ĐỀ tài TRUYỀN ĐỒNG bộ nối TIẾP

* Về phương diện thực hiện sự đồng bộ giữa máy thu và phát trong một hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộ và đồng bộ có những điểm khác biệt : - Chế độ truyền bất đồng bộ: để

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

……

ĐỀ TÀI: TRUYỀN ĐỒNG BỘ NỐI TIẾP

SVTH

LỚP: 12CĐ-ĐT3

TPHCM.THÁNG 5-2014

MỤC LỤC

TRANG

I.KHÁI QUÁT VỀ TRUYỀN ĐỒNG BỘ NỐI TIẾP 2-3 II.GIAO TIẾP GIŨA DTE VÀ DCE

III.CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ

1. Giao thức đồng bộ nhị phân 11-14

2. Giao thức đồng bộ hướng bít 14-16

I KHÁI QUÁT VỀ TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ

* Về phương diện thực hiện sự đồng bộ giữa máy thu và phát trong một

hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộ và đồng bộ có những điểm khác biệt :

- Chế độ truyền bất đồng bộ: để phát bản tin người ta phát đi từng ký tự một và sự đồng bộ được thực hiện cho từng ký tự này bởi các bit Start và Stop thêm vào trước và sau mỗi ký tự Xung đồng hồ được tạo ra một cách riêng rẽ ở máy thu và máy phát Như vậy, sự đồng bộ được thực hiện chính xác khi tần số xung đồng hồ ở máy thu hoàn toàn đúng với tần số xung đồng hồ ở máy phát, nếu không tin tức nhận được sẽ có lỗi

- Chế độ truyền đồng bộ: để phát một bản tin người ta xem nó là một khối và phát đi một lần cả khối đó, sự đồng bộ được thực hiện bằng cách cho máy phát phát kèm theo tín hiệu dữ liệu các xung đồng hồ mà máy thu khi dò ra sẽ dùng để đồng bộ tín hiệu ở máy thu Thực tế, việc này chỉ được thực hiện khi hệ thống thu phát khép kín về mặt vật lý, hay nói cách khác máy phát và thu phải ở gần nhau Khi máy phát không thể gửi riêng tín hiệu xung đồng hồ tới máy thu thì ở máy thu phải có mạch tách bit thời gian từ chính tín hiệu dữ liệu để thực hiện sự đồng bộ

Ở máy thu đồng bộ, ngoài việc dò tín hiệu đồng bộ ra, máy thu phải biết phân biệt được ranh giới của mỗi ký tự để việc phục hồi bản tin không bị lỗi Ta thấy việc thực hiện giao thức bất đồng bộ tương đối đơn giản, giá thành thấp nhưng hiệu quả không cao Giả sử để phát một ký tự mã

ASCII thì phải dùng ít nhất 9 bit (7 bit ký tự, 1 bit start, 1 bit stop), thì tỉ

lệ hao là 2/9 = 0,22=22% Trong khi đó, tỉ lệ này trong chế độ đồng bộ là rất thấp, khoảng vài % Như vậy, chế độ truyền bất đồng bộ chỉ thuận lợi khi phát những bản tin ngắn và với vận tốc thấp (<1200 bps) Và chế độ truyền đồng bộ tỏ ra ưu việt hơn khi phát những bản tin dài với vận tốc cao hơn (>1200 bps) Dùng với các Modem âm tần, phát đồng bộ có thể đạt vận tốc 9600 bps

*Để đồng bộ bên phát và bên thu có 3 phương pháp:

- Truyền xung clock phát cùng với dữ liệuphải dung 2 dây phát, 2 dây thu nên chỉ dùng khoảng cách ngắn vài met

- Bên thu tạo xung clock thu dực vào dử liệu truyền để

CLKT=CLKRphương pháp này thường dùng PLL trong MODEM thu

- Dùng cờ hiệu (flag) để đồng bộphương pháp này được sử dụng trong nhiều mạng đồng bộ.Tiêu biểu là 3 loại protocol: BISYNC, SDLC và HDLC

II.GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ

1 Giao tiếp giữa DTE và DCE đồng bộ

-Trong chế độ truyền đồng bộ, máy thu phục hồi xung đồng hồ từ dòng

dữ liệu nhận được Chuẩn giao tiếp RS-232 và RS-449 có các đường dành cho xung đồng hồ liên lạc giữa các cặp thiết bị đầu cuối (DTE) và modem(DCE)

Bảng 1 cho biết nơi nhận dữ liệu và các chân liên hệ của hai chuẩn giao tiếp nói trên

Ký

TCLK 15 Trans clock (từ

DCE)

ST 6 &

23

Send timing (từ DCE)

RCLK 17 Receive Clock

(từ DCE)

RT 8 &

26

Receive timing (từ DCE)

ETCL

K

24 Ext trans.clock

(từ DTE)

TT 17

&25

Terminal timing (từ DTE)

Bảng 1 Các chân truyền tín hiệu đồng bộ của RS-232 và RS-449

- Khi sử dụng modem, đồng bộ thu thường được cấp từ modem (DCE) tới thiết bị đầu cuối (DTE) Tuy nhiên xung đồng hồ có thể phát sinh từ modem hoặc từ DTE (Các IC tạo thành modem và IC giao tiếp đều có mạch tạo xung đồng hồ) và việc điều khiển có thể thực hiện riêng rẽ ở cả máy thu và phát hoặc thực hiện theo cả hai chiều với một xung đồng hồ duy nhất (H 6.1) mô tả các khả năng kết nối mạch của RS-449 để thực hiện đồng bô

2.Protocol BISYNC (BSC):

- Thuộc lớp 2 của hệ thống mở OSI 7 lớp, lớp này có nhiệm vụ kiểm tra

sự dịch chuyển thông tin Tiêu chuẩn BISYNC là protocol kiểm tra theo thứ tự Thông báo dạng BISYNC được truyền theo khối, mỗi khối có một nhiều tín hiệu đồng bộ (SYN) Mã được dùng trong BISYNC là mã ASCII Các ký tự điều khiển được dùng là:

SYN : ký tự đồng bộ $16

SOH: ký tự bắt đầu header $01

STX: ký tự bắt đầu cho text $02

EXT: ký tự kết thúc cho text $03

Thông báo SISYNC có dạng:

- TEXT: nội dung của thông báo

- HEADER: ghi địa chỉ nhận và ACK/NAK khi cần thiết

- BCC: byte ký tự kiểm tra khối, thường là ký tự xét tổng kiểm tra chẳn lẻ

 khi phía thu nhận toàn khối, bộ phận thu sẽ tính BCC và so sánh với BCC đã nhận, sau đó nó thông báo ACK hay NAK Bộ phận

phát sẽ phát lại nếu sai (nhận NAK) cho đến khi khối nhận đúng Như vậy, BISYNC là protocol half-duplex (bán song công), kiểm tra theo byte

3 protocol SDLC

+Một khung thông tin trong SDLC gồm các trường sau đây :

- Cờ : 8 bit

- Điạ chỉ : 1 byte

- Điều khiển : 8 bit

- Thông tin : thay đổi theo bản tin

- Chuỗi kiểm tra khung (Frame Check Sequence - FCS) : 16 bit

- Cờ : 8 bit

Các trường cờ, điạ chỉ và điều khiển đặt trước trường thông tin gọi

là đầu khung (header) và các trường FCS và cờ đặt sau trường thông tin gọi là cuối khung (Trailer) Bảng 2 cho dạng của khung

và các trường trong khung

FLAG ADDRES

S

CONT ROL

Use data FCS FLAG

8 bit  8  8   n×8   16/32  8

+ Trường cờ (Flag Field) :

Trường cờ đặt ở đầu và cuối một khung để giới hạn khung, gồm 8 bit theo qui định là

01111110 (6 bit 1 liên tiếp giữa 2 bit 0 )

Giữa 2 khung có thể có một trong các trường hợp sau đây:

- Một cờ xuất hiện giữa bản tin gọi là cờ đơn vừa dùng chấm dứt một khung đồng thời

bắt đầu một khung khác

- Một cờ chấm dứt khung trước và một cờ bắt đầu khung sau Giữa 2 cờ này có thể chỉ

dùng một bit 0

- Có thể chèn vào giữa 2 cờ một số cờ khác

Khung x : Khung x+1

01111110

01111110 : 01111110

011111101111110

01111110 01111110 : 01111110 01111110

Do SDLC không có qui định chặt chẻ về mã dùng cho dữ liệu nên các

mã có dạng của cờ có thể xuất hiện trong bản tin và gây nên nhầm lẫn ở máy thu Để tránh sự hiểu lầm ở máy thu khi nhận dữ liệu, máy phát dùng kỹ thuật nhồi bit nghĩa là khi thấy trong chuỗi dữ liệu có 5 bit 1 liên tiếp thì thêm vào bit 0 ngay sau 5 bit 1 này Ở máy thu sau tín hiệu

cờ khi gặp liên tiếp 5 bit 1 thì tự động bỏ bit 0 theo sau đó để phục hồi

dữ liệu Như vậy bảo đảm sự chính xác của dữ liệu

Thí dụ: Trạm B có địa chỉ là C2 phát đi văn bản “C?”

- Khung thông tin chưa nhồi bit: (Viết theo chiều mũi tên hướng về bên trái)

01111110 01000011 01111110 11111110 11000011

11110110

Cờ Đ/c= C2 TĐK mã “=7F mã C= C3 mã ?= 6F

11111110 FCS 01111110 111111111111

“=7F Cờ Bit nghỉ

- Khung thông tin có bit nhồi (o):

01111110 01000011 011111o10 11111o110 11000011

111o10110

Cờ Đ/c= C2 TĐK mã “=7F mã C= C3 mã ?= 6F 11111o110 FCS 01111110 111111111111

“=7F Cờ Bit nghỉ

Trường địa chỉ (Address field)

Trường địa chỉ dùng để xác định trạm thứ cấp trong hệ thống Địa chỉ trong bản tin luôn luôn là địa chỉ của trạm thứ cấp dù nó do trạm sơ cấp hay thứ cấp gửi đi

Trường này không cần thiết trong trường hợp hệ thống chỉ gồm hai trạm Trường địa chỉ dài 8 bit Nếu tất cả các bit trong trường địa chỉ đều =1

có nghĩa trạm sơ cấp yêu cầu liên lạc với tất cả trạm thứ cấp

Giá trị 00 không được xem là một địa chỉ (gọi là void address)

+ Trường điều khiển (Control field)

SDLC định nghĩa 3 loại khung của trường điều khiển, mỗi loại có dạng khác nhau

Một hoặc hai bit đầu tiên của trường điều khiển dùng định nghĩa

khung : bit thứ nhất = 0 chỉ khung thông tin, bit thứ nhất và hai = 10 chỉ khung giám sát và = 11 chỉ khung không số Những bit còn lại được tổ chức như những tập bit con mà ý nghĩa của nó sẽ được giải thích cụ thể đối với từng loại khung

Một frame của SDLC được coi là bất hợp lệ nếu nó không được đóng khung bởi 2 Cờ ở hai đầu hoặc có tổng kích thước các vùng nằm giữa 2

Cờ nhỏ hơn 32 bit

- Khung loại I: (Thông tin, Information frame, I-frame) , đây là khung chứa bản tin

cần phát đi của người sử dụng Khi khung I được dùng thì bản văn phát

đi được đánh số thứ tự Bit 5 trong khung thông tin có tên là bit P/F

(Poll/Final)

* Nếu bản tin phát đi từ trạm sơ cấp đến trạm thứ cấp thì đây là bit P, nếu P=0 thì trạm

thứ cấp không cần thiết phải trả lời ngay, nếu P=1 thì đây là bit thăm dò

và trạm thứ cấp phải trả lời ngay

* Nếu bản tin phát đi từ trạm thứ cấp đến trạm sơ cấp thì đây là bit F, nếu F=0 thì đây chưa phải là bản tin cuối cùng và trạm sơ cấp không cần thiết phải trả lời ngay, nếu F=1 có nghĩa đây là bản tin cuối cùng và trạm

sơ cấp phải trả lời ngay

* Ns chỉ số thứ tự bản tin đang được phát đi

* Nr là số thứ tự nhận, nếu phát đi từ trạm sơ cấp thì liên hệ đến số Ns phát đi từ trạm thứ cấp và nếu phát đi từ trạm thứ cấp thì liên hệ với Ns phát đi từ trạm sơ cấp Nr chỉ số thứ tự bản tin mà trạm đang chờ và đồng thời xác nhận đã nhận tốt các bản tin trước đó (tức đến số Nr-1) Thí dụ, trạm thứ cấp phát đi Ns=2 và Nr=3 có nghĩa là nó đang phát đi bản tin thứ 2 và đã nhận tốt các bản tin thứ 2 trở về trước

Do các số Ns chỉ có 3 bit nên số lượng tối đa mỗi lần phát chỉ được 7 bản tin, như vậy buộc máy thu phải xác nhận trước khi số Ns vượt quá 7 (Ns=111)

- Khung loại S: (Giám sát , Supervisory frame, S-frame), dùng để đếm

số khung gửi/nhận; một số lệnh và lời đáp báo tình trạng của máy thu (như sẵn sàng hay bận) kiểm soát và báo lỗi Khung giám sát bắt đầu bởi

2 bit 10

Bit 3 và 4 (vị trí S trong khung) xác định các lệnh của khung giám sát b3b4= 00 : Ready to receive (RR) b3b4= 10 : Not ready to receive

(RNR) b3b4= 01 : Reject (REJ) Trạm thứ cấp sẽ xóa khung RNR bằng cách gửi một khung thông tin với bit F=1 và đối với các khung RR và REJ thì F=0 hay 1 Trạm sơ cấp sẽ xóa khung RNR bằng cách gửi một khung thông tin với bit P=1 và đối với các khung RR và REJ thì P=0 hay

1

- Khung loại U: (Không số, Unnumbered frame, U-frame), cung cấp những chức năng điều khiển phụ như khởi động trạm thu, kiểm tra trạm, giải phóng liên kết khi cần thiết Khung không số bắt đầu bởi 2 bit

11 Khi dùng khung U để phát thì không cần đánh số thứ tự bản tin

4 protocol HDLC

HDLC được ISO cho ra đời năm 1975 nhằm bổ sung một số chức năng của SDLC của IBM

Trong trường điều khiển mở rộng, các số Ns và Nr gồm 7 bit như vậy cho phép phát một lần 127 bản tin

- Dạng khung dữ liệu: SDLC chỉ dùng mã EBCDIC 8 bit còn HDLC cho phép dùng bất cứ loại mã nào

- Dạng khung giám sát: ngoài các lệnh RR, RNRvà REJ, HDLC có

thêm lệnh SREJ (selective reject), lệnh này do thứ cấp yêu cầu phát lại một khung có số Nr

- HDLC có thêm 2 chế độ vận hành:

* Chế độ trả lời bất đồng bộ (Asynchronous Response Mode - ARM) : đây là dạng truyền không cân bằng Trạm thứ cấp có thể khởi động để phát mà không cần lệnh của trạm sơ cấp Nó có thể trả lời mà không cần phải nhận được một khung với bit P =1 Tuy nhiên, khi nó nhận được một khung với bit P =1 thì khung trả lời phải có bit F =1 Trong trường hợp này F=1 không có nghĩa là khung cuối cùng của trạm thứ cấp

- Chế độ không kết nối bất đồng bộ (Asynchronous Disconnect Mode - ADM) : ADM tương tự như DM ngoại trừ một điểm là trạm thứ cấp có thể khởi động chế độ DM hay RIM bất cứ lúc nào

III.CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ

- Một hệ thống thông tin có thể được định dạng bằng các giao thức khác nhau

Trong chế độ truyền đồng bộ, có thể chia giao thức ra làm hai loại :

- Giao thức điều khiển Byte hay ký tự (Byte - Controlled Protocol, BCP, hay Character-Oriented Protocol)

- Giao thức hướng Bit (Bit - Orientied Protocol, BOP)

- Trong giao thức điều khiển byte (BCP), khối dữ liệu bao gồm nhiều ký

tự, mỗi ký tự là một đơn vị thông tin (7 hoặc 8 bit) và các thông tin điều khiển cũng xuất hiện dưới dạng từ Các ký tự dữ liệu (bản tin chính thức) hợp với từ điều khiển thành một khung thông tin Một khung

thông tin thường bắt đầu bằng một hay nhiều từ dùng cho sự đồng bộ, thường là từ SYNC, nó báo cho máy thu biết bắt đầu một khối dữ liệu Ngoài ra, trước và sau bản tin chính thức còn có các từ điều khiển, bao gồm các địa chỉ các đài, trạm, các từ báo bắt đầu và kết thúc văn bản, các từ báo mã kiểm tra lỗi

- Trong giao thức hướng bit (BOP), khối dữ liệu xem như một chuỗi bit, các từ điều khiển và ký tự dữ liệu không hẳn là các từ 8 bit mà có thể là một tập hợp các bit tùy theo giao thức cụ thể Giống như trong BCP, bắt đầu khối tin cũng có tín hiệu báo, đó là từ 8 bit gọi là Cờ (Flag) , cờ này cũng được đặt ở cuối bản tin Như vậy tác dụng của cờ là thiết lập sự đồng bộ và đánh dấu điểm bắt đầu và điểm kết thúc Khối dữ liệu bao gồm cả các cờ hình thành một Khung (Frame) Trước và sau bản tin chính thức có các từ điều khiển, được gọi chung là Trường điều khiển (Control Field) Tất cả qui định chi tiết về bản tin, các thông báo hỏi nhận đều thực hiện trong trường điều khiển này

- - Giao thức điều khiển byte được đề nghị bởi IBM vào năm 1964 và được sử dụng rất rộng rãi trong các ứng dụng điểm - điểm (poin - point)

và nhiều điểm (multipoint) với các phương thức đơn công và bán song công Đó là giao thức truyền đồng bộ nhị phân (Binary Synchronous Communication, BSC, đôi khi gọi là BISYNC) Giao thức BSC được ISO lấy làm cơ sở để xây dựng giao thức hướng ký tự chuẩn quốc tế với tên Basic Mode (dữ liệu dùng mã EBCDIC thay cho mã ASCII và mã dò sai là CRC thay cho BCC)

- Giao thức hướng bit, do hãng IBM phát triển và sử dụng có tên là Điều khiển liên kết dữ liệu đồng bộ(Synchronous Data Link Control - SDLC)

và ISO lấy làm cơ sở để phát triển thành giao thức điều khiển liên kết dữ liệu mức cao (High Level Data Link Control, HDLC)

1.Giao thức đồng bộ nhị phân

- Đây là giao thức điều khiển việc truyền nhận dữ liệu nhờ một số ký tự đặc biệt trong các bảng mã Các thông tin dữ liệu được gửi đi trong các khung dữ liệu mà hai biên là các ký tự SYNC để báo máy thu biết bắt đầu bản tin Các từ điều khiển dùng trong BISYNC lấy từ bản mã

ASCII, gồm một số từ như sau :

SYN Ký tự đồng bộ mã ASCII dạng Hex 16H

SOH Ký tự bắt đầu của Header 01H

STX Ký tự bắt đầu văn bản 02H

ETX Ký tự kết thúc văn bản 03H

EOT Ký tự kết thúc phát 04H

ETB Ký tự kết thúc truyền khối 17H

ENQ Ký tự hỏi 05H

ACK Ký tự báo cho biết đã nhận dữ liệu 06H

NAK Ký tự báo cho biết chưa nhận dữ liệu 15H

NUL Ký tự rỗng 00H

DLE Ký tự giải phóng đường dữ liệu 10H

CAN Ký tự hủy 18H

Một khung dữ liệu của BISYNC tiêu biểu có cấu trúc sau:

SYN SYN SOH header STX text ETX BCC

- Phần văn bản (text) chứa dữ liệu thông tin Kích thước vùng text

có giới hạn nên với các văn bản lớn người ta chia thành những khối nhỏ (block) và trong phần Header có phần identifier (id) để chỉ thứ tự các khối

- Phần header chứa điạ chỉ đến và tín hiệu trả lời ACK/NAK nếu có yêu cầu