Đối với dịch vụ truyền số liệu qua hệ thống INM cũng nh các dịch vụ thông tin khác . Cuộc gọi dữ liệu thực hiện phải thông qua 3 giai đoạn
+ Thiết lập cầu nối giữa 2 chủ thể truyền nhận + Giai đoạn chuyển số liệu
+ Giai đoạn xoá cuộc gọi
3. 8.1- Giai đoạn thiết lập cầu nối giữa hai chủ thể
Khi truyền bất kỳ thông tin số liệu nào giữa phía phát và phía thu thì một cầu nối luận lý giữa hai chủ thể truyền nhận phải đợc thiết lập. Điều này đợc hoàn thành nhờ các frame không đánh số
Giả sử , đối với một cuộc gọi dữ liệu thực hiện giữa một thuê bao cố định trên mạng công cộng đất liền và một thiết bị đầu cuối dữ liệu đặt trên MES thông qua hệ thống INM thì cầu nối luận lý đợc thực hiện từ thuê bao cố định qua mạng công cộng ,qua hệ thống
INM và đến thiết bị đầu cuối dữ liệu đặt tại MES. ở đây chúng ta quan tâm nhiều hơn đến việc thiết lập cầu nối trong hệ thống INM
Nhìn chung về quá trình thiết lập cuộc gọi data giữa hai hệ thống INM-B và INM-mM là giống nhau . Do vậy chúng ta có thể chỉ cần khảo sát đối với một hệ thống
Việc thiết lập cuộc gọi Data từ một thuê bao cố định trong mạng công cộng trên đất liền và một thiết bị dữ liệu trên MES qua hệ thống INM-B/mM ở chế độ không đồng bộ sử dụng ARQ và NARQ đợc mô tả bởi lợc đồ dới đây
Thiết lập kết nối LES&MES
LCM :estabish ARQ/NARQ Mode
LCM : Connection w/wo ARQ LCM: Connection Echo
Data Phase
Hình 21 . Thiết lập cuộc gọi sử dụng khung UI
Đầu tiên thuê bao cố định quay số và thông qua mạng công cộng để truy nhập vào hệ thống INM . Tại INM , LES sẽ thực hiện việc tạo kết nối tới tới MES có đầu cuối dữ liệu cần nhận dữ liệu. Việc tạo kết nối này sẽ đợc đi sâu hơn trong chế độ truyền đồng bộ ở phần sau
Sau khi LES gửi yêu cầu kết nối tới MES . MES sẽ gửi bức điện điều khiển LCM để yêu cầu về tốc độ truyền,chế độ phát (ARQ hoặc NARQ),bit Start,bit Stop, và Parity cho cuộc gọi . Sau đó LES sẽ gửi trở lại MES một LCM với các thông báo về tốc độ truyền , chế độ phát (Connection w/wo ARQ, trong đó: w là with(có) , wo là without(không)) cùng với thông báo các thông tin về bit Start , Stop , Parity sử dụng trong khung dữ liệu . Khi MES nhận đợc LCM này nó sẽ phát lại tới LES bức điện có xác nhận về các thông số tơng đ- ơng thu đợc từ LES và sau đó sẽ thực hiện việc sẵn sàng nhận dữ liệu . Và cuối cùng là tiến hành trao đổi dữ liệu nh đợc chỉ ra trên lợc đồ
Khi một khung định dạng bị lỗi ví dụ nh trờng hợp trờng điều khiển bị lỗi hoặc xác nhận không đúng thì hệ thống sẽ thực hiện tạo lại cuộc gọi sử dụng khung giám sát (S) và khung không đánh số (UI) để thực hiện điều này . Quá trình này đợc minh hoạ nh lợc đồ dới đây
Data phase Frame with format error
FRMR LES MES MES DTE LESMIU Phối hợp vớimode m mặt đất M od em LES
SABME UA Data phase
Trong quá trình truyền số liệu có định dạng sai và đợc phát hiện tại MES thì MES sẽ gửi trở lại khung bị lỗi tới LES . Sau đó LES phát lại tới MES khung FRMR thông báo huỷ frame . MES phát trở lại LES khung SABME (Set Asynchronous Balanced Mode Extended) để đặt chế độ cân bằng bất đồng bộ sử dụng cho việc tạo kết nối khi nhận đ ợc FRMR . Sau khi LES nhận đợc khung SABME nó gửi trở lại MES khung UA (Unnumbered Acknowledment) để thực hiện tạo kết nối lại. Sau quá trình này dữ liệu tiếp tục đợc trao đổi
3.8.2 . Giai đoạn truyền Data
Sau khi kết nối đợc thiết lập thì dữ liệu đợc chuyển qua kết nối . Trong chế độ NRM , tất cả các frame đợc truyền sẽ dới sự điều khiển của trạm phát . Hai khía cạnh quan trọng trong quá trình chuyển số liệu là điều khiển luồng và kiểm soát lỗi . Kiểm soát lỗi dùng thủ tục Continuous ARQ theo chiến lợc truyền lại có lựa chọn , trong khi đó điều khiển luồng dựa trên cơ cấu cửa sổ nh đã nói ở phần trên
Giai đoạn chuyển Data ở chế độ ARQ trong hệ thống INM –B/mM có thể đợc mô tả bằng lợc đồ dới đây N(S) , N(R) I (0 , 0) I (1 , 0) I (2 , 0) I (3 , 0) RR(4) I (0 , 4) LES MES
I (4 , 1)
I (1 , 5) I (2 , 5)
Trong lợc đồ này chỉ trình bày luồng frame theo một chiều vì vậy tất cả các thông tin báo nhận phải đợc gửi thông qua các frame quản lý báo nhận đặc biệt . Nh chúng ta có thể thấy ,mỗi phía của liên kết đều duy trì một biến tuần tự truyền N(S) và một biến tuần tự nhận N(R)
RR trong lợc đồ là khung quản lý báo nhận tốt . Khi phía phát nhận đợc RR nó sẽ tiếp tục truyền các khung thông tin kế tiếp
Đối với chế độ NARQ khi không có dữ liệu đợc phát thì các khung thông tin đợc phát mang ký tự trống (idle character)
Đ 4. Chế độ truyền số liệu đồng bộ- – High speed Data– 4.1. Cơ sở
Truyền số liệu đồng bộ tốc độ cao (HSD) đợc cung cấp cho hệ thống INM –B sử dụng tốc độ data là 56kbit và 64kbit. Đối với hệ thống INM- mM không đợc cung cấp dịch vụ dữ liệu ở tốc độ này . Tốc độ 56kbit /s đợc phát triển lần đầu tiên và đa vào sử dụng năm 1962 . Một số lợng lớn các thiết bị vẫn đợc sử dụng trong khai thác đặc biệt là ở Bắc Mỹ . Tốc độ 64kbit/s đợc phát triển muộn hơn vào những năm 70 và đợc kết hợp trong mạng ISDN . Tốc độ 64kbit/s trở lên phổ biến rộng rãi và nó đợc coi là tốc độ chuẩn cho việc ghép kênh số.
4.1.1 Nguyên tắc của truyền data đồng bộ:
Là cách thức truyền trong đó khoảng thời gian cho bit là nh nhau và trong hệ thống truyền ký tự khoảng thời tính từ bit cuối của ký tự này đến bit đầu của ký tự kế tiếp bằng không hoặc bằng bội số tổng thời gian cần thiết truyền hoàn chỉnh một ký tự.
Về góc độ truyền tín hiệu số thì máy phát và máy thu sử dụng một đồng hồ chung, nhờ đó máy thu có thể đồng bộ đợc với máy phát trong hoạt động dịch bit để thu dữ liệu . Nh vậy cần phải có kênh thứ hai cho tín hiệu đồng hồ chung.
Tuy nhiên, khi xét đến các mức thông tin cao hơn mức vật lý trong mô hình hệ thống mở thì việc đồng bộ này đợc thực hiện theo từng khối dữ liệu và đặc tính truyền đồng bộ hiểu theo nghĩa hẹp trong một khối. Nh chúng ta đã biết , truyền bất đồng bộ thờng đợc sử dụng trong các trờng hợp mà tốc độ phát sinh dữ liệu không xác định đợc hoặc trong các trờng hợp truyền các khối dữ liệu tốc độ thấp . Trong truyền bất đồng bộ việc dùng các bit thêm vào để đồng bộ kí tự và cả việc dùng phơng pháp đồng bộ bit không chắc chắn đều đợc chấp nhận . Tuy nhiên khi muốn truyền dữ liệu lớn hơn có tốc độ cao hơn phải dùng đến truyền đồng bộ, khối dữ liệu hoàn chỉnh đợc truyền nh một luồng bit liên tục không có trì hoãn trong mỗi phần tử 8 bit . Để cho phép thiết bị thu đạt đợc các mức đồng bộ khác nhau cần có các chức năng sau:
-Luồng bit truyền đợc mã hoá một cách thích hợp để máy thu có thể duy trì trong cơ cấu đồng bộ bit.
-Tất cả các frame đợc dẫn đầu một hay nhiều byte điều khiển nhằm đảm bảo máy thu có thể dịch luồng bit đến theo các ranh giới byte hay kí tự một cách chính xác và tin cậy. -Nội dung của mỗi frame đợc đóng gói giữa một cặp kí tự điều khiển đồng bộ frame. Trong trờng hợp truyền đồng bộ, khoảng thời gian giữa 2 frame truyền liên tiếp có các byte nhàn rỗi đợc truyền liên tiếp để máy thu duy trì cơ cấu đồng bộ bit và đồng bộ byte hoặc mỗi frame đợc dẫn đầu bởi 2 hay nhiều byte đồng bộ đặc biệt cho phép máy thu tái đồng bộ . Điều này đợc minh hoạ trên hình 24 dới đây:
Hớng truyền Frame đợc truyền Thời gian
Ký tự hay Ký tự Nội dung frame Ký tự Ký tự hay byte byte đồng hay byte hay byte đồng bộ bộ đầu frame cuối frame
Hình 24. Cơ sở cho truyền đồng bộ
Cũng nh trong truyền bất đồng bộ, chúng ta cần đảm bảo rằng byte khởi đầu cũng nh byte kết thúc frame phải là duy nhất cho chức năng này, do đó chúng nhất thiết không đ- ợc xuất hiện nh một thành phần trong nội dung của frame dữ liệu.
4.1.2. Đặc điểm
Hệ thống INM-A và INM-B đợc cung cấp dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao ( HSD ) qua vệ tinh thế hệ 2 và 3 trên các kênh với tốc độ 56 kbit/s và 64 kbit ở cả 2 hớng truyền. Dịch vụ HSD có giá thành rẻ hơn so với dịch vụ trao đổi dữ liệu ở tốc độ thấp, giống nh truyền dữ liệu tơng tự qua modem ở tốc độ 9,6 kbit/s . Mặc dù giá thành kết nối HSD trong INM-B gấp 3 lần kết nối ở tốc độ 9,6 kbit/s, nhng dữ liệu trao đổi có tốc độ gấp 3 lần. Thời gian chấm dứt thiết lập cuộc gọi là ngắn thờng mất 4 giây . Trong khi đối với mỗi modem truyền dữ liệu tơng tự là 40 giây.
4.1.3. Dịch vụ tới ngời sử dụng.
Tốc độ 56 kbit/s đợc đa ra đầu tiên cung cấp cho các kết nối với các thiết bị đầu cuối dữ liệu ở Bắc Mĩ . Các kênh tốc độ 64 kbit/s cho cả thiết bị đầu cuối dữ liệu tốc độ cao và các dịch vụ sẵn có trong ISDN bao gồm:
-Phát thanh chất lợng cao, sử dụng mã hoá và giải mã âm thanh băng rộng nh đợc đa ra ở khuyến nghị G722 của CCITT hoặc Musicam.
-Truyền hình sử dụng nén hình ảnh store-and- forward.
- Truyền facsimile.
- Nối liền các mạng dữ liệu sử dụng cầu dữ liệu (lớp kết nối dữ liệu ) hoặc truyền dữ liệu (lớp kết nối mạng ).
- Th điện tử.
- Chế độ kết hợp dữ liệu, fax, voice.
Tại MES các dịch vụ ở trên có thể đợc tạo bởi một trong 2 cách sau:
.Manual Call: Tạo vào điều khiển cuộc gọi qua Handset MES hoặc các thiết bị thoại . Tại MES chế độ manual đợc sử dụng với các thiết bị không có đặc điểm báo hiệu, giống nh bộ mã hoá và giải mã Audio.
. Hotline Call: Tạo lập và điều khiển qua các giao diện máy tính . Tại MES chế độ Hotline đợc sử dụng với thiết bị nh các máy tính, các kết nối mạng và các thiết bị khác đ- ợc cung cấp theo giao thức V24 do CCITT đa ra cho nối thông tin và xoá thông tin.
HSD là một sự lựa chọn cho hầu hết các MES trong hệ thống INM-B trên thị trờng . HSD cũng là một sự lựa chọn cho các thiết bị ACSE của INM-B đợc cung cấp bởi Nera.
4.1.4. Dịch vụ giữa các trạm
Dịch vụ HSD cung cấp 20 kết nối với tốc độ bit và các đặc tính dịch vụ khác nhau . Các dịch vụ này đợc phân biệt tuỳ theo Service type, Service nature và thông số của kênh trong các đơn vị báo hiệu có liên quan với loan báo, yêu cầu, xác nhận và trạng thái kênh. . Duplex or simplex (fixed to mobile only ) tơng ứng với Service nature 4 và 0.
.Full duplex HSD(server type 06).
.Duplex và tốc độ kết hợp: HSD một chiều với hớng ngợc lại mang thoại tốc độ thấp(Kênh CESV hoặc SESV, loại dịch vụ 07 ) hoặc data (Kênh CESD hoặc LESD, loại dịch vụ 08).
.HSD tốc độ 56 kbit/s or 64 kbit/s (phù hợp với các thông số của kênh)
4.1.5- Xác xuất lỗi bit BER
Để khắc phục sai lỗi đối với dịch vụ truyền số liệu ở chế độ đồng bộ (HSD) trong INM –B ngời ta sử dụng
+ Phơng thức FEC (Forward Error Correction) đợc đặt ở phía thu để sửa lỗi
+ Mã xoắn (Convolutional Coding) ,bởi vì thông tin đến theo một chuỗi dài liên tiếp Đối với phơng thức FEC mã sử dụng thông thờng là mã xoắn , trong đó các bit kiểm tra đợc thêm vào các bit dữ liệu sao cho các lỗi có thể đợc xác định ở phía thu .Thông thờng số lỗi đợc phát hiện lớn gấp hai lần số lỗi đợc sửa .Các bit đợc thêm vào tại băng tần cơ sở và đợc ghép lại với bit dữ liệu ,sau đó xử lý thành dòng Symbol phát trên kênh. .FEC xử lý toàn bộ bức điện có hiệu quả tận dụng mã số liệu cho bảo vệ lỗi .Nếu nh số bit thêm vào tơng đơng với số bit dữ liệu thì tỷ lệ là (rate 1/2) viết là 1/2FEC . Tơng tự nh vậy 1 bit thêm vào 2 bit dữ liệu thì sau xử lý thành dòng Symbol có tỷ lệ là 2/3 FEC .Để chất l- ợng kênh cao hơn thì nhiễu phải thấp hơn và cần thiết cho bảo vệ lỗi tốt hơn
Mã xoắn đợc sử dụng trên các kênh HSD giống nh trên các kênh dữ liệu tốc độ thấp hơn . Các mạch tạo mã xoắn bao gồm một thanh ghi dịch m bit ,mạch cộng modul và bộ dồn kênh để liên tục đa tín hiệu ở đầu ra . Mạch cộng Modulo 2 đợc thực hiện bằng các mạch logic XOR . Trong mã xoắn ngời ta sử dụng thuật toán Viterbi . Nó có u điểm là độ phức tạp của bộ giải mã không phụ thuộc vào số ký tự trong từ mã . Thuật toán này sẽ tính khoảng cách giữa tín hiệu thu ở một thời điểm Ti và tất cả các đờng dẫn đến mỗi trạng thái ở thời điểm Tj . Khi hai đờng cùng dẫn tới một trạng thái thì nó sẽ chọn đờng ngắn nhất để thực hiện
Trong thực tế thì bộ mã xoắn đợc ứng dụng ở trong nhiều hệ thống phức tạp hơn . Một ứng dụng hiệu quả của bộ mã xoắn trong hệ thống INM là nó quyết định độ tin cậy của chất lợng thông tin đợc truyền trên kênh truyền . Bộ mã xoắn có chiều dài là K , tỷ lệ mã hoá là R và bộ cộng Modulo2 tuỳ thuộc vào yêu cầu
Bảng dới đây chỉ ra tốc độ lỗi bit (BER) của dịch vụ HSD tốt hơn so với các kênh dữ liệu khác
Dịch vụ
Dữ liệu tốc độ cao CESH&SESH 1/2 36 10-6
Data tốc độ 9,6kbit/s CESD&SESD 1/2 7 10-5
Thoại và dữ liệu băng
thoại CESV&SESV 3/4 7(punctured) 10
-2