Luận văn Truyền dữ liệu qua modem trên mạng thông tin

bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học dân lập đông đô Khoa công nghệ thông tin luận văn tốt nghiệp truyền dữ liệu qua modem trên mạng thông tin Giáo viên hướng dẫn: TS. Đỗ Xuân Tiến Sinh viên thực hiện : Phan Thị Hoa Khoá : CT 96 B Trên cơ sở yêu cầu và nhiệm vụ của đề tài em sẽ trình bày ba nội dung chính sau: Chương I: Hệ thống thông tin truyền số liệu. Chương II: Thiết bị Modem Chương III: Xây dựng chương trình thu và phát dữ liệu qua Modem Chương I: Hệ thống thông tin truyền số liệu 1. Tổ chức của hệ thống thông tin truyền số liệu. Hệ thống truyền tin số có thể được mô tả như Hệ thống thông tin truyền số liệu Các tín hiệu trước khi truyền đều được DTE mã hóa thành các tổ hợp mã rồi thành các tín hiệu điện tương ứng để truyền tới DCE.  Có 2 phương pháp truyền tin số chủ yếu đó là phương pháp truyền không đồng bộ phương pháp truyền đồng bộ. * Phương pháp truyền không đồng bộ là các nhóm bit được truyền đi tách rời nhau. Mỗi nhóm bit được bắt đầu và kết thúc bằng các bit đặc biệt (Start, Stop) với mục đích đồng bộ thu và phát. Ký tự đồng bộ byte mở đầu Địa chỉ nhận tin Byte đầu khối Chứa mã Byte kết thúc Kiểm tra lỗi SYN SYN SOH HEADER STX TEXT ETX BCC * Phương pháp truyền đồng bộ các nhóm bit được truyền đi một cách liên tục với cùng một tốc độ. Số liệu được tổ chức thành từng khối theo các thủ tục khác nhau như thủ tục chuẩn BISYNS Sơ đồ hệ thống truyền số liệu trên kênh thoại và vô tuyến Sơ đồ hệ thống truyền số liệu trên kênh thoại và vô tuyến Hệ thống thông tin này được ứng dụng rộng rãi nhất với quy mô rộng lớn ở mọi quốc gia. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo kết nối và truyền dẫn các cuộc thoại ở các phạm vi khác nhau. Muốn sử dụng chính nó thì phải cần các thiết bị ghép nối thích hợp như là Modem. Để phối hợp biến đổi dạng tín hiệu số thành dạng tín hiệu tương tự trước khi truyền và biến đổi ngược lại khi nhận tin. 2. Các phương thức điều chế và giải điều chế tín hiệu * Tín hiệu đầu ra của thiết bị đầu cuối số liệu là tín hiệu số. * Tức là chuỗi xung điện tương ứng với chuỗi các số “0”“1”. * Chuỗi xung này không trực tiếp truyền vào kênh thoại có giải tần từ 300Hz đến 3400Hz được. * Vì thế khi truyền số liệu phải thực hiện điều chế ở đầu phát để chuyển thành tín hiệu tương tự và giải điều chế ở đầu thu để trở về tín hiệu số. * Hai quá trình điều chế và giải điều chế do Modem đảm nhận. * Có 4 phương pháp đó là biện độ, tần số, pha và biên độ cầu phương. Chương II: Thiết bị Modem 1. Nguyên tắc làm việc của Modem - Khi khởi động Modem ở chế độ Command Mode. - Sau khi nhận mỗi lệnh chỉ định hoạt động Modem sẽ cho lại mã kết quả để thông báo với người sử dụng. - Các câu lệnh có thể được đưa ra dưới dạng một chuỗi có hoặc không có dấu trắng. - Nhập lệnh có thể dùng các phím xóa hoặc BackSpace để sửa lỗi. - Các ký tự trong câu lệnh có thể chử hoa hay chử thường. - Các lệnh đưa ra cho Modem bắt đầu bằng 2 chử AT và kết thúc bằng ký tự CR. - Câu lệnh không có mã kết thúc sẽ bỏ qua. - Một dòng có thể đặt một hay nhiều lệnh và không dài quá 40 ký tự. 2. Các giao thức của Modem  Giao thức điều khiển dòng dữ liệu: có 2 phương pháp * Điều khiển dòng dữ liệu bằng phần cứng * Điều khiển dòng dữ liệu bằng phần mềm.  Giao thức MNP: * Giao thức này cho phép phát hiện và sửa lỗi trong dòng số liệu không đồng bộ và trong các thủ tục truyền File. * Khi muốn kết nối MNP được thiết lập hai thiết bị sẽ đàm thoại và sau đó hoạt động với lớp cao nhất cho phép. Giao thức truyền File: có 2 phương pháp đó là * Giao thức truyền và đợi: * Giao thức truyền liên tục: 3. Cách ghép nối Modem với hệ truyền số liệu Đại đa số máy tính được thiết kế có các cổng vào ra để trao đổi số liệu với thiết bị ngoại vi. Khi ở cự ly gần số liệu có thể truyền song song các bit để nâng cao tốc độ. Khi truyền số liệu đi xa thì phải truyền nối tiếp theo phương thức đồng bộ hay không đồng bộ. Có một số chuẩn ghép nối thông dụng là: Ghép nối UART 8250A với hệ vi xử lý được mô tả ở hình 2.1 Mỗi cổng của máy tính được ghép với một mạch UART 8250 để thực hiện toàn bộ các chức năng truyền tin nối tiếp như biến đổi số liệu song song thành nối tiếp và ngược lại. Ghép nối qua khe cắm PC 8 bit như hình 2.2 Minh họa về chân và tín hiệu trên đầu nối khe cắm. Đây là cấu trúc Bus nở rộng. Ghép nối nối tiếp: Đây là chuẩn RS232C của hiệp hội công nghiệp điện tử để trao đổi số liệu và các tín hiệu Chuẩn RS232C Chương III: Xây dựng chương trình điều khiển Modem 1. Thuật toán phát Xmodem: được mô tả theo sơ đồ Việc đầu tiên trước khi truyền là phải thiết lập đường truyền và tiến hành bắt tay giữa hai đầu thu phát. Đầu tiên bên phát chờ một mã NAK, sau khi nhận được mãcó nghĩa là đầu thu đã sẵn sàng, bắt đầu đọc gói dữ liệu thứ nhất và chờ phía thu trả lời. Nếu là mã ACK có nghĩa là gói tin không bị lỗi, truyền gói tin tiếp theo. Nếu là mã NAK có nghĩa là gói tin bị lỗi và cần phát lại gói tin đó. Nếu là mã CAN có nghĩa là yêu cầu dừng cuộc truyền. Nếu công việc kết thúc bình thường thì phía phát gửi mãEOF báo cho phía thu biết đã hết dữ liệu. Phía thu trả lời bằng một mã ACK. Tiến hành đóng File, giải phóng bộ nhớ. Thuật toán phát XModem 2. Thuật toán thu Xmodem: được mô tả theo sơ đồ hình 3.2 Trước khi thu phải khởi tạo bộ đệm, mở các File….Phía thu gửi mã NAK cho biết đã sẵn sàng khởi động vòng thu và chờ Packet. Nếu như quá thời gian mà chưa thấy thì gửi mã NAK tiếp. Nếu phát hiện có tín hiệu thì thực hiện các bước sau: * Xét mã SOH là mã đánh dấu đầu khối dữ liệu(nếu là mã EOF) sẽ kết thúc cuộc truyền. * Kiểm tra số thứ tự của khối bằng cách cộng Modul 2 giữa trường thứ 2 và 3. Nếu khác không là bị lỗi, gửi một mã NAK yêu cầu phát lại và quay lại từ đầu. Nếu bằng không thì tiếp tục bước sau: * Kiểm tra số thứ tự của khối. Nếu phát hiện nhầm lẫn về trật tự thì gửi mã CAN yêu cầu kết thúc cuộc truyền. Nếu số thứ tự là liên tục thì thu dữ liệu bình thường. Tính tổng kiểm tra theo thuật toán quy định so với tổng kiểm tra phía phát gửi sang. Nếu trùng khớp là dữ liệu không có lỗi thì gửi mã ACK. Nếu không trùng thì gửi mã NAK yêu cầu phát lại. Nếu cuộc truyền kết thúc tốt thì nhận được mã EOF. Phía thu gửi mã trả lời ACK, đóng File, giải phóng bộ nhớ. Thuật toán thu XModem 3. Chương trình Chương trình điều khiển Modem được viết trên Delphi để chạy trên hệ điều hành Window. Để xây dựng chương trình điều kiện Modem trước hết ta xây dựng chương trình Driver Comport điều khiển cổng Com của PC. Khi ghép thành công vào hệ điều hành của máy tính thì ta xây dựng tiếp chương trình điều khiển tin qua Modem. Khi chương trình thu và phát tin qua Modem chạy một cửa sổ giao diện được mở ra như hình 3.3 Các chức năng cơ bản được thể hiện trên thanh công cụ như Connecting… Cửa sổ phía trên là cửa sổ nhận tin Cửa sổ phía dưới là cửa sổ phát tin Mỗi khi tác động vào một nút thì thủ tục tương ứng với chức năng tên nút được kích hoạt và đi vào thao tác. Cửa sổ thu phát tin qua Modem Khi ấn Connecting có nghĩa là muốn kết nối thì cửa sổ thiết lập thông số sẽ hiện ra như hình 3.4. Trên cửa sổ này có các nút chức năng cho phép đặt chế độ truyền tin qua cổng Com như tốc độ truyền, số lượng Data bit, cơ chế chẵn lẻ, chế độ bắt tay và các nút điều khiển khác. Thiết lập chế độ thu phát cho Modem