Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu Chương 1: Tổng quan về truyền số liệu

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ

Kỹ thuật
Truyền Số Liệu
GV: Lê Nam Dương

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

1

/>

Giới thiệu môn học


Động lực





Sự phát triển công nghệ máy tính
Nhu cầu truyền dữ liệu, trao đổi thông tin

Mục đích




Tiếp cận hệ thống truyền dữ liệu
Phƣơng pháp, nghi thức truyền
Tìm hiểu một số mạng truyền dữ liệu hiện nay

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

2

/>

Tài liệu tham khảo









Data and Computer Communications –
William Stallings.
Data Communications, Computer Networks
and Open Systems – Fred Halsall.
Kỹ thuật truyền số liệu – Phạm Ngọc Đĩnh.
Truyền số liệu và mạng truyền số liệu –
Nguyễn Hồng Sơn
Truyền số liệu và mạng thông tin số-Trần
Văn Sư

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

3

/>

Nội dung môn học







Tổng quan về truyền số liệu
Môi trường truyền dẫn
Các kỹ thuật cơ bản trong truyền dữ liệu
Nghi thức liên kết dữ liệu
Mạng truyền số liệu

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

4

/>

Chƣơng 1:Tổng quan về truyền số liệu





Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
Mạng truyền số liệu
Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

5

/>

1.1 Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

6

/>

Mô hình hệ thống truyền dữ liệu


Source system – hệ thống nguồn






Destination system – nơi nhận dữ liệu





Source – nơi chứa nguồn tin để gửi
Transmitter – bộ dùng để phát nguồn tin ra môi
trường truyền dẫn
Receiver – bộ dùng để thu nhận thông tin
Destination – nơi cuối cùng thu nhận tin

Medium – Evironment transmission

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

7

/>

Sơ đồ khối hệ thống truyền số liệu
Nguồn
Nguồn
tin
tin

Thiết bò
đầu
cuối số
liệu
phát

Thiết bò
biến
đổi số
liệu
phát

Kênh thông
tin

Thiết bò
biến
đổi số
liệu thu

Thiết bò
đầu
cuối số
liệu thu

Thiết bò
ghi
nhận

Nhiễu

DTE

DCE

DCE

DTE

Thiết
Thiết
Kênh
bò
thông
đầu
biến
tin:
cuối
đổiThực
số
hiện
liệu
ghép
phát:
phát:
kênh.
Biến
Mã
hoã

đổi
Truyền
tín
tin nguyên
hiệu
tức
dẫn thành
số
tínlại
hiệu
liệu
các
thành
từ
từ
đầu
mã
tínsót
thu
hiệu
tương
tới
cấp
đầu
ứng,
2 từ,
phát,
phù
ngoài
hợp

theo
ra
có
một
kênh
thể
độtừ,
mã
suy
truyền.
hao
hoá
Nguồn
tin:
xếp
tin
tức
dạng
tập
tin,
lưu
giữ
trên
các
băng
đóa
tưvới
øbăng
Nhiễu:
Thiếtbòbò

bò
Tác
ghiSắp
động
nhận:
xấu
Lưu
lên
giữ
kênh
vàdưới
tái
thông
tạo
tin,
lạicác
các
là
thông
tin
nhân
trên
gây
các
sai
thiết
trong
bò
ghi
thông

tin
như
tin
từ,
Thiết
đầu
cuối
số
liệu
thu:
Có
nhiệm
vụ
ngược
với
các
thiết
bò
tương
ứng
ởđóa
đầu
phát
thứ
cho
cấp
phép.
như mã
nhiễu,
nén,

mật, ghi lên các thiết bò ghi tin. Khi phát, đọc các thông tin từ
màn
hình....
theochống
yêu cầu
củamã
người
sửmã
dụng.
thiết bò ghi tin thành tín hiệu số liệu là các chuỗi xung dòng môït chiều theo quy luật của các từ mã.

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

8

/>

Nguyên lý hoạt động










Nguồn tin nguyên thủy cần truyền như văn bản, số liệu, âm

thanh, hình ảnh... đưa vào thiết bị đầu cuối qua thiết bị ngoại vi.
Tại đây tin tức được mã hoá thành các từ mã nguồn. Tuỳ theo yêu
cầu của hệ thống mà có thể tiếp tục mã hoá lại, như mã chống
nhiễu, mã nén, mã mật…. Và có thể lưu trữ trên các ổ đĩa.
Các từ mã được chuyển thành tín hiệu số liệu, gọi là tín hiệu cấp
1, sau đó được đưa đến thiết bị chuyển đổi số liệu, tại đây chuyển
thành tín hiệu cấp 2 phù hợp với kênh truyền và có khả năng
ghép kênh.
Tín hiệu truyền trên kênh sẽ bị tiêu hao và chịu tác động của
nhiều nguồn gây nhiễu. Do vậy, trong truyền số liệu người ta phải
dùng nhiều biện pháp khắc phục.
Tại đầu thu, quá trình được thực hiện ngược lại.
Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

9

/>

Sơ đồ hệ thống truyền số liệu
bằng Modem Dail-up
Cổng COM

Cổng COM

RS232

CPU

Line

Mạng
viễn thông

MODEM
Dial up



Phone

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

RS232

Line

Phone

10

MODEM
Dial up



/>
CPU

Các chức năng cơ bản của hệ thống
truyền số liệu














Sử dụng hạ tầng truyền thông
Giao diện kết nối
Phát tín hiệu
Đồng bộ
Kiểm soát trao đổi
Phát hiện và sửa lỗi
Đánh địa chỉ và chọn đường
Phục hồi
Khuôn dạng thông báo
Bảo mật
Quản trị mạng truyền thông

Data Communication Technology

CuuDuongThanCong.com

11

/>

Sử dụng hạ tầng truyền thông








Hạ tầng viễn thông có giá thành cao
Nhiều NSD, nhiều thiết bị chia sẻ một đường truyền, một
cơ sở hạ tầng viễn thông
Cần cơ chế sử dụng (truy cập)đường truyền sao cho:
 Nếu đường truyền rỗi và có thiết bị muốn truyền tin,
thiết bị đó phải được truyền tin (tính công bằng)
 Hiệu suất sử dụng lớn nhất(thời gian chết của đường
truyền nhỏ nhất)
Kỹ thuật:
 kiểm soát đa truy cập, dồn kênh, tách kênh, kiểm soát
tắc nghẽn

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

12

/>

Giao diện, phát tín hiệu, đồng bộ








Thiết bị giao tiếp với môi trường truyền tin thông qua
một giao diện
 Giao diện chung cho nhiều đường truyền, nhiều tín
hiệu-> giá thành rẻ
 Chuẩn hóa các giao diện
Dữ liệu được truyền bằng tín hiệu trong môi trường
truyền tin
Cần sinh tín hiệu thích hợp để truyền trong môi trường
truyền tin và để trạm thu nhận tín hiệu
Các trạm tham gia truyền tin cần có một cơ chế đồng bộ,
xác định thời điểm bắt đầu và kết thúc của một đơn vị
dữ liệu, của dữ liệu, phân biệt các đơn vị dữ liệu

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

13

/>

Kiểm soát trao đổi







Cần xác định các qui tắc mà các thực thể tham gia
truyền tin phải tuân theo
Các thực thể cần phối hợp với nhau để truyền tin
Tín hiệu lan truyền có thể bị lỗi, dẫn đến lỗi trong dữ
liệu
Cần phát hiện và điều chỉnh các lỗi đó





Thông tin dư thừa
Truyền lại

Kiểm soát luồng dữ liệu: Tránh mất dữ liệu khi một
trạm, một nút nào đó bị quá tải, không đủ khả năng
xử lý dữ liệu

Data Communication Technology

CuuDuongThanCong.com

14

/>

Đánh địa chỉ, chọn đƣờng, phục hồi







Khi môi trường truyền tin bị chia sẻ bởi hơn 2
thiết bị, cần phải phân biệt các thiết bị đó với
nhau
Cần đánh số các thiết bị: địa chỉ
Trong trường hợp chuyển tiếp dữ liệu qua các
trạm trung gian, cần phải chuyển tiếp sao cho
dữ liệu có thể đến đích: chọn đường
Quá trình trao đổi thông tin có thể tiếp tục sau
khi một phần của hệ thống bị sự cố và khởi
động lại: phục hồi

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

15

/>

Định dạng dữ liệu, bảo mật


Định dạng dữ liệu







Thỏa thuận giữa hai thực thể truyền thông về khuôn dạng
dữ liệu
Các thông tin điều khiển có thể được bổ sung
Dữ liệu có thể được tổ chức thành các thông báo, gói tin,
khung dữ liệu, …. thích hợp với cách thức truyền tin

Bảo mật




Người gửi cần đảm bảo gửi thông tin cho người nhận (và
chỉ người nhận)
Người nhận cần đảm bảo thông tin không bị thay đổi trên
đường truyền

Data Communication Technology

CuuDuongThanCong.com

16

/>

Quản trị mạng truyền thông







Cấu hình thiết bị
Kiểm soát trạng thái của hệ thống
Phản ứng khi có sự cố, quá tải, tắc nghẽn
Phòng, phát hiện và xử lý xâm nhập
Dự phòng phát triển

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

17

/>

1.2 Mạng truyền số liệu




Giao tiếp điểm-điểm thường
không thực tế
 Các thiết bị cách xa nhau
 Số kết nối tăng đáng kể
khi số các thiết bị cần
giao tiếp lớn
 mạng truyền số liệu
Phân loại dựa vào phạm vi
hoạt động
 Mạng cục bộ (Local-Area
Networks – LAN)
 Mạng diện rộng (WideArea Networks – WAN)

Wide-Area
Network

Source system

Source

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

Switching
node

Trans
mitter

Destination system

Trans
mission
System

Local-Area
Network

18

/>
Receiver

Dest
ination


Mạng cục bộ LAN


Mạng cục bộ LAN


Đặc điểm







Kết nối các thiết bị cùng tổ chức
Tốc độ cao
Thường dùng hệ thống broadcast
Hệ thống chuyển mạch và ATM đang được ứng dụng

Cấu hình


Chuyển mạch






Ethernet chuyển mạch (một hoặc nhiều bộ chuyển mạch)
ATM LAN
Fibre channel

Không dây



Cơ động
Dễ dàng cài đặt

Data Communication Technology

CuuDuongThanCong.com

19

/>

Mạng diện rộng WAN


Mạng diện rộng WAN

Khác như thế nào so với mạng LAN?

Triển khai theo diện rộng

Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng

Công nghệ

Chuyển mạch mạch (circuit-switching)
 Đường truyền dẫn dành riêng giữa 2 node mạng

Chuyển mạch gói (packet-switching)
 Không được dành riêng đường truyền dẫn
 Mỗi gói đi theo đường khác nhau
 Chi phí đường truyền cao để khắc phục các lỗi truyền dẫn

Frame Relay
 Được dùng trong chuyển mạch gói có xác suất lỗi thấp


ATM
 Chế độ truyền bất đồng bộ (Asynchronous Transfer Mode)
 Dùng các gói có kích thước cố định (gọi là cell)

ISDN
 Mạng số các dịch vụ tích hợp (Integrated Services Digital Network)

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

20

/>



Một cách phân loại khác




Dựa vào kiến trúc và kỹ thuật dùng để trao đổi dữ
liệu
Mạng chuyển mạch (switched networks)





Mạng chuyển mạch mạch

Mạng chuyển mạch gói

Mạng phát tán (broadcast networks)




Mạng radio gói (packet radio net.)
Mạng vệ tinh (satellite net.)
Mạng cục bộ (local net.)

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

21

/>

1.3 Sự chuẩn hóa các mô hình




Mô hình OSI
Mô hình TCP/IP

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

22

/>

Mô hình OSI


Mô hình OSI là một mô hình kiến trúc
cơ bản. Mô hình không dành riêng cho
phần mềm hoặc phần cứng nào. OSI
miêu tả các chức năng của mỗi lớp
nhưng không cung cấp phần mềm hoặc
thiết kế phần cứng để phục vụ cho mô
hình này. Mục đích sau cùng của mô
hình là cho khả năng hoạt động tương
lai của nhiều thiết bị truyền thông.

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

23

/>

Mô hình mạng ISO/OSI
Real System Environment











Ứng dụng (Application)
Trình bày (Presentation)
Giao dịch (Session)
Vận chuyển (Transport)
Mạng (Network)
Liên kết dữ liệu (Data
link)
Vật lý (Physical)

Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

OSI Enviroment

7 lớp

Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer

Network Enviroment



Application Layer

Network Layer
Datalink Layer
Physical Layer

24

/>

Mô hình OSI



Phát triển bởi tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO)
7 tầng
 Ứng dụng: Giao diện cho NSD truy cập+các dịch vụ phân tán
 Trình diễn: Trao đổi dữ liệu với các biểu diễn khác nhau
 Phiên: Cơ chế kiểm soát trao đổi thông tin giữa các CT theo
phiên làm việc
 Giao vận: Trao đổi thông tin tin cậy giữa hai hệ thống đầu cuối
 Mạng: Cung cấp dịch vụ trao đổi thông tin không phụ thuộc cách
kết nối+trạm trung gian+công nghệ chuyển tiếp
 Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu tin cậy hiệu quả giữa hai trạm
kết nối trực tiếp
 Vật lý: Truyền chuỗi bit không cấu trúc trên môi trường truyền tin
vật lý
Data Communication Technology
CuuDuongThanCong.com

25

/>