Bài giảng Cơ sở truyền số liệu: Chương 5 - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đại học Bách Khoa

an

co

ng

.c
om

Khoa Điện tử-Viễn thông

cu

u

du
o

ng

th

Điều khiển luồng kết hợp ARQ
Stop-and-wait

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 1


Cơ bản

Đại học Bách Khoa

Trục thời gian bên phát
Packet 0 CRC

Thời gian

Packet 1 CRC

co

ng

Packet 1 CRC

.c
om

Khoa Điện tử-Viễn thông

NAK

ng

th

an

ACK

Phát hiện
khung 1 sai

Nhận đúng
khung 1

Trục thời gian bên thu

cu

u

du
o

Nhận đúng
khung 0

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 2

Stop-and-wait

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

• Phía phát sẽ thực hiện phát một khung thơng tin sau đó
dừng lại, chờ phía thu báo nhận
• Phía thu khi nhận đúng khung thông tin và xử lý xong sẽ

gửi báo nhận lại cho phía phát (ACK). Phía phát sau khi
nhận được báo nhận sẽ phát khung thơng tin tiếp theo
• Phía thu khi nhận khung thông tin và phát hiện sai sẽ gửi
báo sai lại cho phía phát (NACK). Phía phát sau khi nhận
được báo sai sẽ thực hiện phát lại khung thơng tin
• Phía phát sử dụng cơ chế timeout để phát lại khi khơng
nhận được hồi âm từ phía thu
• Đánh số các gói/khung SN (sequence number) và RN
(request number)

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 3


Đại học Bách Khoa

Hoạt động

Thời gian

SN=1

ng

.c
om

SN=0

SN=0

NAK

RN=0

RN=0

du
o

cu

Trục thời gian bên phát

ACK

Nhận đúng
Packet 1

u

Nhận đúng
Packet 0

th

ACK

RN=1

Packet n

an

SN=0

...

ng

...

co

Packet 0 Packet 1 Packet 2

Khoa Điện tử-Viễn thơng

Phát hiện
Packet 2 sai

Trục thời gian bên thu

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

Phát lại

Packet 2

/>
Page: 4


Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

an

co

ng

.c
om

• Hiệu suất của việc truyền tin giữa phía phát và thu là tỷ lệ
giữa thời gian phía phát cần để phát xong lượng thơng tin
đó trên tổng thời gian cần thiết để truyền lượng thơng tin đó
• Tổng thời gian truyền bao gồm thời gian trễ khi truyền tín
hiệu từ phát sang thu (và ngược lại) và thời gian xử lý thông
tin và thời gian chờ báo nhận từ phía thu

th

Trục thời gian bên phát

Frame 1

ng

Frame 0

du
o

ACK

TF

cu

u

ACK

TD

TP TACK

TD

TP’

T
Trục thời gian bên thu

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 5


Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thông

Trục thời gian bên phát
Frame 0

.c
om

Frame 1

ACK

TP TACK

co

TD

TP’

th

T

TD

an

TF

ng

ACK

ng

Trục thời gian bên thu

cu

u

du
o

• TF = thời gian phát khung thông tin; TD = trễ truyền sóng
giữa phía phát và phía thu
• TP = thời gian xử lý khung thơng tin ở phía thu; TACK = thời
gian phát khung ACK

• TP’ = thời gian xử lý khung ACK ở phía phát
©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 6


Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thông

Trục thời gian bên phát
Frame 0

.c
om

Frame 1

ACK

TP TACK

co

TD

TP’

th

T

TD

an

TF

ng

ACK

ng

Trục thời gian bên thu

du
o

• Bỏ qua các khoảng thời gian rất nhỏ, hiệu suất được tớnh:

cu

u

TF

1


TF 2TD 1 2a

ã Vi:

TF
a
TD

L
TF
R

Rd
a
vL

d
TD
v

âCopyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 7

Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

• Ví dụ 1: tính hiệu suất của phương pháp phát lại theo cơ chế
ARQ dừng và đợi cho tuyến thông tin vệ tinh. Giả thiết
khoảng cách từ vệ tinh tới mặt đất là 36.000 km, vận tốc
truyền sóng trong khơng khí là 3.108 m/s, tốc độ thông tin là

56 Kbps và khung có kích thước 4000 bits.

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 8


Hiệu suất

Đại học Bách Khoa

ng

.c
om

Khoa Điện tử-Viễn thông

cu

u

du
o

ng

th

an

co

1
1


 22,94%
1  2a 1  2.1, 68

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 9


Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

• Ví dụ 2: tính hiệu suất của phương pháp phát lại
theo ví dụ trên nhưng sử dụng co kết nối trong mạng
LAN với khoảng cách giữa hai trạm là 100 m, vận tốc
truyền sóng trên cáp đồng là 2.108 m/s, tốc độ truyền
thơng tin là 10 Mbps và khung có kích thước 500
bits.

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 10

Hiệu suất

Đại học Bách Khoa

.c
om

Khoa Điện tử-Viễn thông

du
o

ng

th

an

co

ng

1
1


 98, 04%
1  2a 1  2.0, 01

cu

u

• So sánh hiệu suất hai trường hợp ? Khi nào cần chú
ý tần suất truyền lại ?

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 11


Đường truyền có lỗi

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

.c
om

• Xét trường hợp đường truyền có lỗi. Xác suất lỗi p (0 ≤ p ≤
1) là xác suất phía thu nhận được bit 0 khi phía phát truyền
bit 1 (hoặc ngược lại).

ng

th

an

co

ng

• Khi 0,5 < p < 1 tức là khả năng phía thu nhận được thơng
tin có lỗi sẽ lớn hơn nhận được thông tin đúng, chỉ cần đảo
bit luồng thơng tin thu được là ta có thể chuyển thành
trường hợp 0 < p < 0,5. Vì thế chỉ xét 0 ≤ p ≤ 0,5.

cu

u

du
o

• Gọi NR là số khung thông tin phải truyền cho đến khi đúng (
NR >=1, khi ấy, hiệu suất của trường hợp không lý tưởng sẽ
là:
ideal
 'reality 
NR

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 12


Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

.c
om

• Giả thiết NACK/ACK khơng có lỗi (kích thước gói rất nhỏ)
• Tổng quá hoá: xác suất để truyền khung đến lần thứ i mới
thành cơng là pi-1 (1-p)
• Suy ra:


ng

1
N R   ip (1  p) 
1 p
i 1

th

1 p

1  2a

NR

u

du
o

ng

reality

ideal

cu

ã Do ú:

an

co

i 1

âCopyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 13

Hiệu suất

Đại học Bách Khoa
Khoa Điện tử-Viễn thơng

• Muốn tăng hiệu suất, phải giảm a

.c
om

Rd
a
vL

ng

NR

1 p

1  2a

co

reality 

ideal

an

• Khơng thể giảm a bằng cách thay đổi R, d, v

ng

th

• L lớn – có thể tăng kích thước khung để tăng hiệu suất. Tuy nhiên nếu
xác suất lỗi lớn thì hiệu suất truyền lại giảm

cu

u

du
o

• Như vậy thực tế rất khó thay đổi a, tức là phải chấp nhận hiệu suất thấp

©Copyright by Pham Van Tien

CuuDuongThanCong.com

/>
Page: 14