Tải bản đầy đủ

KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP AT9B

Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP AT9B
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:


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu

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

-

Hiệu suất: n
Theo kỹ thuật điều khiển luồng kiểu dừng và đợi, ta có với
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.


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
 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 ACK 1
 Hiệu suất:
+ 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


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
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 << Tp, Tp’,Tack -> T = Tf + 2Td
Do đó: n = với
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 (bit/s)
+ Kích thước khung tin: l (bit)



Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
Câu 3: Trình bày mô hình OSI, chức năng từng tấng

- Tầng 1: Tầng vật lý:Truyền chuỗi bít không cấu trúc qua đường truyền vật lý .Nhận các khung tin
(Frame) dữ liệu từ tầng liên kết dữ liệu (data link) và chuyển dòng bít thành các tín hiệu trên môi
trường truyền dẫn vật lý .
- Tầng 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 và điều khiển luồng dữ liệu. Giải quyết về các vấn đề hỏng khung,
mất khung hoặc trùng khung. Định dạng thông báo như là các Frame hơn nữa là các Packet.
- Tầng 3: Tầng mạng ( Network)Định tuyến end-to-end hoặc chuyển dƣƣ̃ liệu để thiết lập một kết
nôi dùng cho việc chuyển dữ liệu 1 cách dễ dàng.Đánh địa chỉ và giải quyết các vấn đề có liên quan
tới việc truyền dữ liệu giữa các mạng không đồng nhất. Sử dụng tầng giao vận ở trên và tầng liên
kết ở dưới.
- Tầng 4: Tầng giao vận (Transport layer)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 ,chuyển các gói tin tới tầng mạng
và đảm bảo các gói tin tới đích là không sai và toàn vẹn.
- Tầng 5: Tầng phiên (Session layer)Cung cấp các khả năng phối hợp giữa các tiến trình truyền
thông giữa các nút. Ép buộc các bên phải tuân thủ theo quy tắc hội thoại, đồng bộ hóa luồng dữ liệu
và thiết lập lại một kết nối trong trường hợp có sự cố lỗi xảy ra.
- Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation layer)Cung cấp các phương pháp định dạng dữ liệu
,chuyển đổi và sự chuyển đổi mã. Liên quan đến cú pháp và ngữ nghĩa của dữ liệu được truyền đi.
Nén và mã hóa dữ liệu.Nhận dạng thông báo từ tầng ứng dụng,định dạng nó và chuyển tới tầng
phiên.


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
- Tầng 7: Tầng ứng dụng (Appliacation layer). Bao gồm các giao thức định nghĩa chính xác , rõ
ràng các chương trình ứng dụng hướng người sử dụng như là Email,truyền file và đầu cuối ảo.Cung
cấp các phương tiện (giao diện tương tác)để cho người dùng truy xuất vào hệ thống.Cung cấp các
dịch vụ thông tin phân tán và các giao diện lập trình ứng dụng.

Câu 4: Trình bày kỹ thuật chuyển mạch gói? Nêu rõ ưu, nhược điểm?
Mạng chuyển mạch gói:mỗi thông báo được chia thành nhiều đơn vị nhỏ hơn gọi là gói tin có khuôn
dạng. Mỗi gói tin chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) địa chỉ đích
(Người nhận) của gói tin. Các gói tin thuộc một thông báo có thể gửi qua mạng tới đích bằng nhiều
đường khác nhau.Các gói tin được giới hạn kích thước tối đa.
Có 2 loại kênh:kênh thường trực và kênh tạm thời.
Ưu điểm:


- Hiệu suất sử dụng cao vì nhiều gói tin có thể dùng chung một đường truyền.
- Tốc độ dữ liệu được giải quyết vì các trạm kết nối tới nút ở 1 tốc độ dữ liệu thích hợp
- Không xảy ra hiện tượng tác nghẽn như phương pháp chuyển mạch thông báo. Khi mạng bị quá
tải, các gói tin vẫn được nhận nhưng thời gian trễ tăng lên
- Các gói tin có thể được cung cấp một số thuộc tình như là : Các gói tin có mức ưu tiên cao hơn sẽ
có độ trễ nhỏ hơn nhưng gói tin có mức ưu tiên thấp hơn.
Nhược điểm:
- Do việc chia thông báo thành nhiều gói tin nhỏ hơn nên hiệu suất truyền tin giảm.
- Cần có cơ chế sắp xếp lại các gói tin đúng số thứ tự ở bên thu vì các gói tin có thể đến bên thu
không đúng thứ tự.
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:
+ B bận quay lại B1


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
+ B rỗi thực hiện B3
B3: Truyền tin
B4: Ngắt kết nối
-

Ưu điểm:
+ 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 sử dụng 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, …


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
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 (b/s)
Với TDMA, các gói tin b được phát trong khoảng thời gian T/M (s). Do đó, tốc độ bít yêu cầu
là RTD b/s
Như vậy, hai hệ thống có cùng tốc độ dữ liệu là R (b/s)
- Độ trễ gói tin:
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)


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
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)
Do kênh FDMA có thể sử dụng liên tục và các gói tin được truyền 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,
> WTDMA =
Do các gói tin tới có phân bố đều nên Pi = 1/M
Suy ra:
WTDMA = (s)
Vậy FFD = T(s)
DTDMA =
Từ công thức trên ta thấy, TDMA tốt hơn FDMA theo tiêu chí độ trễ trung bình gói tin.


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
Câu 8: Trình bày nguyên lý hoạt động, tính toán thông lượng slotted ALOHA?
Nguyên tắc hoạt động:
Thời gian được chia thành khe, mỗi khe có độ rộng bằng thời gian phát một gói tin có độ dài
tối đa. Hai bên thu, phát sử dụng cơ chế đồng bộ sao cho các thiết bị đầu cuối khi phát tin chỉ được
phát ở thời điểm đầu tiên của khe thời gian mà chúng được gán.
Nếu trạm nào có nhu cầu truyền tin ở giữa khe thời gian thì phải chờ đến thời điểm đầu tiên
của khe tiếp theo mới được truyền -> giảm khả năng xung đột một cách đáng kể.
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)


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
+ Xét gói tin được truyền tại thời điểm t0, gói tin truyeefn xong tại t0 + 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.
: là tốc độ tới trong tiến trình Poison, G =
Nên p = e-G -> S = Gp = G.e-G
 Smax = 1/e = 0,368 khi G = 1.
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 đếm thời gian cho ACK)


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
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:
- Phía thu nhận được khung tin i và gửi ACKi+1 cho phía phát, ACK này bị mất trên đường
truyền. Giả sử trước khi time-out của khung tin I xảy ra, phía phát nhận được ACK i+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).


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
 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
Hiệu suất:

Câu 10: Trình bày kỹ thuật ARQ stop and wait
Hoạt động:
Dựa trên kỹ thuật điều khiển luồng dừng và đợi.
Phía thu:
+ nếu khung tin đúng: gửi ACK có số hiệu tương ứng với khung tin mong muốn nhận được
+ Nếu khung tin sai: gửi NAK (Negative ACK) có số hiệu tương ứng với khung tin sai.
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:


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
- Xác suất lỗi bít: Pb: xác suất mà phía phát phát bit 0 trong khi phía thu nhận 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
Pi = (1 – Pf)
Số khung tin phải truyền cho đến lần i Fi = i
Suy ra Nr =
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.
KT ≤ t ≤ (K+1)T
Trong đó : T : độ rộng của bit,
Nếu
Nếu
 Kỹ thuật điều chế Coherent BFSK
Với trường hợp này

S1(t), S2(t) được chọn sao cho trực giao với nhau. -> tích tích phân = 0.
Viết ví dụ hình vẽ vô ^_^. Good luck


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
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)

S1(t) = Acos2πf1t
S2(t) = Acos2πf2t

T1
Multiplex
T2

Si(t)

Frequency Syntheser
Binary Data Input

Control line

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
R(t)

L1
+

Cos 2πf1t
Cos 2πf2t

+

L1 – l2

L2
X

Câu 12 : Trình bày kỹ thuật điều chế noCoherent BFSK
Tập tín hiệu
S1(t) = Acos(2πf1t + ø1) : bit 1
S2(t) = Acos(2πf2t + ø2) : bit 0
Bộ điều chế :

S1(t) = Acos(2πf1t + ø1)
S2(t) = Acos(2πf2t + ø2) 

T1, ø1
Multiplex

Ti, øi
Si(t)

T2, ø2
Frequency Syntheser
Binary Data Input

Control line


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu

Giả sử tín hiệu thu được r(t) = Si(t) = Acos(2πfit + øi)

square

X
R(t)

Cos 2πf1t
sin 2πf1t

X

square
Compote
square

X
R(t)

0
1

Cos 2πf2t
sin 2πf2t

X

square

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
Ví dụ luôn :


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu

Tập tín hiệu
S1(t) = Acos(2πfct + ø1) : bit 1 KT ≤ t ≤ (K+1)T
S2(t) = Acos(2πfct + ø2) : bit 0 KT ≤ t ≤ (K+1)T
T : độ rộng bit. Fc : tần số sóng mang

Thực tế ta lấy ø1 = 0, ø2 = π =>
ø1 = cos 2πfct ; ø1 = sin 2πfct
S1 = øi ; S2 = øi ;
Biểu diễn trên trục tọa độ:

Si(t) = øiø1(t) + øiø2(t)

Bộ điều chế :


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
Bộ giải điều chế :
Gọi s(t) là t/h đầu vào của bộ giải đ/chế

1.Mô hình hệ thống thông tin số (dạng đơn giản)
Chức năng các khối:
- Nguồn tương tự : nguồn tin cần truyền thế hiện dạng tương tự. Ví dụ: Tín hiệu thoại.
- Nguồn tin số:nguồn tin cần truyền thể hiện dưới dạng số .
- A/D: chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số.
Quá trình thực hiện chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số gồm 4 bước:
+ Bước 1: Lọc hạn băng.
+ Bước 2: Lấy mẫu: fs ≥ 2fmax
+ Bước 3: Lượng tử hóa: quy các giá trị mẫu về số nguyên hữu hạn.
+ Bước 4: Mã hóa: dùng 1 bộ mã hóa nào đó để mã hóa giá trị các mẫu.
- Mã nguồn:Thực hiện nén nhằm giảm phổ chiếm của tín hiệu để giảm tốc độ bít, giảm băng thông
yêu cầu.
- Bộ mã hóa kênh: Nhằm chống nhiễu và các tác động xấu khác của đường truyền. Làm tăng tốc độ
dư thừa của thông tin, do đó làm tăng tốc độ bít làm tăng băng thông yêu cầu trên đường truyền .
Tăng độ dư thừa của thông tin nhằm phát hiện và sửa lỗi.
- Bộ điều chế: Định dạng các kí hiệu số thành dạng sóng phù hợp cho việc truyền dẫn.
- Bộ khuếch đại công suất: Khuếch đại tín hiệu sau khi điều chế để đưa vào kênh truyền.
- Phía thu: Thực hiện hoàn toàn ngược lại.
Chương 4 Giao tiếp kết nối số liệu
A.Truyền nối tiếp không đồng bộ


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
a.Đồng bộ bit:
- Chuyển đổi byte thông tin thành chuỗi bit được thực hiện bởi thanh ghi PISO/SIPO.
- Trong truyền bất đồng bộ, đồng hồ của thiết bị thu chạy không đồng bộ với tín hiệu thu.
- Để xử lý thu hiệu quả, cần dùng đồng hồ thu để lấy mẫu tín hiệu đến ngay điểm giữa thời của bit
dữ liệu.Để đạt được điều này, tín hiệu đồng hồ thu phải nhanh gấp N lần đồng hồ phát
(Hình1,2)
TxD: Dữ liệu truyền.
RxD: Dữ liệu thu.
Msb:Bít có trọng số cao nhất.
Lsb:Bit có trọng số thấp nhất
Sự chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 là dấu hiệu của bit start, có nghĩa là điểm bắt đầu của một ký tự
và chúng được dùng để khởi động bộ đếm xung clock ở máy thu. Bit start được lấy mẫu sau N/2 chu
kỳ xung clock.Tiếp tục lấy mẫu sau mỗi N chu kỳ xung clock tiếp theo cho mỗi bit trong ký
b.Nguyên tắc đồng bộ ký tự
- Mạch điều khiển truyền nhận được lập trình để hoạt động với số bit bằng nhau trong một ký tự kể
cả số bit stop, bit start và bit kiểm tra giữa thu và phát.
- Sau khi phát hiện và nhận start bit,việc đồng bộ ký tự đạt được tại đầu thu rất đơn giản, chỉ việc
đếm đúng số bit đã đƣợc lập trình.
- Sau đó sẽ chuyển ký tự nhận được vào thanh ghi đệm thu nội bộ và phát tín hiệu thông báo với
thiết bị điều khiển (CPU) rằng đã nhận đƣợc một ký tự mới, và sẽ đợi cho đến khi phát hiện một
start bit kế tiếp
c.Nguyên tắc đồng bộ Khung:
- Khi thông điệp gồm khối các ký tự thì thường được xem như một frame thông tin được truyền, bên
cạnh việc đồng bộ bit và đồng bộ ký tự, máy thu còn phải xác định được điểm đầu và điểm kết thúc
của một frame. Điều này đƣợc gọi là sự đồng bộ frame.
- Đồng bộ frame là việc máy thu phải xác định được điểm đầu và điểm kết thúc của một frame.
- Nguyên tắc đơn giản nhất để truyền một khối ký tự có thể in được là đóng gói chúng thành một
khối hoàn chỉnh bằng hai ký tự điều khiển truyền đặc biệt là STX và ETX.


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
- Nếu trong nội dung của frame có các byte giồng với STX hay ETX thì khi truyền STX hay ETX
chúng sẽ được kèm theo một ký tự DLE (Data Link Escape).
- Mặt khác để tránh nhầm lẫn giữa ký tự DLE đi kèm với STX hay ETX và byte giống DLE trong
phần nội dung của frame, khi xuất hiện byte (ký tự) trong nội dung của frame giống với DLE thì
nhân đôi byte (ký tự) đó khi truyền đi.
B.Truyền đồng bộ
a.Nguyên tắc đồng bộ bit.
- Trong đó truyền đồng bộ, các bít START, STOP không được dùng thay vào đó, mỗi khung tin
được truyền như dòng liên tục các ký tự số nhị phân.
- Máy thu đồng bộ bít trong hai cách:
+ Cách thứ nhất là thông tin định thời được nhúng vào trong tín hiệu truyền đi và sau đó được tách
ra bởi máy thu.
(hình 3)
+ Cách thứ hai là máy thu có một đồng hồ cục bộ đƣợc giữ đồng bộ với tín hiệu thu nhờ thiết bị
vòng khóa pha số (DPLL_Digital Phase Lock Loop)
- Ta thấy rằng, DPLL lợi dụng sự chuyển trạng thái từ 1 sang 0 hay từ 0 sang 1 trong tín hiệu thu để
duy trì sựu đồng bộ qua một khoảng thời gian định kỳ nào đó.
(hình 4)
c.Truyền đồng bộ hướng ký tự.
- Truyền đồng bộ hướng ký tự được dùng chủ yếu để truyền khối ký tự, như là các tập tin định dạng
text. Vì không có bít START,STOP nên cần phải có cách thức để đồng bộ ký tự.
- Để thực hiện đồng bộ, máy phát thêm vào các ký tự điều khiển gọi là các ký tự điều khiển SYN,
ngay trước các khối ký tự truyền. Các ký tự điều khiển này phải có hai chức năng: Trước hết các ký
tự điều khiển cho máy thu duy trì đồng bộ bít. Thứ hai, khi điều khiển đã được thực hiện, các ký tự
điều khiển cho phép máy thu bắt đầu biên dịch luồng bít chính xác theo các ranh giới ký tự - sự
đồng bộ ký tự
- Đồng bộ khung thực hiện giống như truyền bất đồng bộ bằng cách đóng gói khối ký tự giữa cặp ký
tự điều khiển truyền STX, EXT. Các ký tự điều khiển SYN thƣờng đƣợc dùng bởi bộ thu để đồng
bộ ký tự đứng trƣớc ký tự STX (start of frame).


Đề cương ôn tập AT9B – Kỹ thuật truyền số liệu
- Khi máy thu đƣợc đồng bộ bít thì nó sẽ chuyển vào chế độ làm việc gọi là chế độ bắt số liệu. Khi
bộ thu vào chế độ bắt số liệu, nó bắt đầu dịch dòng bít trong một cửa sổ 8 bít khi tiếp nhận một bít
mới. bằng cách này, khi nhận đƣợc mỗi bít, bộ thu kiểm tra xem 8 bít sau cùng có đúng bằng ký tự
đồng bộ không. Nếu không bằng ký tự đồng bộ, bộ thu sẽ tiếp tục thu bít kế tiếp và lặp lại thao tác
kiểm tra này. Trong trƣờng hợp bằng với ký tự đồng bộ, các ký tự tiếp theo đƣợc đọc sau mỗi 8 bít
thu được.
- Khi ở trạng thái đồng bộ ký tự, máy thu bắt đầu xử lý mỗi ký tự thu nối tiếp để dò ra ký tự STX
đầu khung tin. Khi phát hiện ra một STX, máy thu xử lý nhận nội dung khung tin và chỉ kết thúc
công việc này khi phát hiện ra ký tự EXT. Trên một liên kết điểm - điểm, thông thƣờng máy thu sẽ
quay trở lại truyền các ký tự SYN để máy thu duy trì cơ cấu đồng bộ. Các thủ tục trên đƣợc lặp lại
mỗi khi truyền một khung tin mới
- Khi dữ liệu nhị phân đang đƣợc truyền, sự trong suốt dữ liệu đạt đƣợc tƣơng tự nhƣ phương pháp
đồng bộ khung đã trình bày ở trên. Nghĩa là, dùng một ký tự DLE chèn vào trước STX và EXT
đồng thời chèn một DLE vào bất cứ vị trí nào trong nội dung có chứa DLE. Trƣờng hợp này, các ký
tự SYN đứng trước ký tự DLE đầu tiên.
c.Truyền đồng bộ hướng bit
- Bắt đầu và kết thúc bằng một cờ “0111 1110”. Sở dĩ có thuật ngữ “hƣớng bít” là vì luồng thu dò
từng bít. Do đó, về nguyên lý nội dung của khung tin nhất thiết phải là bội số của 8.
- Để cho máy thu có thể tiếp cận và duy trì cơ cấu đồng bộ bít, máy phát phải gửi một chuỗi các
byte rỗi 0111 1111 đứng trƣớc cờ bắt đầu khung. Dùng bộ mã NRZI mã hóa bít 0 trong byte rỗi cho
phép DPLL tại máy thu tiếp cận và duy trì sự đồng bộ đồng hồ. Khi nhận đƣợc cờ khởi đầu, khung
tin, nội dung của khung tin đƣợc đọc và dịch theo các khoảng 8 bít cho đến khi gặp cờ kết thúc
khung tin.
- Để đạt đƣợc tính trong suốt dữ liệu, cần đảm bảo rằng cờ không bị nhận dạng nhầm với nội dung
của khung tin. Để giải quyết vấn đề này ngƣời ta sử dụng kỹ thuật tạo khung sử dụng bít độn. mạch
thực hiện chức năng này đƣợc đặt tại đầu ra của thanh ghi PISO. Mạch này chỉ hoạt động trong quá
trình truyền nội dung của khung tin. Khi phát hiện thấy có 5 bít 1 liên tiếp, nó sẽ tự động chèn vào 1
bít 0. Bằng cách này, sẽ không bao giờ có cờ trong phần nội dung truyền đi. Một mạch tƣơng tự tại
máy thu nằm ngay trƣớc đầu vào thanh ghi PISO để thực hiện chức năng gỡ bỏ bít 0.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×