Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuậtẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 19
Trong chế ựộ truyền ựồng bộ các trạm thu phát tắn hiệu hoạt ựộng chung nhịp Clock, ưu ựiểm của phương pháp này là tốc ựộ nhanh.
Các vấn ựề ựồng bộ trong hệ thống truyền số liệu:
Các trạm phát, thu truyền tin qua một môi trường và chúng thường ở xa nhaụ Bên phát và bên thu ựều có một tắn hiệu giữ nhịp (clock). Mỗi tắn hiệu nhịp ựược tạo ra nhờ một bộ dao ựộng riêng, từ tắn hiệu nhịp, người ta tạo ra tất cả các tắn hiệu giữ nhịp cho mọi hoạt ựộng của bên phát và bên thụ Tức là nhịp ựưa tắn hiệu ra và nhịp ựưa tắn hiệu vào ựược quyết ựịnh bởi các xung nhịp nàỵ Nếu tần số làm việc của hai nhịp khác nhau (fT ≠ fR), khi ựó thông tin phắa nhận sẽ khác thông tin phắa thu, vậy phải có fT = fR. Theo nguyên lý tắn hiệu số, ựiểm lấy mẫu tắn hiệu phải nằm giữa ựộ rộng của xung nhận ựược. Nếu khác pha thì dù cùng tần số cũng làm cho ựiểm lấy mẫu tắn hiệu bị dịch chuyển dẫn ựến sai số. Vậy yêu cầu 2 clock phải cùng tần số và cùng pha (fT = fR , PT = PR ).
Nếu ựảm bảo ựược ựiều này ta nói ựã ựồng bộ ựược dao ựộng chủ của bên phát và bên thụ Ở phắa bên thu phải nhận biết ựược các sự kiện về việc xuất hiện/kết thúc một bản tin, một ựoạn tin và một tin (ựồng bộ sự kiện).
Hai bộ tạo sóng chủ không ựồng bộ với nhau là do: mọi bộ dao ựộng ựều có ựộ ổn ựịnh với tần số xác ựịnh, ựộ ổn ựịnh này phụ thuộc vào rất nhiều nguyên nhân khác nhau mà chủ yếu là sự thay ựổi của môi trường. Người ta thống kê nếu dùng bộ dao ựộng RC thì ựộ ổn ựịnh không vợt quá 10-3, nếu dùng bộ dao ựộng thạch anh thì ựộ ổn ựịnh không vượt quá 10-6 còn nếu sử dụng hốc cộng hưởng hạt nhân thì ựộ ổn ựịnh không thể vượt quá 10-12 rõ ràng không thể có hai bộ dao ựộng có tần số bằng nhau trong thời gian ựủ lớn.
Sai lệch về tần số luôn dẫn ựến sự sai lệch về phạ Thực tế ựặc tắnh của ựường truyền luôn thay ựổi theo thời gian và theo môi trường bên ngoài, do ựó pha của sóng truyền ựến bên thu là luôn thay ựổị Người ta gọi hiện tượng này là hiện tượng rung pha của sóng tớị Sóng tới thì pha rung còn ở phắa thu thì ta cố
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuậtẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 20
làm cho pha cố ựịnh hoặc nếu có rung thì cũng khác sự rung pha sóng tớị Do ựó luôn luôn có sự sai phạ
Tắn hiệu ựến máy thu có thể có cả giá trị 0, có thể có cả giá trị 1, cho nên phắa máy thu không thể biết ựược khi nào có một sự kiện nếu như không có quy ựịnh cụ thể về sự kiện ựến máy thụ
Thực tế trong mọi giao thức truyền ựầy có các quy ựịnh hết sức chặt chẽ về sự kiện, việc ựồng bộ sư kiện ựược giải quyết bằng các giao thức. Tuy nhiên còn có vấn ựề là nếu như ta không nhận ựược các tắn hiệu ựồng bộ sự kiện ta phải giải quyết ở khâu nhận bit cho ựúng mà không phải giải quyết ựồng bộ ở khâu sự kiện.
Sai khác nhịp của các kênh vào: Nằm trong bản chất của việc dồn kênh và phân kênh, vấn ựề này không giải quyết bằng ựồng bộ mà giải quyết bằng một cơ chế phối hợp. Trong cơ chế này, người ta thường tổ chức dồn kênh với kênh vào có tần số max, sau ựó người ta sẽ thêm những thông tin phụ vào những kênh có tần số thấp hơn. để phắa thu có thể tách ựược những thông tin phụ này, trong các tin phụ sẽ có 1 bit ựặc biệt (chắnh xác là tin nào cũng phải có 1 bit ựặc biệt - vắ dụ truyền 8 bit phải thêm 1 bit ựặc biệt).
Cách phối hợp thứ 2 là phối hợp thống kê hay dồn kênh thống kê, trong phương pháp này người ta không coi kênh vào là có cùng quyền chiếm kênh ra như nhau mà kênh có tần số cao sẽ chiếm nhiều lát thời gian hơn, các vấn ựề nảy sinh là phải nhận dạng kênh có tần số cao hơn. Thường ta hay giải quyết bằng một cơ chế quản lý FIFỌ Mỗi kênh vào dùng một bộ nhớ ựệm mà khi bộ nhớ ựệm ựã ựầy ta thêm khe cho nó, ở phắa thu không phải cứ khe thứ nhất là của kênh thứ nhất, do vậy ta không biết khe thời gian nào của kênh nào ựể tách ra, nếu gửi thêm số kênh vào cùng với tin sẽ rất cồng kềnh, trong trường hợp này người ta sử dụng kênh riêng ựể giải quyết vấn ựề nàỵ
Vấn ựề lọt thông tin: Do bộ nhớ ựệm ựầy quá, hoặc không chứa thông tin trong nó, vấn ựế lọt qua không xẩy ra ở những hệ làm việc vào và tốc ựộ ra là
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuậtẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 21
luôn cố ựịnh. Lọt qua sẽ xẩy ra ở những hệ làm việc không trong thời gian thực và việc xuất hiện những cuộc truyền tin là hoàn toàn ngẫu nhiên. để giải quyết vấn ựề lọt qua người ta buộc phải làm một số phép toán thống kê về tần suất xuất hiện các cuộc truyền tin, dung lượng của mỗi cuộc truyền tin, từ ựó tắnh toán ra dung lượng bộ nhớ ựệm sao cho sự lọt qua có thể chấp nhận ựược với một yêu cầu cụ thể nào ựó.
Phương pháp ựồng bộ hoá
- Truyền xung ựồng bộ ựến máy thu
Tuy ựường truyền tin và ựường truyền ựồng bộ là riêng biệt, nhưng với các ựường truyền tin tốc ựộ cao vẫn có sự rung phạ đối với ựường truyền tin xa là rất tốn kém. Phương án ựồng bộ ựược thực hiện bằng cách từ clock phắa phát, ựưa ựến một mạch ựặc biệt và trộn vào ựường truyền tắn hiệụ Người ta chỉ truyền vết của xung ựồng bộ chứ không phải truyền toàn bộ xung nhịp. Có mạch hồi phục xung ựồng bộ. Phương án này vẫn có sai số của bộ trộn và bộ phục hồi nhưng giá rẻ ựi nhiều và ta vẫn ựạt ựược ựộ chắnh xác nhất ựịnh.
- Dùng các máy thu có khả năng bám tắn hiệu ựồng bộ.
Trong dữ liệu truyền có những tắn hiệu ựồng bộ bởi những nhịp lặp lại của thông tin, trong dữ liệu chứa tắn hiệu ựồng bộ. Máy thu chỉ cần chỉ cần tách ra nhịp thông tin và ựiều kiển bộ dao ựộng chủ của nó sao cho nhịp thông tin nó quyết ựịnh trùng với nhịp dữ liệu nhận ựược. Lúc này có thể coi hai dao ựộng là trùng nhaụ Nguyên lý này ựược dùng hết sức phổ biến trong hệ thống truyền tin hiện nay, nhưng có nhược ựiểm là phải mất ắt nhất 1, 2 nhịp bit ta mới bám ựược ựồng bộ. Việc bám ựồng bộ này chỉ gần ựúng, tách sai rồi sửa saị Nếu như ựường truyền bị mất liên lạc do một lý do nào ựó thì ta lại coi như bắt ựầu lại từ ựầụ Thường ựể ựảm bảo ựộ tin cậy tốt trong truyền tin, ta thường kết hợp các phương pháp ựồng bộ với việc truyền gói hoặc truyền tin không ựồng bộ.
Trong nguyên lý bám ựồng bộ thường dùng VCO - Voltage Controler Oscilator - Bộ dao ựộng có thể ựiều khiển bằng ựiện áp. Tần số của bộ dao ựộng
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuậtẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 22
có thể thay ựổi khi thay ựổi ựiện áp trên một cửa nào ựó. Cả mạch này gọi là PLL - Phase Lock Loop. Từ hai nguyên lý trên - truyền số liệu sử dụng các phương thức ựồng bộ có tên sau ựây:
Chế ựộ ựịnh thời phụ: Trong nguyên lý này không có ựồng bộ, mỗi trạm làm việc có chủ sóng riêng. Nguyên lý VCO bao giờ cũng ựược thực hiện. Phương án này chỉ dùng cho những ựường truyền có ựộ tin cậy thấp, thời gian làm việc ngắn.
Chế ựộ ựồng bộ tương hỗ: Trong chế ựộ này cứ từng cặp trạm gửi tắn hiệu ựồng bộ cho nhaụ
đồng bộ cưỡng bức: Toàn bộ mạng lưới ựược ựồng bộ bởi một chủ sóng theo nguyên lý gửi xung ựồng bộ từ chủ sóng, trong chế ựộ này có thể có những ựường truyền dài ngắn khác nhau dẫn ựến sai số. Thường trong trường hợp này người ta sẽ chọn cách truyền xung ựồng bộ ựị Chế ựộ ựồng bộ cưỡng bức ựược dùng ở các trạm viễn thông vì những trạm này truyền tin với tốc ựộ khá cao và làm việc trong thời gian dàị
2.2.2.2. Truyền không ựồng bộ
Trong chế ựộ truyền này các trạm thu phát không cùng nhịp Clock việc phát hiện ra nội dung dữ liệu ựược thực hiện thông qua các bit ựánh dấu có trong các byte truyền.
Vắ dụ về ựịnh dạng khung dữ liệu với các bắt Start và Stop
Hình 2.4. định dạng khung truyền ở chế ựộ truyền không ựồng bộ