BK TP.HCM 2008 dce Chương 4 Các kỹ thuật truyền dữ liệu số  Truyền bất đồng bộ và truyền đồng bộ  Các loại lỗi  Phát hiện lỗi  Sửa lỗi  Cấu hình đường truyền  Giao tiếp 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 2 Data Communication and Computer Networks Truyền dữ liệu song song • Mỗi bit dùng một đường truyền riêng. Nếu có 8 bits được truyền đồng thời sẽ yêu cầu 8 đường truyền độc lập • Để truyền dữ liệu trên một đường truyền song song, một kênh truyền riêng được dùng để thông báo cho bên nhận biết khi nào dữ liệu có sẵn (clock signal) • Cần thêm một kênh truyền khác để bên nhận báo cho bên gởi biết là đã sẵn sàng để nhận dữ liệu kế tiếp 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 3 Data Communication and Computer Networks Truyền dữ liệu tuần tự • 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 – Bất đồng bộ: mỗi ký tự được đồng bộ bởi start và stop bit – Đồng bộ: mỗi khối ký tự được đồng bộ dùng cờ 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 4 Data Communication and Computer Networks Truyền bất đồng bộ • Dữ liệu được truyền theo từng ký tự để tránh việc mất đồng bộ khi nhận được chuỗi bit quá dài – 5  8 bits – Chỉ cần giữ đồng bộ trong một ký tự – Tái đồng bộ cho mỗi ký tự mới • Hành vi – Đối với dòng dữ liệu đều, khoảng cách giữa các ký tự là đồng nhất (bằng chiều dài của phần tử stop) – 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) 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 5 Data Communication and Computer Networks Truyền bất đồng bộ 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 6 Data Communication and Computer Networks Truyền bất đồng bộ • Đồng bộ khung (frame synchronization): dùng các ký tự điều khiển (STX, ETX, DLE) STX FR L ETX Start bit Stop bit STX ETX F Frame contents (printable characters) STXDLE DLE ETX DLE STX DLE ETX Frame contents (binary data) DLE DLE Inserted DLE 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 7 Data Communication and Computer Networks Truyền đồng bộ • Truyền không cần start/stop • Phải có tín hiệu đồng bộ • Đồng bộ bit (bit synchronization): sử dụng các phương pháp sau – 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 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 8 Data Communication and Computer Networks Truyền đồng bộ • Đồng bộ frame – Mỗi block dữ liệu được bắt đầu bằng một cờ gọi là preamble, kết thúc bằng một cờ gọi là postamble – Preamble và postamble là một mẫu bit (bit pattern) được quy định sẵn • Một chuỗi các ký tự SYN (16h trong bảng mã ASCII) • Mẫu bit 11111110 – 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) 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 9 Data Communication and Computer Networks 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 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 10 Data Communication and Computer Networks Cơ chế phát hiện lỗi [...]... Sửa lỗi • Cách sửa lỗi thông thường là yêu cầu truyền lại khối dữ liệu bị lỗi • Không thích hợp cho các ứng dụng trao đổi dữ liệu không dây – Xác suất lỗi cao, dẫn đến việc phải truyền lại nhiều – Thời gian trễ truyền lớn hơn nhiều thời gian truyền 1 khối dữ liệu – Cơ chế truyền lại là truyền lại khối dữ liệu bị lỗi và nhiều khối dữ liệu khác tiếp theo • Cần thiết sửa lỗi dựa vào các dữ liệu nhận được... Thêm một số mã dư thừa vào dữ liệu truyền đi • Bộ thu có khả năng suy luận ra dữ liệu gốc ban đầu khi có lỗi xảy ra • Ví dụ: mã sửa lỗi block – 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... xem chương 6, phần 6.4 • Làm giảm tốc độ dữ liệu hiệu dụng – Code rate: k/(n+k) Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 25 dce 2008 Giao tiếp • Giao tiếp – Thiết bị xử lý dữ liệu (DTE) thường không có các phương tiện phát dữ liệu, và chỉ phát các t/h số đơn giản như NRZ-L – Cần một thiết bị giao tiếp (DCE) – ví dụ: modem, NIC, … – DCE phát các bit dữ liệu trên môi trường truyền. .. dụ – Dữ liệu cần truyền: 1001001 (k = 7 bits)  đa thức biểu diễn: D(x) = x6 + x3 + 1 – Cho đa thức sinh: P(x) =x3 + 1 (n = 3 bits) – Dữ liệu D dịch trái n bits: xn D(x) = X9 + X6 + X3 – FCS = 001 – Dữ liệu T được truyền: 1001001001 Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 19 dce 2008 Cyclic Redundancy Check • Các lỗi được phát hiện – Tất cả các lỗi bit đơn – Tất cả các lỗi...dce 2008 Phát hiện lỗi bằng bit parity • 1 bit parity được thêm vào 1 khối dữ liệu cần truyền đi • Bit parity – Parity chẵn: tổng số bit 1 có trong khối dữ liệu, kể cả bit parity, là số chẵn – Parity lẻ: tổng số bit 1 có trong khối dữ liệu, kể cả bit parity, là số lẻ Data ( ASCII ) h e B0 0 0 B1 0 1 B2 0 0 Data Communication and Computer Networks Data B3 1 1 B4 0 0 B5... dẫn – DCE trao đổi dữ liệu và thông tin điều khiển với DTE • Được thực hiện thông qua mạch trao đổi • Cần một chuẩn giao tiếp rõ ràng • Đặc tính – Cơ khí • Kết nối vật lý, các đầu kết nối – Điện • Điện áp, định thời thay đổi các mức điện thế, mã hóa, … – Chức năng • Ý nghĩa của mỗi chân kết nối • Dữ liệu, điều khiển, định thời, GND, … – Thủ tục • Chuỗi các sự kiện xảy ra khi truyền dữ liệu Data Communication... cho cùng 1 số và nếu không có phần dư thì có khả năng không có lỗi • Số học modulo 2 – Exlusive-or 11001 1111 1111 +1010 - 1010 0101 0101 x 11 11001 11001 101011 Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 15 dce 2008 CRC – dùng số học • 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... and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 16 dce 2008 CRC – dùng số học • Ví dụ: • D = 1010001101 (10 bit) • P = 110101 (6 bit) • F =? (? bit) n = 6-1 = 5 bit, k = 10 bit, n+k = 15 bit Đáp số: F = 01110 Dữ liệu T = 101000110101110 Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 17 dce 2008 CRC – dùng số học • Số chia P – Dài hơn 1 bit so với FCS mong muốn – Được chọn tùy thuộc... 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 ở tốc độ cao Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 12 dce 2008 Cyclic Redundancy Check (CRC) • Nguyên lý – k-bit message – Bên phát tạo ra chuỗi n bit FCS (Frame Check Sequence) sao cho frame gởi đi (n+k bit) chia hết cho 1 số xác định trước... khoảng cách ngắn • Chỉ cần một số tín hiệu – – – – – – – Signal ground (102) Transmitted data (103) Received data (104) Request to send (105) Clear to send (106) DCE ready (107) Received line signal detector (109) Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 33 dce 2008 Modem riêng bất đồng bộ DCE ready Request to send Clear to send Dữ liệu Received line signal detector Dữ liệu . BK TP.HCM 2008 dce Chương 4 Các kỹ thuật truyền dữ liệu số  Truyền bất đồng bộ và truyền đồng bộ  Các loại lỗi  Phát hiện lỗi  Sửa lỗi  Cấu hình đường truyền  Giao tiếp 2008 dce ©2008,. Networks Truyền dữ liệu song song • Mỗi bit dùng một đường truyền riêng. Nếu có 8 bits được truyền đồng thời sẽ yêu cầu 8 đường truyền độc lập • Để truyền dữ liệu trên một đường truyền. dữ liệu cần truyền đi • Bit parity – Parity chẵn: tổng số bit 1 có trong khối dữ liệu, kể cả bit parity, là số chẵn – Parity lẻ: tổng số bit 1 có trong khối dữ liệu,