Luận văn Thiết kế và mô phỏng mạng truyền số liệu theo phương thức chuyển mạch gói X.25

Mục lục.
Ch ơng I : Tổng quan về mạng thông tin.
Đ1.1 Hệ thống thông tin.
1.1.1 Sơ đồ khái quát.
1.1.2 Quá trình phát triển.
1.1.3 Khái quát chung về mạng thông tin.
Đ1.2 Mạng thông tin truyền số liệu tơng tự.
1.2.1 Tổng quan về mạng tơng tự
1.2.2 Mạng điện thoại tự động
Đ1.3 Mạng số liệu.
1.3.1 Khái quát về hệ thống truyền số liệu mạng
1.3.2 Khái niệm và yêu cầu đối với mạng số liệu
1.3.3 Phơng pháp truyền thông tin số
1.3.4 Phân loại mạng
1.3.5 Kiến trúc mạng
1.3.6 Truyền số liệu qua mạng điện thoại
Ch ơng II : Cơ sở của mạng truyền số liệu.
Đ2.1 Kiến thức phân tầng.
Đ2.2 Mô hình liên kết.
2.2.1 Mô hình 7 lớp OSI
2.2.2 Chức năng các lớp trong OSI
2.2.3 Quá trình trao đổi thông tin giữa các lớp OSI
2.2.4 Quá trình chuyển dữ liệu
2.2.5 Các thủ tục chuẩn của mạng chuyển mạch gói
Đ2.3 Định tuyến trong mạng chuyển mạch gói.
2.3.1 Khái quát chung
2.3.2 Kỹ thuật chọn đờng
Đ2.4 Điều khiển luồng và điều khiển tắc nghẽn.
2.3.1 Điều khiển luồng
2.3.2 Điều khiển tắc nghẽn
Ch ơng III : Giao thức X. 25

Đ3.1 Giới thiệu chung về X.25.
Đ3.2 X.25 - Mức 1:Mức vật lý.
3.2.1 Các chức năng vật lý
3.2.2 Các tiêu chuẩn X.21 Bis và X. 21
Đ3.3 X.25 - Mức 2: Mức liên kết dữ liệu.
3.3.1 Tạo khung
3.2.2 Tách lỗi trong khung truyền
3.3.3 Phơng thức yêu cầu truyền lại tự động
3.3.4 Các khung tiêu chuẩn của lớp HDLC và thủ tục LAP - B
Đ3.4 X. 25 - Mức 3: Mức mạng.
3.4.1 Giới thiệu chung
3.4.2 Cấu trúc gói trong X. 25 - Mức 3
3.4.3 Kênh logic
3.4.4 Các hình thái dịch vụ truyền số liệu
Ch ơng IV : Thiết kế mô phỏng mạng truyền số liệu bằng kỹ thuật chuyển
mạch gói X. 25
Đ4.1 Nội dung của bài toán quy hoạch.
Đ4.2 Thiết kế mô phỏng.
4.2.1 Bài toán
4.2.2 Xây dựng mạng
4.2.3 Lu đồ thuật toán tìm đờng đi ngắn nhất
Mở đầu
Cùng với sự phát triển vợt bậc của khoa học kỹ thuật, chúng ta có thể thấy sự thay
đổi nh vũ bão của công nghệ thông tin và các ngành có liên quan khác. Trong đó
chuyển mạch gói là một phơng thức chuyển mạch quan trọng trong quá trình trao đổi
dữ liệu. Chuyển mạch gói sử dụng cho thông tin số liệu và truyền văn bản có hiệu quả.
Trong các kiểu chuyển mạch thông thờng hiện nay thì khả năng đờng truyền bị lãng
phí là rất lớn và chỉ một phần nhỏ năng lực thiết bị kèm theo đợc sử dụng. Khi sử dụng
chuyển mạch gói, đờng truyền đợc sử dụng tối đa, mạng đợc sử dụng có hiệu suất cao,
nhiều loại thuê bao với nhiều kiểu thiết bị đầu cuối có thể liên lạc với nhau. Điều này

đáp ứng đợc cho mạng thông tin hiện đại với nhiều dịch vụ viễn thông mới. Trong
những năm qua, kĩ thuật chuyển mạch gói đang hình thành và phát triển, đặc biệt là
mạng chuyển gói X.25. Đó cũng là lý do của đề tài luận văn tốt nghiệp "Thiết kế và mô
phỏng mạng truyền số liệu theo phơng thức chuyển mạch gói X.25".
Luận văn tốt nghiệp chia thành 4 chơng :
Chơng 1: Giới thiệu về quá trình phát triển của hệ thống thông tin, các khái niệm
cơ bản về mạng tơng tự và mạng truyền số liệu.
Chơng 2: Trình bày về cơ sở mạng truyền số liệu, gồm kiến thức phân tầng của
OSI 7 lớp, quá trình trao đổi thông tin giữa các lớp và các khái niệm trong mạng
chuyển mạch gói.
Chơng 3: Giới thiệu chi tiết về giao thức X.25 với ba mức chính trong mô hình OSI
là mức vật lý, mức liên kết và mức mạng. Trong đó còn đề cập đến khung tiêu chuẩn
của lớp HDLC và thủ tục LAP-B và một số dịch vụ truyền số liệu trong lớp mạng.
Chơng 4: Xây dựng một mạng truyền số liệu bằng kỹ thuật chuyển mạch gói X.25,
với lu đồ tìm đờng đi ngắn nhất để có thể hiểu hơn về mạng chuyển mạch gói X.25.
Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn NGUYễN DUY BảO và các thầy
giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển, em đã hoàn thành đợc luận văn tốt nghiệp.
Tuy nhiên, do sự hiểu biết còn hạn chế, khả năng t duy có hạn, chắc chắn luận văn
không tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong đợc đón nhận sự chỉ bảo của thầy cô giáo, các bạn bè giúp em khắc
phục đợc những thiết sót của mình, vững vàng, hiểu biết hơn trong nghề nghiệp sau
này.
Sinh viên: nguyễn thị thanh thuý
Ch ơng 1
Tổng quan về mạng thông tin
1.1. Hệ thống thông tin
1.1.1. Sơ đồ khái quát.
Những hệ thống truyền tin cụ thể mà con ngời đã sử dụng và khai thác rất nhiều
dạng và khi phân loại chúng, ngời ta cũng có thể dựa trên nhiều cơ sở khác nhau, ví dụ
trên cơ sở dạng năng lợng mang tin ngời ta có thể phân loại:

- Hệ thống điện tin dùng năng lợng điện một chiều.
- Hệ thống thông tin vô tuyến điện dùng năng lợng sóng điện từ.
- Hệ thống thông tin quang năng (hệ thống báo hiệu, thông tin hồng ngoại,
laze ).
- Hệ thống thông tin dùng sóng âm, siêu âm (năng lợng cơ học).
Cũng có thể phân loại dựa trên cơ sở biểu hiện bên ngoài của tin tức nh:
- Hệ thống truyền số liệu.
- Hệ thống truyền hình.
- Hệ thống thông tin thoại
Những phơng pháp phân loại trên dựa theo nhu cầu kỹ thuật, giúp mọi ngời nhận
thức vấn đề một cách cụ thể và sự tìm hiểu khai thác các loại hệ thống một cách dễ
dàng, sự phân loại nh vậy đã đợc ứng dụng rộng rãi và gần nh thống nhất trong các loại
tài liệu kỹ thuật. Nhng ở đây để đảm bảo tính logic của vấn đề đợc trình bày, đặc điểm
của tin tức đa vào kênh đợc dùng làm căn cứ để phân loại các hệ thống truyền tin:
- Hệ thống truyền tin rời rạc.
- Hệ thống truyền tin liên tục.
Sơ đồ khối chức năng của một hệ thống truyền tin tổng quát bao gồm các khâu
chính: nguồn tin, kênh tin và thu tin.


+ Nguồn tin là tập hợp các tin mà hệ thống truyền tin đã dùng để lập các bản tin
khác nhau trong sự truyền tin. Nguồn tin hình thành các dạng khác nhau của tín hiệu
mang tin.
+) Kênh tin là nơi truyền tín hiệu mang tin đồng thời ở đây xảy ra các tạp nhiễu
phá hủy tin tức.
Trong lý thuyết truyền tin kênh là một khái niệm trừu tợng đại biểu hỗn hợp tín
hiệu và tạp nhiễu. Từ khái niệm đó sự phân loại kênh đợc dễ dàng, tuy rằng trong thực
tế các kênh tin có rất nhiều dạng khác nhau, ví dụ:
- Sự truyền tín hiệu theo các dây song hành, cáp đồng trục, ống dãn sóng.
- Tín hiệu truyền lan qua các tầng điện ly, không hoặc có phản xạ.

- Tín hiệu truyền lan trên mặt đất, trong đất, v v.
Nguồn tin Kênh tin Thu tin
+) Thu tin là cơ cấu khôi phục tin tức ban đầu từ tín hiệu lấy ở đầu ra của kênh.
1.1.2. Quá trình phát triển.
Đến nay, mạng thông tin đã phát triển rất mạnh và có nhiều dạng. Từ mạng thông
tin hữu tuyến dùng cáp đồng trục năm 1875 đến mạng vô tuyến điện đầu tiên vào cuối
thế kỷ 19 (1895). Trong những năm gần đây, các hệ thống thông tin có kèm theo máy
tính đạt đợc những thành tựu to lớn đặc biệt trong lĩnh vực truyền số liệu. Trong vòng
mời năm qua, công nghệ vi xử lý và dung lợng bộ nhớ của máy tính phát triển hàng
trăm lần, tốc độ truyền thông trong mạng diện rộng (WAN) cũng tăng hàng chục lần,
và trong mạng LAN cũng đạt đợc những thành quả mỹ mãn.

Dung lợng nhớ RAM Dung lợng đĩa cứng
150
8MB
240MB



100

4MB
120MB

50

2MB
60MB

1MB

20MB
1
1980
IBMXT8088 IBMAT80286 IBMAT80386
1998
4,7MHz 8MHz 33MHz
Hình 1.1- Sự phát triển công nghệ
100Mbps
Ethernet 802.3
Token Ring 820.5
FDDI Fats Ethernet/Fats Token Ring
IEE 802.12

16Mbps
10Mbps
1982 1985 1992
Hình 1.2 - Sự phát triển tốc độ truyền
a, Mạng cục bộ LAN.
Hơn 90% mạng LAN dựa trên chuẩn đợc định nghĩa của Ethernet/IEE 802-3
năm 1982 và Token Ring/IEE của năm 1985 với tốc độ truyền đạt đợc 10-16 Mbps.
Chỉ riêng về mặt số lợng ngời sử dụng trong mạng có bị giảm đi. Cuối năm 1980, một
tiêu chuẩn LAN mới đợc thiết lập: mạng FDDI với tốc độ truyền 100Mpbs.
Tuy nhiên, FDDI không dễ dàng thiết lập vì các phần tử phần cứng đắt, hơn nữa
với băng thông 100Mbps sẽ thờng sử dụng cho một phần ứng dụng đa phơng tiện.
b, Mạng diện rộng WAN.
Trong WAN không giống nh trong LAN, tốc độ truyền không ngừng tăng theo
thời gian (hình vẽ 1.3). Mời năm về trớc, nó đợc bắt đầu với đờng nối Datex-p có tốc
độ 2,4 Kbps ; 4,8 Kbps. Ngày nay với mạng chuyển mạch gói có thể cung cấp cho ta
tốc độ truyền 64 Kbps và 2 Mbps.
10000 Hệ thống liên mạng

đờng trục WAN

1000

100 Đờng thuê bao
10
1

Dịch vụ chuyển mạch
0.1 gói
0.01
0.001
1970 1975 1980 1985 1990
Hình 1.3 - Sự phát triển của tốc độ truyền dữ liệu trong mạng WAN
Môi trờng truyền (đờng truyền) của các hệ thống thông tin ngày nay có thể là hữu
tuyến (đôi dây xoắn, cáp đồng trục, cáp sợi quang) hay vô tuyến dùng trong các hệ
thống vô tuyến điều biên (Radio AM) vô tuyến điều tần và vô tuyến truyền hình (Radio
FM, AM) hay các hệ thống thông tin vệ tinh. Phân bố phổ tần số của các hệ thống tơng
ứng (hình vẽ 1.4)
10
2
10
3
10
4
10
5
10
6

10
7
10
8
10
9
10
10
10
11
10
12
10
13
10
14
10
15
10
16
Dây song hành
Điện thoại
Cáp đồng trục

Radio FM+TV
Radio AM Viba Cáp quang
Vệ tinh
Hình 1.4 - Phân bố phổ tần số
1.1.3. Khái niệm chung về mạng thông tin .
Mạng là một hệ thống nối ghép các thiết bị đầu cuối đảm bảo giao lu tin tức giữa

chúng. Các tin tức đợc giao lu ở các địa điểm, thời điểm và các đờng truyền khác.
Trong thông tin, tín hiệu cần truyền đợc phân ra làm hai loại: tín hiệu tơng tự và
tín hiệu rời rạc.
- Tín hiệu tơng tự: là loại tín hiệu trong một khoảng thời gian nhất định có vô số
các giá trị. Tín hiệu thoại là một thí dụ điển hình về loại tín hiệu này. Trong quá trình
truyền trong mạng, do bị suy hao và bị nhiễu tín hiệu tơng tự cần đợc khuyếch đại tại
các khoảng cách nhất định nhờ các bộ khuyếch đại.
- Tín hiệu rời rạc: là loại tín hiệu trong một khoảng thời gian xác định có hữu hạn
các giá trị. Tín hiệu số liệu chính là tín hiệu rời rạc đã đợc mã hoá.
Cũng nh tín hiệu tơng tự, trong quá trình truyền tín hiệu số cũng bị suy giảm do
vậy cũng phải cần các bộ "lặp lại tái sinh" tại các khoảng cách nhất định để khôi phục
lại tín hiệu.
Với những đặc điểm nổi bật nh:
- Khả năng tự động hoá cao.
- Tính chống nhiễu cao.
- Tính kinh tế.
- Khả năng ghép nối.
- Bí mật tin tức.
Kỹ thuật truyền dẫn số đang đợc sử dụng trong mạng viễn thông với một tốc độ
nhanh chóng, trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật vi điện tử và máy tính điện tử, nó đã đi vào
mọi lĩnh vực của cuộc sống, kinh tế và quốc phòng.

1.2. mạng thông tin truyền số liệu tơng tự
1.2.1.Tổng quan về mạng t ơng tự .
Mạng thông tin tơng tự là tổng hợp các trạm thông tin và đờng truyền nối giữa
các trạm đó. Mạng thông tin đợc phân bố trên phạm vi có nhiệm vụ cơ bản là đảm bảo
liên lạc giữa các đối tợng bất kì trong phạm vi đó. Bất kì một quốc gia nào, tại một thời
điểm thông tin liên lạc đều đóng vai trò quan trọng. Nó phục vụ cho lãnh đạo chỉ huy
mọi hoạt động của xã hội và đáp ứng nhu cầu giao dịch của toàn dân.
Với các yêu cầu đó, mạng thông tin cần phải có số lợng kênh thông tin đủ lớn để

đáp ứng nhu cầu liên lạc ngày càng tăng. Chỉ có số lợng kênh thông tin đủ lớn mới đáp
ứng đợc xác suất xuất hiện nhỡ việc ít nhất. Có số kênh thông tin lớn song mạng phải
đợc tổ chức hợp lý, vững chắc, nếu có sự hỏng hóc ở một đờng dây (kênh truyền) hay ở
một điểm thông tin phải có các đờng vòng khác để đảm bảo liên lạc. Mặt khác các
kênh thông tin phải có chất lợng cao đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật để thông tin chính
xác trung thực.
Ngoài các yêu cầu trên, mạng thông tin phải luôn chú ý đến việc giảm giá thành
công trình và giảm chi phí cho việc khai thác sử dụng. Muốn vậy, trong tổ chức xây
dựng phải thiết kế đợc mạng thông tin thích hợp với trình độ và thu nhập của đất nớc,
kết hợp chặt chẽ với việc xây dựng quốc phòng, an ninh, lúc hoà bình và khi có chiến
tranh: tìm mọi biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng trong đờng dây vì trong công
trình thông tin việc xây dựng đờng dây chiếm hơn 90% kinh phí công trình.
Ngày nay ngời ta tổ chức thông tin theo các phơng pháp sau:
- Phơng pháp điểm nối điểm: Là phơng pháp nối đờng dây trực tiếp giữa tất cả
các điểm thông tin trong mạng .Tuy nhiên, phơng pháp này không kinh tế vì tốn nhiều
đờng dây, nó thờng đợc sử dụng ở mạng thông tin nhỏ, yêu cầu liên lạc trực tiếp giữa
các đối tợng cao.
- Phơng pháp tổ chức mạng bằng cách lập các trung tâm chuyển tiếp và xây
dựng các trục chính: Để khắc phục nhợc điểm của phơng pháp điểm nối điểm, ngời ta
tổ chức mạng thông tin bằng cách lập các trung tâm chuyển tiếp và xây dựng các trục
chính. Có thể ví dụ, trong một quốc gia ngời ta tổ chức nh sau: tại các huyện hay cấp
tơng đơng tổ chức các trung tâm thông tin, từ trung tâm này có thể liên lạc đợc với tất
cả các đối tợng thông tin trong huyện. Tại các tỉnh, thành phố ngời ta tổ chức các trung
tâm thông tin và trục thông tin nối tới tất cả các trung tâm thông tin cấp huyện, thị trực
thuộc. Còn ở trung tâm trung ơng, tổ chức một trung tâm thông tin và trục thông tin nối
với tất cả các trung tâm cấp tỉnh, thành phố.
Các tổ chức này đảm bảo thông tin trong suốt từ trên xuống dới và từ dới lên trên
cũng nh thông tin liên lạc giữa các đơn vị lân cận qua trung tâm. Cách tổ chức này phù
hợp với đất nớc có địa hình kéo dài nh nớc ta.
Tuy nhiên, nhợc điểm của phơng pháp này là độ tin cậy không cao, liên lạc không

vững chắc, khi hỏng một điểm trên trục chính có thể mất liên lạc từ trung ơng đến một
vùng lớn.
- Phơng pháp kết hợp: Khắc phục nhợc điểm của hai phơng pháp trên, ngời ta tổ
chức kết hợp giữa phơng pháp điểm nối điểm với phơng pháp tổ chức trung tâm thông
tin và trục thông tin. Có nghĩa là, tổ chức các trung tâm huyện, tỉnh, thành phố hay liên
tỉnh. ở trung ơng tổ chức một trung tâm lớn và trục thông tin chính. Ngoài trục thông
tin chính này còn tổ chức một số trục thông tin liên tỉnh, các trục thông tin này tạo
thành các trục phụ bảo đảm liên lạc từ trung ơng đến các tỉnh thành. Ngay trong tỉnh
ngời ta cũng tổ chức trục thông tin nối giữa các trung tâm cấp huyện tạo thành các trục
phụ.
Trung tâm vùng


Trung tâm khu vực
Trung tâm liên tỉnh

Trung tâm nội hạt
Hình 1.5 - Mạng thông tin đờng dài.
Trong mạng này, việc tạo hớng thay thế đợc sử dụng. Nếu một cuộc gọi đợc phát
sinh, hớng có mức sử dụng cao sẽ đợc tìm đầu tiên. Cuộc gọi này đợc nối với bên bị
gọi thông qua hớng thay thế của tổng đài ở mức cao kế tiếp.
Mạng thông tin có thể phân loại theo lãnh thổ hay theo đơn vị sử dụng bảo quản :
-Theo lãnh thổ ngời ta có thể phân chia theo mạng thông tin cấp huyện; mạng
thông tin cấp tỉnh, thành phố; mạng thông tin quốc gia và mạng thông tin quóc tế.
Trong các mạng thông tin, ngời ta qui định mạng thông tin cấp tỉnh, huyện là mạng
thông tin nội bộ. Mạng thông tin quốc tế là mạng thông tin đờng dài.
- Theo đơn vị sử dụng có thể phân chia nh sau:
+ Mạng thông tin bu điện: đây là mạng thông tin do nhà nớc tổ chức xây
dựng trong lãnh thổ đất nớc mình. Mạng thông tin này rất quan trọng, nó đảm bảo
thông tin từ trung ơng đến cơ sở và thông tin giữa các đơn vị cơ sở.

+ Mạng thông tin đờng sắt: là mạng thông tin do ngành đờng sắt quản lí và sử
dụng. Mạng thông tin này đợc xây dựng dọc theo các tuyến đờng sắt để thông tin liên
tục phục vụ cho tàu.
+ Mạng thông tin đờng dài của các lực lợng vũ trang: mạng thông tin này đợc
quân đội tổ chức quản lí sử dụng nhằm đảm bảo sự chỉ huy từ bộ tổng t lệnh đến các
đơn vị, đồng thời đảm bảo sự liên lạc hiệp đồng giữa các đơn vị. Mạng thông tin quân
sự đợc tổ chức theo 2 cấp:
-Mạng thông tin chiến lợc: là mạng thông tin đờng dài đảm bảo thông tin từ bộ
tổng t lệnh đến các quân khu, quân chủng, binh chủng, quân đoàn hoặc các đơn vị (đặc
biệt là các đơn vị độc lập). Mạng này do bộ TLTT tổ chức xây dựng và quản lí.
1 2
3 4
1 2 3 N
- Mạng thông tin chiến thuật: do các cấp quân chủng, binh chủng, quân khu,
quân đoàn tổ chức quản lí sử dụng. Do đặc thù bố trí lực lợng, mạng thông tin chiến
thuật chỉ tổ chức trong một khu vực nhất định, khi cần liên lạc xa phải lợi dụng mạng
thông tin chiến lợc.
Thành phần của mạng thông tin :
Mạng thông tin bao gồm các thành phần chủ yếu sau:
- Đờng truyền: trong thông tin ngày nay, ngời sử dụng dây trần, dây cáp các loại
hay không gian tự do làm đờng truyền của sóng điện từ. Đờng truyền giữ vai trò quan
trọng để nâng cao lợng kênh thông tin. Cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ
thuật, ngời ta luôn nghiên cứu để nâng cao chất lợng đờng truyền. Thời gian gần đây,
ngoài các đờng dây thông thờng ngời ta còn sử dụng tia laze để nâng cao số lợng kênh
thông tin.
- Trạm thông tin: là nơi đặt các thiết bị cần thiết để tổ chức khai thác các kênh
thông tin trong mạng.
-Trạm kiểm liên - trung tâm nối mạch: là nơi tập trung phân phối, điều chỉnh và
chuyển đổi các kênh thông tin.
1.2.2.Mạng điện thoại tự động.

Mạng điện thoại tự động là tập hợp tất cả các trạm (tổng đài) đờng dây máy lẻ, đ-
ờng dây giữa các trạm bảo đảm truyền thông tin từ đối tợng này đến đối tợng khác với
chỉ tiêu cho trớc. Mỗi máy lẻ của mạng điện thoại cần có khả năng liên lạc:
+ Với máy khác trong mạng của mình.
+ Với máy lẻ của một mạng khác qua trạm điện thoại đờng dài.
+ Với máy lẻ của tổng đài.
+ Với bàn nghiệp vụ đặc biệt.
Ngời ta chia thành hai loại mạng cơ bản: mạng không phân vùng và mạng phân
vùng.
Mạng điện thoại không phân vùng: trong khu vực không đánh lớn lắm, với dung
lợng máy tơng đối ít thì tất cả các đờng dây máy lẻ đều tập trung ở một giá phối dây
của tổng đài tự động (ATC) (hình vẽ 1.6)


Đến mạng nơi khác

Máy lẻ Máy lẻ công cộng

Máy lẻ

Hình 1.6- Mạng thoại nội hạt không phân vùng.
Mạng điện thoại phân vùng: khi dung lợng của mạng tăng lên nhiều và khoảng
cách giữa các máy lẻ và trạm xa, ngời ta thờng tổ chức thành mạng phân vùng. Làm
nh vậy sẽ giảm đợc chi phí về công trình đờng dây của mạng, ở mỗi vùng đặt một trạm
(PTAC) và giữa chúng có các đờng dây trung kế sẽ tạo nên mạng phân vùng (hình vẽ
1.7)
Mỗi trạm phân vùng, đờng dây thuê bao có thể nối trực tiếp hoặc nối qua phân
trạm (YATC). Khi phân vùng, thiết bị trong trạm tăng lên, dây trung kế cũng tăng lên,
nhng độ dài đờng dây máy lẻ sẽ giảm đi rất nhiều. Khi phân vùng một cách thích hợp
(số vùng n

0
) và dung lợng mỗi vùng tối u (m
o
) thị chi phí sử dụng sẽ nhỏ nhất, giá trị n
0
và m
0
có thể xác định đợc nó phụ thuộc vào mật độ máy lẻ (số lợng máy trên một đơn
vị diện tích). Từ mật độ máy lẻ có thể tính đơn vị dung lợng tối u của PTAC.
Máy lẻ Vùng 2
PATC Vùng 3


Máy lẻ


PATC3
PATC1
YATC

Vùng 1
Hình 1.7 - Sơ đồ khối mạng phân vùng
Chính vì thế nhiệm vụ của việc thiết kế mạng điện thoại là phải chọn và tính toán
sao cho tổng chi phí của mạng là nhỏ nhất. Tuỳ thuộc vào dung lợng, mật độ và những
yếu tố khác (nh địa hình, phơng tiện, mức độ cần thiết, ) mà ta có cách đặt trạm khác
MTC
nhau, ở những khu vực nhỏ và trung bình của PATC đợc nối với nhau theo nguyên tắc
" 1-1".
Dung lợng mỗi PATC có thể lên tới 100000 số. Số hiệu máy lẻ có 5 dấu, dấu thứ
nhất xác định vùng của ATC hay còn gọi là "mã ". Khi số vùng không quá 8 thì các

dấu có thể là 1.2.3.4.5.6.7 và 9, dấu "0" dùng để gọi bán nghiệp vụ đặc biệt, dấu "8" để
gọi ra MTC khi liên lạc đờng dài, bốn dấu sau là số hiệu máy lẻ trong mỗi vùng. Đối
với khu vực lớn ngời ta dùng trạm hội tiếp cho một số PATC.
áp dụng phơng thức "1-1" để liên lạc giữa các trạm trong phạm vi số vùng không
lớn lắm, nếu số vùng tăng lên thì số chùm dây tăng lên rất nhiều = n(n-1) với n: số
PATC trong mạng. Vì vậy khi PATC tăng nhiều ngời ta thờng tổ chức mạng theo trạm
hội tiếp nhằm mục đích giảm số nhóm đờng dây, nh thế chùm dây đợc mở rộng và độ
sử dụng chùm dây trung kế cũng tăng lên.
Mạng điện thoại có trạm hội tiếp có 2 loại:
- Hội tiếp gọi vào.
- Hội tiếp gọi vào và ra.

Đối với mạng điện thoại có trạm hội tiếp gọi vào (YBC) thì thờng thiết bị của
trạm hội tiếp đặt ở một trong các PATC, tuy nhiên phơng thức này số chùm dây vẫn
lớn khi PATC tăng ( hình vẽ 1.8). Để giảm số chùm dây ngời ta tổ chức mạng có trạm
hội tiếp gọi ra (YI IC) kết hợp với gọi vào (YBC).
Hình 1.8 - Sơ đồ mạng trạm hội tiếp vào

Hình 1.9 - Sơ đồ mạng có tạm hồi tiếp vào và ra
1.3. mạng số liệu
PATC2
4
PATC2
2
PATC2
5
PATC4
7
PATC4
2

PATC4
9
YBC2 YBC4
PATC2
4
PATC2
4
PATC2
4
PATC4
7
PATC4
2
YBC2
và
YI IC
YBC4
và
YI IC
PATC4
9
1.3.1 Khái quát về hệ thống truyền số liệu.
Hệ thống truyền số liệu là hệ thống trong đó, tin tức đợc truyền đi dới dạng số
liệu. Dạng ban đầu của truyền số liệu có từ rất sớm, đó là mã Moocxơ. Truyền số liệu
thực sự phát triển khi dữ liệu đợc mã hoá thành mã nhị phân. Cùng với sự phát triển
của kỹ thuật vi điện tử và máy tính, truyền số liệu lại càng phát triển nhanh hơn.
Hệ thống truyền số liệu có thể đợc mô tả theo sơ đồ khối nh hình 1.10.
DTE - DCE V- 24 V-24 DTE -DCE
Interface Interface Interface Interface
Hình 1.10 -Sơ đồ khối hệ thống truyền số liệu.

* DTE (Data Terminal Equipment - thiết bị đầu cuối số liệu): là tập hợp nguồn tin
số, các mạch logic biến đổi, các bộ nhận tin. Các tín hiệu tin tức trớc khi truyền đợc
DTE mã hoá thành các tổ hợp rồi thành các tín hiệu điện tơng ứng (các xung điện) để
truyền tới DTE. Có thể thực hiện 2 quá trình mã hoá, thứ nhất biến các kí hiệu thành tổ
hợp mã hoá đơn giản, trong đó các phần tử mã đều là các phần tử mang tin. Quá trình
thứ hai là thêm vào các từ mã đơn giản một số các phần tử kiểm tra để phát hiện hoặc
sửa lỗi. Dãy tín hiệu sau DTE gọi là dãy tín hiệu cấp 1.
* DCE ( Data Communication Equipment- thiết bị truyến dẫn số liệu): DCE có
thể là Modem hay các thiết bị biến đổi khác có chức năng cơ bản là biến đổi dãy tín
hiệu cấp 1 thành dãy tín hiệu cấp 2 cho phù hợp với kênh truyền. Dạng tín hiệu sau
DCE tuỳ thuộc vào các phơng pháp điều chế tín hiệu.
Tín hiệu sau bộ điếu chế trớc khi truyền qua mạng, đợc đa đến các thiết bị ghép
kênh; có nhiều nguyên lý ghép kênh khác nhau, ví dụ ghép kênh theo tấn số, ghép kênh
theo thời gian , điều này cho phép trên một đôi dây phục vụ nhiều cặp thông tin cùng
lúc.
1.3.2 Khái niệm và yêu cầu đối với mạng số liệu.
Từ những năm 60 đã xuất hiện các mạng xử lý trong đó các trạm cuối thụ động đ-
ợc nối vào một máy xử lý trung tâm. Máy xử lý trung tâm làm tất cả mọi việc, từ quản
lý các thủ tục truyền dữ liệu, quản lý sự đồng bộ các trạm cuối, quản lý các hàng đợi
cho đến việc xử lý các ngắt đến các trạm cuối. Để giảm nhẹ nhiệm vụ của máy xử lý
trung tâm, ngời ta thêm vào các bộ tiền xử lý (Prerocessor còn gọi là Protan) để nối
thành mạng truyền tin, trong đó các thiết bị tập trung (Concentrator) và dồn kênh
(Muntiplexor) dùng để tập trung trên cùng một đờng truyền các tín hiệu gửi tới từ trạm
cuối.
Đâù những năm 70 các máy tính đã đợc nối với nhau trực tiếp để tạo thành một
mạng máy tính và cũng trong những năm 70 bắt đầu xuất hiện mạng truyền thông
DTE DTEDCE Mạng DTE
trong đó các thành phần chính của nó là các nút mạng đợc gọi là các bộ chuyển mạch
dùng để hớng thông tin tới đích của nó. Các nút mạch đợc nối với nhau bằng đờng
truyền, còn các máy tính xử lý thông tin của ngời sử dụng (Host) hoặc các trạm cuối

(Terminal) đợc nối trực tiếp vào các nút mạng để khi cần thì trao đổi thông tin qua
mạng. Bản thân các nút mạng thờng cũng là máy tính nên có thể đồng thời đóng cả vai
trò máy của ngời sử dụng
Nút mạng(Switching Unit)
Hình1.11 - Một mạng truyền số liệu.
* Mạng số liệu bao giờ cũng gồm các thiết bị số liệu (thiết bị đầu cuối số liệu),
các trung tâm chuyển mạch, nút chuyển mạch và các kênh thông tin hoạt động theo
một quy trình kỹ thuật nhất định, theo một thể thức nhất định để truyền đạt dữ liệu giữa
các đối tợng.
*Một mạng số liệu xây dựng phải đáp ứng đợc các yêu cầu sau:
- Đảm bảo khả năng cho qua để truyền tải thông tin trong một thời gian nhất
định.
- Bảo đảm khả năng lắp đặt, đấu nối giữa tất cả các đối tợng của mạng mà
không phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng cũng nh không phụ thuộc chủng loại của
đối tợng.
- Bảo đảm truyền tin với độ đáng tin xác định, thời gian quá độ đấu nối càng
ngắn càng tốt với xác suất đấu sai ít nhất.
- Bảo đảm mức độ sử dụng khả năng cho qua của kênh và các thiết bị chuyển
mạch là cao nhất (hiệu suất sử dụng) trên cơ sở nhằm hạ giá thành đa tin.
Ngoài ra mạng số liệu còn phải:
- Bảo đảm khả năng đáp ứng trao đổi thông tin của đối tợng u tiên. Khả năng
truyền thông tin qua mạng là tốt nhất khi một kênh thông tin hoặc một nút chuyển
mạch có sự cố.
1.3.3 Các ph ơng pháp truyền tin số.
Có một số phơng pháp để truyền số liệu từ đầu cuối này đến đầu cuối khác. Tuy
nhiên, khoảng cách dây dẫn và các yêu cầu về tốc độ đều tác động đến việc lựa chọn
H
T
H
T

Nút mạng
truyền
thông
phơng pháp. Có hai phơng pháp truyền dẫn tín hiệu số chủ yếu là phơng pháp truyền
không đồng bộ và phơng pháp truyền đồng bộ.
a, Phơng pháp không đồng bộ (Asyuchoronous Communication).
Trong phơng pháp truyền không đồng bộ các nhóm bit (tơng ứng với các nhóm kí
hiệu) đợc truyền đi tách rời nhau, mỗi nhóm bit đợc bắt đầu bằng các bit đặt biệt (Star,
Stop) với mục đích đồng bộ thu và phát. Thời điểm bắt đầu truyền các nhóm bit là bất
kì và không liên quan đến nhau.
Ưu điểm của phơng pháp này là yêu cầu đồng bộ giữa thu và phát không đòi hỏi
chặt chẽ lắm, nhờ các bit "Star" và bit "Stop" xác điểm thời điểm đầu và cuối của nhóm
bit cho nên sự sai pha tích luỹ chỉ diễn ra trong thời gian thu nhóm bit đó. Chính điều
đó dẫn đến u điểm thứ hai là thiết bị trong hệ thống khá đơn giản, giá thành hệ thống
hạ.
Nhợc điểm của phơng pháp này là hiệu quả sử dụng kênh thấp do phải truyền
nhiều bit "Star" và bit "Stop" là những bit không mang tin. Mặt khác, tốc độ truyền tin
cũng rất bị hạn chế. Các Modem có tốc độ truyền tin không lớn hơn 1200 bit/s thờng
sử dụng phơng pháp này. Hình vẽ 1.12 mô tả phơng pháp truyền không đồng bộ.
Character
Start Parity stops
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7

Stops Start
Data Out
8

Rx
8 Tx CLK
Load CLK Read

Data in
Hình 1.12 - Phơng pháp truyền không đồng bộ.
b) Phơng pháp truyền đồng bộ (Synchronous Communication).
Phơng pháp truyền đồng bộ khắc phục đợc các nhợc điểm của phơng pháp không
đồng bộ. Bản chất của phơng pháp này là các tín hiệu số đợc gửi đi một cách liên tục
với tốc độ không đổi. Trong trờng hợp này, các thiết bị thu đầu cuối cần phải tạo ra và
duy trì tần số nhịp đồng bộ với tín hiệu số đầu vào (tức là đồng bộ với tần số nhịp bên
phát) trong suốt thời gian làm việc.
Control
Control
Control Control Control
Có nhiều cách duy trì đồng bộ giữa thu và phát, nh chèn thêm các bit đồng bộ và
dãy tín hiệu số, xáo trộn dãy tín hiệu số để đảm bảo mật độ các chuyển tiếp cần thiết
trong dãy tín hiệu số, trên cơ sở đó tái tạo tần số nhịp hoặc thiết lập mã truyền đặc biệt.
Các thuật toán trên cho phép duy trì đồng bộ giữa thu và phát ngay cả khi dãy tín
hiệu gồm một chuỗi bit "0" liên tiếp hoặc thiết bị phát tạm dừng.
SYN SYN SOH HEADER STX TEXT ETX BBC
Hình 1.13 - BISYNC Message Block Format.
Trong hệ thống truyền đồng bộ, số liệu có thể tổ chức thành từng khối (block)
theo các thủ tục khác nhau. Xét ví dụ thủ tục chuẩn BISYNC (Binary Sychronousn
Communication Protocol). Khuôn dạng của một khối tin BISYNC mô tả nh hình trên.
Trong đó:
- SYN: kí tự đồng bộ. Sau khi phát hiện hai kí tự đặc biệt đã biết trớc, thiết bị
thu bắt đầu ghi nhận kí tự SOH.
- SOH: (Star of Header) - byte mở đầu, xác định kích thớc và các đặc tính của
trờng Header.
- Header:Trờng này có độ dài thay đổi, có thể dùng để chứa địa chỉ nơi nhận tin.
- STX: (Star of Text) chỉ ra rằng ngay sau byte này là bắt đầu của văn bản.
- TEXT: trờng này có độ dài thay đổi, chứa đựng các kí tự mã ASCII hoặc
EBCDIC (nội dung tin tức cần truyền).

- EXT: (End of Text) byte này đánh dấu kết thúc của khối tin văn bản.
- BCC: (Block Check Character) đây là tổng kiểm tra 7 bit (LCR) hoặc 16 bit
(CRC) dùng để kiểm tra phát hiện lỗi.
Trong thực tế, ngời ta đa ra nhiều thủ tục chuẩn cho phép tổ chức việc truyền tin
rất mềm dẻo và hiệu quả.
1.3.4.Phân loại mạng
Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào yếu tố chinh đợc chọn để
làm chỉ tiêu phân loại, chẳng hạn đó là khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạch
a, Nếu lấy khoảng cách địa lí làm yếu tố chính để phân loại thì ta có mạng cục bộ,
mạng đô thị, mạng diện rộng và mạng toàn cầu.
- Mạng cục bộ (Local Area Netwok - LAN) là mạng đợc cài đặt trong phạm vi
tơng đối nhỏ (ví dụ nh toà nhà, khu trờng học, vv ) với khoảng cách lớn nhất giữa các
máy tính nút mạng chỉ trong vài trục kilomet trở lại.
- Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN) là mạng đợc cài đặt trong
phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100km trở
lại.
- Mạng diên rộng (Wide Area Network - WAN) là mạng đợc cài đặt trong phạm
vi vợt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa.
- Mạng toàn cầu (Global Area Network - GAN) phạm vi của mạng trải khắp các
lục địa trên trái đất.
ở đây chung ta cũng cần lu ý rằng: khoảng cách địa lý đợc dùng làm mốc để
phân loại mạng trên hoàn toàn có tính chất tơng đối. Nhờ sự phát triển của công nghệ
truyền dẫn và quản trị mạng nên càng ngày những ranh giới đó ngày càng mờ nhạt đi.
b, Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch (Switching) làm yếu tố chính để phân loại thì ta sẽ có
mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển mạch gói.
- Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switching Network) trong trờng hợp này khi
có 2 thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ đợc thiêt lập một kênh
(Circuit) cố định và đợc duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ
liệu chỉ đợc truyền theo con đờng cố định đó.
Data 2

Hình 1.14. Mạng chuyển mạch kênh.
Phơng pháp chuyển mạch kênh có 2 nhợc điểm chính: một là phải tiêu tốn thời
gian để thiết lập con đờng (kênh) cố định giữa 2 thực thể, hai là hiệu suất sử dụng đờng
truyền không cao vì sẽ có lúc kênh bị bỏ không do cả 2 bên đều hết thông tin cần
truyền trong khi các thực thể khác không đợc phép sử dụng đờng truyền này. Mạng
điện thoại là một ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.
- Mạng chuyển mạch thông báo (Mesage - Switched Network):
Thông báo (Mesage) là một đơn vị thông tin của ngời sử dụng có khuôn dạng đợc
qui định trớc. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ
đích của thông báo. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển
thông báo tới nút kế tiếp theo đờng dẫn tới đích của nó. Nh vậy, mỗi nút cần phải lu trữ
tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo để rồi sau đó chuyển tiếp thông
báo đi. Tùy thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể gửi đi trên
các con đờng khác nhau.
Hình 1.15- Mạng chuyển mạch thông báo.
Phơng pháp chuyển mạch thông báo có nhiều u điểm so với phơng pháp chuyển
mạch kênh, cụ thể là:
S
2
S
3
S
1
S
6
S
5
S
4
A

B
S
2
S
3
S
1
S
6
S
5
S
4
A
B
+ Hiệu suất sử dụng đờng truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà đợc
phân chia giữa các thực thể.
+ Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch thông báo) có thể lu trữ thông báo cho
tới khi kênh truyền rồi mới gửi thông báo đi, do đó giảm đợc tình trạng tắc nghẽn
mạng (Congestion).
+ Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ u tiên cho các thông
báo.
+ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ
quảng bá (Broadcast Addressing) để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích.
Nhợc điểm chủ yếu của phơng pháp chuyển mạch thông báo là không hạn chế
kích thớc của các thông báo, có thể dẫn đến phí tổn lu trữ tạm thời cao và ảnh hởng đến
thời gian đáp (Resposne Time) và chất lợng truyền đi. Rõ ràng là mạng chuyển mạch
thông báo thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu th điện tử (Electronic Mail) hơn là
đối với các áp dụng có tính thời gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lu trữ và xử lý
thông tin điều khiển tại mỗi nút.

- Mạng chuyển mạch gói (Packet - Switched Network):
Trong trờng hợp này, mỗi thông báo đợc chia làm nhiều phần nhỏ hơn gọi là các
gói tin (Packet) có khuôn dạng qui định trớc. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều
khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (ngời gửi) và đích (ngời nhận) của gói tin. Các gói tin
thuộc về một thông báo nào đó có thể đợc gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều con
đờng khác nhau.

Message



Hình 1.16 - Mạng chuyển mạch thông báo.
Chúng ta thấy các phơng pháp chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói là
gần giống nhau. Điểm khác biệt là ở chỗ các gói tin đợc giới hạn kích thớc tối đa sao
cho các nút mạng (nút chuyển mạch) có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà
không cần phải lu trữ tạm thời trên đĩa. Bởi thế nên mạng chuyển mạch gói truyền các
gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo.
Vấn đề khó khăn nhất của mạng loại này là việc tập hợp các gói tin để tạo lại
thông báo ban đầu của ngời sử dụng, đặc biệt trong trờng hợp các gói đợc truyền theo
S
2
S
3
S
1
S
6
S
5
S

4
A
B
1 2 3 4
1
4
1
2 4 3 1
2
4 3
4
2
4
3
1
3
2
nhiều đờng khác nhau. Cần phải cài đặt các cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói
tin bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng.
Do có u điểm mềm dẻo và hiệu suất cao hơn nên hiện nay mạng chuyển mạch gói
đợc dùng phổ biến hơn các chuyển mạch thông báo. Việc tích hợp cả hai kĩ thuật
chuyển mạch (kênh và gói) trong một mạng thống nhất (đợc gọi là mạng dịch vụ tích
hợp số - Intergrated Service Digital Networks, viết tắt là ISDN) đang là một trong
những xu hớng phát triển của mạng ngày nay.
1.3.5 Kiến trúc mạng.
Kiến trúc mạng máy tính (Network architecture) thể hiện cách nối các máy tính
với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc, quy ớc mà tất cả các thực thể tham gia truyền
thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Cách nối các máy
tính đợc gọi là hình trạng (Topolopy) của mạng, (mà từ đây để cho gọn ta gọi là topo
của mạng ). Còn tập hợp các quy ớc truyền thông thì đợc gọi là giao thức (Protocol)

của mạng. Topo và giao thức mạnh là hai khái niệm rất cơ bản của mạng máy tính, vì
thế chúng đợc trình bày cụ thể hơn ở phần sau:
* Topo mạng:
Có hai kiểu nối mạng chủ yếu là điểm - điểm (Poin-to-Poin ) và quảng bá
(Broadcast hay Poin-to-Poin ) .
Theo kiểu điểm - điểm, các đờng truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều
có trách nhiệm lu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Do cách thức
làm việc nh thế nên mạng kiểu này còn gọi là mạng ''lu và chuyển tiếp'' (Store-and-
Forward).
Hình sao Chu trình Cây Đầy đủ
Hình 1.17 - Một số Topo mạng kiểu điểm - điểm.

Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia chung một đờng truyền vật lý. Dữ
liệu đợc gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể đợc tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại, bởi
vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu
có phải dành cho mình hay không?
Satellite (vệ tinh)
Ring (vòng) Bus (xa lộ) hoặc Radio
Hình 1.18 - Một số Topo dạng quảng bá
Trong các Topo dạng Bus và vòng cần có một cơ chế "trọng tài" để giải quyết
"xung đột" khi nhiều nút muốn truyền tin cùng một lúc. Việc cấp phát đờng truyền có
thể là tĩnh hoặc động. Cấp phát tĩnh thờng dùng cơ chế quay vòng để phân chia đờng
truyền theo các khoảng thời gian chết vô ích của đờng truyền .
Trong Topo dạng vệ tinh mỗi nút cần có một angten để thu và phát sóng.
*Giao thức mạng:
Việc trao đổi thông tin, cho dù là đơn giản nhất cũng đều phải tuân theo những
quy tắc nhất định. Ngay cả hai ngời nói chuyện với nhau muốn cho cuộc nói chuyện có
kết quả thì ít nhất cả hai cũng ngầm tuân theo quy tắc: khi ngời này nói thì ngời kia
phải nghe và ngợc lại. Việc truyền tín hiệu trên mạng cũng vậy, cần phải có những quy
tắc, quy ớc về nhiều mặt, từ khuôn dạng, cú pháp, ngữ nghĩa của dữ liệu cho tới các thủ

tục gửi nhận dữ liệu kiểm soát hiệu quả, chất lợng truyền tin xử lý các lỗi và sự cố. Yêu
cầu về xử lý và trao đổi thông tin của ngời sử dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều
và phức tạp hơn. Tập hợp tất cả các quy tắc, quy ớc đó đợc gọi là giao thức của mạng.
Rõ ràng là các mạng có thể sử dụng các giao thức khác nhau tuỳ theo sự lựa chọn của
ngời thiết kế.
1.3.6 Truyền số liệu qua mạng điện thoại.
a, Đặt vấn đề.
Mạng điện thoại công cộng (Public Telephoe Network) là hệ thống thông tin đợc
ứng dụng rộng rãi nhất với qui mô rộng lớn ở mọi quốc gia. Chức năng chính của nó
đảm bảo kết nối và truyền dẫn các cuộc thoại ở các phạm vi khác nhau. Ngày nay, hầu
nh tại bất kì đâu trên đất nớc ta đều có thể liên lạc điện thoại đi mọi nơi trên thế giới.
Ngoài ra, ngành bu điện còn dành khả năng cho một số dịch vụ thông tin khác
qua mạng điện thoại quốc gia nh Telex, Telefax, , đó là các thiết bị thông tin chuyên
dụng có thể nối ghép và làm việc với mạng điện thoại.
Việc ứng dụng rộng rãi máy tính điện tử trong lĩnh vực đời sống, kinh tế đặt ra
một vấn đề bức thiết là tổ chức hệ thống thông tin số với qui mô quốc gia để các máy
tính có thể kết nối trao đổi thông tin hoặc dùng chung một nguồn thông tin nào đó.
Một trong những phơng án trớc mắt giải quyết vấn đề này là sử dụng chính mạng điện
thoại công cộng với các thiết bị ghép nối đầu cuối thích hợp, đó là Modem. Sơ đồ nối
ghép máy tính có chức năng là một thiết bị đầu cuối số liệu với mạng điện thoại nh
hình vẽ.
DTE DCE


RS232-C RS232-C
Interface Interface
Hình 1.19. Truyền số liệu qua mạng điện thoại.
Tuy nhiên, việc truyền tin qua mạng điện thoại cũng có một số điểm hạn chế, ví
dụ tốc độ truyền bị hạn chế bởi tốc độ rộng kênh thoại, mức độ can nhiễu trong hệ
thống không ảnh hởng đến chất lợng tín hiệu thoại nhng lại có thể gây sai sót đối với

tín hiệu số,
Thiết bị Modem với chức năng phối hợp biến đổi dạng tín hiệu số thành dạng tín
hiệu tơng tự phù hợp với kênh thoại khi truyền tin và biến đổi ngợc lại khi nhận tin, hai
quá trình đó là điều chế và giải điều chế (Modulation - Demodulation) gọi tắt là
Modem. Modem đảm bảo việc truyền dẫn số liệu nên ngời ta thờng gọi thiết bị truyền
dẫn số liệu (Data Communication Equipment-DCE). Hội đồng t vấn điện thoại điện
báo quốc tế cũng đa ra các chuẩn giao diện (Interface) để ghép nối giữa DTE với DCE
và giữa DCE với đờng dây thuê bao điện thoại. Tuỳ theo thuật toán làm việc và mức độ
"thông minh" của Modem mà tốc độ truyền tin cũng nh chất lợng thông tin có thể đợc
cải thiện rất nhiều.
b, Các phơng pháp điều chế tín hiệu số.
Tín hiệu điều hoà hình Sin có 3 tham số đặc trng đó là biên độ, tần số và pha tín
hiệu. Việc thay đổi riêng rẽ hay từng nhóm các tham số đó theo một quy luật nhất định
tơng ứng với quy luật biến đổi của các dãy tin hiệu số sẽ cho ta các phơng pháp điều
chế khác nhau. Sau đây, ta xét qua một số phơng pháp điều chế.
* Điều chế tần số.
Một phơng pháp là thể hiện các tín hiệu nhị phân "0"và "1" bằng hai tần số f
1
và
f
2
chọn trong băng (300-3400hz) hình vẽ 1.20. Phơng pháp này gọi là điều chế tần số
(hoặc FSK, khoá di tần) và nó đợc dùng cho tần số khoảng 0-1200bit/s (các Modem
tần số thấp).
0 1 1 0 1 0 0
S(f) f1=1300 Hz=1
Số liệu f2 =2000 Hz=0


f1 f2

Hz
1000 2000 3000
Tín
hiệu
đờng dây Tần phổ của CCITT -V23
1200bit/s
Hình 1.20 - Tín hiệu đợc điều chế tần số
Telephon
e
Network
MODEMTerminal
DTE
ComputerMODEM
*Điếu chế dịch pha.
Một phơng pháp khác là giữ nguyên tần số không đổi, nhng biến đổi pha của
sóng mang. Phơng pháp này còn gọi là khoá dịch pha (PSK), điều chế pha hoặc dịch
pha và đợc dùng trong tốc độ khoảng 2400 và 4800 bit/s.
Độ rộng của băng cần phải đợc hạn chế để lọt trong khoảng tần số hữu hiệu (300-
3400hz). Độ rộng băng tần của tín hiệu tính bằng "Hz" gần đồng nhất với tốc độ điều
chế (biểu thị bằng Baund).
Các Modem làm việc ở 2400 bit/s dùng bốn dịch pha khác nhau và hai bit số liệu
cho mỗi tín hiệu điều chế. Tốc độ điều chế _ tốc độ Baund sẽ là 2400/2=1200Baund.
Các dịch pha khác nhau là:
Số liệu Độ dịch pha
0 0 0 1 1 1 1 0
00 46
0

01 135
0

số liệu
11 225
0
10 315
0
45
0
135
0
225
0
315
0
Tín hiệu
đờng dây
Hình 1.21. Tín hiệu điều chế dịch pha ở 2400 bit/s.
Trong các Modem làm việc ở 4800bit/s dùng 8 dịch pha khác nhau với 3 bit số
liệu mỗi tín hiệu điều chế. Khi đó tốc độ Baund sẽ là 4800/3=1600 Baund. Các dịch
pha khác nhau là:
số liệu độ dịch pha S(t) Tần phổ CCITT.V26
2400bit/s
001 0
0
f
c
000 45
0
f
c
=1800Hz

010 90
0
011 135
0
111 180
0
110 225
0
100 270
0
101 315
0
Hz
1000 2000 3000
Hình 1.22 - Dịch pha phổ tần số
* Điều chế biên độ:
Cách thứ ba dùng để điều chế sóng mang truyền thông tin là thay đổi biên độ của
nó, điều chế biên độ thuần tuý chỉ xảy ra trên đờng thông tin có tốc độ truyền dẫn cao
trong các hệ thống băng rộng đặc biệt.
- Điều chế biên độ /pha: điều chế biên độ còn đợc tổ hợp với điều chế pha trong
các Modem 9600 bit/s hoặc cao hơn. Phơng pháp này gọi là QAM (điều chế biên độ
cầu phơng).
Trong các Modem làm việc ở 9600 bit/s, mỗi xung điều chế chứa 4 bit số liệu. Từ
8 dịch pha và 2 biên độ, tổng cộng có 8*2 = 16 bit trạng thái điều chế làm việc với hai
phơng pháp khác nhau cho độ tin cậy cao trong truyền số liệu. Trong trờng hợp này,
máy thu cần phân biệt 8 pha và hai biên độ khác nhau. QAM có yêu cầu tơng đối cao
đối với chất lợng đờng thông, do vậy Modem này có bộ cân bằng để tự động lái méo
biên độ và méo trễ nhóm. QAM cũng đợc dùng trong các Modem làm việc ở 14400 và
19200 bit/s, trong đó có khá nhiều trạng thái điều chế: ở 14400 bit/s có 128 và ở 19200
bit/s có 256 trạng thái.

90
0

Số liệu pha dịch biên độ
135
0
45
0
0001 0
0
thấp
0000 45
0
thấp
0010 90
0
thấp
0011 135
0
thấp
0111 180
0
thấp 180
0
0
0
0110 225
0
thấp
0100 270

0
thấp
0101 315
0
thấp
1001 0
0
cao
1000 45
0
cao
1010 90
0
cao
1011 135
0
cao
1111 180
0
cao 225
0
315
0
1110 225
0
cao
1100 270
0
cao
1101 315

0
cao 270
0
Hình 1.23 - Mẫu QAM ở tốc độ 9600 bit/s
Ch ơng 2
Cơ sở của mạng truyền số liệu
2.1. Kiến thức phân tầng
Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các mạng máy tính
hiện có đều đợc phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng. Mỗi hệ thống thành phần
của mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng, trong đó mỗi tầng đợc xây trên tầng trớc
đó. Số lợng các tầng cũng nh tên và chức năng của mỗi tầng là tuỳ thuộc vào các nhà
thiết kế. Chúng ta sẽ thấy cách phân tầng trong mạng của IBM, của DECNET, hay của
ARPANET là không giống nhau. Tuy nhiên, trong hầu hết các mạng, mục đích của
mỗi tầng là cung cấp các dịch vụ nhất định cho tầng cao hơn.
Hệ thống A Hệ thống B
Tầng n
Giao thức tầng N
Tầng n
.
.
.
.
.
.
Tầng i + 1
Giao thức tầng i + 1
Tầng i + 1
Tầng i
Giao thức tầng i
Tầng i

Tầng i - 1
Giao thức tầng i - 1
Tầng i - 1
.
.
.
.
.
.
Tầng 1
Giao thức tầng i - 1
Tầng 1
Đờng truyền vật lý
Hình 2.1 Minh họa kiến trúc phân tầng tổng quát.

Hình 2.1 minh họa một kiến trúc phân tầng tổng quát, với giả thiết A và B là hai
hệ thống máy tính, thành phần của mạng đợc nối với nhau.
Nguyên tắc của kiến trúc mạng phân tầng là: mỗi hệ thống trong một mạng đều
có cấu trúc tầng (số lợng tầng, chức năng của mỗi tầng là nh nhau). Sau khi đã xác
định số lợng tầng và chức năng của mỗi tầng thì công việc quan trọng tiếp theo là định
nghĩa mối quan hệ giữa 2 tầng kế nhau và mối quan hệ giữa 2 đồng mức ở 2 hệ thống
nối kết với nhau.
Trong thực tế, dữ liệu không đợc truyền trực tiếp từ tầng thứ i của hệ thống này
sang tầng thứ i của hệ thống khác, trừ với tầng thấp sử dụng đờng truyền vật lý để
truyền các sâu bit (0 , 1) từ hệ thống này sang hệ thống khác. ở đây quy ớc dữ liệu ở
bên hệ thống gửi đợc truyền sang bên hệ thống nhận bằng đờng truyền vật lý và cứ thế
đi ngợc lên các tầng trên. Nh vậy giữa 2 hệ thống kết nối với nhau, chỉ có tầng thấp
nhất mới có liên kết vật lý, còn ở các tầng cao hơn chỉ là những liên kết logic đợc đa
vào để hình thức hoá các hoạt động của mạng thuận tiện cho việc thiết kế và cài đặt các
phần mềm truyền thông.

2.2. Mô hình liên kết hệ thống mở
2.2.1. Mô hình 7 lớp OSI (Open System Interconnection).
Công việc thực hiện các hệ thống liên lạc để đối phó với các vấn đề gặp phải
trong thực tế là rất to lớn. Để tạo ra những thứ có thể điều hành đợc, công việc này cần
đợc phân nhỏ ra thành một số việc nhỏ. Mỗi việc nhỏ đợc coi là một việc thành phần.
Một kiểu phân chia nh vậy là mô hình 7 lớp OSI. Nó đặc biệt quan trọng vì nó tạo
ra cơ sở cho các giao thức mạng tơng tác hệ thống mở, thờng gọi là các giao thức OSI.
Lớp 7 : Lớp ứng dụng
Lớp 6 : Lớp trình bày
Lớp 5 : Lớp phiên
Lớp 4 : Lớp vận chuyển
Lớp 3 : Lớp mạng
Lớp 2 : Lớp liên kết
Lớp 1 : Lớp vật lý
Hình 2.2 Mô hình 7 lớp OSI.
Hình 2.2 mô tả mô hình 7 lớp ở dạng giản đồ, các lớp dới dành cho các công việc
chuyển tin theo một trình tự qua mạng thông tin. Lớp trên cùng tạo ra một mạng lới
cho ngời sử dụng cuối cùng của mạng là" lớp ứng dụng".
OSI định ra một tệp giao thức có thể đợc sử dụng . ở một số cấp, đặc biệt là các
cấp phía dới, có một số giao thức phụ có thể đợc sử dụng. Nó cho phép các mạng sử
dụng các tệp khác nhau của giao thức tuỳ thuộc vào kiểu mạng đợc sử dụng mà vẫn
cho phép hoà mạng với các mạng OSI khác.
2.2.2 Chức năng các lớp trong OSI .
- Lớp vật lý (Physical Layer): liên quan đến nhiệm vụ truyền hay nhận dòng bit
từ trong đờng truyền vật lý, truy nhập đờng chuyền vật lý nhờ các phơng tiện cơ, điện,
hàm, thủ tục. Tách bít / kí tự, điều chế / giải điều chế, tách lỗi đơn giản.
- Lớp liên kết ( Data link): cung cấp phơng tiện để truyền thông tin qua liên kết
vật lý đảm bảo tin cậy, gửi các khối dữ liệu với các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi
và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết.

- Lớp mạng (Network): Thực hiện việc chọn đờng và chuyển tiếp thông tin với
công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và cắt hợp dữ liệu
nếu cần.
- Lớp vận chuyển ( Transport): Thực hiện việc chuyển dữ liệu giữa 2 đầu mút
(End-to-End) thực hiện cả việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa 2 đầu
mút. Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh, cắt hợp dữ liệu nếu cần.
- Lớp phiên (Session): Cung cấp phơng tiện quản lý truyền thông giữa các ứng
dụng thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phơng truyền thông giữa các ứng
dụng.
- Lớp trình bày (Presentation): Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu
truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trờng OSI.