Bài giảng Truyền số liệu

LỜI NÓI ĐẦU Hiện lĩnh vực truyền thơng, mức độ kết nối thơng tin tồn cầu gia tăng nhanh kéo theo loại hình dịch vụ liệu phát triển khơng ngừng Dữ liệu tương tự truyền thống khó đáp ứng với yêu cầu ngày đa dạng dịch vụ, tốc độ, chất lượng linh hoạt chuyển tiếp liệu, nên liệu dần số hóa hầu hết ứng dụng cơng nghệ thơng tin hay điện tử viễn thơng Chính thay đổi thúc đẩy cho kỹ thuật truyền số liệu đời từ đến cải tiến không ngừng Kỹ thuật tuyền số liệu mảng kiến thức cần thiết với sinh viên chuyên ngành Công nghệ thông tin, Điện tử viễn thông tảng để nghiên cứu chuyên sâu chuyên ngành Tập giảng Truyền số liệu biên soạn cho đối tượng sinh viên Đại học khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định Tập giảng chia làm chương: Chương 1: Khái niệm chung Chương 2: Mã hóa điều chế Chương 3: Dồn kênh, phân kênh Chương 4: Truyền dẫn đồng bất đồng Chương 5: Điều khiển liên kết liệu Chương 6: Chuyển mạch Nhóm biên soạn xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp khoa Công nghệ thông tin, đồng nghiệp trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định giúp chúng tơi hồn thành tài liệu Trong lần biên soạn đầu tiên, tập giảng khơng tránh khỏi sai sót, mong người đọc đóng góp ý kiến để tập giảng hồn thiện Mọi đóng góp ý kiến xin gửi Văn phịng Khoa Cơng nghệ thơng tin, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định Chúng xin chân thành cảm ơn! Nam Định, tháng 11 năm 2014 Nhóm biên soạn Th.s Hồng Thị Hồng Hà Th.s Nguyễn Thị Thu Hằng i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I MỤC LỤC II MỤC MỤC HÌNH VẼ V CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Những khái niệm chung 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Mơ hình truyền số liệu 1.2.Hình trạng hệ thống phƣơng thức liên lạc 1.2.1 Hình trạng hệ thống 1.2.2 Phương thức 1.2.3 Các phương pháp truyền 1.3.Mạng truyền số liệu 1.4.Sự chuẩn hóa mơ hình tham chiếu 10 1.4.1 Chuẩn hóa mơ hình truyền số liệu 10 1.4.2 Mơ hình tham chiếu OSI 11 1.5.Sự suy giảm biến dạng tín hiệu 14 1.5.1 Sự suy giảm 14 1.5.2 Sự giới hạn băng thông kênh truyền 16 1.5.3 Sự biến dạng trễ pha tín hiệu 19 1.5.4 Sự can nhiễu 20 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 24 2.1 Các loại tín hiệu 31 2.1.1 Tín hiệu tương tự 31 2.1.2 Tín hiệu số 31 2.2 Kỹ thuật điều chế 32 2.2.1 Điều chế AM, PM, FM, điều chế đa mức 32 2.2.2 Điều chế xung 44 2.3 Mã hóa đƣờng dây 50 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 54 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH, PHÂN KÊNH 62 3.1 Môi trƣờng truyền dẫn 62 3.1.1 Các đường truyền hai dây không xoắn 62 3.1.2 Cáp đôi dây xoắn (Twisted pair) .62 ii 3.1.3 Cáp đồng trục .63 3.1.4 Cáp sợi quang .65 3.1.5 Đường truyền vệ tinh 68 3.1.6 Đường truyền vi ba 70 3.1.7 Đường truyền vô tuyến tần số thấp 70 3.2 Kỹ thuật ghép kênh 72 3.2.1 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số FDM 73 3.2.2 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian TDM 75 3.2.3 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo mã CDM 82 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 83 CHƯƠNG 4: TRUYỀN DẪN ĐỒNG BỘ VÀ BẤT ĐỒNG BỘ 90 4.1 Truyền dẫn bất đồng 90 4.1.1 Khái quát .90 4.1.2 Nguyên tắc đồng bit .94 4.1.3 Nguyên tắc đồng ký tự 94 4.1.4 Nguyên tắc đồng frame .95 4.2 Truyền dẫn đồng 97 4.2.1 Khái quát .97 4.2.2 Nguyên tắc đồng bit .98 4.2.3 Truyền đồng thiên hướng ký tự 100 4.2.4 Truyền đồng thiên hướng bit 104 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG .111 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN LIÊN KẾT DỮ LIỆU 114 5.1 Phát lỗi sửa sai .114 5.1.1 Phương pháp kiểm tra bit chẵn lẻ (parity bit) 116 5.1.2 Kiểm tra tổng BSC (Block Sum Check) 117 5.1.3 Kiểm tra CRC (Cyclic Redundancy Check) .119 5.1.4 Phát sửa sai theo Hamming 123 5.2 Nén liệu 127 5.2.1 Nén nhờ đơn giản mã cho chữ số 128 5.2.2 Nén theo mã hoá quan hệ 128 5.2.3 Nén cách bỏ bớt ký tự giống 128 5.2.4 Nén theo mã hoá Huffman 128 5.3 Điều khiển luồng 133 5.3.1 Tổng quan 133 5.3.2 Các phương pháp điều khiển luồng 133 5.4 Kiểm soát lỗi 136 iii 5.4.1 Idle RQ 137 5.4.2 Continuous RQ 143 5.5 Điều khiển liên kết liệu mức độ cao HDLC 150 5.5.1 Các đặc điểm 150 5.5.2 Cấu trúc khung 152 CHƯƠNG 6: CHUYỂN MẠCH .168 6.1 Mạng chuyển mạch 168 6.2 Mạng chuyển mạch kênh 169 6.2.1 Chuyển mạch không gian 173 6.2.2 Chuyển mạch phân chia thời gian 178 6.3 Mạng chuyển mạch gói 185 6.3.1 Nguyên lý chuyển mạch 185 6.3.2 Kích thước gói 190 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 193 TÀI LIỆU THAM KHẢO IX iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tổng qt hệ thống thông tin Hình 1.2 Truyền tin qua mạng điện thoại cơng cộng PSTN Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống truyền tương tự có điều chế Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống truyền tín hiệu số Hình 1.5 Hình trạng hệ thống Hình 1.6 Mơ hình mạng chuyển mạch kênh Hình 1.7 Mơ hình mạng chuyển mạch thơng báo Hình 1.8 Mơ hình mạng chuyển mạch gói Hình 1.9 Cấu trúc mạng hình Hình 1.10 Cấu trúc mạng hình tuyến 10 Hình 1.11 Cấu trúc mạng dạng vòng 10 Hình 1.12 Mơ hình kiến trúc phân tầng OSI 12 Hình 1.13 Ảnh hưởng giới hạn băng thơng 177 Hình 1.14 Lược đồ mạch triệt nhiễu 21 Hình 2.1 Tín hiệu tương tự tín hiệu số 31 Hình 2.2 Mơ hình truyền liệu 32 Hình 2.3 Các kỹ thuật mã hố điều chế 32 Hình 2.4 Các thành phân tần số sóng âm 33 Hình 2.5 ASK 35 Hình 2.6 FSK 38 Hình 2.7 PSK 41 Hình 2.8 Dạng sóng tín hiệu điều chế pha 4-PSK 42 Hình 2.9 Giản đồ trạng thái - pha 4-PSK 42 Hình 2.10 Giản đồ trạng thái - pha 8-PSK 42 Hình 2.11 Giản đồ trạng thái - pha dạng sóng điều chế QAM 43 Hình 2.12 Quan hệ hình học QAM 44 Hình 2.13 Điều chế bề rộng xung 44 Hình 2.14 Điều chế độ rộng xung 45 Hình 2.15 Các nguyên lý số hoá 45 Hình 2.16 Tín hiệu mã hoá 46 Hình 2.17 Quá trình lượng tử hoá 47 Hình 2.18 Các nguyên lý companding 49 Hình 2.19 Mơ hình mã hóa đường dây 50 Hình 2.20 Quy tắc mã mã B8ZS 52 v Hình 2.21 Các loại mã hố 53 Hình 2.22 Mã HDB3 B8ZS 53 Hình 3.1 Cáp xoắn 63 Hình 3.2 Cấu tạo cáp đồng trục 64 Hình 3.3 Hiện tượng phản xạ, khúc xạ 65 Hình 3.4 Nguyên lý cáp sợi quang 67 Hình 3.5 Cáp sợi quang 68 Hình 3.6 Hàn cáp sợi quang 68 Hình 3.7 Truyền dẫn vệ tinh 69 Hình 3.8 Truyền dẫn vơ tuyến theo khu vực 72 Hình 3.9 (a) Ghép kênh phân chia tần số; (b) Ghép kênh phân chia thời gian 73 Hình 3.10 Phương pháp ghép kênh FDM 73 Hình 3.11 Xử lý ghép kênh FDM theo thời gian 74 Hình 3.12 Xử lý ghép kênh FDM (biểu diễn theo tần số) 74 Hình 3.13 Xử lý phân kênh FDM (biểu diễn theo thời gian) 75 Hình 3.14 Xử lý phân kênh FDM (biểu diễn theo tần số) 75 Hình 3.15 Phương pháp ghép kênh TDM 75 Hình 3.16 Ghép kênh phân thời đồng TDM 76 Hình 3.17 Đồng TDM, trình dồn kênh 77 Hình 3.18 Đồng TDM, trình phân kênh 77 Hình 3.19 Khung dạng bit 78 Hình 3.20 Tính tốn tốc độ truyền liệu khung 78 Hình 3.21 Khơng đồng TDM 80 Hình 3.22 Ví dụ khung đồng TDM 81 Hình 3.23 Nguyên lý đa truy nhập phân chia theo mã 82 Hình 3.23 Sơ đồ phát CDMA 83 Hình 3.24 Sơ đồ thu CDMA 83 Hình 4.1 Truyền dẫn bất đồng 91 Hình 4.2 Ảnh hưởng lỗi định thời 91 Hình 4.3 Truyền bất đồng 94 Hình 4.4 Đồng khung 96 Hình 4.5 Cơ sở cho truyền đồng 98 Hình 4.6 Mã hố xung đồng hồ 98 Hình 4.7 Mạch mã hóa xung đồng hồ 99 Hình 4.8 Mã hóa dùng mạch DPLL 99 Hình 4.9 Phương pháp Hybrid 100 Hình 4.10 Truyền đồng hướng ký tự 101 vi Hình 4.11 Phương pháp đồng frame định hướng bit dùng cờ 105 Hình 4.12 Chỉ định chiều dài ranh giới bắt đầu khung 106 Hình 4.13 Các vi phạm bit mã hoá 106 Hình 4.14 Các khung HDLC 107 Hình 4.15 Cấu trúc khung HDLC 107 Hình 4.16 Quá trình chèn thêm bit nhồi 108 Hình 4.17 Quá trình nhận dạng loại bỏ bit nhồi 109 Hình 4.18 Mối quan hệ trường địa phần cịn lại khung 110 Hình 4.19 Trường thông tin 110 Hình 4.20 Trường kiểm tra lỗi FCS 110 Hình Các dạng lỗi 114 Hình Lỗi bit 114 Hình 5.3 Lỗi nhiều bit (lỗi cụm) 114 Hình 5.4 Xử lý phát lỗi 115 Hình 5.5 Mạch tạo bit kiểm tra chẵn (VRC) liệu bit: 1100001 116 Hình 5.6 Mạch kiểm tra chẵn (VRC) liệu bit (11000011) 116 Hình 5.7 Ví dụ kiểm tra BSC 118 Hình 5.8 Chức sửa sai 1241 Hình 5.9 Cơ sở mã sửa lỗi Hamming 124 Hình 5.10 Cấu trúc mã Huffman 129 Hình 5.11 Ví dụ mã hố Huffman: 132 Hình 5.12 Hai phương pháp dùng điều khiển lưu lượng 133 Hình 5.13 Phương pháp dừng – – chờ 134 Hình 5.14 Ghép nhiều khung thành cửa sổ 134 Hình 5.15 Cửa sổ phát 134 Hình 5.16 Cửa sổ thu 135 Hình 5.17 Quá trình truyền nhận liệu dùng cửa sổ trượt 135 Hình 5.18 Mơ hình truyền khung 136 Hình 5.19 Truyền liệu giao thức Stop and Wait ARQ lỗi khung 138 Hình 5.20 Truyền liệu giao thức Stop - and - wait ARQ khung 139 Hình 5.21 Truyền liệu giao thức Stop and Wait ARQ 139 Hình 5.22 Các phần tử trễ Stop and Wait ARQ 140 Hình 5.23 Hoạt động Go - back - N lỗi khung liệu 144 Hình 5.24 Hoạt động Go back N khung liệu 145 Hình 5.25 Hoạt động Go back N ACK 146 vii Hình 5.26 Hoạt động Selective - Repeat ARQ lỗi khung liệu 148 Hình 5.27 Các cấu hình trạm sơ cấp, thứ cấp kết hợp 151 Hình 5.28 Các khung HDLC 152 Hình 5.29 Cấu trúc I - frame, S - frame U - frame 153 Hình 5.30 Trường điều khiển chế độ mở rộng 154 Hình 5.31 Trường P/F (Poll/ Final) 154 Hình 5.32 S - frame 155 Hình 5.33 Các dạng S - frame RR RNR 156 Hình 5.34 Cấu trúc U - frame 157 Hình 5.35 Poll/ Responese 160 Hình 5.36 Select/Response 161 Hình 5.37 Peer Devices 162 Hình 5.38 Lỗi truyền ngang hàng (Peer Communication with error) 163 Hình 6.1 Mơ hình mạng chuyển mạch đơn giản 168 Hình 6.2 Ví dụ việc kết nối thông qua mạng điện thoại cơng cộng 170 Hình 6.3 Sơ đồ thiết lập đường truyền 171 Hình 6.4 Mạng chuyển mạch cơng cộng 172 Hình 6.6 Ngun lý chuyển mạch khơng gian S 174 Hình 6.7 Sơ đồ chuyển mạch không gian 177 Hình 6.8 Điều khiển theo đầu 177 Hình 6.9 Điều khiển theo đầu vào 178 Hình 6.10 Phương pháp dùng trễ 178 Hình 6.11 Chuyển mạch hai khe thời gian A B dùng trễ 179 Hình 6.12 Phương pháp dùng nhớ đệm 179 Hình 6.13 Điều khiển ngẫu nhiên 180 Hình 6.14 Ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên 181 Hình 6.15 Ghi ngẫu nhiên, đọc 182 Hình 6.16 Ghi/ đọc song song bit 183 Hình 6.17 Ghép tuyến PCM S/P 183 Hình 6.18 Thâm nhập song song 184 Hình 6.19 Dữ liệu đọc truy cập song song 184 Hình 6.20 Sử dụng gói tin 185 Hình 6.21 Chuyển mạch gói datagram 187 Hình 6.22 Chuyển mạch gói kênh ảo VC 189 Hình 6.23 Ảnh hưởng kích thước gói tin tới thời gian truyền 191 Hình 6.24 So sánh hoạt động truyền liệu chuyển mạch kênh chuyển mạch gói 192 viii ix Bộ nhớ CM cung cấp địa nhớ BM chu trình ghi đếm khe thời gian cung cấp địa cho việc đọc thông tin khỏi nhớ BM Giả sử khe thời gian A B muốn trao đổi thơng tin với nhớ A CM lưu giá trị „B‟ ô nhớ B CM lưu giá trị “A” Hình 6.15 Ghi ngẫu nhiên, đọc Quá trình thực tiến hành sau: Bộ đếm khe thời gian quét BM CM đó, đầu nội dung ô nhớ BM đọc Trong khe thời gian TSA, Mb đọc CMA có địa “B” nên mẫu Ma ghi vào ô nhớ BMB Trong khe thời gian TSB, Ma đọc CMB có địa “A” nên mẫu Mb ghi vào ô nhớ BMA Như vậy, việc đọc thông tin từ BM ghi vào CM điều khiển trao đổi thông tin hai khe thời gian A B tuyến PCM thực Đặc tính chuyển mạch T Thời gian trễ phụ thuộc vào quan hệ khe thời gian vào, khe thời gian ra, tuyến PCM vào, tuyến PCM Nhưng ln giữ mức th bao khơng nhận thấy thời gian trễ nhỏ thời gian khung tuyến PCM Ưu điểm bật tính tiếp thơng hồn tồn Mỗi kênh phân bố vào khe tương ứng Như vậy, đầu vào cung có khả chuyển mạch đến ngõ mong muốn 182 Hoạt động CM độc lập với tin tức, có khả chuyển đổi thêm bit chẵn lẻ, báo hiệu với byte mẫu tiếng nói Nhược điểm: số lượng kênh bị hạn chế thời gian truy cập nhớ Hiện nay, công nghệ RAM phát triển cấp T chuyển mạch 1024 kênh Nâng cao khả chuyển mạch T - Ghép kênh với bit song song: Việc nâng cao khả chuyển mạch tầng T thực phương thức truyền song song tín hiệu số kênh qua tầng T Quá trình chuyển mạch qua tầng T với việc ghi đọc bits/kênh vào nhớ thực hình 6.16 Ta nhận thấy rằng, thời gian truy xuất nhớ lớn dung lượng chuyển mạch bị hạn chế nhiều Để khắc phục điều này, trước đưa vào trường chuyển mạch, tín hiệu ghép kênh chuyển đổi sang song song Hình 6.16 Ghi/ đọc song song bit Để đơn giản, xét ví dụ khung có hai kênh Nhìn vào sơ đồ ta thấy: Khi thực biến đổi khung từ nối tiếp song song bit có bit trống Khoảng thời gian tương ứng với bits sử dụng để truyền tín hiệu kênh khác tuyến PCM khác Hình 6.17 Ghép tuyến PCM S/P 183 Q trình ghép sáu tín hiệu ba tuyến PCM khác mô tả hình Tại s/p có đầu vào tám đầu Như vậy, ta có 24 đầu khỏi ba s/p tương ứng với line0, line1, line2 ghép MUX Tại đầu MUX, sáu tín hiệu số ghép Khoảng thời gian trống ứng với bits Việc thay đổi khe thời gian trường hợp thực tầng T mà đầu đầu vào có đường tầng T có chuyển mạch T Tại nhánh chuyển mạch T có bit bits song song kênh ghi vào - Thâm nhập song song vào tầng chuyển mạch T: Để tăng dung lượng cho cấp chuyển mạch T, việc sử dụng phương thức truyền số liệu song song kết hợp phương thức thâm nhập song song vào nhớ Trong phương pháp thâm nhập số lần thâm nhập gấp lần số khe thời gian khung tín hiệu Phương pháp thâm nhập song song vào tầng T cho phép giảm sổ lần thâm nhập gần so với thâm nhập truyền thống Để làm điều này, nhớ thông tin chia thành khối (block) Như vậy, việc đọc thông tin khỏi nhớ đồng thời RAM chia thành 16 khối, khối gồm 256 địa Như vậy, tổng dung lượng nhớ T 256*16 = 4096 địa Xét ví dụ mơ tả trình thực chuyển mạch qua tầng T theo phương thức: ghi tuần tự, đọc song song với phương pháp truy cập nhớ song song Hình 6.18 Thâm nhập song song Hình 6.19 Dữ liệu đọc truy cập song song 184 Việc ghi vào RAM thực khoảng 15 khe thời gian theo địa xác định trước 16 block Khi hoàn thành trình ghi vào RAM TS15, trình đọc thực đồng thời cho tất 16 khối TS16 Địa lần đọc cho khối địa Tín hiệu số đọc từ block đến block 16 xếp tuyến PCM tầng T Tiếp tục khe thứ 17 đến khe thứ 31 ghi vào có điều khiển TS32 đọc tồn 16 block đồng thời Như vậy, có 15 khe để ghi khe thứ 16 dùng để đọc Do đó, khả chuyển mạch tầng khung 4096* 15/16 = 3840 kênh Số lần thâm nhập 4096 lần Đối với phương thức thâm nhập truyền thống với 4096 lần thâm nhập có khả chuyển mạch 2048 kênh mà thôi, nghĩa phương thức thâm nhập song song tăng khả phát triển dung lượng 15/32 lần so với phương thức thâm nhập truyền thống 6.3 Mạng chuyển mạch gói 6.3.1 Nguyên lý chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch gói ngày trở thành kỹ thuật có tiềm quan trọng lĩnh vực viễn thơng cho phép nguồn tài nguyên viễn thông sử dụng cách hiệu Chuyển mạch gói thích ứng với diện rộng dịch vụ yêu cầu khách hàng Trên giới ngày nay, mạng chuyển mạch gói thể hiệu tính hấp dẫn cho dịch vụ viễn thơng khác điện thoại Video dịch vụ băng rộng khác Quan điểm chuyển mạch gói dựa khả máy tính số đại tốc độ cao tác động vào tin cần truyền cho chia cắt gọi, tin thành thành thành phần nhỏ gọi “gói” tin Tuỳ thuộc vào việc thực hình thức thơng tin mà có nhiều mức phân chia Hình 6.20 Sử dụng gói tin 185 Phần xem xét đặc tính kỹ thuật chuyển mạch kênh, nhận thấy kỹ thuật chuyển mạch kênh thường ứng dụng cho dịch vụ thời gian thực, hướng kết nối lưu lượng khơng bùng phát Trong khí đó, mục tiêu chuyển mạch gói sử dụng cho liệu nên ln phải sẵn sàng chấp nhận lưu lượng bùng phát khơng cần hướng kết nối thời gian thực Đặc tính hướng kết nối yêu cầu giai đoạn kết nối phân biệt gồm: thiết lập kết nối, truyền liệu ngắt kết nối Một kiểu kết nối khác đối ngược với kiểu hướng kết nối phi kết nối, cho phép gói truyền độc lập với đặc tính kết nối thể tiêu để gói tin Các giai đoạn kết nối chuyển mạch kênh không cịn tồn mà thay vào phương pháp truyền theo giai đoạn gồm giai đoạn Kỹ thuật chuyển mạch gói cho phép kết nối thông tin từ trạm đầu cuối tới trạm đầu cuối qua trình chia sẻ tài nguyên, sử dụng tập thủ tục liên kết có tốc độ khác để truyền gói tin chuyển gói nhiều đường dẫn khác Có hai kiểu chuyển mạch gói bản: chuyển mạch datagram DG (datagram) chuyển mạch kênh ảo VC (Virtual Circuit) 186 Chuyển mạch Datagram: Hình 6.21 Chuyển mạch gói datagram 187 Chuyển mạch datagram cung cấp cho dịch vụ không yêu cầu thời gian thực Việc chuyển gói tin phụ thuộc vào giao thức lớp cao đường liên kết liệu Chuyển mạch kiểu datagram không cần giai đoạn thiết lập kết nối thích hợp dạng liệu có lưu lượng thất thời gian tồn ngắn Chuyển mạch datagram chuyển mạch kiểu nỗ lực tối đa (best effort), thông tin trễ không đản bảo tượng lặp gói, gói dễ dàng xảy kiểu chuyển mạch Các datagram phải chứa tồn thơng tin địa đích yêu cầu lớp dịch vụ phía thể tiêu đề Vì tiêu đề datagram lớn Tuy nhiên, chuyển mạch datagram cho phép lựa chọn đường tới đích nhanh đáp ứng thay đổi nhanh mạng Chuyển mạch kênh ảo VC: Chuyển mạch kênh ảo VC yêu cầu giai đoạn thiết lập tuyến thiết bị gửi thiết bị nhận thông tin, kênh ảo hình thành thiết bị đường dẫn chuyển mạch, kênh ảo kênh xác định có liệu truyền qua không phụ thuộc vào logic thời gian Chuyển mạch kênh ảo yêu cầu tuyến trình định tuyến kênh ảo nhận dạng thông qua trường nhận dạng kênh ảo VCI (Virtual Channel Identifier) nằm tiêu đề gói tin Trong q trình thiết lập kênh ảo, nhận dạng kênh ảo VCI tạo nút chuyển mạch để định nguồn tài ngun gói tin chuyển qua (ví dụ: đệm, dung lượng liên kết) Khi kênh ảo thiết lập dọc theo tuyến đường từ nguồn tới đích qua liên kết nút kênh sử dụng để truyền gói tin Các gói có VCI tiêu đề sử dụng trở để truy nhập tới thông tin lưu trữ nút chuyển mạch Các trường nhận dạng kênh ảo cần phải đẻ phân biệt thông tin người sử dụng tái sử dụng Nếu sử dungjc ác VCI cho tồn mạng số lượng VCI lớn không ngừng tăng lên theo kích cỡ mạng Vì vậy, người ta sử dungjcacs nhận dạng kênh ảo theo vùng cục bộ, chí lieenkeets Với cách này, VC khởi nút chuyển mạch dọc tuyến đường phải xác lập nhận dạng kênh ảo iên kết đầu vào liên kết đầu nút chuyển mạch Các nút phải thỏa thuận với nhận dạng kênh ảo lieent kết hai nút cho kênh ảo 188 Hình 6.22 Chuyển mạch gói kênh ảo VC Nhận dạng kênh ảo liên kết đầu vào đầu không cần thiết phải giống nhau, việc chuyển thông tin dựa tiêu đề gói tin có chứa VCI thực việc chuyển đổi thông tin VCI đầu vào tới VCI đầu Tất gói 189 gửi kênh ảo VC theo đường dẫn, thứ tự thời gian trễ lan truyền khống chế Điều hữu ích lưu lượng thời gian thực có thời gian tồn dài Nếu kênh ảo lỗi hỏng, hệ thống định tuyến tìm đường khác thay Khi muốn giải phóng kênh ảo, gói tin điều khiển ngắt đấu nối truyền tới tất thiết bị mà kênh ảo qua để giải phóng tài nguyên kênh ảo tái sử dụng cho kết nối khác 6.3.2 Kích thƣớc gói Kích thước gói tin có mối liên hệ mật thiết với thời gian truyền Xét ví dụ hình 6.24 Giả sử có kênh ảo từ trạm X thơng qua nút a b để tới trạm Y Bản tin gửi gồm có 40 octet, gói tin chứa octet thông tin điều kiển nằm phần tiêu đề gói tin Nếu tồn tin đóng gói thành gói gồm 43 octet (3 octet tiêu đề 40 octet liệu) ban đầu gói tin chuyển từ trạm X tới a, sau từ a tới b, từ b tới Y Tổng thời gian truyền gói tin 129 lần thời gian octet (43 octet x 3) Giả sử ta chia tin thành gói tin, gói chứa 20 octet Thông tin điều khiển chứa octet tiêu đề Trong trường hợp này, nút a bắt đầu truyền gói tin sau nhận từ trạm X mà không cần phải đợi tới nhận gói thứ 2, nên tiết kiệm khoảng thời gian truyền 92 lần thời gian octet Trong trường hợp chia nhỏ tin thành gói thi nút truyền gói tin sớm tiết kiệm thời gian nhiều với tổng thời gian chi 77 lần thời gian truyền octet Tuy nhiên, trình chia nhỏ gói tin làm tăng trễ (hình 6.23 d) gói tin chứa số lượng bit tiêu đề cố định Nhiều gói tin đồng nghĩa nhiều tiêu đề Hơn nữa, ví dụ trễ xử lý xếp hàng nút Do đó, chia tin thành nhiều gói nhỏ q làm giảm hiệu suất thông tin thời gian truyền lại tăng trở lại Vì vậy, thiết kế kích thước gói, cần xem xét kỹ yếu tố 190 Hình 6.23 Ảnh hưởng kích thước gói tin tới thời gian truyền 191 So sánh công nghệ chuyển mạch kênh cơng nghệ chuyển mạch gói Hình 6.24 So sánh hoạt động truyền liệu chuyển mạch kênh chuyển mạch gói Sau bảng so sánh công nghệ chuyển mạch kênh công nghệ chuyển mạch gói: 192 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG Câu 1: Trình bày khái niệm chuyển mạch, nguyên lý chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói? Câu 2: Trình bày ngun lý chuyển mạch khơng gian Câu 3: Trình bày nguyên lý chuyển mạch thời gian Câu 4: Trình bày ngun lý chuyển mạch gói Datagram Câu 5: Trình bày ngun lý chuyển mạch gói kênh ảo VC Câu 6: Chuyển mạch kênh hiểu là: a Chuyển mạch không gian tương tự b Chuyển mạch PAM c Chuyển mạch số d Bao gồm A, B, C Câu 7: Trong chuyển mạch số tín hiệu đầu vào chuyển mạch phải tín hiệu: a Tín hiệu tương tự b Tín hiệu số c Tín hiệu rời rạc dạng PAM d Tín hiệu số dạng PCM Câu 8: Chọn câu trả lời nhất: Trong tổng đài kỹ thuật số, thiết bị liên kết mạng đảm nhận vai trò: a Chuyển đổi A/D, D/A b Chuyển đổi báo hiệu cần thiết c Định tuyến gọi đến địa yêu cầu d Liên kết luồng PCM vào tới luồng PCM Câu 9: Hãy chọn câu trả lời Kỹ thuật chuyển mạch đặc trưng bởi: a Đặc tuyến truyền (tương tự hay số) 193 b Sự phân chia tài ngun sẵn có c Cơng nghệ điều khiển d Kiểu chuyển mạch Câu 10: Đơn vị xử lý thông tin dùng chuyển mạch số là: a Bit b Time Slot c Packet d Cell Câu 11: Chuyển mạch thực chức chuyển từ mã PCM kênh truyền PCM đầu vào tới kênh có thứ tự với tuyến PCM đầu chuyển mạch a Chuyển mạch kênh b Chuyển mạch số c Chuyển mạch không gian số d Chuyển mạch thời gian số 194 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Ngọc Đĩnh Kỹ thuật truyền số liệu, Học viện Bưu viễn thơng, 2007 [2] Nguyễn Thanh Hà, Giáo trình Kỹ thuật chuyển mạch tổng đài số, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2009 [3] Nguyễn Việt Hùng Kỹ thuật truyền số liệu, Đại học Sư phạm kỹ thuật Hồ Chí Minh, 2011 [4] Nguyễn Hịa Hưng Kỹ thuật truyền số liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, 2008 [5] Nguyễn Hồng Sơn, Hoàng Đức Hải, Kỹ thuật truyền số liệu, NXB Lao Động - Xã Hội, 2002 [6] William Stallings, Data and computer communications, Prentice - Hall International 2007 ix ... thương lượng với tập tham số sử dụng giai đoạn sau (truyền liệu) Truyền liệu: liệu truyền với chế kiểm soát quản lý kèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng liệu, cắt/hợp liệu ) để tăng cường... đường truyền, gọi sóng mang, loại tương tự hay số dùng để truyền liệu tương tự hay liệu số Thí dụ: Tiếng nói loại liệu tương tự truyền hệ thống điện thoại tín hiệu tương tự (Hình 2.2a); liệu có... hóa (Hình 2.2c) liệu số truyền thẳng qua hệ thống số (Hình 2.2d) 31 Hình 2.2 Mơ hình truyền liệu Chú ý: Cần phân biệt liệu tín hiệu Dữ liệu tín hiệu có hai dạng dạng tương tự dạng số Các phương