng

Câu 5: Trình bày kỹ thuật chuyển mạch kênh?

-Trước khi các trạm liên lạc với nhau thì phải thiết lập 1 đường

truyền cố định và duy trì đường truyền vật lý này cho đến khi một trong các trạm ngắt kết nối

-Vẽ

hình -B1: Thiết lập đường truyền giữa A và B

B2: Kiểm tra trạng thái B nếu:

+ tốc độ truyền ổn định do đường truyền luôn sẵn có

+ không có trễ truy nhập do kênh truyền được cấp trước, vì vậy việc truyền lại là không cần thiết

- Nhược điểm:

+ Tiêu tốn thời gian thiết lập kênh truyền.

+ Hiệu quả sử dụng đường truyền không cao vì có những lúc kênh

truyền bị bỏ không do các bên không có tín hiệu để truyền trong khi các trạm khác không được sử dụng đường truyền này

Câu 6: Trình bày kỹ thuật chuyển thông báo?

Thông báo là đơn vị thông tin của người sử dụng với khuôn dạng được quy định trước

Mỗi thông báo có chức năng điều khiển trong đó có địa chỉ đích của thông báo, căn cứ vào thông tin này, mỗi nút mạng trung gian có thể chuyển thông báo tới các nút kế tiếp qua mạng từ nguồn -> đích

Mỗi nút mạng thực hiện 2 chức năng cơ bản: lưu thông báo, chuyển thông báo ( mạng lưu và chuyển tiếp: store and forward)

Tùy thuộc vào các đường truyền khác nhau mà các thông báo có thể đi theo nhiều đường khác nhau

Ưu điểm:

+ Hiệu suất sử dụng đường truyền tốt hơn so với chuyển mạch kênh

vì kênh truyền không bị chiếm dụng độc quyền, các trạm khác có thể sửdụng được

+ Ở mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin về thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi rồi mới truyền thông báo đi -> giảm quá trình nghẽn mạng

Nhược điểm:

+ Do không giới hạn kích thước thông báo, không thích hợp với các dịch vụ thời gian thực

Phù hợp với các dịch vụ: email, …

Câu 7: Nguyên lý hoạt động và so sánh đặc tính của hai giao thức FDMA và TDMA

Nguyên lý hoạt động:

FDMA:

Băng tần hệ thông W (Hz) được chia thành các băng con bằng nhau,mỗi băng con có độ rộng là W/M Hz Mỗi người dùng truyền tin theo các băng con cho mình một cách tuần hoàn

TDMA:

Thời gian được chia thành các khung đều nhau, mỗi khung được chia thành M khe thời gian Mỗi khung có độ rộng là T s, các khe có độ rộng là T/M (s) Mỗi người dùng truyền tin theo khe thời gian cho mình một cách tuần hoàn

Tốc độ bit:

+ Giả sử tài nguyên thông tin có khả năng cho tốc độ tổng thể R b/s Xét trong hệ thống có M người dùng

+ Xét trong một khung thời gian có độ dài T s

Hệ thống FDMA, có độ rông băng tần hệ thông được chia thành M

băng con Do đó, mỗi người dùng có thể phát đồng thời với một tốc độ bit là R/M

Còn trong hệ thống TDMA, khung thời gian được chia ra thành M

khe Nên mỗi người dùng phát theo loạt với tốc độ R (bít/s) (Nhanh hơn

M lần so với người dùng tỏng hệ thông FDMA) trong khoảng thời gian T/

M (s)

Giả sử mỗi gói tin có b (bít) Với FDMA, các gói tin có độ dài b (bít) được truyền trong T (s) trên mỗi kênh con tách rời Do vậy, tốc độ bit yêu cầu là RFD ¿M b

T (b/s)Với TDMA, các gói tin b được phát trong khoảng thời gian T/M (s)

Độ trễ trung bình của gói tin D = w + τ (s)

W là thời gian đợi trung bình (trước khi truyền)

τ : thời gian truyền một gói tin.

Trong trường hợp FDMA, mỗi gói tin được truyền trong khoảng thời gian là T(s), thời gian truyền gói tin với FDMA đơn giản là τFDMA = T (s)TDMA: mỗi gói tin truyền trong các khe T/M (s)

thời gian truyền gói tin với TDMA đơn giản là τTDMA = T/M (s)

ngay khi nó được tạo ra, -> WFDMA = 0

TDMA: người dùng thứ I phải chờ đến khe thời gian thứ I mới được truyền Giả sử các gói tin đến có phân bố đều, pi là xác suất gói tin tới vào khe thứ I,

Câu 8: Trình bày nguyên lý hoạt động, tính toán thông lượng slotted ALOHA?

Khi có xung đột xảy ra, các trạm phải truyền lại các gói tin bị xung

đột Thời gian truyền lại được xác định bằng thuật toán Backoff

Tính toán thông lượng:

+ Giả sử các gói tin có độ dại không đổi = L bit, thời gian truyền gói tin là X = L / R (s) (R: tốc độ kênh truyền)

+ X

Xác suất của một lần truyền thành công gói tin là xác suất mà

không có gói tin nào truyền trong khoảng thời gian xung đột: [t0 – X, t0]

= X

Gọi S là thông lượng, G là lưu lượng của hệ thống, p là xác suất

truyền thành công một gói tin

Giả sử các gói tin phải truyền lại tuần theo phân bố Poisson

p=¿ ¿: ⋋ là tốc độ tới trong tiến trình Poison, G = ⋋ X

Nên p = e-G -> S = Gp = G.e-G

Câu 9: Trình bày kỹ thuật ARQ trở lại N (go back N –

Automatic Repeat reQuest)

Kỹ thuật trở lại N hoạt động dựa trên nguyên lý của kỹ thuật điều khiển luồng theo kiểu cửa sổ trượt

Khi không có lỗi, trạm nhận sẽ gửi ACK một các bình thường cho bên phát

Khi trạm nhận phát hiện một khung tin nào đó bị sai, sẽ gửi một NAK có số hiệu tương ứng với khung tin bị sai đó:

+ Trạm nhận sẽ hủy tất cả các khung tin tính từ khung tin bị sai.+ bên phát nhận được NAK sẽ phát lại tất cả các khung tin đã phát trước đó, tính từ khung tin có số hiệu tương ứng với số hiệu NAK vừa nhận được (sau mỗi lần truyền một khung tin, bên phát thiết lập bộ đếmthời gian cho ACK)

Ví dụ:

Dùng 3 bit để đánh số thứ tự cho các khung tin, W = 6 Giả sử

khung tin F2 bên thu nhận được bị lỗi

Các trường hợp có thể xảy ra:

1 Khung tin bị lỗi:

- Phía phát đã phát khung tin i, bên thu nhận khung tin i bị lỗi, đồng thời phía thu đã thu đúng các khung tin từ (i-1) về trước Phía thu sẽ gửi NAKi cho phía phát để báo khung tin i bị lỗi, phía phát phát lại các

khung tin từ i trở đi

- Khung tin bị mất trên đường truyền:

Bên phát phá khung tin i, và bị mất trên đường truyền, khung tin i+1 đã nhận được bởi bên thu Bên thu thấy các khung tin không đúng thứ tự (hiểu rằng khung tin thứ i bị mất trên đường truyền) Phía thu sẽ gửi lại cho phía phát NAKi và thực hiện giống trường hợp lỗi khung tin ii

- Khung tin I bị mất trên đường truyền và phía phát không phát

thêm khung tin nào nữa Khi này, phía thu không nhận được khung tin i,

nó sẽ không gửi ACK, NAK Phía phát chờ đến time-out của khung tin và thực hiện truyền lại khung tin i này

2 ACK bị mất:

này bị mất trên đường truyền Giả sử trước khi time-out của khung tin I xảy ra, phía phát nhận được ACKi+2 thì phía phát hiểu rằng khung tin I

đã được nhận đúng

- Nếu trong khoảng thời gian time-out của khung tin, phía phát

không nhận được ACKi+n nào thì sau time-out, phía phát sẽ phải phát lại khung tin I và các khung tin sau i

3 NAK bị mất

- NAKi bị mất -> khung tin I bị lỗi Phía thu sẽ không nhận được bất

cứ khung tin nào sau khung tin I (và sẽ không gửi được báo nhận)

 Phía phát chờ đếm time-out của khung tin I và thực hiện phát lại khung tin I và các khung tin sau khung tin i

- Hiệu suất:

Giả sử ACK, NAK không bị lỗi

Pf : xác suất một khung tin bị lỗi.

W: kích thước cửa sổ trượt

Câu 10: Trình bày kỹ thuật ARQ stop and wait

Phía phát khi nhận được:

ACK: sẽ phát khung tin tiếp theo

NAK sẽ gửi lại khung tin vừa phát trước đó

Quá trình diễn ra cho đến khi nào phía phát phát hết khung tin

Có 4 th có thể xảy ra

Th1: Khung tin nhận tại phía thu bị lỗi

Th2: Mất khung tin trên đường truyền

Set time out để phát lại khung tin

T = Tf + 2Td + Tp + Tack + Tp’

Th3: Mất ACK trên đường truyền.

Th4: Mất NAK trên đường truyền.

b Hiệu suất:

- Xác suất lỗi bít: Pb: xác suất mà phía phát phát bit 0 trong khi phía thunhận được bit 1 Và ngược lại

+ Xác suất lỗi khung tin Pf = Pb L (l: số bit/ frame)

+ Nr: số frame trung bình phải truyền cho đến khi truyền đúng (Nr

>=1 )

Ntt = Nly tuong/ Nr

.Tính Nr =?

+ Giả sử ACK, NAK không bị lỗi trên đường truyền

Phía phát phải truyền khung tin tới lần thứ I mới thành công

 Xác suất truyền khung tin thành công ở lần i

Vậy hiệu suất n = (1-Pf) / (1+2a)

Hiệu suất kỹ thuật này thấp nếu cự ly lớn

Làm nền tảng xây dựng các kỹ thuật sau này.

Câu 11: Trình bày kỹ thuật điều chế BFSK

BFSK: Binary Frequence Shift Keying

Dùng 2 tần số khác nhau để biểu diễn các bit nhị phân

S (t )={Acos (2 πff 1t +ø 1),∧:bi ể u di ễ n bit 1 Acos (2 πff 2t +ø 2 ), :bi ể u diễ nb í t 0 KT ≤ t ≤ (K+1)T

Trong đó : T : độ rộng của bit, ø 1,2:các pha ban đầu

Nếu ø 1=ø 2: kỹ thuật Coherent BFSK

Nếu ø 1≠ ø 2:kỹ thuật nonCoherent BFSK

 Kỹ thuật điều chế Coherent BFSK

Với trường hợp này ø 1=ø 2tại t=0 Để đơn giản ø 1=ø 2=0

S (t )={Acos (2 πff 1t ),∧:bi ể u di ễ n bit 1 Acos (2 πff 2t ) ,:bi ể u di ễ n b í t 0

S1(t), S2(t) được chọn sao cho trực giao với nhau -> tích tích phân

= 0

Viết ví dụ hình vẽ vô ^_^ Good luck

Bộ điều chế:

Bit 1: f1 S1(t) thay vì gửi bit 1 ta truyền S1(t)

Bit 0: f1 S2(t) thay vì gửi bit 0 ta truyền S0(t)

T1

Bộ giải điều chế:

Giả sử tín hiệu thu được là r(t) = Si(t)

Tại bộ phát hiện lỗi l1 – l2 > 0 : -> bit 1 Ngược lại -> bit 0

X

X

Cos 2πf1tf1tCos 2πf1tf2t

R(t)

+L1 – l2

L1 +

L2

-Câu 12 : Trình bày kỹ thuật điều chế noCoherent BFSK

Câu 13 : Trình bày kỹ thuật điều chế BPSK

Dùng hai hoặc nhiều pha khác nhau của tín hiệu sóng mang để biểu diễn các bit 0, 1

BPSK : Binary Pharse Shift Keying

Dùng 2 pha khác nhau để biểu diễn

Biểu diễn trên trục tọa độ:

Si(t) = √E Acos øiø1(t) + √E Asin øiø2(t)

Bộ điều chế :

Bộ giải điều chế :

Gọi s(t) là t/h đầu vào của bộ giải đ/chế