Bài giảng Cơ sở truyền số liệu - Điều khiển luồng kết hợp ARQ Stop-and-wait

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở truyền số liệu - Điều khiển luồng kết hợp ARQ Stop-and-wait

1. Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông Điều khiển luồng kết hợp ARQ Stop-and-wait ©Copyright by Pham Van Tien Page: 1
2. Cơ bản Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông Trục thời gian bên phát Thời gian Packet 0 CRC Packet 1 CRC Packet 1 CRC ACK NAK Nhận đúng Phát hiện Nhận đúng khung 0 khung 1 sai khung 1 Trục thời gian bên thu ©Copyright by Pham Van Tien Page: 2
3. Stop-and-wait Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông • Phía phát sẽ thực hiện phát một khung thông 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 thông 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 thông tin • Phía phát sử dụng cơ chế timeout để phát lại khi không nhận được hồi âm từ phía thu • Đánh số các gói/khung SN (sequence number) và RN (request number) ©Copyright by Pham Van Tien Page: 3
4. Đại học Bách Khoa Hoạt động Khoa Điện tử-Viễn thông Packet 0 Packet 1 Packet 2 Packet n Trục thời gian bên phát Thời gian Phát lại SN=0 SN=1 SN=0 SN=0 Packet 2 ACK ACK NAK RN=1 RN=0 RN=0 Nhận đúng Nhận đúng Phát hiện Packet 0 Packet 1 Packet 2 sai Trục thời gian bên thu ©Copyright by Pham Van Tien Page: 4
5. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông • Hiệu suất của việc truyền tin giữa phía phát và thu là tỷ lệ giữa thời gian phía phát cần để phát xong lượng thông tin đó trên tổng thời gian cần thiết để truyền lượng thông 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 Trục thời gian bên phát Frame 0 Frame 1 ACK ACK TF TD TP TACK TD TP’ T Trục thời gian bên thu ©Copyright by Pham Van Tien Page: 5
6. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông Trục thời gian bên phát Frame 0 Frame 1 ACK ACK TF TD TP TACK TD TP’ T Trục thời gian bên thu • TF = thời gian phát khung thông tin; TD = trễ truyền sóng giữa phía phát và phía thu • T = thời gian xử lý khung thông tin ở phía thu; T = thời P ACK gian phát khung ACK • TP’ = thời gian xử lý khung ACK ở phía phát ©Copyright by Pham Van Tien Page: 6
7. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông Trục thời gian bên phát Frame 0 Frame 1 ACK ACK TF TD TP TACK TD TP’ T Trục thời gian bên thu • Bỏ qua các khoảng thời gian rất nhỏ, hiệu suất được tính: T 1  F TF 2TD 1 2a T Rd • Với: F L d a a TF TD TD R v vL ©Copyright by Pham Van Tien Page: 7
8. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông • 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 không 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 Page: 8
9. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông 11  22,94% 1 2a 1 2.1,68 ©Copyright by Pham Van Tien Page: 9
10. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông • 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 thông tin là 10 Mbps và khung có kích thước 500 bits. ©Copyright by Pham Van Tien Page: 10
11. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông 11  98,04% 1212.0,01 a • So sánh hiệu suất hai trường hợp ? Khi nào cần chú ý tần suất truyền lại ? ©Copyright by Pham Van Tien Page: 11
12. Đường truyền có lỗi Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông • 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). • Khi 0,5 =1, khi ấy, hiệu suất của trường hợp không lý tưởng sẽ là: ideal  'reality NR ©Copyright by Pham Van Tien Page: 12
13. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông • Giả thiết NACK/ACK không có lỗi (kích thước gói rất nhỏ) • Tổng quá hoá: xác suất để truyền khung đến lần thứ i mới thành công là pi-1 (1-p) • Suy ra: i 1 1 NR  ip(1 p ) i 1 1 p • Do đó: ideal 1 p reality NaR 12 ©Copyright by Pham Van Tien Page: 13
14. Hiệu suất Đại học Bách Khoa Khoa Điện tử-Viễn thông  1 p Rd  ideal a reality vL NaR 12 • Muốn tăng hiệu suất, phải giảm a • Không thể giảm a bằng cách thay đổi R, d, v • 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 • Như vậy thực tế rất khó thay đổi a, tức là phải chấp nhận hiệu suất thấp ©Copyright by Pham Van Tien Page: 14