Lớp vật lý (Physical layer): đảm nhận việc lựa chọn tần số, tạo tần số sóng mang, tách tín hiệu, điều chế và mã hóa dữ liệu, thực hiện truyền và nhận dữ liệu này qua môi trƣờng vật
76
lý. Nhiệm vụ này đƣợc thực hiện bởi các bộ thu phát. Khi thiết kế lớp vật lý cho mạng cảm
biến việc tối thiểu năng lƣợng là một vấn đề rất quan trọng.
Lớp liên kết dữ liệu (DDL – Data link layer):
Lớp liên kết dữ liệu đảm nhận việc ghép các luồng dữ liệu, thăm dò các khung dữ liệu,
điều khiển lỗi và truy nhập đƣờng truyền. Nó đảm bảo độ tin cậy cho kết nối điểm – điểm và
điểm –đa điểm trong mạng truyền thơng. Trong mơ hình OSI chuẩn thì lớp liên kết dữ liệu
bao gồm cả các giao thức truy nhập kênh truyền MAC, nhƣng có sự phân chia rõ ràng về công việc giữa MAC và phần còn lại của DLL.
Giao thức MAC thực hiện hai nhiệm vụ cơ bản:
- Sử dụng các kỹ thuật Lập khungđể cho phép các tầng trên truy nhập môi trƣờng. - Chia sẻ một cách công bằng và hiệu quả nguồn tài nguyên thông tin giữa các nút cảm
biến.
Hai nhiệm vụ quan trọng trong phần còn lại của DLL là điều khiển lỗi và điều khiển
lƣu lƣợng. Điều khiển lỗiđƣợc sử dụng để đảm bảo độ tin cậy trong q trình truyền và để có
hành động phù hợp khi có sai số truyền. Điều khiển lƣu lƣợng làm nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ truyền để bảo vệ máy thu tốc độ chậm không bị tràn dữ liệu.
Lớp mạng (Network layer): làm nhiệm vụ định tuyến, truyền thông giữa các mạng.
Lớp truyềntải (Transport layer): Đây là lớp đặc biệt cần thiết khi hệ thống đƣợc hoạch định truy nhập vào Internet hay các mạng bên ngoài khác.
Lớp ứng dụng (Application layer): cung cấp giao diện đến ngƣời sử dụng.
3.2 Lớp vật lý
Phần này chỉ cung cấp các khái niệmquan trọng nhấtvề các kênh vô tuyến và truyền
thông số qua chúng để hiểu các khía cạnh liên quan đến năng lƣợng, mà khơng đi sâu tìm hiểu các giao thức lớp này.
3.2.1 Cấp phát tần số
Đối với một hệ thống RF vô tuyến thực tế, việc lựa chọn tần số sóng mang là một
nhiệm vụ quan trọng. Tần số sóng mang sẽxác định các đặc tính truyền sóng và năng lực của
kênh truyền. Trong giao tiếp tần số vô tuyến RF, dải tần(băng tần)có thể sử dụng thƣờng bắt
đầu ở tần số thấp rất thấp (VLF - Very Low Frequency) và kết thúc ở tần số cực cao (EHF -
Extremely High Frequency) (Hình 3.2).
3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz
VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
100km 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm