Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng máy tính cục bộ Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện

Nguyên lý hoạt động của đa truy xuất phân chia thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) trong ngữ cảnh của các mạng LAN không dây được trình bày trên hình 7.45. Theo phương pháp này, mỗi máy phát (node) có một khe thời gian nhất định, một khi khe thời gian đến, máy phát truyền với tất cả băng thông trong khoảng thời gian của khe này. Thông thường khoảng thời gian của mỗi khe là ngắn và được chọn sao cho xác suất xảy ra lỗi là rất thấp. Khoảng thời gian của frame được xác định bởi khoảng thời gian của mỗi khe và số khe hỗ trợ.

Thông thường TDMA được dùng khi có một trạm đảm trách tất cả các hoạt động truyền xảy ra. Các hoạt động truyền từ trạm cơ bản đến các thiết bị di động diễn ra theo chế độ quảng bá (broacast mode) bằng cách dùng một khe thời gian đặc biết với địa chỉ của đích được đặt ngay đầu của frame được truyền hoặc hoạt động truyền diễn ra trên một khe thời gian xác định được thiết lập bằng cách dùng kênh báo hiệu. Chế độ hoạt động này cũng được gọi là Aloha phân khe và gán theo yêu cầu (slotted Aloha with demand assignment). Còn có một chế độ khác trong đó việc sử dụng mỗi khe có thể được biểu khiển bởi một khe con làm nhiệm vụ báo hiệu riêng bên trong.

2.4.5. FDMA

Nguyên lý hoạt động của đa truy xuất phân chia tần số FDMA (Frequency-Division Multiple Access) được trình bày trên hình 7.46. FDMA được dùng chủ yếu trong các hệ thống radio và giống như TDMA, nó cần một trạm cơ bản để điều khiển hoạt động của nó. Khi dùng FDMA thì tổng băng thông được phân phối sẽ được chia thành một số các băng tần con hay kênh giống như nguyên lý của trải phổ nhẩy tần. Tuy nhiên, với FDMA, một khi đã gán kênh tần số đặc biệt được dùng trong toàn bộ thời gian của hoạt động truyền frame. Thông thường, các kênh tần số được gán theo yêu cầu bằng cách dùng một kênh báo hiệu riêng.

Các chức năng này bao gồm phân mảnh, điều khiển luồng và kiểm soát đa tốc độ.

Sự phân mảnh là cần thiết bởi chỉ số BER khá cao đối với radio và hồng ngoại. Kích thước frame lớn dùng trong các LAN nối dây cố định là có thể bởi BER của đường truyền cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang…thường rất thấp, các giá trị trong khoảng 10⁹ đến 10⁴¹. Ngược lại, ảnh hưởng của tán sắc và các nhiễu khác đối với sóng radio và hồng ngoại có thể làm tăng chỉ số này khá lớn, các giá trị tiêu biểu nằm trong khoảng 10­³ đến 10⁵. Điều này cũng có nghĩa là phải dùng các frame có kích thước nhỏ khi truyền qua các môi trường này. Nếu lớp MAC cung cấp một dịch vụ tương tự đã cung cấp trong mạng nối dây cố định, thì lớp MAC phải phân đoạn mỗi frame được nạp vào thành phần nhiều frame con nhỏ hơn để truyền qua môi trường không dây. Tương tự, khi tiếp nhận mỗi frame, nó phải được tái thiết lập trở lại dạng ban đầu trước khi phân phối cho các lớp cao hơn.

Chức năng kiểm soát đa tốc độ cũng cần thiết bởi thông thường lớp vật lý có thể hoạt động theo một số tốc độ xác định. Thông thường, điều này được kiến tạo bằng cách trao đổi các tham số thực hiện với tốc độ thấp nhất và chỉ khi máy thu đáp ứng một thông báo tích cực thì máy phát mới tăng lên một tốc độ cao hơn. Thường thì tốc độ hoạt động hiện hành với nhiều đích khác nhau được lưu trữ trong một bảng để tránh đàm phán lại tốc độ trước mỗi lần truyền.

Hiện nay có hai tiêu chuẩn cho các LAN không dây. Tại Mỹ, chuẩn đang được phát triển dưới sự bảo trợ của IEEE và được gọi là IEEE 802.11. Còn ở châu Âu, chuẩn đang được phát triển bởi Viện Tiêu Chuẩn Viễn Thông Châu Âu gọi tắt là ETSI và được gọi là HiperLAN. Cả hai chuẩn dùng nhiều đặc tính đã được mô tả trong các phần trước.

Cũng giống như các LAN nối dây, không chỉ có một chuẩn duy nhất, chúng bao gồm:

• 
  1 và 2Mbps dùng sóng radio trải phổ nhẩy tần.
  
• 
  1 và 2Mbps dùng sóng radio trải phổ tuần tự trực tiếp.
  
• 
  1 và 2Mbps dùng sóng hồng ngoại điều chế trực tiếp
  
• 
  4 Mbps dùng sóng hồng ngoại điều chế đơn sóng mang.
  
• 
  10 Mbps dùng sóng hồng ngoại điều chế đa sóng mang.
  

• 
  Tốc độ bit của user là 10-20Mbps
  
• 
  Phạm vi hoạt động 50m
  
• 
  Đường truyền là sóng radio
  
• 
  Điều chế đơn sóng mang dùng phiên bản có sửa đổi của QPSK được gọi là offset QPSK và một mạch cân bằng (equalizer).
  
• 
  Phương pháp điều khiển truy xuất môi trường là CSMA/CD hoặc CSMA/CA
  

Các tiêu chuẩn giao thức khác nhau cho các LAN liên quan đến các lớp vật lý và lớp liên kết với chúng là nội dung trong các tài liệu tiêu chuẩn của IEEE sau:

• 
  IEEE 802.3: CSMA/CD bus
  
• 
  IEEE 802.4: Token bus
  
• 
  IEEE 802.5: Token ring
  
• 
  IEEE 802.11: Wireless
  

Trong ngữ cảnh của mô hình tham chiếu của ISO, các lớp LLC và MAC hợp với nhau thành chức năng của lớp liên kết số liệu (lớp 2). Trong ngữ cảnh này các lớp MAC và LLC được xem là các lớp con. Ngoài ra để cung cấp dịch vụ tin cậy còn có điều khiển luồng, kiểm soát lỗi và quản lý liên kết. Do đó, lớp MAC thực hiện định dạng frame và phát hiện lỗi cùng với hoạt động điều khiển truy xuất môi trường trong khi đó lớp LLC thực hiện các chức năng còn lại.

Bất chấp chế độ hoạt động của lớp con MAC bên dưới là gì đi nữa CSMA/CD, token ring, token bus, không dây đều có một tập các dịch vụ user chuẩn được định nghĩa cung cấp cho lớp LLC giúp lớp này chuyển các đơn vị số liệu giao thức của nó (LLC PDU) đi đến lớp tương ứng. Các hàm thực thể dịch vụ user được hỗ trợ bao gồm:

• 
  MA_UNITDATA request
  
• 
  MA_UNITDATA indication
  
• 
  MA_UNITDATA confirm
  

Hàm thực thể dịch vụ MA_UNITDATA confirm bao gồm một tham số chỉ ra sự thành công hay thất bại của hàm thực thể MA_UNITDATA request. Tuy nhiên, hàm xác nhận không được phát ra như là kết quả của một đáp ứng từ lớp con LLC ở xa, thay vì vậy là của thực thể MAC cục bộ. Nếu tham số này bảo là thành công, thì điều này chỉ đơn giản là thực thể giao thức MAC đã thành công trong việc truyền đơn vị số liệu dịch vụ vào môi trường mạng. Nếu không thành công, tham số này chỉ ra tại làm sao hoạt động truyền thất bại. Ví dụ nếu mạng là CSMA/CD bus thì đụng độ quá mức là một trong các tham số chỉ ra sự thất bại.

Giao thức LLC dựa trên giao thức HDLC và hai loại dịch vụ user và giao thức liên quan được hỗ trợ là: không tạo cầu nối (connectionless) và có tạo cầu nối (connection-oriented). Tuy nhiên trong hầu hết các triển khai LAN, đặc biệt là trong môi trường kĩ thuật và văn phòng thì chỉ có giao thức không tạo cầu nối truyền số liệu mà không có báo nhận thường được dùng. Do đó chỉ có hàm thực thể dịch vụ user L_DATA requst và bởi là giao thức tổng lực (best-try) nên tất cả các số liệu điều được chuyển dưới dạng các frame thông tin không đánh số (UI). Giao tác giữa các lớp con LLC và MAC.

Hàm thực thể L_DATA request luôn có các tham số đi kèm. Các tham số này là một đặc tả các địa chỉ nguồn và đích và số liệu của user. Số liệu của user chính là đơn vị số liệu giao thức lớp mạng NPDU (network protocol data unit). Các địa chỉ nguồn và đích đều gắn liền với địa chỉ MAC của DTE và một địa chỉ liên kết lớp hay gọi là điểm truy xuất dịch vụ (SAP: service access point)_LLC SAP. Địa chỉ này được dùng cho định tuyến trên giao tiếp lớp bên trong một DTE.

Tại DTE đích một thủ tương tự được nối tiếp, chỉ khác là các field tương ứng trong mỗi PDU được đọc ra và được biên dịch bởi mỗi lớp. Sau đó field số liệu user trong mỗi PDU được chuyển lên cho lớp kế trên cùng với các tham số địa chỉ thích hợp.

Vai trò chủ yếu của lớp mạng là định tuyến các thông điệp liên quan đến các lớp giao thức cao hơn trong ngữ cảnh của mô hình tham chiếu của ISO xuyên qua một hay nhiều mạng nối liền một nhóm các DTE với nhau. Tương tự như lớp liên kết số liệu, lớp mạng có thể hoạt động trong chế độ không tạo cầu nối hoặc trong chế độ có tạo cầu nối. Trong trường hợp của các mạng LAN, các frame được hướng đến và được định tuyến giữa các DTE kết nối vào cùng một LAN dùng các địa chỉ MAC. Hơn thế nữa, vì các LAN dùng đường truyền tốc độ cao có BER rất thấp, nên thời gian trễ từ DTE đến DTE liên hệ với mỗi thông điệp và xác suất thông điệp bị hỏng đều rất thấp. Chính vì vậy, một dịch vụ lớp mạng không cầu nối và giao thức liên quan thường được dùng khi tất các DTE được nối vào cùng một LAN. Bất kỳ thủ tục kiểm soát lỗi và điều khiển luồng cần thiết nào đều được để lại cho giao thức của lớp vận chuyển ở trên. Bởi thiếu chức năng trong các LAN nên lớp mạng thường được gọi là lớp 0 hay null.

Nhìn chung, tham số QoS (chất lượng dịch vụ) bao gồm các field cho phép chỉ định thời gian trễ, mức ưu tiên, và các tham số mạng khác. Trong trường hợp có một LAN, chỉ có field ưu tiên là có ý nghĩa nào đó. Sau cùng, tham số số liệu user chỉ ra số liệu của bản tin được truyền.

Tóm lại, nếu mạng gồm một số các mạng liên kết lại với nhau thay vì chỉ một mạng LAN đơn thì giao thức lớp mạng sẽ phức tạp hơn. Mạng toàn cục được gọi liên mạng hay internet và các mạng thành phần được xem như các mạng con.