Đề tài 17: Các kỹ thuật phát hiện lỗi và sửa sai

Phát hiện lỗi và sửa sai Mạng cần có khả năng truyền dữ liệu một cách chính xác. Một hệ thống không đảm bảo được tính năng này thì không sử dụng được. Trong quá trình truyền dữ liệu luôn bị tác động bởi nhiều yếu tố như nhiễu, vì vậy hệ thống cần có độ tin cậy tốt với cơ chế phát hiện và sửa lỗi. Việc phát hiện và sửa lỗi được thiết lập ở lớp kết nối dữ liệu hoặc lớp vận chuyển trong mô hình OSI....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài 17: Các kỹ thuật phát hiện lỗi và sửa sai Đề tài 17: các kỹ thuật phát hiện lỗi và sửa sai Thành viên của nhóm 8: 1. Nguyễn Văn Dũng 2. Nguyễn Thúy Hà 3. Nguyễn Đức Tâm 4. Đỗ Thị Kim Thanh Phát hiện lỗi và sửa sai Mạng cần có khả năng truyền dữ liệu một cách chính xác. Một h ệ th ống không đảm bảo được tính năng này thì không sử dụng được. Trong quá trình truyền dữ liệu luôn bị tác động bởi nhiều yếu tố như nhiễu, vì vậy hệ thống cần có độ tin cậy tốt với cơ chế phát hiện và sửa lỗi. Việc phát hiện và sửa lỗi được thiết lập ở lớp kết nối dữ liệu hoặc lớp vận chuyển trong mô hình OSI. 1. Tổng quan: Khi dữ liệu được truyền đi giữa 2 DTE ( Data Terminal Equipment – thi ết b ị đầu cuối xử lý số liệu) đây là thiết bị lưu trữ và xử lý thông tin. Trong h ệ th ống truyền số liệu hiện đại thì DTE thường là máy tính hoặc máy fax hoặc là trạm cuối (terminal). Như vậy tất cả các ứng dụng của người sử dụng (chương trình, dữ liệu) đều nằm trong DTE. Chức năng của DTE thường lưu trữ các ph ần mềm ứng dụng, đóng gói dữ liệu rồi gửi ra DCE ( thiết bị đầu cuối kênh d ữ liệu – Data circuit terminal equipment) hoặc nhận gói dữ liệu từ DCE theo một giao thức xác định DTE trao đổi với DCE thông qua m ột chu ẩn giao ti ếp nào đó. Như vậy mạng truyền số liệu chính là để nối các DTE lại cho phép chúng ta phân chia tài nguyên, trao đổi dữ liệu và lưu trữ thông tin dung chung đặc bi ệt nếu các đường dây truyền dẫn ở trong môi truyền xuyên nhiễu nh ư mạng đi ện thoại công cộng, thì những tín hiệu điện đại diện luồng bit rất d ễ b ị thay đ ổi do ảnh hưởng của các thiết bị điện gần đó. Điều đó có nghĩa là tín hiệu đại diện cho bit 1 bị máy thu dịch ra như bit nhị phân 0 và ngược lại. Có hai phương pháp cho vấn đề này, đó là: Kiểm soát lỗi hướng tới (FEC-Forward Error Control): trong mỗi ký tự − hay mỗi frame dữ liệu được truyền đi có chứa thông tin bổ sung c ần thi ết để bên thu phát hiện lỗi và có thể dò tìm v ị trí của các bit l ỗi . Sau đó chỉ cần đảo ngược các bit lỗi để nhận được dữ liệu đúng. Kiểm soát lỗi quay lui (Backward Error Control) : Trong mỗi ký t ự hay − mỗi frame dữ liệu được truyền đi chỉ chứa thông tin cần thiết để bên thu chỉ có thể phát hiện ra lỗi. Một bộ điều khiển sẽ yêu cầu bên phát phát lại bản dữ liệu đúng. Trong thực tế, số lượng bit thêm vào để đạt được độ tin cần thiết trong điều khiển hướng tới sẽ gia tăng nhanh chóng khi số lượng bit thông tin tăng lên. Do đó, phương pháp điều khiển lỗi quay lui được sử dụng nhiều h ơn trong các dạng truyền số liệu và các hệ thống mạng. 2. Các khái niệm về lỗi: Về bản chất, lỗi truyền số liệu là lỗi bit. Nếu tín hiệu mang dữ liệu nhị phân được mã hóa, những thay đổi như thế có thể làm thay đổi ý nghĩa của dữ liệu. Nguyên nhân gây ra lỗi: − Các quá trình vật lý sinh ra: đó là các lỗi xảy ra trong quá trình truy ền số liệu trên đường truyền vật lý. Bất cứ khi nào một tín hiệu điện từ di chuyển từ một điểm này tới điểm khác, nó dễ bị nhiễu không đoán tr ước từ sức nóng, từ tính và các dạng của điện. Sự nhiễu này có thể làm thay đổi hình dạng và thời gian của tín hiệu. − Các thiết bị truyền thông gây ra: là các lỗi xẩy ra do chính các thi ết b ị tham gia truyền số liệu gây ra. Để xác định xác suất lỗi bit sử dụng Pb Xác định tỉ suất lỗi bit – BER ( Bit Error Rate) BER £ 10-9 – đường truyền được xem là tốt BER £ 10-4 – đường truyền chấp nhận được Ngoài ra còn một số đơn vị đo khác, ít được sử dụng hơn: FER (Frame Error Rate) PER (Packet Error Rate) Để xác định xác suất lỗi gói số liệu sử dụng công thức: Pf = 1 – (1 – Pb) N với N – độ dài gói số liệu, đo bằng bit Pf ≈ N.Pb, nếu N.Pb Pf = 1 – (1 – Pb)N = 1 – (1-10-6)1000 = 0.00095 Hay Pf ≈ N.Pb, ≈ 1000.10 – 6 ≈ 0.001. 3. Các kiểu lỗi: Về bản chất, lỗi có thể được chi thành 2 loại: là l ỗi đơn và l ỗi chum. Trong một lỗi đơn bit, một bit 0 được thay đổi thành 1 hoặc 1 thành o. Trong một lỗi bit chum bit, nhiều bit bị thay đổi. ví dụ một nhi ều xung hàng ho ạt kéo dài 0.01 giây trên đường truyền cùng với một tốc độ dữ liệu 1200 bps có thể thay đổi tất cả hoặc một vài bit trong 12 bit thông tin. Errors Single - bit Burst a. Lỗi bit đơn – single bit error Thật ngữ lỗi bit đơn có nghĩa là các lỗi bit riêng lẻ, phân bố ngẫu nhiên trong gói số liệu. Để hiểu tầm ảnh hưởng của thay đổi đó hình dung rằng mỗi nhóm 8 bit là m ột ký tự ASC với một bit 0 được bổ sung vào bên trái. Trong hình v ễ, 00000010 (ACSII STX) được gửi đi, có nghĩa là ký tự bắt đầu, nhưng bên nhận lại nh ận được 00001010 (ACSCII LF – line feed). Các lỗi bit đơn là kiểu lỗi ít xảy ra trong truy ền dữ li ệu n ối ti ếp. Đ ể hi ểu lí do tại sao, ta hãy hình dung người gửi thực hiện g ửi d ữ li ệu v ới t ốc đ ộ 1 Mbps. Điều đó có nghĩa là một bit chỉ kéo dài trong kho ảng 1/1.000.000 giây hay 1 micro giây. Để lỗi bit đơn xảy ra, nhiều phải n ằm trong kho ảng 1 micro giây, điều đó ít khi xảy ra, nhiễu thường kéo dài hơn nhiều so với khoảng đó. Tuy nhiên, lỗi bit đơn có thể xảy ra nếu gửi dữ liệu sử dụng truy ền dữ liệu song song. Ví dụ, nếu có 8 đường song song đ ược sử d ụng đ ể g ửi t ất c ả 8 bit của một byte ở cùng một thời điểm, một trong những đường đó bị nhi ễu, một bit có thể bị thay đổi trong mỗi byte. Ví dụ như th ực hi ện truy ền d ẫn song song trong một máy tính giữa CPU và bộ nhớ. b. Lỗi bit chum – Burst Error Thuật ngữ lỗi bit chum nghĩa là có 2 hay nhiều bit trong đơn v ị dữ li ệu có thay đổi bit 1 thành bit 0 và từ 0 thành 1. Trong trường hợp này, 0100010001000011 được gửi, nhưng bên nhận thì nhận được 0101110101000011. Chú ý là lỗi bit hàng loạt không ph ải luôn luôn có nghĩa là xảy ra ở các bit liên tiếp nhau. Một số bít nằm giữa có thể không bị ảnh hưởng. Các khái ...