- Thực thể: là thành phần tớch cực trong mỗi tầng, nú cú thể là một tiến trỡnh
3.4. Cỏc chuẩn giao tiếp vật lý
3.4.1. Giao tiếp EIA – 232D/V24
Giao tiếp EIA –232D/V24 được định nghĩa như là một giao tiếp chuẩn cho việc kết nối giữa DTE và modem. ITU-T gọi là V24.Thụng thường modem được đề cập đến như một DCE (Data connect Equipment) lược đồ hỡnh thức ở hỡnh 3.10 chỉ ra vị trớ của giao tiếp trong kết nối điểm nối điểm giữa hai DTE (Data Terminal Equipment). Đầu nối giữa DTE và modem là đầu nối 25
Hỡnh 3.10 chuẩn giao tiếp EIA-232D/V.24 chức năng giao tiếp
Cỏc đường dữ liệu truyền TxD (Transmitted Data) và dữ liệu RxD (Received Data) là cỏc đường được DTE dựng để truyền và nhận dữ liệu. Cỏc đường khỏc thực
hiện cỏc chức năng định thời và điều khiển liờn quan đến thiết lập, xoỏ cuộc nối qua PSTN (Public Switching Telephone Network) và cỏc hoạt động kiểm thử tuỳ chọn.
Cỏc tớn hiệu định thời TxClK và RxClk cú liờn quan đến sự truyền và nhận của dữ liệu trờn đường truyền nhận dữ liệu. Như đó biết, dữ liệu được truyền theo chế độ đồng bộ hoặc chế độ bất đồng bộ. Trong chế độ truyền bất đồng bộ cả hai đồng hồ truyền và thu đều được thực thực hiện độc lập ở cả hai đầu mỏy phỏt và mỏy thu. Trong chế độ này chỉ cỏc đường dữ liệu truyền/nhận là được nối đến modem và cỏc đường điều khiển cần thiết khỏc. Cỏc đường tớn hiệu đồng hồ vỡ vậy khụng cần dựng và khụng nối đến modem. Tuy nhiờn trong chế độ truyền đồng bộ số liệu truyền và nhận được truyền nhận một cỏch đồng bộ với tớn hiệu đồng hồ tương ứng và thường được tạo ra bởi modem. Cỏc modem làm việc trong chế độ thứ hai này gọi là modem đồng bộ khi tốc độ baud nhỏ hơn tốc độ bit thỡ cỏc tớn hiệu đồng hồ được tạo ra bởi modem hoạt động với tần số thớch hợp so với tốc độ thay đổi tớn hiệu trờn đường truyền.
Chỳng ta sẽ dễ hiểu hơn về cỏc đường điều khiển với cỏc chức năng và tuần tự hoạt động của nú trong quỏ trỡnh thiết lập hay xoỏ cuộc nối qua mạng điện thoại cụng cộng (PSTN) hỡnh 3.11 sẽ mụ tả tiến trỡnh một cuộc gọi qua bước thiết lập đầu tiờn rồi số liệu được trao đổi trong chế độ bỏn song cụng và sau cựng là cầu nối sẽ bị xoỏ.Giả sử DTE khởi xướng gọi là một mỏy tớnh cỏ nhõn và modem của nú cú dịch vụ gọi tự động. Cỏc dịch vụ này được định nghĩa trong khuyến nghị V.25.
Khi DTE sẵn sàng yờu cầu truyền nhận dữ liệu, tớn hiệu trờn DTR được đặt ở mức tớch cực và modem nội bộ sẽ đỏp ứng bằng tớn hiệu tớch cực được đặt trờn DSR.
Cuộc nối được thiết lập bởi DTE phỏt cuộc gọi gửi số điện ở đầu ra modem để thực hiện quay số (trường hợp quay qua PSTN) đến modem thu. Khi nhận được tớn hiệu chuụng từ tổng đài gọi đến ,modem được gọi sẽ đặt RI lờn mức tớch cực và DTE được gọi đỏp ứng lại bằng cỏch đặt RTS vào mức tớch cực.Trong sự đỏp ứng này modem được gọi đồng thời gởi súng mang (õm hiệu dữ liệu của bit 1) đến modem gọi để bỏo rằng cuộc gọi đó được chấp nhận, sau một thời khắc gọi là thời gian trỡ hoón thời trễ này cho phộp modem nơi gọi chuẩn bị nhận dữ liệu modem được gọi đặt CTS ở mức tớch cực để thụng bỏo cho DTE được gọi rằng nú cú thể bắt đầu truyền số liệu. Khi phỏt hiện được súng mang ở đầu xa gởi đến modem gọi đặt CD ở mức tớch cực lỳc này cầu nối đó được thiết lập cung đoạn chuyển tin cú thể bắt đầu.
Hỡnh 3.11 EIA –232D/V.24 : kết nối truyền dữ liệu Bỏn song cụng và tuần tự xoỏ cầu nối
DTE được gọi bắt đầu với việc gửi một thụng điệp ngắn mang tớnh thăm dũ qua cầu nối. Khi thụng điệp đó được gửi đi, nú lập tức chuẩn bị nhận đỏp ứng từ DTE gọi bằng cỏch đặt RTS về mức khụng tớch cực (off), phỏt hiện được điều này modem được gọi ngưng gửi tớn hiệu súng mang và trả CD về mức khụng tớch cực, ở phớa gọi modem gọi phỏt hiện súng mang từ đầu xa đó mất sẽ đỏp ứng bằng cỏch trả CD về off. Để truyền thụng điệp đỏp ứng DTE gọi đặt RTS lờn mức tớch cực và modem sẽ đỏp ứng bằng mức tớch trờn CTS và bắt đầu truyền số liệu thủ tục này sau đú được lặp lại khi một bản tin được trao đổi giữa hai DTE.
Cuối cựng sau khi đó truyền xong cuộc gọi sẽ bị xoỏ, cụng việc này đều cú thể thực hiện bởi cả hai DTE bằng cỏch đặt RTS của chỳng về mức khụng tớch cực, lần lượt khiến hai modem cắt súng mang. Điều này được phỏt hiện ở cả hai modem và chỳng sẽ đặt CD về off. Cả hai DTE sau đú sẽ đặt DTR của chỳng về off và hai modem sẽ đỏp ứng với mức off trờn DSR do đú cầu nối bị xoỏ. Sau đú một khoảng thời gian DTE được gọi chuẩn bị nhận cuộc gọi mới bằng cỏch đặt DTR lờn mức tớch cực.
Hỡnh 3.12 Kiểm thử : (a) nội bộ (b) đầu xa
Nếu modem nội bộ coi như tốt, tiếp theo DTE tiến hành kiểm tra thử modem đầu xa bằng cỏch đặt RL ở mức tớch cực phỏt hiện được điều này modem nội bộ phỏt lệnh đó qui định trước đến modem đầu xa và tiến hành kiểm thử. Modem đầu xa sau đú đặt TM ở mức tớch cực để bỏo DTE nội bộ biết đang bị kiểm thử (khụng thể truyền số liệu lỳc này) và gởi trở lại một lệnh thụng bỏo chấp nhận đến modem thử.Modem thử sau khi nhận lệnh đỏp ứng sẽ đặt TM lờn mức tớch cực và DTE khi phỏt hiện điều này sẽ gửi mẫu thử. Nếu số liệu truyền và nhận như nhau thỡ cả hai modem hoạt động tốt và lỗi chỉ cú thể ở DTE đầu xa. Nếu khụng cú tớn hiệu nhận được thỡ đường dõy cú vấn đề.
3.4.2. Modem rỗng (Null Modem)
Với tớn hiệu được phõn bố như hỡnh 3.13 thỡ cả truyền và nhận số liệu từ đầu cuối đến mỏy tớnh đều trờn cựng một đường, vỡ modem cú cựng chức năng ở cả hai phớa. Tuy nhiờn theo định nghĩa nguyờn thuỷ chuẩn EIA-232D/V24 là giao tiếp chuẩn nối cỏc thiết bị ngoại vi vào mỏy tớnh nờn để dựng được cần quyết định thiết bị nào sẽ là mỏy tớnh và thiết bị nào sẽ là thiết bị ngoại vi vỡ cả hai thiết bị khụng thể truyền và nhận số liệu trờn cựng một đường dõy, cú 3 khả năng lựa chọn :
(1) Đầu cuối mụ phỏng modem và định nghĩa cỏc đường một cỏch thớch hợp để hoàn chỉnh hoạt động
(2) Mỏy tớnh mụ phỏng modem
(3) Cả đầu cuối và mỏy tớnh đều khụng thay đổi và cỏc dõy dẫn được nối lại
Bất tiện của hai lựa chọn đầu là khụng cú đầu cuối nào hay mỏy tớnh nào cú thể được dựng trực tiếp với một modem. Từ đú tiếp cận tổng quỏt cho vấn đề là bằng cỏch nối lại tớn hiệu trờn cổng giao tiếp EIA-232D/V24 để mụ phỏng một mođem, cho phộp đầu cuối và mỏy tớnh nối trực tiếp vào modem, lựa chọn thứ 3 được dựng rộng rói, yờu cầu một modem rỗng (Null Modem) chốn vào giữa đầu cuối và mỏy tớnh, cỏc đường kết nối như mụ tả ở hỡnh 3.13.
Hỡnh 3.13 Kết nối modem rỗng
Như chỳng ta đó thấy, cỏc đường truyền nhận trao đổi với nhau từng đụi một cỏc đường điều khiển cũng được đổi lại. Vớ dụ vỡ thụng thường đầu cuối và mỏy tớnh hoạt động ở chế độ song cụng hoàn toàn. Cỏc đường RTS và CTS được nối với nhau tại đầu đường dõy và sau đú tớn hiệu này được nối đến ngừ vào DTR. Tớn hiệu signal ground và shield ground được nối trực tiếp.
Khi hai thiết bị liờn lạc với nhau qua một liờn kết số liệu đồng bộ thỡ đồng hồ truyền từ mỗi thiết bị thường được nối đến và được dựng như đồng hồ thu tại thiết bị kia, Trong vài trường hợp khụng cú thiết bị nào cú đồng hồ và đồng hồ cho cả hai thiết bị được tạo ra trong modem rỗng thành phần này được gọi là bộ modem eliminator.
3.4.3. Giao tiếp EIA-530
Chuẩn EIA-530 là giao tiếp cú tập tớn hiệu giống giao tiếp EIA-232D/V24. Điều khỏc nhau là giao tiếp EIA-530 dựng cỏc tớn hiệu điện vỡ sai theo RS 422A/V11 để đạt được cự ly truyền xa hơn và tốc độ cao hơn. Dựng bộ nối 37 chõn cựng với bộ nối tăng cường 9 chõn nếu tập tớn hiệu thứ hai cũng được dựng.
Hỡnh 3.15 Giao tiếp V35 – cỏc tớn hiệu
3.4.4. Giao tiếp EIA-430/V35
Giao tiếp EIA-430/V35 được định nghĩa cho việc giao tiếp giữa một DTE với một modem đồng bộ băng rộng hoạt động vớớ tốc độ từ 48Kbps đến 168 Kbps. Giao tiếp này dựng tập tớn hiệu giống với giao tiếp EIA-232D/V24 ngoại trừ khụng cú cỏc đường thuộc kờnh thứ hai hay kiểm thử. Cỏc tớn hiệu điện là một tập hợp theo lối khụng cõn bằng (V28) và cõn bằng (RS 422A/V11). Cỏc đường tớn hiệu khụng cõn bằng dựng cho cỏc chức năng điều khiển ; cỏc đường tớn hiệu cõn bằng dựng cho dữ liệu và tớn hiệu đồng hồ. Vỡ tất cả cỏc đường tớn hiệu dữ liệu và đồng hồ là cõn bằng nờn trong cỏc trường hợp truyền với đường cỏp dài thường hay sử dụng cỏc đường truyền nhận EIA-430/V35. Giao tiếp EIA-430/V35 dựng bộ nối 34 chõn hỡnh 3.14, nhưng với cỏc ỏp dụng chỉ dựng cỏc đường truyền số liệu và đồng hồ thỡ cú bộ kết nối nhỏ hơn. Cỏc tớn hiệu và giao tiếp của V35 được mụ tả trờn hỡnh 3.15.
3.4.5. Giao tiếp X21
mạng dữ liệu cụng cộng. Giao tiếp X21 cũng được dựng như một giao tiếp kết cuối cho cỏc mạch thuờ riờng số tốc độ là bội số của 64Kbps. Đầu nối và cỏc đường tớn hiệu được trỡnh bầy trờn hỡnh 3.16.
Tất cả cỏc đường tớn hiệu dựng đồng bộ phỏt và thu cõn bằng (RS-422A/V11). Là giao tiếp đồng bộ, bờn cạnh cặp tớn hiệu truyền (T) và nhận (R) cũn cú tớn hiệu định thời phõn tử bit (s) và định thời byte (B). Cỏc tớn hiệu điều khiển (C) và (I) được dựng với cỏc đường truyền và thu thiết lập nờn cầu nối xuyờn qua một mạng dữ liệu chuyển mạch số hoỏ hoàn toàn.
Một dẫn xuất của X21 được gọi là X21 bis đụi khi cũng được dựng để giao tiếp một DTE được thiết kế dựng với một modem đồng bộ nối vào mạng dữ liệu cụng cộng. Dựng cỏc đường dõy điều khiển thụng thường tương tự giao tiếp V.24/V.35.
Hỡnh 3.16 Giao tiếp chuẩn X.21 : (a) chức năng giao tiếp (b) cỏc tớn hiệu
Giao tiếp ISDN là giao tiếp thay thế được số hoỏ hoàn toàn vào PSTN. Mạch thoại được số hoỏ hoạt động tại tốc độ 64kbps và một kết cuối tốc độ cơ bản cung cấp hai mạch như vậy cựng với một mạch 16kbps cho mục đớch thiết lập và xoỏ cuộc gọi. Ba mạch riờng biệt được ghộp kờnh cho mục đớch truyền đến và đi từ một tổng đài gần nhất lờn một cặp dõy.Thiết bị kết cuối mạng NT (Network Termination) tỏch biệt cỏc đường dẫn đi và đến lờn hai cặp dõy riờng biệt.Năng lượng cú thể được cấp từ NT cho cỏc DTE nếu cú nhu cầu.Giao tiếp giữa user và NT trờn hai cặp dõy được gọi là giao tiếp S xem hỡnh 3.17. Nguồn năng lượng chớnh từ NT đến thiết bị đầu cuối được dẫn xuất từ cỏc cặp truyền /nhận. Một nguồn năng lượng thứ hai cũng cú sẵn qua chõn 7 và 8. Nhằm kết nối thiết bị cú tốc độ thấp vào giao tiếp S cú tốc độ cao này cần dựng thiết bị cú tờn là ‘bộthớch nghiđầu cuối ‘TA (terminal Adapter).
Hỡnh 3.17. Giao tiếp S – ISDN : (a) chức năng (b) cỏc tớn hiệu
3.5. Cỏc chế độ truyền thụng dữ liệu3.5.1. Truyền thụng đồng bộ 3.5.1. Truyền thụng đồng bộ
Cỏch thức truyền trong đú khoảng thời gian cho mỗi bit là như nhau, và trong hệ thống truyền ký tự khoảng thời gian từ bit cuối của ký tự này đến bit đầu của ký tự kế tiếp bằng khụng hoặc bằng bội số tổng thời gian cần thiết truyền hoàn chỉnh một ký tự.
Về gúc độ truyền tớn hiệu số thỡ mỏy phỏt và mỏy thu sử dụng một đồng hồ chung, nhờ đú mỏy thu cú thể đồng bộ được với mỏy phỏt trong hoạt động dịch bit để thu dữ liệu.Như vậy,cần phải cú kờnh (cần hiểu hoặc là cặp dõy dẫn hoặc là một kờnh trờn đường ghộp kờnh hay kờnh do mó hoỏ ) thứ hai cho tớn hiệu đồng hồ chung.
Tuy nhiờn, khi xột đến cỏc mức thụng tin cao hơn mức vật lý trong mụ hỡnh hệ thống mở thỡ việc đồng bộ này được thực hiện theo từng khối dữ liệu và đặc tớnh truyền đồng bộ hiểu theo nghĩa hẹp trong một khối.
Với truyền đồng bộ, khối dữ liệu hoàn chỉnh được truyền như một luồng bit liờn tục khụng cú trỡ hoón giữa mỗi phần tử 8 bit. Để cho phộp thiết bị thu hoạt động được cỏc mức đồng bộ khỏc nhau, cần cú cỏc đặc trưng sau:
Luồng bit truyền được mó hoỏ một cỏch thớch hợp để mỏy thu cú thể duy trỡ trong một cơ cấu đồng bộ bit.
Tất cả cỏc frame được dẫn đầu bởi một hay nhiều byte điều khiển nhằm đảm bảo mỏy thu cú thể dịch luồng bit đến theo cỏc ranh giới byte hay ký tự một cỏch chớnh xỏc.
Nội dung của mỗi frame đựoc đúng gúi giữa một cặp ký tự điều khiển để đồng bộ frame.
Trong trường hợp truyền đồng bộ, khoảng thời gian gian giữa hai frame truyền liờn tiếp cú cỏc byte nhần rỗi được truyền liờn tiếp để mỏy thu duy trỡ cơ cấu đồng bộ bit và đồng bộ byte hoặc mỗi frame được dẫn đầu bởi hai hay nhiều byte đồng bộ đặc biệt cho phộp mỏy thu thực hiện tỏi đồng bộ.
3.5.2. Truyền thụng bất đồng bộ
Cỏch thức truyền trong đú cỏc ký tự dữ liệu mó hoỏ thụng tin được truyền đi tại những thời điểm khỏc nhau mà khoảng thời gian nối tiếp giữa hai kớ tự khụng cần thiết phải là một giỏ trị cố định.
Ở chế độ truyền này hiểu theo bản chất truyền tớn hiệu số thỡ mỏy phỏt và mỏy thu độc lập trong việc sử dụng đồng hồ, đồng hồ chớnh là bộ phỏt xung clock cho việc dịch bit dữ liệu (shift) và như vậy khụng cần kờnh truyền tớn hiệu đồng hồ giữa hai đầu phỏt và thu. Tất nhiờn, để cú thể nhận được dữ liệu, mỏy thu buộc phải đồng bộ theo từng kớ tự một.
Phương phỏp truyền này thường được dựng khi truyền dạng dữ liệu phỏt sinh theo những khoảng thời gian ngẫu nhiờn, vớ dụ: user nhập ký tự từ bàn phớm vào mỏy tớn. Rừ ràng, với dạng thụng tin này, user gừ bàn phớm theo một tốc độ khụng xỏc định và khoảng thời gian giữa hai ký tự nhập thành cụng là ngẫu nhiờn. Điều này cú nghĩa là tớn hiệu trờn đường dõy sẽ ở trạng thỏi nhàn rỗi trong một khoảng thời gian dài giữa hai ký tự. Do vậy, với dạng thụng tin này buộc mỏy thu phải đồng bộ trở lại tại thời điểm đầu của mỗi ký tự mới đến. Để thực hiện điều này, trước khi truyền mỗi ký tự đều được đúng gúi giữa một start bit và một hay nhiều stop bit.
Mặc dự được dựng chủ yếu để truyền ký tự giữa một bàn phớm và một mỏy tớnh, truyền bất đồng bộ cũng cũn được dựng để truyền cỏc khối ký tự giữa hai mỏy tớnh.Trong trường hợp này, mỗi ký tự kế tiếp đi ngay sau stop bit của ký tự trước đú vỡ cỏc ký tự trong một khối được truyền tức thời ngay sau ký tự mà khụng cú khoảng thời gian trỡ hoón nào giữa chỳng.
3.6. Mạch điều khiển truyền số liệu3.6.1. Khỏi quỏt 3.6.1. Khỏi quỏt
Để thực hiện được cỏc phương thức truyền một cỏch cụ thể, cỏc nhà chế tạo đó cung cấp một loạt cỏc IC chuyờn dựng, cỏc IC này chớnh là phần cứng vật lớ trong một hệ thống thụng tin, chỳng hoạt động theo nguyờn tắc của kỹ thuật số và vỡ vậy chế độ truyền đồng bộ hay bất đồng bộ phụ thuộc vào việc sử dụng đồng hồ chung hay riờng khi truyền tớn hiệu số đi xa.
Cỏc IC đều là cỏc vi mạch cú thể lập trỡnh được. Đầu tiờn lập trỡnh chế độ hoạt