ĐỀ tài TRUYỀN nối TIẾP ĐỒNG bộ

Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  - KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU ĐỀ TÀI: TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ LỚP : 12CĐ-Đ3 SVTH : ĐỖ MINH TRÍ TRỊNH TẤN VINH ĐOÀN HỮU THẮNG TPHCM, ngày 12 tháng năm 2014 LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng MỤC LỤC Truyền nối tiếp đồng ……………………………………………… Khái niệm …………………………………………………………… Giao tiếp dte dce truyền đồng ………………… Protocol bisync (bsc) ……………………………………………… Protocol sdlc ……………………………………………………… Protocol hdlc …………………………………………………… 12 LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ KHÁI NIỆM Tất thiết bị sử dụng chung nguồn xung clock phát thiết bị từ nguồn Mỗi it truyền thời điểm xung clock chuyển mức(sườn lên sườn xuống xung) Bộ nhận sử dụng sử chuyển mức xủa xung để xác định thời điểm đọc bit Nó đọc bit sườn lên hay sườn xuống xung theo mức logic cao thấp Phương thức truyền liệu nối tiếp đồng sử dụng khoảng cách ngắn thiết bị bo mạch +Về phương diện thực đồng máy thu phát hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng đồng có điểm khác biệt : - Chế độ truyền bất đồng bộ: để phát tin người ta phát ký tự đồng thực cho ký tự bit Start Stop thêm vào trước sau ký tự Xung đồng hồ tạo cách riêng rẽ máy thu máy phát Như vậy, đồng thực xác tần số xung đồng hồ máy thu hoàn toàn với tần số xung đồng hồ máy phát, không tin tức nhận có lỗi - Chế độ truyền đồng bộ: để phát tin người ta xem khối phát lần khối đó, đồng thực cách cho máy phát phát kèm theo tín hiệu liệu xung đồng hồ mà máy thu dò dùng để đồng tín hiệu máy thu Thực tế, việc thực hệ thống thu phát khép kín mặt vật lý, hay nói cách khác máy phát thu phải gần Khi máy phát gửi riêng tín hiệu xung đồng hồ tới máy thu máy thu phải có mạch tách bit thời gian từ tín hiệu liệu để thực đồng -Ở máy thu đồng bộ, việc dò tín hiệu đồng ra, máy thu phải biết phân biệt ranh giới ký tự để việc phục hồi tin không bị lỗi -Ta thấy việc thực giao thức bất đồng tương đối đơn giản, giá thành thấp hiệu không cao Giả sử để phát ký tự mã ASCII phải dùng bit (7 bit ký tự, bit start, bit stop), tỉ lệ hao 2/9 = 0,22=22% Trong đó, tỉ lệ chế độ đồng thấp, khoảng vài % -Như vậy, chế độ truyền bất đồng thuận lợi phát tin ngắn với vận tốc thấp (1200 bps) Dùng với Modem âm tần, phát đồng đạt vận tốc 9600 bps -Chương đề cập đến giao thức đồng bộ, khảo sát vài IC LSI thực việc phát nối tiếp đồng thông dụng cuối sơ lược qua phương pháp kiểm tra hệ thống thông tin GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE TRONG TRUYỀN ĐỒNG BỘ LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng -Trong chế độ truyền đồng bộ, máy thu phục hồi xung đồng hồ từ dòng liệu nhận Chuẩn giao tiếp RS-232 RS-449 có đường dành cho xung đồng hồ liên lạc cặp thiết bị đầu cuối (DTE) modem (DCE) Bảng 1.1 cho biết nơi nhận liệu chân liên hệ hai chuẩn giao tiếp nói -Khi sử dụng modem, đồng thu thường cấp từ modem (DCE) tới thiết bị đầu cuối (DTE) Tuy nhiên xung đồng hồ phát sinh từ modem từ DTE (Các IC tạo thành modem IC giao tiếp có mạch tạo xung đồng hồ) việc điều khiển thực riêng rẽ máy thu phát thực theo hai chiều với xung đồng hồ (H 1.1) mô tả khả kết nối mạch RS-449 để thực đồng bô (H 1.1a) Thiết bị đầu cuối (DTE) trạm thu phát điều khiển đồng (xung đồng hồ từ DTE đến DCE theo đường TT) (H 1.1b) Modem (DCE) trạm thu phát điều khiển đồng (xung đồng hồ từ DCE đến DTE theo đường ST) (H 1.1c) Thiết bị đầu cuối trạm A điều khiển đồng theo hai chiều (xung đồng hồ từ DTE A đến DCE A theo đường TT, trạm B hai đường TT (ST) RT nối chung lại) (H 1.1d) Modem trạm A điều khiển đồng theo hai chiều (xung đồng hồ từ modem đến DTE theo đường ST trạm A, trạm B hai đường ST (TT) RT nối chung lại) LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng Hình 1.1 PROTOCOL BISYNC (BSC) -Thuộc lớp hệ thống mở OSI lớp , lớp có nhiệm vụ kiểm tra dịch chuyển thông tin Tiêu chuẩn BISYNC protocol kiểm tra theo thứ tự Thông báo dạng BISYNC truyền theo khối , khối có nhiều tín hiệu đồng (SYN) Mã dùng BISYNC mã ASCII Các kí tự điều khiển dung SYN: Ký tự đồng $16 SOH Ký tự bắt đầu Header $1 STX Ký tự bắt đầu văn $2 ETX Ký tự kết thúc văn $3 Một khung liệu BISYNC tiêu biểu có cấu trúc sau : SYN SYN SOH header STX text ETX BCC Đầu LỚP: 12CĐ_Đ3 cuối Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng - Phần văn (text) chứa liệu thông tin Kích thước vùng text có giới hạn nên với văn lớn người ta chia thành khối nhỏ (block) phần Header có phần identifier (id) để thứ tự khối - Phần header chứa điạ đến tín hiệu trả lời ACK/NAK có yêu cầu - BCC ký tự Byte dùng kiểm tra khung Đây byte tạo để kiểm tra lỗi toàn khối BCC phép kiểm tra chẵn lẻ (dùng BSC), chặc chẽ kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (Cycle Redundancy Check, CRC ) (Dùng Basic Mode, với CRC - 16) Dưới ví dụ truyền chữ TEST kiểm tra chẵn lẻ theo hàng -Trong ví dụ người ta dùng kiểm tra chẵn BCC kiểm tra ký tự từ STX đến ETX Trên thực tế, kiểm tra thực toàn khối (từ SOH đến ETX) Khi nhận tin, máy thu thực phép tính kiểm tra tổng, so sánh với BCC nhận được, sau trả lời tín hiệu ACK (Đúng) NAK (Không đúng) Máy phát không gửi tin khác chưa xác nhận tin trước nhận (phương thức bán song công) +Dưới số thủ tục BSC/Basic Mode: - Mời truyền tin: Giả sử trạm A muốn mời trạm B truyền tin, trạm A gửi lệnh sau tới B: EOT B ENQ Trong B địa trạm mời truyền tin EOT để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng Khi B nhận lệnh này, xảy trường hợp: - Nếu B có tin để truyền B tạo cấu trúc tin theo dạng chuẩn gửi - Nếu B tin để truyền gửi lệnh EOT để trả lời Ở phía A khoảng thời gian xác định sau gửi lệnh mà không trả lời nhận trả lời sai A chuyển sang trạng thái phục hồi (Recovery state) - Mời nhận tin: Giả sử trạm A muốn mời trạm B nhận tin, trạm A gửi lệnh sau tới B: EOT B ENQ Có thể bỏ qua lệnh EOT Khi nhận lệnh này, B sẵn sàng nhận tin gửi lệnh ACK để trả lời, không gửi lệnh NAK Ở phía A khoảng thời gian xác định sau gửi lệnh mà không trả lời nhận trả lời sai A chuyển sang trạng thái phục hồi (Recovery state) - Yêu cầu trả lời: Khi trạm cần trạm trả lời yêu cầu gửi trước cần gửi lệnh ENQ đến trạm - Ngừng truyền tin (tạm thời): Gửi lệnh EOT - Giải phóng liên kết: Gửi lệnh DLE EOT - Trạng thái phục hồi: Khi trạm vào trạng thái "phục hồi" thực hành động sau: - Lặp lại lệnh gửi n lần (n số nguyên chọn trước) - Gửi "yêu cầu trả lời" n lần kết thúc truyền lệnh EOT - Chế độ thông suốt (Transparent Mode) Trong trường hợp mã điều khiển xuất văn (Text) không LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng mang ý nghĩa điều khiển mà phải hiểu liệu, hệ thống chuyển sang chế độ thông suốt cách dùng ký tự DLE đặt trước STX DLE đặt trước ETX để chấm dứt chế độ PROTOCOL SDLC Giao thức hướng bit thiết kế để thoả mãn nhiều yêu cầu cách truyền đồng bộ, bao gồm : - Truyền hai đài (trạm) (point to point) hay nhiều đài (multipoint) - Bán song công hay song công - Liên lạc trạm sơ cấp trạm thứ cấp - Liên lạc với khoảng cách ngắn (nối trực tiếp), xa (vệ tinh) Giao thức có số tính chất sau : - Người sử dụng sử dụng loại mã - Có khả thích hợp với nhiều loại đường truyền - Hiệu suất cao : giảm tối thiểu tỉ lệ hao hụt - Độ tin cậy cao : cho phép kiểm tra lỗi có hiệu có khả phục hồi liệu Có thể nói tính chất giao thức hướng bit thể trường điều khiển tổ hợp bit mã hóa từ điều khiển Có nhiều giao thức hướng bit đề nghị quan khác sử dụng rộng rãi : - Thủ tục điều khiển thông tin liệu cao cấp (Advanced Data Communication Control Procedure - ADCCP) phát triển Viện chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (American National Standard Institute - ANSI) chuẩn hệ thống thông tin quốc gia - Thủ tục truy xuất đường truyền cân (Link Access Procedure, balance - LAP-B) thực Hội đồng Tư vấn Điện tín Điện thoại quốc tế (International Telegraph & Telephone Consultative Committee - CCITT) Đây chuẩn mạng - Điều khiển liên kết liệu đồng (Synchronous Data Link Control - SDLC) dùng hãng IBM (International Business Machine Corporation) ISO lấy làm sở để phát triển thành giao thức điều khiển liên kết liệu mức cao (High Level Data Link Control, HDLC) +Một khung thông tin SDLC gồm trường sau : - Cờ : bit LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng - Điạ : byte - Điều khiển : bit - Thông tin : thay đổi theo tin - Chuỗi kiểm tra khung (Frame Check Sequence - FCS) : 16 bit - Cờ : bit Các trường cờ, điạ điều khiển đặt trước trường thông tin gọi đầu khung (header) trường FCS cờ đặt sau trường thông tin gọi cuối khung (Trailer) (H 4.1) cho dạng khung trường khung Hình 4.1: dạng khung thông tin SDLC a Trường cờ (Flag Field) : Trường cờ đặt đầu cuối khung để giới hạn khung, gồm bit theo qui định 01111110 (6 bit liên tiếp bit ) Giữa khung có trường hợp sau đây: - Một cờ xuất tin gọi cờ đơn vừa dùng chấm dứt khung đồng thời bắt đầu khung khác - Một cờ chấm dứt khung trước cờ bắt đầu khung sau Giữa cờ dùng bit - Có thể chèn vào cờ số cờ khác LỚP: 12CĐ_Đ3 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng Do SDLC qui định chặt chẻ mã dùng cho liệu nên mã có dạng cờ xuất tin gây nên nhầm lẫn máy thu Để tránh hiểu lầm máy thu nhận liệu, máy phát dùng kỹ thuật nhồi bit nghĩa thấy chuỗi liệu có bit liên tiếp thêm vào bit sau bit Ở máy thu sau tín hiệu cờ gặp liên tiếp bit tự động bỏ bit theo sau để phục hồi liệu Như bảo đảm xác liệu b Trường địa (Address field) Trường địa dùng để xác định trạm thứ cấp hệ thống Địa tin luôn địa trạm thứ cấp dù trạm sơ cấp hay thứ cấp gửi Trường không cần thiết trường hợp hệ thống gồm hai trạm Trường địa dài bit Nếu tất bit trường địa =1 có nghĩa trạm sơ cấp yêu cầu liên lạc với tất trạm thứ cấp Giá trị 00 không xem địa (gọi void address) c Trường điều khiển (Control field) (H 4.2) SDLC định nghĩa loại khung trường điều khiển, loại có dạng khác Một hai bit trường điều khiển dùng định nghĩa khung : bit thứ = khung thông tin, bit thứ hai = 10 khung giám sát = 11 khung không số Những bit lại tổ chức tập bit mà ý nghĩa giải thích cụ thể loại khung Một frame SDLC coi bất hợp lệ không đóng khung Cờ hai đầu có tổng kích thước vùng nằm Cờ nhỏ 32 bit Hình 4.2: Dạng trường điều khiển - Khung loại I: (Thông tin, Information frame, I-frame) , khung chứa tin cần phát người sử dụng Khi khung I dùng văn phát đánh số thứ tự Bit khung thông tin có tên bit P/F (Poll/Final) * Nếu tin phát từ trạm sơ cấp đến trạm thứ cấp bit P, P=0 trạm thứ cấp không cần thiết phải trả lời ngay, P=1 bit thăm dò trạm thứ cấp phải trả lời LỚP: 12CĐ_Đ3 10 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng * Nếu tin phát từ trạm thứ cấp đến trạm sơ cấp bit F, F=0 chưa phải tin cuối trạm sơ cấp không cần thiết phải trả lời ngay, F=1 có nghĩa tin cuối trạm sơ cấp phải trả lời * Ns số thứ tự tin phát * Nr số thứ tự nhận, phát từ trạm sơ cấp liên hệ đến số Ns phát từ trạm thứ cấp phát từ trạm thứ cấp liên hệ với Ns phát từ trạm sơ cấp Nr số thứ tự tin mà trạm chờ đồng thời xác nhận nhận tốt tin trước (tức đến số Nr-1) Thí dụ, trạm thứ cấp phát Ns=2 Nr=3 có nghĩa phát tin thứ nhận tốt tin thứ trở trước Do số Ns có bit nên số lượng tối đa lần phát tin, buộc máy thu phải xác nhận trước số Ns vượt (Ns=111) - Khung loại S: (Giám sát , Supervisory frame, S-frame), dùng để đếm số khung gửi/nhận; số lệnh lời đáp báo tình trạng máy thu (như sẵn sàng hay bận) kiểm soát báo lỗi Khung giám sát bắt đầu bit 10 Bit (vị trí S khung) xác định lệnh khung giám sát b3b4= 00 : Ready to receive (RR) b3b4= 10 : Not ready to receive (RNR) b3b4= 01 : Reject (REJ) Trạm thứ cấp xóa khung RNR cách gửi khung thông tin với bit F=1 khung RR REJ F=0 hay Trạm sơ cấp xóa khung RNR cách gửi khung thông tin với bit P=1 khung RR REJ P=0 hay - Khung loại U: (Không số, Unnumbered frame, U-frame), cung cấp chức điều khiển phụ khởi động trạm thu, kiểm tra trạm, giải phóng liên kết cần thiết Khung không số bắt đầu bit 11 Khi dùng khung U để phát không cần đánh số thứ tự tin * So sánh Bisynch SDLC: Bisynch giao thức hướng ký tự lúc SDLC giao thức hướng bit Bisynch dùng mã ASCII hay EBCDIC lúc SDLC dùng EBCDIC Để dò lỗi, ASCII dùng phép kiểm tra khối (BCC) dùng mã EBCDIC dùng kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (CRC) với chiều dài mã kiểm tra byte Cả hai giao thức dùng chung kích thước khung thông tin 256 byte Ở Bisynch có chế độ thông suốt LỚP: 12CĐ_Đ3 11 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng liệu (để tránh nhầm lẫn liệu ký tự điều khiển) lúc SDLC dùng phương pháp nhồi bit (để tránh nhầm lẫn với mã Cờ) PROTOCOL HDLC HDLC ISO cho đời năm 1975 nhằm bổ sung số chức SDLC IBM Một số bổ sung kể sau: - Trường địa mở rộng, gồm nhiều byte: Hình 5.1: trường địa mở rộng Trong trường địa mở rộng, địa xác định bơi số bội bit Bit LSB byte (là byte chưa phải byte cuối là byte cuối trường địa chỉ) bit lại hình thành địa trạm thứ cấp (H 5.2) - Trường điều khiển mở rộng, gồm byte (H 5.2): Hình 5.2: trường điều khiển mở rộng Trong trường điều khiển mở rộng, số Ns Nr gồm bit cho phép phát lần 127 tin - Dạng khung liệu: SDLC dùng mã EBCDIC bit HDLC cho phép dùng loại mã - Dạng khung giám sát: lệnh RR, RNRvà REJ, HDLC có thêm lệnh SREJ (selective reject), lệnh thứ cấp yêu cầu phát lại khung có số Nr LỚP: 12CĐ_Đ3 12 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng - HDLC có thêm chế độ vận hành: - Chế độ trả lời bất đồng (Asynchronous Response Mode - ARM) : dạng truyền không cân Trạm thứ cấp khởi động để phát mà không cần lệnh trạm sơ cấp Nó trả lời mà không cần phải nhận khung với bit P =1 Tuy nhiên, nhận khung với bit P =1 khung trả lời phải có bit F =1 Trong trường hợp F=1 nghĩa khung cuối trạm thứ cấp - Chế độ không kết nối bất đồng (Asynchronous Disconnect Mode - ADM) : ADM tương tự DM ngoại trừ điểm trạm thứ cấp khởi động chế độ DM hay RIM lúc LỚP: 12CĐ_Đ3 13 [...]... REJ, HDLC có thêm lệnh SREJ (selective reject), lệnh này do thứ cấp yêu cầu phát lại một khung có số Nr LỚP: 12CĐ_Đ3 12 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng bộ - 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... khối (BCC) còn khi dùng mã EBCDIC thì dùng kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (CRC) với chiều dài mã kiểm tra là 2 byte Cả hai giao thức đều dùng chung kích thước khung thông tin là 256 byte Ở Bisynch có chế độ thông suốt LỚP: 12CĐ_Đ3 11 Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng bộ dữ liệu (để tránh nhầm lẫn dữ liệu và ký tự điều khiển) trong lúc ở SDLC thì dùng phương pháp nhồi bit (để tránh nhầm lẫn với...Kỹ thuật truyền số liệu Truyền nối tiếp đồng bộ * 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... 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 LỚP: 12CĐ_Đ3 13 ... 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... chức năng của SDLC của IBM Một số bổ sung có thể kể ra như sau: - Trường địa chỉ mở rộng, gồm nhiều byte: Hình 5.1: trường địa chỉ mở rộng Trong trường địa chỉ mở rộng, địa chỉ xác định bơi một số là bội của 7 bit Bit LSB trong một byte là 0 hoặc 1 (là 0 khi byte đó chưa phải là byte cuối cùng và là 1 khi là byte cuối cùng của trường địa chỉ) 7 bit còn lại hình thành địa chỉ của trạm thứ cấp (H 5.2)