Đề tài kỹ thuật truyền số liệu trong mạng máy tính cục bộ

Trường Đại học Khoa học – Huế
Khoa Công nghệ thông tin

Bộ môn:

Kỹ thuật truyền số liệu
Đề tài:

Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng
máy tính cục bộ

Giảng viên hướng dẫn:
Võ Thanh Tú

Sinh viên thực hiện:
Trần Quốc Huy
Võ Thế Vân Hiếu
Mai Anh Tuấn
Hồ Sỹ Tú
Lê Đăng Việt

Huế, 11-2011


Tổng quan ............................................................................................................................ 4
1. Các mạng LAN nối dây ............................................................................................... 4
1.1 Các topo ...................................................................................................................... 4
1.2 Môi trường truyền dẫn ............................................................................................. 6
1.2.1. Cáp xoắn đôi (Twisted-pair Cable) .................................................................. 6
1.2.2 Cáp đồng trục (Coaxial Cable) .......................................................................... 7
1.2.3 Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable) ................................................................... 7

1.3 Các phương pháp điều khiển truy xuất môi trường .............................................. 9
1.3.1 Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện đụng độ CSMA/CD ........... 9
1.3.2 Token (thẻ) điều khiển ..................................................................................... 10
1.3.3 Vòng được chia khe (slotted ring) ................................................................... 11
1.4 Hệ thống Ethernet và Fast Ethernet (CSMA/CD) ............................................... 12
1.4.1Điều khiển truy xuất IEEE 802.3 ..................................................................... 12
1.4.2 Hệ thống CSMA/CD ......................................................................................... 14
1.4.3 Cấu trúc frame và các tham số hoạt động...................................................... 14
1.4.4 Hoạt động truyền frame .................................................................................. 15
1.4.5
Tiếp nhận frame .......................................................................................... 15
1.4.6 Các đặc tả IEEE 802.3 có băng thông 10Mbps. ............................................. 16
1.4.7 Các đặc tả IEEE 802.3 có băng thông 100Mbps ............................................ 20
1.5 Hệ thống Token ring và FDDI ............................................................................... 20
1.5.1 Điều khiển truy xuất môi trường trong IEEE 802.5 ..................................... 20
1.5.2 Khuôn dạng Frame IEEE 802.5 ...................................................................... 21
1.5.3 Đặc tả lớp vật lí IEEE 802.5 ............................................................................ 22
1.5.4 Điều khiển truy xuất FDDI .............................................................................. 22
1.6 Hệ thống token bus .................................................................................................. 24
1.6.1 Khái quát ........................................................................................................... 24
1.6.2 Hoạt động cơ bản .............................................................................................. 25
1.6.3 Chuyển token .................................................................................................... 26
1.6.4 Cửa sổ đáp ứng ................................................................................................. 26
1.6.5 Khởi động .......................................................................................................... 27
1.6.6. Hoạt động ưu tiên ............................................................................................ 28
1.7 Hệ thống 100VG – AnyLAN................................................................................... 29
1.7.1 Topo ................................................................................................................... 29
1.7.2 Điều khiển truy xuất môi trường .................................................................... 29
1.7.3 Đặc tả lớp vật lý của 100VG-Any LAN .......................................................... 32
1.8 ATM LAN (Asynchronous Transfer Mode) ......................................................... 32

1.9 Fibre Channel .......................................................................................................... 34
1.9.1 Khái quát ........................................................................................................... 34
1.9.2 Các phần tử Fibre Channel ............................................................................. 35
1.9.3 Kiến trúc giao thức Fibre Channel ................................................................. 36
Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Mục Lục

2


Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.9.4 Môi trường và giao tiếp vật lý ......................................................................... 37
1.9.5 Giao thức truyền ............................................................................................... 37
1.9.6 Giao thức đồng bộ frame ................................................................................. 37
1.9.7 Các dịch vụ chung ............................................................................................ 38
1.9.8 Các giao thức lớp trên (Ánh xạ) ...................................................................... 38
2. Các LAN không dây...................................................................................................... 39
2.1 Khái quát .................................................................................................................. 39
2.2 Đường truyền không dây ........................................................................................ 40
2.2.1 Đường truyền bằng sóng radio ........................................................................ 40
2.2.2 Đường truyền bằng sóng hồng ngoại .............................................................. 40
2.3. Các lược đồ truyền ................................................................................................. 41
2.3.1. Lược đồ truyền sóng radio.............................................................................. 41
2.3.2. Lược đồ hồng ngoại (infrared) ....................................................................... 43
2.4. Các phương pháp điều khiển truy xuất môi trường ........................................... 44
2.4.1. CDMA (Code-Division Multiple Access) ....................................................... 44

2.4.2. CSMA/CD......................................................................................................... 44
2.4.3. CSMA/CA......................................................................................................... 45
2.4.4. TDMA ............................................................................................................... 45
2.4.5. FDMA ............................................................................................................... 45
2.4.6. Chức năng bổ sung .......................................................................................... 45
2.5. Các chuẩn ................................................................................................................ 46
3. Các giao thức ................................................................................................................. 47
3.1. Các dịch vụ lớp MAC ............................................................................................ 47
3.2. Lớp LLC.................................................................................................................. 48
3.3. Lớp mạng ................................................................................................................ 48

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

3


Tổng quan
Các mạng số liệu cục bộ thường được gọi đơn giản là mạng cục bộ và gọi tắt là
LAN. Chúng thường được dùng để liên kết các đầu cuối thông tin phân bố trong một tòa
nhà hay một cụm công sở nàođó. Thí dụ có thểdùng LAN liên kết các máy trạm phân
bố ở các văn phòng trong một cao ốc hay trong khuôn viên của trường đại học, cũng có
thể liên kết các trang thiết bị mà nền tảng cấu tạo của chúng là máy tính phân bố xung
quanh một nhà máy hay một bệnh viện. Vì tất cả các thiết bị đều được lắp đặt trong một
phạm vi hẹp nên các LAN thường được xây dựng và quản lý bởi một tổ chức nào đó.
Chính vì lý do này mà các LAN được xem là các mạng dữ liệu tư nhân.
Điểm khác biệt chủ yếu giữa một đườ ng truyền thông tin được thiết lập bằng LAN
và một cầu nối được thực hiện thông qua mạng số liệu công cộng là một LAN thường cho
tốc độ truyền số liệu nhanh hơn do đặc trưng phân cách về mặt địa lý và cự ly ngắn. Trong
ngữ cảnh của mô hình tham chiếu OSI thì khác biệt này chỉ tự biểu lộ tại các lớp phụ
thuộc mạng. Trong nhiều trường hợp các lớp giao thức cấp cao hơn trong mô hình tham

chiếu giống nhau trong cả LAN và mạng số liệu công cộng. Có hai loại LAN hoàn toàn
khác nhau: LAN nối dây và LAN không dây (wireless LAN) như bao hàm trong tên của
từng loại , LAN nối dây dùng các dây nối cố định thực như cáp xoán, cápđồng trục để làm
môi tr ườ ng truyền dẫn trong khiđó các LAN không dây dùng sóng vô tuyến hay sóng ánh
sáng để làm môi tr ườ ng truyền dẫn, cách tiếp cận với hai loại là khác nhau.

1.

Các mạng LAN nối dây

Hình 1.1.1: Topo dạng Bus

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Hình 1.1.2: Topo dạng Ring

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Trước khi nghiên cứu cấu trúc và hoạt động của các kiểu LAN nối dây cần nhận
diện một vài yếu tố cần chọn lựa trong xây dựng LAN.
1.1 Các topo
Hầu hết các mạng diện rộng WAN thí dụ như mạng điện thoại công cộng PSTN
(publicswitching telephone network), dùng topo dạng lưới, tuy nhiên do đặc thù phạm vi
vật lý giới hạn của các thuê bao (DTE ) trên LAN nên cho phép dùng các topo đơn giản
hơn. Có 4 topo thông dụng là Bus, Ring, Star, Hub/Tree.

4


Hình 1.1.4: Topo dạng Hub/Tree

Tổng đài PABX (Pritvate Automatic Branch eXchange) là một dạng Star Topo.
Một cầu nối đượ c thiết lập xuyên qua một tổng đài PABX Analog truyền thống bằng
nhiều phương pháp giống với một cầu nối được thực hiện qua mạng PSTN Analog, trong
đó tất cả các con đường xuyên qua mạng đều được thiết kế chỉ để mang tín hiệu thoại có
băng thông giới hạn. Do đó muốn truyền số liệu phải dùng các modem, tuy nhiên hầu hết
các PABX hiện đại dùng kỹ thuật chuyển mạch số và do đó cũng được gọi là tổng đài số
cá nhân PDX (Pritvate Digital eXchange). Với sự xuất hiện các IC giá rẻ thực hiện các
chức năng chuyển đổi analog digital và ngược lại, làm cho việc mở rộng chế độ làm việc
digital thuê bao nhanh chóng trở thành hiện thực. Điều này có nghĩa những đường chuyển
mạch 64 Kbps thường được dùng cho, điện thoại số sẽ luôn có sẵn tại mỗi kết cuối thuê
bao, do đó có thể được dùng cho cả thoại và số liệu. Tuy nhiên ứng dụng chủ yếu của
PDX là cung cấp một đường truyền dẫn chuyển mạch cho phiên thông tin cục bộ giữa các
đầu cuối tích hợp thoại và số liệu, phục vụ trao đổi thư điện tử, truyền tập tin… Hơn thế
nữa, kỹ thuật số trong PDX cho phép cung cấp các dịch vụ như voice store and forward và
teleconferencing (nhiều thuê bao tham gia vào cuộc gọi đơn).
Các topo thích hợp hơn với các LAN đã được thiết kế để thực hiện chức năng của
các mạng truyền số liệu nhỏ nhằm liên kết với máy tính cục bộ, đó là topo dạng Bus và
dạng Ring, thông thường trong topo dạng Bus cáp mạng được dẫn qua các vị trí có DTE
cần nối vào trong mạng, và một kết nối vật lý được thực hiện tại đó để cho phép các DTE
truy xuất các dịch vụ mạng. Tiếp đó là một mạch điều khiển truy xuất và các giải thuật
được dùng để chia sẻ băng thông truyền dẫn có sẵn cho nhóm DTE được nối vào mạng.
Với topo Ring cáp mạng đi từ một DTE đến một DTE khác cho đến khi các DTE
được nối thành với nhau thành một vòng. Đặc trưng của Ring là một liên kết điểm nối
điểm trực tiếp với mỗi DTE láng giềng hoạt động theo một chiều. Cần một giải thuật thích
hợp làm nhiệm vụ chia sẻ việc sử dụng Ring giữa các user trong nhóm.
Tốc độ truyền dữ liệumđược dùng trong Bus và Ring vào khoảng từ 1đến 100
Mbps, điều đó khá phù hợp với việc liên kết nhóm các thiết bị cục bộ dựa trên nền máy
tính chẳng hạn như các Workstation trong các văn phòng hay các bộ điều khiển thông
minh xung quanh một hệ xử lý nào đó.

Một dạng topo khác được gọi là hub/tree. Mặc dù các mạng này giống như mạng
star nhưng hub chỉ đơn giản là kết nối dạng bus hay ring được tập trung lại tại một đơn vị
trung tâm. Các dây dẫn dùng để kết nối mỗi DTE vào bus hay ring được mở rộng ra từ
hub. Do đó, không giống như PDX, hub không thực hiện bất kỳ hoạt động chuyển mạch
Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.1.3: Topo dạng Star

5


nào, nó chỉ làm chức năng của một tập các bộ lặp truyền lại tất cả các tín hiệu nhận được
từ các DTE đến các DTE khác theo phương pháp như trong các mạng bus và ring. Hub
cũng có thể kết nối theo dạng phân cấp hình cây.
1.2 Môi trường truyền dẫn
Môi trường truyền dẫn để tạo ra các đường liên kết vật lý các nút mạng có thể là
cáp đồng trục, cáp sợi quang, cáp xoắn đôi, radio. Mỗi loại môi trường truyền dẫn đều chỉ
phù hợp với tình trạng kết nối mạng và yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu giữa các nút mạng.
Cáp xoắn, cáp đồng trục và cáp quang là môi trường truyền dẫn chủ yếu của mạng LAN.
1.2.1. Cáp xoắn đôi (Twisted-pair Cable)
Loại cáp này gồm 2 đường dây dẫn đồng trục được xoắn vào nhau nhằm giảm
nhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và gây ra bởi bản thân chúng với nhau.
Có loại cáp xoắn đôi được dùng là cáp có vỏ bọc kim STP (Shield Twisted Pair) và cáp
không có vỏ bọc kim UTP.

STP: Lớp bọc kim bên ngoài cáp xoắn đôi có tác dụng chống nhiễu điện từ. Có
nhiều loại chỉ gồm 1 đôi dây xoắn ở trong vỏ bọc kim, nhưng cũng có loại gồm nhiều đôi
dây xoắn. Tốc độ truyền trên cáp này là 155 Mbps, khoảng cách là 100m.

UTP: Tính năng tương tự như STP chỉ kém về khả năng chống nhiễu và suy hao do
không có vỏ bọc kim loại. Có 5 lọa thường dùng là:
- UTP loại 1 và 2: sử dụng thích hợp cho truyền thoại và số liệu tốc dộ thấp (duwos
4 Mbps).
- UTP loại 3: thích hợp cho việc truyền tốc độ lên đến 16 Mbps.
- UTP loại 4: thích hợp cho việc truyền tốc độ lên đến 20 Mbps.
- UTP loại 5: thích hợp cho việc truyền tốc độ lên đến 100 Mbps.
Trên phần lớn các tuyến thuê bao, cáp đôi được dùng một cách phổ biến vì dễ dàng
và kinh tế, những cáp đôi này được cách điện cẩn thận băng Polivinyl hoặc Poliethylene,
được xoắn vào một sợi cáp, PVC hoặc PVC được dùng và sau đó lớp bọc cáp sẽ được phủ
bên ngoài dây cáp. Để tránh hư hỏng vì bị ẩm hở/ngắt mạch điện người ta dùng băng
nhôm hoặc đồng vào giữa các vỏ. Một cách tổng quát với các loại cáp địa phương các dây
điên có lõi đường kính 0.4, 0.5, 0.65 và 0.9 được sử dụng một cách rộng rãi.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.2.1: Cáp STP và UTP

6


1.2.2 Cáp đồng trục (Coaxial Cable)
Cáp đồng trục được chế tạp bằng một sợi dây dẫn đồng nhất được bao quanh bằng
một dây trung tính gồm nhiều sợi nhỏ bện lại, giữa 2 dây này có một lớp cách ly bên ngoài
có một lớp vỏ bảo vệ.

Hình 1.2.2: Cáp đồng trục

1.2.3 Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable)
Cáp sợi quang là công nghệ mới nhất được dùng trong các mạng. Một chùm tia
sáng được rọi xuyên suốt sợi thủy tinh luồn dọc theo dây cáp, bộ phân điều biến sẽ điều
khiển tia sáng ấy để thành tín hiệu.
Do chùm tia sáng để truyền tin nên hệ thống này chống được nhiễu điện từ bên
ngoài, bản thân cáp không tự gây nhiễu nên có thể truyền với tốc độ cục nhanh và không
hề sai sót. Cáp sợi quang cũng là môi trường truyền đa kênh (multichannel medium).
THông lượng của sợi quang rất lớn. Dùng sợi quang có những khó khăn: đắt tiền, khó hàn
nối, khó mắc rẽ nhánh vào các trạm bổ xung.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Có 2 hệ thống truyền khác nhau được dùng với cáp đồng trục:
Băng tần cơ sở (Baseband): Hệ truyền trên băng tần cơ sở nhận tín hiệu số
đến từ máy tính và truyền trực tiếp tín hiệu ấy qua cáp đến trạm thu, truyền đơn kênh, tốc
độ truyền đạt 10 Mbps, khảng cách truyền tối đa là 4000m.
Băng tần rộng (Broadband): Hệ truyền băng rộng đổi tín hiệu số thành tín
hiệu tương tự có tần số vô tuyến (RF) và truyền nó đến tramk thu, tại đó tín hiệu có tần sô
vô tuyến được đổi lại thành tín hiệu sô. Một bộ giải điều biến đảm nhận việc đó, mỗi trạm
phải có một modem riêng để dùng với băng tần rộng. Cáp đồng trục băng tần rộng là môi
trường truyền đa kênh, tốc độ truyền tối đa 5 Mbps, khoảng cách truyền là 50 Km.
Các loại cáp đồng trục được hay dùng: RG-8, RG-11, RG-59, RG-62…

7


Hình 1.2.3: Cáp quang
Cáp sợi quang có thể hoạt động một trong hai chế độ: single mode (chỉ một đường

dẫn quang duy nhất) hoặc multi mode (có nhiều đường dẫn quang).

Căn cứ vào đường kính lõi sợi quang, đường kính lớp áo bọc và chế độ hoạt động
hiện nay có 4 loại cáp sợi quang hay được dùng đó là:
Cáp có đường kính sợi lõi 8.3 micro/đường kính lớp áo 125 micro/single
mode.
Cáp có đường kính sợi lõi 50 micro/đường kính lớp áo 125 micro/single
mode
Cáp có đường kính sợi lõi 62.5 micro/đường kính lớp áo 125 micro/single
mode
Cáp có đường kính sợi lõi 100 micro/đường kính lớp áo 125 micro/single
mode
Ta thấy đường kính sợi lõi rất nhỏ nên rất khó khăn khi phải đấu nối cáp sợi quang,
cần phải có công nghệ đặc biệt đòi hỏi chi phí cao/
Giải thông cho cáp sơi quang có thể đạt tới 2 Gbps. Độ suy hao trong cáp sợi quang
là rất thấp. Tín hiệu truyền trên cáp sợi quang không bị phat hiện và thu trộm, an toàn
thông tin trên mạng được đảm bảo.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.2.4: Single mode và multi mode

8


1.3 Các phương pháp điều khiển truy xuất môi trường
Khi một đường thông tin được thiết lập giữa hai DTE qua một mạng star, phần tử
điều khiển trung tâm đảm bảo rằng đương truyền giữa hai DTE được giữ vững trong suốt

cuộc gọi. Tuy nhiên đối với topo dạng bus và ring, chỉ có một đương dẫn luận lí liên kết
tất cả các DTE. Do đó, tất cả các DTE trên mạng phải tuân thủ một quy tắc nhất định để
đảm bảo môi trường truyền được truy xuất và được dùng theo phương pháp tối ưu. Có hai
ký thuật được chấp nhận và được công bố trong nhiều văn bản khác nhau đó là: đa truy
xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện đụng độ CSMA/CD (Carier Sense MultipleAccess With Collision Detection) dùng cho topo dạng bus và thẻ điều khiển (control
token) cho mạng bus hoặc ring. Một phương pháp truy xuất khác dựa trên một vòng phân
khe (slotted ring) cũng được dùng rộng rãi với mạng ring.

Hình 1.3.1: Cơ chế hoạt đông của phương pháp CSMA/CD

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.3.1 Đa truy xuất cảm nhận sóng mang có phát hiện đụng độ CSMA/CD
Phương pháp CSMA/CD chỉ được dùng cho topo dạng bus. Với cấu hình mạng này
tất cả các DTE được nối một cách trực tiếp vào cùng một cáp, cáp này được truyền tất cả
số liệu cho bất kỳ một cạp DTE nào trên mạng. Tổ chức hoạt động như vậy của cáp được
gọi là làm việc theo chế độ đa truy xuất (multiple access mode). Để truyền số liệu, DTE
truyền trước hết phải đóng gói số liệu thành một frame với địa chỉ DTE đích được đặt tại
đầu frame. Sau đó farme này được truyền trên cáp, thao tác truyền này mang tính quảng
bá (broadcast). Tất cả các DTE trên mạng đều phát hiện được frame bất cứ khi nào nó
được truyền trên cáp. Khi DTE đích phát hiện được frame hiện hành đang được truyền có
địa chỉ ở đầu frame trùng với địa chỉ của nó, nó tiếp tục đọc số liệu chứa trong frame và
đáp ứng tùy vào giao thức liên kết định nghĩa. Địa chỉ DTE nguồn là một phần trong
header của frame, nhờ đó DTE đích có thể đáp ứng trực tiếp với DTE nguồn này.

9

Với cơ chế hoạt động này hai DTE có thể cùng nỗ lực truyền một frame lên cáp
cùng lúc vào bất cứ thời điểm nào, khiến cho số liệu từ hai nguồn va chạm nhau gây hư
hỏng. Để giảm thiểu khả năng này, trước khi DTE nguồn truyền một frame nó phải lắng
nghe xem trên cáp có một farm nào đạng đươc truyền hay không. Nếu có một tín hiệu
sóng mang được cảm nhận CS (carier sense), thì DTE sẽ dừng quá trình truyền của nó cho
đến khi frame được truyền xong, và chỉ nổ lực truyền frame vào thời điểm sau đó. Ngay
cả như vậy, cũng có hai DTE muốn truyền frame cũng đồng thời xác định không có hoạt
động nào trên bus và cả hai sẽ bắt đầu truyền farm một cách đồng thời. Một đụng độ sẽ
xảy ra, nội dung của cả hai frame sẽ va chạm nhau và hư hỏng.

Hình 1.3.1: Token điều khiển
Môi trường vật lý không nhất thiết phải là topo dạng ring, một token có thể được
dùng để điều khiển truy xuât vào một mạng bus. Đối với vòng vật lý thì cấu trúc vòng
chuyển token giống với cấu trúc vòng vật lý, với thứ tự chuyển token trùng với thứ tự vật
lý của các DTE nối trong ring. Tuy nhiên, với mạng bus thứ tự của vòng luận lý hoàn toàn
không giống với thứ tự của các DTE trên cáp. Hơn nữa, với phương pháp truy xuất token
tren một mạng bus, tất cả các DTE không cần nối vào vòng luận lý.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.3.2 Token (thẻ) điều khiển
Một phương pháp khác nhằm truy xuất vào môi trường chia sẻ là phương pháp
dùng token điều khiển. Token này được chuyển từ một DTE này sang một DTE khác tùy
vào quy tắc được định nghĩa, được tất cả DTE nối vào môi trường hiểu và tuân theo. Một
DTE có thể truyền một frame chỉ khi nó ở trong trạng thái sở hữu token, sau khi đã truyền
frame, nó chuyển token đi tiếp để cho phép DTE khác truy cập vào môt trường truyền.
Tuần tự hoạt động có thể tóm tắt như sau:
Trước hết một vòng luân lí được thiết lập để liên kết tất cả các DTE nối vào

môi trường vật lí này và một token điều khiển được tạo ra.
Token được chuyển từ DTE này sang DTE khác xung quanh vòng luân lí
cho đến khi nó được tiếp nhận bởi một DTE đang đợi truyền frame.
Sau đó DTE đang đợi truyền, truyền các frame của nó qua môi trương vật lí
này, sau khi kết thúc truyền nó sẽ chuyển token điểu khiển cho DTE kế trong vòng luân lí.

10


Hình 1.3.2: Sơ đồ mạng token bus
Một đặc tính khác của phương pháp điều khiển truy xuất băng token điều khiển là
có thể phối hợp token với mức ưu tiên, do đó cho phép các frame có tính ưu tiên cao hơn
được truyền trước.

Hình 1.3.4: Slotted ring
Khởi đầu, tất cả các khe được đánh dấu rỗng khi bộ giám sát đặt bit đầy/rỗng tại
đầu mỗi khe ở trạng thái rỗng. Khi một DTE muốn chuyển một frame, nó đợi cho đến khi
Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.3.3 Vòng được chia khe (slotted ring)
Vòng phân khe được dùng chủ yếu cho truy xuất vào một mạng ring. Trước hết
ring được tạo bởi một node đặc biệt để chứa một số không đổi các bit, node đặc biệt này
được gọi là bộ giám sát (monitor). Luồng bit chạy liên tục trên vòng từ DTE này đến DTE
khác. Sau đó, khi mỗi bit được nhận bởi một DTE, giao tiếp DTE kiểm tra bit này và
chuyển sang DTE kế trong ring và cứ thế. Monitor đảm bảo rằng luôn có số bit không đổi
chạy vòng trên ring, bất chấp số DTE tạp nên ring. Ring hoàn chỉnh được bố trí chứa một
số không đổi các khe, mỗi khe hình thành một tập các bit và có khả năng mang một frame
thông tin có kích thước cố định.

11


phát hiện một khe rỗng. Sau đó DTE đánh dấu khe này đầy và chèn nội dung frame vào
khe cùng địa chỉ DTE nguồn yêu cầu, địa chỉ DTE đích tại đầu frame và cả 2 bit đáp ứng
ở cuối frame lúc này được thiết lập là 1. Khe chứa frame này sau đó chạy vòng trên ring
vật lí từ DTE này đến DTE khác. Mỗi DTE trong ring kiểm tra địa chỉ đích tại đầu của các
khe được đánh dấu là đầy. Nếu phát hiện thấy trùng địa chỉ với nó và giả sử nó sẵn sàng
tiếp nhận, nội dung frame được đọc vào từ khe, cùng thời điểm này nó vẫn tiếp tục lặp lại
nội dung của các frame khác (không sửa chữa) lên ring. Sau khi đọc nội dung frame, DTE
đích sử dụng cặp bit cuối khe để chỉ ra rằng nội dung khe đã được đọc hoặc DTE đích
đang bận hay không ở trạng thái hoạt động, các bit được đánh dấu tùy theo đó hoặc để
nguyên.

Hình 1.3.5: Định nghĩa bit của mỗi khe

1.4 Hệ thống Ethernet và Fast Ethernet (CSMA/CD)
1.4.1Điều khiển truy xuất IEEE 802.3
Như đã đề cập ở phần phương pháp truy xuất môi trường CSMA/CD, CSMA/CD
chỉ được dùng cho mạng bus. Vì các lí do lịch sử, một mạng bus CSMA/CD cũng còn gọi
là mạng Erthernet. Về nguyên tắc của CSMA/CD có thể tóm tắt lại như sau:
Bước 1: Nếu môi trường nhàn rỗi thì truyền, ngược lại đến bước 2.
Bước 2: Nếu môi trường là bận thì tiếp tục lắng nghe cho đến khi kênh rảnh thì
truyền.
Bước 3: Nếu phát hiện đụng độ trong quá trình truyền, truyền một tính hiệu nhồi để
đảm bảo tất cả các trạm khác biết được đụng độ này và ngừng ngay công việc truyền
chúng.
Bước 4: Sau khi truyền tín hiệu nhồi, đợi trong một thời gian ngẫu nhiên sau
khoảng thời gian đợi này thì tiến hành truyền lại.

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Đối với DTE nguồn, sau khi khởi động truyền một frame, đợi cho đến khi frame
chạy vòng trên ring băng cách đếm số khe đã được lặp lại tại giao tiếp vòng. Khi tiếp nhận
bit đầu tiên của khe dùng để truyền frame này, nó lại đánh dấu khe là rỗng đợi đọc bit đáp
ứng từ đuôi khe của khe này để xác định hành động tiếp theo.
Bit giám sát được dùng bởi bộ giám sát để phát hiện xem một DTE có hỏng hay
không để giải phóng khe sau khi nó được truyển. Bit này được reset bởi Dte nguồn khi nó
truyền một frame lên ring. Sau đó bộ giám sát sẽ set bit này cho mỗi khe đầy khi được lặp
tại giao tiếp trong vòng của nó.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

12


Một nguyên tắc quan trọng trong hầu hết các hệ thống CSMA/CD và bao gồm các
chuẩn IEEE là các frame phải đủ dài để đụng độ được phát hiện trước khi hết thúc việc
truyền. Nếu chiều dài frame ngắn hơn, không thể phát hiện ra đụng độ và chất lượng của
CSMA/CD kém như trường hợp giao thức CSMA (đa truy xuất cảm nhận phát hiện sóng
mạng không phát hiện đụng độ).
Mặc dù triển khai CSMA/CD về cơ bản giống nhau trong băng cơ bản và băng
rộng, vẫn có vài điểm khác nhau. Một trong những khác nhau là các phương tiện cảm
nhận sóng mang, trong hệ thống băng cơ bản điều này được thức hiện bằng cách phát
hiện một chuỗi xung điện áp, trong các hệ thống băng rộng là phát hiện sóng mang RF.
Phát hiện đụng độ cũng khác nhau trong cả hai hệ thống. Trong hệ thông băng cơ
bản, một đụng độ về căn bản tạo ra một chuỗi điện áp cao hơn điện áp được tạo ra bởi bộ
truyền. Tùy vào tiêu chuẩn IEEE mà bộ truyền sẽ phát hiện được một đụng độ khi tín hiệu
trên cáp tại thời điểm nối mạch phát vượt qua giá trị tối đa mà mạch phát có thể tạo ra.

Một lược đồ phát hiện đụng độ đơn giản hơn có thể dùng với cấu hình mạng star dùng cáp
xoắn đôi. Trong trường hợp này, việc phát hiện đụng độ mang tính luận lý thay vì dựa vào
sự cảm nhận độ lớn của điện áp. Trong bất cứ trường hợp nào, nếu có tín hiệu tích cực
trên nhiều hơn một cổng, coi như có đụng độ xảy ra. Một tín hiệu đặc biệt được phát lên
đặc biệt được phát lên tất cả các cổng. Tín hiệu này được các mode dịch ra là đang có
đụng độ xảy ra.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.4.1: Hoạt động của CSMA/CD

13


1.4.3 Cấu trúc frame và các tham số hoạt động
Khuôn dạng của một frame theo giao thức IEEE 802.3 bao gồm các field (là một
phân vùng chứ một số bit trong frame) sau:
Preamble: Một mẫu gồm 7 octet, mỗi octet có dạng 10101010 được dùng
bởi máy thu để thiết lập đồng bộ bit.
SED (start frame delimiter): là tuần tự 10101011, chỉ ra điểm bắt đầu thực
sự của frame và cho phép máy thu định vị được bit đầu tiên của phần còn lịa của frame.
DA (destination address): chỉ định trạm (hay nhiều trạm) mà frame hướng
đến. Nó có thể là một địa chỉ vật lý duy nhất, một địa chỉ nhóm hay một địa chỉ quảng bá.
Việc chọn chiều dài địa chỉ này là 16 hay 48 bit là một quyết định trong quá trình hiện
thực, và phải thống nhất trên tất cả các trạm trên LAN.
SA (source address): chỉ đích trạm đã truyền frame.
Length: Chỉ ra chiều dài field chứa số liệu (LLC data).
Data: Vùng chứa số liệu được cung cấp bởi LLC (tối thiểu 46 byte, tối đa

1500 byte).
- Pad: Các byte thêm vào để đảm bảo đủ chiều tối thiểu cho hoạt động phát
hiện đụng độ (CD).
- FCS (frame check sequence: frame kiểm tra trình tự): Một vùng 32 bit
chứa mã kiểm tra CRC.

Hình 1.4.2: Cấu trúc frame
Tất cả các frame được truyền trên cáp dùng mã đường dây Manchester.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.4.2 Hệ thống CSMA/CD
Mặc dù mạng CSMA/CD có thể dùng trong các môi trường khác nhau nhưng tất cả
đều hoạt động theo cùng phương pháp MAC (media access control: kiểm soát truy cập
môi trường). Đối với cáp đồng trục dạng thin-wire và thick-wire, khác nhau chủ yếu là vị
trí của mạch thu phát. Trong trường hợp thick-wire mạch này được đặt tại bộ nối rẽ cáp,
do đó còn được gọi là transceiver. Đối với thin-wire cáp nối trực tiếp vào card giao tiếp
trong DTE, do đó transceiver được tich hợp trong card giao tiếp.
Transceiver chứa các mạch điện cần thiết để thực hiện các chức năng sau đây:
Truyền và nhận số liệu đi và đến từ cáp.
Phát hiện đụng độ trên môi trường cáp.
Tạo nên một ngăn cách về điện giữa cáp đồng trục và các mạch điện giao
tiếp trong cáp.
Bảo vệ cáp tránh những tác động xấu bởi hỏng hóc trên transceiver hay
DTE được nối vào.

14

Bảng tham số hoạt động của frame trong mạng bus CSMA/CD:

Tham số
Tốc độ
Khe thời gian
Giới hạn truyền lại
Giới hạn quay lui
Kích thước nhồi
Kích thước frame tối đa
Kích thước frame tối thiểu

10Mbps(Manchester encoded)
16
10
32 bit
1518 octets
512 octets

1.4.5 Tiếp nhận frame
Tại mỗi DTE tích cực kết nối vào mạng, trước hết đơn vị MAC phát hiện các tín
hiệu từ các transceiver và phát tín hiệu cảm nhận sóng mang để ngăn cản các hoạt động
truyền mới từ DTE này. Tuần tự (preamble) đến được dùng để đồng bộ bit và sau đó
luồng dữ liệu đã được mã hóa theo mã Manchester được dịch ngược lại thành bit nhị phân
thông thường và được xử lí ngay sau đó. Việc xử lí như sau :
Trước hết các bit của preamble bị hủy bỏ cùng với SFD. Trường địa chỉ đích được
xử lí để xác định nơi nhận frame. Nếu đã xác định là của chính DTE liên quan, nội dung
frame bao gồm địa chỉ đích, địa chỉ nguồn và số liệu được nạp vào bộ đệm để xử lí tiếp.
nội dung của FCS sẽ được so sánh với kết quả được tính toán bởi đơn vị MAC trong quá
trình tiếp nhận frame, nếu bằng nhau thì địa chỉ đầu tiên của bộ đệm chứa frame được

chuyển cho lớp giao thức cao cấp hơn kế tiếp để xử lí. Việc kiểm tra về tính hợp lệ cũng
được thực hiện trên frame ở các công đoạn tiếp theo bao gồm bảo đảm frame chứa số
nguyên lần byte và nó không quá ngắn, không quá dài. Nếu 1 trong các điều kiện này bị
lỗi thì frame sẽ bị hủy bỏ và trạng thái lỗi được nâng lên mức cao hơn.
Khởi đầuluồng bit truyền xuất phát từ một đụng độ được tiếp nhận bởi DTE đang ở
trạng thái tích cực theo phương thức như một frame hợp lệ. Sau khi các DTE liên quan
Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.4.4 Hoạt động truyền frame
Khi một frame được truyền, nội dung của frame được đóng gói bởi đơn vị MAC
theo khuôn ở trên. Để tránh đụng độ với các cuộc truyền khác trên môi trường, phần MAC
của đơn vị MAC trước hết giám sát tín hiệu cảm nhận sóng mang và nếu cần dừng ngay
mọi hoạt động truyền. Sau một khoảng thời gian ngắn chờ cho frame đang chuyển đã đến
DTE đích và được xử lý, lúc đó mới khởi động truyền frame.
Khi luồng bit được truyền, transceiver giám sát đồng thời tín hiệu nhận để xem có
đụng độ xảy ra hay không. Giả sử không có đụng độ, frame hoàn chỉnh được truyền sau
khi FCS đã được gửi, đơn vị MAC đợi frame mới đến từ cáp hay bộ xử lý điều khiển. Nếu
có đụng độ xảy ra, transceiver lập tức phát hiện đụng độ. Đến lượt đơn vị MAC nhận biết
và tăng cường mức đụng độ này bằng cách gửi tuần tự nhồi cho các DTE liên quan đến
đụng độ này cùng nhận biết. Sau khi tuần tự nhồi được gửi đi, đơn vị MAC kết thúc việc
truyền và lập lịch truyền lại sau một khoảng thời gian ngắn ngẫu nhiên.

15


đến đụng độ phát hiện đụng độ này và truyền dãy nhồi(jam sequense) chúng ngừng
truyền. Các mảnh của frame được tiếp nhận theo cơ chế nà vì có kích thước nhỏ hơn so
với kích thước giới hạn nhỏ nhất của frame nên chúng bị hủy bỏ bởi các DTE tiếp nhận.

Hình 1.16: Hoạt động nhận frame

1.4.6.1 Đặc tả môi trường 10BASE5
- Dùng cho topo dạng BUS
- Cáp đồng trục béo trở kháng 50Ω (cáp vàng), AUI connector(Attachement unit
Interface) trên mỗi doạn cáp có thể có tối đa 100 AUI và khoảng cách giữa 2 AUI là 2.5m.
- Số 5 trong kí hiệu tên 10BASE5 là khoảng cách tối đa giữa 2 AUI trên cáp là 500m.
-Quy tắc 5-4-3cho chuẩn 10BASE5 dùng repeater là :
+ Không được có quá 5 đoạn mạng
+ Không được có quá 4 repeater giữa 2 trạm bất kì
+ Không được có quá 3 đoạn mạng có trạm làm việc. Các đoạn mạng không có trạm làm
việc gọi là các đoạn lien kết.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.4.6 Các đặc tả IEEE 802.3 có băng thông 10Mbps.
Để phân biệt các ứng dụng thực tế khác nhau, tổ chức IEEE đã công bố các kí hiệu
ngắn theo qui tắc :
<Tốc độ dữ liệu theo Mbps>segment>. Với các kiểu có sẵn là 10BASE2, 10BASE5, 10BASE-T, 10BROAD 36,
10BASE-F.

16


Hình 1.4.4 : Mô tả quy tắc 5-4-3 của chuẩn 10BASE5
1.4.6.2 Đặc tả môi trường 10BASE2

- Dùng cho topo dạng BUS
- Dùng cáp đồng trục mỏng trở kháng 50Ω đường kính 5mm, T-connector, BNC
connector.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.4.3 : Mở rộng chuẩn 10BASE5 bằng repeater

17


- Trên mỗi đoạn cáp có thể tối đa 30 trạm làm việc, khoảng cách tối thiểu giữa 2 trạm là
0,5m, tối đa là 185m.
- Việc lien kết các máy tính và mạng được thực hiện bởi T-connector và BNC connector.
- Số 2 trong tên gọi chỉ khoảng cách tối đa giữa 2 trạm là 185( gần bằng 200).
- Quy tắc 5-4-3 tương tự như đối với chuẩn 10BASE5

Hình 1.4.6 : Mở rộng chuẩn 10BASE2 bằng repeater
Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.4.5: Chuẩn 10BASE2

18


Hình 1.4.7 : Chuẩn 10BASE-T

1.4.6.4 Đặc tả môi trường 10BROAD36
- Là đặc tả cho 802.3 cho băng thông rộng, dùng cáp đồng trục CATV trở kháng 75Ω.
- chiều dài tối đa của một segment đơn là 180m, chiều dài điểm nối điểm là 3600m.
- Sử dụng phương thức báo hiêu DPSK (differential shift keying)
1.4.6.5 Đặc tả môi trường 10BASE-F
- dùng cho topo hình sao
- dùng cáp quang nối các thiết bị xa nhau tạo thành đường trục để nối các mạng LAN xa
nhau(2-10km)
- Dùng lược đồ mã hóa đường dây Manchester
- Từ F trong tên gọi có nghĩa là Fiber cab (cáp quang)
- Chuẩn này có 3 đặc tả chính :
+ 10BASE-FP (passive) : một cấu hình passive-star để liên kết các máy trạm và repeater
với 1km trên 1 segment
+ 10BASE-FL (link) : định nghĩa một lien kết điểm nối điểm có thể nối các máy trạm và
các repeater cách nhau đến 2km
+ 10BASE-FB (backone) : định nghĩa một lien kết điểm nối điểm cps thể két nối các
repeater cách xa nhau đến 2km

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

1.4.6.3 Đặc tả môi trường 10BASE-T
- Dùng cáp xoắn đôi UTP, RJ45 connector và một số thiết bị trung tâm (Hub), mỗi HUB
có thể có từ 4 đến 24 cổng RJ45, các trạm làm việc được kết nối từ NIC tới cổng HUB
bằng cáp UTP với 2 đầu RJ45. Khoảng cách tối đa từ HUB đến NIC là 100m.
- Dùng cho topo mạng hình sao(star)
- Chữ T trong tên gọi là từ Twisted pair cable(cáp đôi dây xoắn)

19

1.4.7 Các đặc tả IEEE 802.3 có băng thông 100Mbps
Fast Ethernet là đặc tả được phát triển bởi IEEE 802.3 để cung cấp cho các LAN
tương thích với Ethernet hoạt động với tốc độ 100Mbps. Tất cả các tùy chọn 100BASE-T
đều dùng giao thức và khuôn dạng của IEEE 802.3 MAC, ta có bảng tóm tắt sau :

Môi trường
truyền
Kĩ thuật báo
hiệu
Tốc độ dữ
liệu
Chiều dài
segment tối
đa
Mở rộng
mạng

2 đôi STP

100BASE-FX

100BASE-T4

2 cáp quang

4B5B, NRZI

2 đôi UTP loại

5
4B5B, NRZI

4B5B, NRZI

4 đôi UTP loại
3,4 hay 5
8B6T,NRZ

100Mbps

100Mbps

100Mbps

100Mbps

100m

100m

100m

100m

200m

200m

400m

200m

Hình 1.4.8 : Các tùy chọn của 100BASE-T
1.4.7.1 100BASE-X
Đặc tả 100BASE-X có các kiểu thiết kế với các tiêu chuẩn BASE-TX và
100BASE-FX.
Cả 2 loại này đều dùng kĩ thuật báo hiệu là 4B5B, NRZI.
Thiết kế 100BASE-TX dùng 2 cặp cáp xoắn một cho truyền và một cho nhận (có thể STP
hay LTP loại 5). Nó dùng lược đồ bó hiệu MTL-3.Thiết kế 100BASE-FX dùng 2 cáp
quang một cho truyền và một cho nhận, đối với kiểu này thì cần dùng một thiết bị để
chuyển đổi luồng mã hóa 4B5B-NRZI thành các tín hiệu quang. Sử dụng kĩ thuật điều chế
cường độ.
1.4.7.2 100BASE-T4
Sử dụng cáp xoắn chất lượng thấp loại 3 hoặc loại cáp chất lượng cao loại 5.
100BASE-T4 không truyền tín hiệu một cách liên tục giữa các gói.
Sử dụng lược đồ mã hóa NRZ 8B6T.
1.5 Hệ thống Token ring và FDDI
1.5.1 Điều khiển truy xuất môi trường trong IEEE 802.5
Chuẩn Token ring hay còn gọi là IBM Token ring được phát triển bởi IBM với tốc độ
truyền 4Mbps hay 16Mbps, nó có mã chuẩn hóa là 802.5.Dùng topo hình vòng bằng các
MAU(multistation Access Unit) và cáp STP để liên kết các MAU thành một vòng tròn
khép kín.Các trạm làm việc được liên kết vào mạng bằng cáp STP nối từ cổng MAU tới
NIC, chiều dài đoạn cáp quy định < 10m, số lượng tối đa các trạm làm việc trên một ring
là 72(4Mbps) và 260(16Mbps), khoảng cách tối đa giữa 2 trạm là 770(4Mbps) và
346(16Mbps).Hiện tại, thì chuẩn này hỗ trợ cáp UTP với connector RJ45 và cáp sợi quang
với connector SC.
Nguyên lí hoạt động : theo cơ chế phân phối lần lượt theo thẻ bài(Token).
Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

100BASE-TX

20


Ưu điểm của nó là điều khiển linh hoạt qua thao tác truy xuất mà nó thực hiện, có
thể cung cấp quyền ưu tiên và đảm bảo các dịch vụ băng thông.
Nhược điểm là việc yêu cầu duy trì Token, khi mất Token đồng nghĩa với việc khó
khăn cho các hoạt động tiếp theo, khi có nhiều Token cũng gây ra tình trạng vỡ vòng.
1.5.2 Khuôn dạng Frame IEEE 802.5
Dạng frame tổng quát của giao thức 802.5
Octer
1
1
1
2 hay 6 2 hay 6
>0
4
1
1
SD
AC
FC
DA
SA
Data
FCS
ED

FS
unit
(a) Dạng frame tổng quát
SD
AC
FC
(b)Dạng frame của Token

P









1

1

E

r
r
A
C
r
Hình 1.5.1 : Khuôn dạng frame IEEE802.5

r

P
P
T M R
(a) Điều khiển truy xuất
A



K

C

J
R

K

1

R

Trong đó :
SD (Starting delimiter) : chỉ định đầu frame bao gồm các mẫu báo hiệu có thể phân
biệt với số liệu. Nó được mã hóa như sau JK0JJK000. Trong đọ K là các kí hiệu
không phải số liệu.
AC (Access control) : có dạng PPPTMRRR trong đó PPP và RRR là 3 bít ưu tiên
và các biến dự trữ, M là bit giám sát, T chỉ ra frame là Token hay số liệu.

FC (Framecontrol) : cho biết đây có phải là frame số liệu LLC hay không, nếu
không phải các bit trong trường này điều khiển hoạt động của giao thức MAC trên
ring.
DA (Destination address) : trường địa chỉ trạm nguồn của frame
SA (Source address) : trường địa chỉ đích cảu frame
Data : chứa các đơn vị số liệu của LLC (Logical Link control)
ED (End delimtier) : chứa các bit phát hiện lỗi (E), nó được set nếu bất kì một
repeater nào phát hiện ra một lỗi, bit trung gian (I) dùng để nhận biết frame này
không phải là frame cuối cùng trong một cuộc truyền frame.
FS (Frame status) : chứa bit nhận biết địa chỉ (A) và bit coppy frame (C).

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

J

21


1.5.3 Đặc tả lớp vật lí IEEE 802.5
IEEE 802.5 chỉ định dùng cáp STP với các tốc độ 4 và 16Mbps dùng mã hóa
Manchester vi phân. Ta có bảng tùy chọn các môi trường vật lí của IEEE802.5 như sau :
STP
4 hay 16
Manchester vi phân
250
Không đặc tả

UTP

4
Manchester vi phân
72
Không đặc tả

1.5.4 Điều khiển truy xuất FDDI
FDDI (Fiber distributed data interface) là kĩ thuật thẻ bài sợi quang hoạt dộng trên
giao diện phân phối số liệu sợi quang của mạng vòng thẻ bài 100Mbit/s. FDDI có thể tạo
ra kết nối vật lí trên mạng vòng kép 200km sợi quang.
FDDI bao gồm 3 lớp : lớp vật lí, lớp tuyến số liệu và lớp quản lí trạm
 Lớp vật lí :
- Phụ thuộc môi trường vật lí PMD (Physical Medium Depentdant) : thực hiện
chức năng truyền dẫn tín hiệu băng gốc trên sợi quang gồm các máy thu phát
sợi quang, các bộ chuyển đổi mạch,…
- Giao thức lớp vật lí (PHY) : đặc trưng cho kết nối giữa PMD và lớp tuyến số
liệu, có chức năng dồng bộ, lập mã, giải mã, các kí hiệu sử dụng trong lớp tuyến
số liệu.
 Lớp tuyến số liệu : lớp này điều khiển truy nhập tới môi trường, hình thành và sắp
xếp thông tin địa chie và kết hợp ngang hang bên trong mạng. Nó còn tạo ra và
kiểm soát dãy kiểm tra khung nhằm đảm bảo số liệu tin cậy được chuyển đến mức
cao hơn.
 Lớp quản lí trạm (STM) : lớp này cung cấp các dịch vụ như quản lí điều khiển cấu
hình, giám sát trạng thái,… Nó quản lí các lớp khác để hoạt dộng nhịp nhàng trên
mạng.
1.5.4.1 Cấu trúc khung của FDDI
Cấu trúc khung của FDDI như hình sau:
Thẻ bài
Tiền tố
Khung
Tiền tố

SD FC ED
SD FC DA SA Trường tin

Một Frame FDDI có các trường sau :

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

FSC ED

FS

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Môi trường truyền
Tốc độ dữ liệu (Mbps)
Kĩ thuật báo hiệu
Số lượng Repeater tối đa
Khoảng cách tối đa giữa
các repeater

22


-

-

-

Tiền tố (Preamble) : đồng bộ frame với mỗi đồng hồ trạm, các trạm lặp tiếp sau
có thể thay đổi chiều dài của trường này để phù hợp với yêu cầu đồng bộ.
SD (Starting delimiter) : chỉ định đầu của frame. Nó được mã hóa như JK với J
K là các kí hiệu khác số liệu.
FC (Frame control) : có khuôn dạng bit CLFFZZZ trong đó C là bit chỉ ra đây là
frame đồng bộ hay bất đồng bộ, L chỉ ra là dùng địa chỉ 16 hay 48 bit, FF cho
biết đây là frame LLC,MAC hay frame đăng kí. Trong một frame điều khiển 4
bit còn lại chỉ ra loại frmae điều khiển.
DA (Destination address) : địa chỉ mà frame hướng đến, nó có thể là một địa chỉ
vật lí duy nhất, một địa chỉ nhóm hay địa chỉ quảng bá.
SA (Source address) : chỉ ra trạm gửi frame này
Thông tin : chứa một đơn vị số liệu LLC hay thông tin liễn quan đến hoạt dộng
điều khiển.
FCS (Frame check sequence) :một mã CRC-32bit được tính trên các trường của
frame FC,DA,FA và thông tin.
ED (Ending delimiter) : chứa một kí hiệu khác số liệu đánh dấu cuối frame .
FS (Frame status) : chứa các bộ chỉ thị lỗi phát hiện được, địa chỉ xác định được
và frame coppy.
Một Token thẻ bài có các trường:
Tiền tố, SD (starting delimiter) : giống như của frame FDDI
FC (Frame control) : có khuôn dạng bit 10000000 hay 11000000 để chỉ đây là
một token
ED(ending delimiter) : chứa một cặp kí hiệu khác số liệu kết thúc một token.

1.5.4.2 Giao thức MAC của FDDI
Về cơ bản, giao thức MAC của FDDI giống với 802.5 chỉ có 2 điểm khác biệt là :
- Trong FDDI một trạm đang đợi một token bắt lấy token bằng cách hủy bỏ thao
tác chuyển tiếp frame ngay khi frame được nhận ra là một token, sau khi token
được tiếp nhận thì trạm bắt đầu truyền frame số liệu.
- Trong FDDI một trạm đang truyền các frame số liệu giải phóng một token ngay

khi nó hoàn tất việc truyền frame, ngay cả khi nó chưa bắt đầu nhận các frame
quay về. kĩ thuật này giống tùy chọn giải phóng sớm token của 802.5
1.5.4.3 Đặc tả vật lí của FDDI
Chuẩn FDDI đặc tả topo dạng ring hoạt dộng tốc dộ 100Mbps trong 2 môi trường
cáp quang và cáp xoắn đôi. Các môi trường lớp vật lí của FDDI được mô tả trong bảng
sau:
Môi trường truyền
Tốc độ dữ liệu
Kĩ thuật báo hiệu
Số lượng repeater tối đa
Khoảng cách tối đa giữa 2
repeater

Cáp quang
100
4B5B, NRZI
100
2km

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Cáp xoắn đôi
100
MLT-32
100
100m

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

-

23


1.6 Hệ thống token bus
1.6.1 Khái quát
Token bus là lược đồ được đặc tả trong IEEE 802.4 do bản chất tự nhiên của
phương pháp điều khiển và khả năng ưu hóa việc truyền frame được dung trong công nghệ
chế tạo tự động và các lĩnh vực liên quan. Dưới điều kiện bình thường hoạt động của
token bus tương tự như mạng token ring. Do khác biệt của hai phương pháp truy xuất môi
trường ( quảng bá trong bus và tuần tự trong ring). Nên các thủ tục được dùng trong điều
khiển quản lý vòng luận lý, như khởi động và đánh mất token có khác nhau.
Mạng token bus thường dùng cáp đồng trục và hoạt động trong chế độ băng rộng
hoặc chế độ băng cơ bản đã được sửa đổi hay gọi là băng sóng mang (carrierband). Mạch
điều chế và điều khiển giao tiếp thực hiện các chức năng sau:
- Mã hóa số liệu truyền
- Giải mã số liệu thu
- Tạo xung đồng hồ
Chế độ carrierband giống như baseband (băng cơ bản) ở chỗ mỗi phiên truyền
chiến toàn bộ băng thông cáp, nhưng ở carrierband tất cả số liệu phải được điều chế trước
khi truyền, dùng điều chế phase coherent FSK ( điều chế FSK thuần nhất pha). Một bit nhị
phân 1 được truyền như môt chu kì của 1 tín hiệu hình sin có tần số bằng tốc độ bit, thông
thường giữa 1Mbps và 5Mbps, trong khi 1 bit nhị phân 0 được truyền như là 2 chu kì của
một tín hiệu có tần số gấp hai lần tốc độ bit

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Hình 1.5.2: Hoạt động nhận frame

24


Loại frame
Claim token
Solicit successor
Who follows me
Resolve contention
Set successor
Token

Hình 1.6.1 Nguyên lý hoạt động của mạng token bus
Chức năng
Được dùng để khởi tạo vòng luận lý
Được dùng trong thủ tục phục hồi khi một trạm rời khỏi vòng và
thủ tục cho phép một trạm gia nhập vòng.
Được dùng trong thủ tục cho phép một trạm xác định địa chỉ trạm
là successor của nó trên vòng.
Được dùng trong thủ tục cho phép một trạm mới gia nhập vòng.
Cho phép một trạm mới gia nhập vòng thông báo với trạm đứng
trước nó biết nó đã gia nhập vòng.
Frame token điều khiển.

Giảng Viên Hướng Dẫn : Võ Thanh Tú

Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng LAN

Một tín hiệu băng cơ bản được cấu thành từ một số vô hạn các thành phần tần số.
Ngược lại một dạng sóng carrierband chỉ có 2 thành phần tần số. Do đó có thể dùng một

bộ lọc tại đầu thu chỉ cho qua hai thành phần tần số này, khóa kín một cách hiệu quả đối
với hầu hết các tín hiệu nhiễu của hệ thống.
1.6.2 Hoạt động cơ bản
Hai thuộc tính cơ bản của các mạng bus.
- Với mạng bus tất cả các DTE được kết nối một cách trực tiếp và môi trường truyền,
từ đó khi một DTE phát tán 1 frame lên môi trường, frame được nhận thấy bởi tất
cả các DTE đang mở máy trên mạng
- Có một thời lượng tối đa để một DTE đợi một đáp ứng tương ứng với một frame
truyền, trước khi nó có thể xem frame truyền bị hỏng hay trạm đích không họa
động. Thời lượng này được gọi là thời khe (slot time). Thời khe được xác định như
sau
 Thời khe = 2x(thời gian trễ trên đường truyền dẫn) + thời gian trễ xử lý

25