Lời mở đầu

Trong xu thế phát triển mạnh mẽ của ngành thông tin nói chung, thông tin hàng
hải cũng không ngừng phát triển để đáp ứng kịp nhu cầu ngày càng lớn .
Đài thông tin vệ tinh mặt đất INMARSAT - Hải Phòng (LES Hải Phòng ) là đài
LES duy nhất của Việt Nam. Đài hiện cung cấp các dịch vụ thông tin vệ tinh
INMARSAT thông qua mạng viễn thông vệ tinh di động toàn cầu INMARSAT.
Trong quá trình thực hiện liên lạc thông qua vệ tinh, thì vấn đề kết nối liên lạc, các
quá trình xử lý thông tin và việc quản lý ra sao là vô cùng quan trọng. Quá trình xử lý
này sẽ phục vụ cho việc kết nối thông tin giữa trạm di động và mạng thông tin mặt đất
hay ngợc lại. ACSE là một hệ thống thiết bị thực hiện công việc đó.
ACSE (Access Control and Signalling Equipment) là thiết bị điều khiển truy nhập
và báo hiệu. Trong hệ thống INMARSAT - B/mM, ACSE thực hiện hai nhóm chức năng
chính: là Nhóm chức năng điều khiển (Control Functions) và Nhóm chức năng thiết bị
kênh chung và các khối kênh hoạt động nh bộ thu / phát cho tất cả các kênh vô tuyến.
Nó bao gồm nhiều khối chức năng nh OAM, TH, CU, CCE, TTP Hệ thống này đòi
hỏi phải có một mạng để kết nối các máy tính nhằm tối u hoá hệ thống và tăng độ an
toàn.
Mạng sử dụng trong hệ thống ACSE của INMARSAT - B/mM là mạng cục bộ đợc
kiến trúc theo kiểu Ethernet.
Chính vì những đặc điểm đó, nghiên cứu về mạng LAN áp dụng trong hệ thống
điều khiển truy nhập và báo hiệu của INMARSAT-B/mM tại trạm LES đợc đề cập đến
và giải quyết trong đề tài này.
Đề tài gồm 4 phần:
Phần 1: Thông tin vệ tinh trong hệ thống INMARSAT - B/mM.
Phần 2: Tổng quan về mạng cục bộ .
Phần 3: Hệ thống ACSE - B/mM.
Phần 4: Mạng LAN áp dụng trong hệ thống ACSE - B/mM.
Nhân đây em xin chân thành cảm ơn giáo viên hớng dẫn KS Vũ Quốc Việt và thầy
giáo Th.S Trần Đỗ Mát đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài. Và cám
ơn các thầy cô cùng bạn bè đã giúp đỡ cũng nh đóng góp các ý kiến quý báu để luận

các trạm mặt đất phát đi các sóng mang với tần số khác nhau nhng với các băng tần bảo
vệ thích hợp, các tần số sóng mang này không chồng lấn lên nhau.
+ TDMA ( Time Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo thời
gian. Trong đó, một khung TDMA đợc chia ra theo thời gian mà mỗi trạm mặt đất phát
đi một sóng mang trong một khe thời gian đã đợc phân trong một chu kỳ thời gian nhất
định.
+ CDMA ( Code Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo mã.
Trong đó, mỗi trạm mặt đất phát đi một tần số sóng mang nh nhau nhng sóng mang này
trớc đó đã đợc điều chế bằng một mẫu bit đặc biệt qui định cho mỗi trạm mặt đất trớc
khi phát tín hiệu đã điều chế.
Đa truy nhập là kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và tăng
hiệu quả sử dụng của nó tới cực đại. Hay có thể nói, đa truy nhập là phơng pháp dùng
một bộ phát đáp trên vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất. Trong đa truy nhập
yêu cầu không có sự can nhiễu sóng vô tuyến điện giữa các trạm mặt đất phát khác
nhau
Do vệ tinh luôn bị ảnh hởng của các tác động bên ngoài nh: áp lực bức xạ từ mặt
trời và mô men xoắn của từ trờng quả đất nên để duy trì trang thái ổn định của vệ tinh
cần phải có các biện pháp hợp lý. Phơng pháp điển hình hiện nay là ổn Định Quay và
ổn định 3 Trục.
2. Đặc Điểm Của Thông Tin Vệ Tinh
Thông tin vệ tinh đã phát triển và phổ biến nhanh chóng nhờ các u điểm vợt trội
so với các phơng tiện khác (phơng tiện thông tin dới biển và trên mặt đất nh: hệ thống
cáp và hệ thống chuyển tiếp vi ba ), đó là:
+ Có khả năng đa truy nhập.
+ Vùng phủ sóng lớn: vì từ quĩ đạo địa tĩnh có bán kính cách trái đất trung
bình khoảng 37000 Km nên vệ tinh có thể nhìn thấy 1/3 trái đất, nh vậy với 3 vệ tinh
vùng phủ sóng có trể bao trùm toàn cầu trừ vùng cực.
+ Dung lơng thông tin lớn: với băng tần công tác rộng, nhờ áp dụng các kỹ
thuật sử dụng lại băng tần nên hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt tới dung lợng lớn
trong một thời gian rất ngắn mà không một loại hình thông tin nào có thể đạt đợc.

bị điều khiển đo xa, các thiết bị cung cấp nguồn lấy từ năng lợng mặt trời. Trong hệ
thống thông tin vệ tinh thì vệ tinh thông tin thực chất là các trạm lặp tín hiệu của tuyến
thông tin siêu cao tần.
* Phần Mặt Đất hay còn gọi là các trạm thu phát trên mặt đất gọi tắt là các
trạm mặt đất, bao gồm:
An-ten thu phát và các thiết bị điều khiển, bám vệ tinh.
ống dẫn sóng, các bộ chia cao tần và ghép công suất.
Máy thu tạp âm thấp, các bộ điều chế và giải điều chế.
Các bộ đổi tần tuyến lên và tuyến xuống.
3
Vệ tinh
Trạm
mặt đất
đ ờng lên đ ờng xuống
6 Ghz
(14 Ghz)
4 Ghz
(11Ghz)
Trạm
mặt đất


Là hệ thống thông tin hàng hải mới.
Là hệ thống thông tin tổ hợp.
Là hệ thống thông tin hàng hải toàn cầu.
* GMDSS là hệ thống thông tin hàng hải mới:
Hệ thống cứu nạn và an toàn hàng hải cũ theo công ớc SOLAS/74 về phần thông
tin vô tuyến điện phần lớn dựa trên cơ sở vận hành kiểu nhân công với 2 phơng thức
thông tin chính là: MORSE và vô tuyến điện thoại.
4
BB
MOD U/C HPA LNA D/C DEM
BB
- Hình số 2 - Liên lạc trên hệ thống thông tin vệ tinh
Với 2 phơng thức thông tin này, hệ thống thông tin cũ có nhiều hạn chế và bất lợi
nh: cự ly thông tin không đợc xa nên không đảm bảo khi gọi cấp cứu tới các tàu khác
vùng phụ cận ; gọi cấp cứu và phát điện cấp cứu bằng tay nên việc phát báo động cấp
cứu không kịp thờiv.v.
Hệ thống GMDSS đợc qui định trong chơng 4 của SOLAS/74 sửa đổi và bổ xung
năm 1988; theo đó GMDSS bắt đầu có hiệu lực từng phần từ 1 2.1992 và có hiệu lực
toàn phần từ 1 2.1999. Trong thời gian chuyển tiếp ( từ 1992 đến 1999 ) IMO đã có
những qui định để GMDSS thay thế và từng bớc loại bỏ hệ thống cũ.
GMDSS sử dụng nhiều công nghệ thông tin mới, hiện đại:
Công nghệ gọi chọn số ( DSC ) và công nghệ Telex, truyền chữ
trực tiếp băng hẹp ( NBDP).
Các hệ thống thông tin vệ tinh INMARSAT và COSPAS
SARSAT.
Thông tin cứu nạn nhiều chiều ( tàu bờ, bờ tàu, tàu tàu ).
Hình thành các trung tâm phối hợp và cứu nạn ( RCC ).
* GMDSS là hệ thống thông tin tổ hợp
Vì nó đợc hình thành dựa trên cơ sở kết hợp các dịch vụ của nhiều hệ thống
cấu thành nh:

tuyến điện báo MORSE do đó không nhất thiết phải có sĩ quan chuyên nghiệp.
3. Cấu Trúc Của Hệ Thống GMDSS.
GMDSS gồm 2 hệ thống thông tin chính là: Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh và Hệ
Thống Thông Tin Mặt Đất.
Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh là một đặc trng quan trọng trong hệ thống GMDSS;
trong khuôn khổ của bài luận văn này sẽ chỉ trình bày về Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh.
Hệ thống thông tin vệ tinh trong hệ thống GMDSS bao gồm: thông tin qua hệ
thống vệ tinh COSPAS - SARSAT và thông tin qua hệ thống vệ tinh INMARSAT
(International Maritime Satellite organization tổ chức thông tin vệ tinh hàng hải
quốc tế).
a) Hệ thống vệ tinh COSPAS SARSAT.
Hệ thống này bao gồm 4 vệ tinh quĩ đạo cực hoạt động ở tần số 406 Mhz giành
riêng cho mục đích tìm kiếm và cứu nạn. Hệ thống này đợc sử dụng để phục vụ cho tất
cả các tổ chức trên thế giới có trách nhiệm tìm kiếm và cứu nạn trên biển, trên không
và trên đất liền. Đây là hệ thống vệ tinh mang tính quốc tế, do các tổ chức vệ tinh của
các nớc Canada, Pháp, Mĩ và Liên Xô ( cũ ) thiết lập.
Theo SOLAS/74 sửa đổi năm 1988 tất cả các tàu khi hoạt đông trên biển buộc phải
trang bị EPIRB 406 Mhz trong hệ thống COSPAS - SARSAT ( trừ các tàu đợc trang bị
EPIRB vệ tinh băng L).
b) Hệ thống vệ tinh INMARSAT
INMARSAT (tên cũ là International Maritime Satellite organization đến tháng 10
năm 1994 đổi tên thành International Mobile Satellite organization ) là tổ chức vệ
tinh hàng hải thế giới đợc thành lập năm 1979, tính đến tháng 4.1998 bao gồm 85 quốc
gia.
Việc thành lập tổ chức INMARSAT nhằm đáp ứng các nhu cầu thông tin có độ tin
cậy cao cho vận tải biển quốc tế. Đặc biệt đáp ứng nhu cầu thông tin cho hoạt động an
toàn cứu nạn toàn cầu GMDSS.
INMARSAT điều hành một hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh toàn cầu cung cấp
dịch vụ thông tin trên mọi khu vực địa lý ( trừ các vùng địa cực nằm ngoài vùng bao
phủ của các vệ tinh địa tĩnh).

biển mà nó giám sát. Nghiệp vụ này cần thiết để duy trì hoạt động chính xác giữa trạm
di động và trạm cố định.
+ Các trung tâm điều hành mạng ( Nocs Network Operation Centre): đặt ngay
tại trụ sở chính ở London; làm nhiệm vụ nối mỗi NCS với các CES trong vùng bao phủ
của nó và nối với các NCS khác; nhờ vậy thông tin trong toàn mạng đợc lu thông.
+ Trạm điều khiển mạng lới thông tin mặt đất (NCC Network Control Centre):
điều khiển toàn bộ các trạm cố định, các trạm di động và các vệ tinh.
Các trạm thông tin di động: Các trạm thông tin di động bao gồm:
Các trạm mặt đất tàu biển ( SESs ).
Các trạm mặt đất di động (MESs).
Các trạm mặt đất máy bay ( AESs).
Các trạm này đều là các thiết bị để ngời sử dụng có thể liên lạc đợc với các thuê
bao trên bờ thông qua một vệ tinh và CES/LES đợc chọn.
* Các thiết bị thông tin trong hệ thống INMARSAT.
INMARSAT A: là hệ thống thông tin INMARSAT đầu tiên, cung cấp các
dịch vụ thoại, Telex, Fax, Email, các dịch vụ truyền số liệu.
INMARSAT B: là thiết bị thông tin di động vệ tinh hiện đại sử dụng công
nghệ số. INMARSAT B cung cấp các dịch vụ thông tin giống nh các dịch vụ của
INMARSAT A.
INMARSAT C: là thiết bị thông tin di động vệ tinh ra đời từ năm 1993; cung
cấp các dịch vụ truyền số liệu và Telex 2 chiều với tốc độ 600b/s. INMARSAT C
đơn giản, giá thành rẻ, an-ten vô hớng nhỏ nhẹ, toàn bộ thiết bị gọn nhỏ tới mức có thể
xách tay hoặc gắn vào bất cứ tàu thuyền nào. INMARSAT C đủ để đáp ứng yêu cầu
7
về thông tin vệ tinh trong GMDSS trong khi giá thành thiết bị và cớc phí khai thác thấp
hơn nhiều lần so với INMARSAT A/B.
INMARSAT M: là sự phát triển tiếp theo của INMARSAT B nhng kích
thớc gọn nhẹ và giá thành rẻ hơn; bao gồm các dịch vụ thông tin thoại, Fax và
truyền dữ liệu.
INMARSAT E: là EPIRB vệ tinh hoạt động trên băng L qua hệ thống

INMARSAT A. Thiết bị này có thể hoạt động ở cả hai chế độ đơn kênh và đa kênh;
nó cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao ( lên tới 64 Kb/s), điều này đặc biệt thích hợp với
những đối tợng có nhu cầu xử lý dữ liệu với khối lợng lớn nh các công ty dầu lửa, công
ty địa chấn. Hệ thống INMARSAT - B hoàn toàn phù hợp với môi trờng làm
việc của đài tàu và hoàn toàn tơng thích với các yêu cầu của IMO về hoạt động cấp cứu
- cứu nạn trong hệ thống GMDSS.
b) Các dịch vụ
Các dịch vụ trong hệ thống INMARSAT - B cũng giống nh các dịch vụ trong hệ
thống INMARSAT - A nhng có chất lợng cao hơn nhiều do sử dụng kỹ thuật số.
8
* Tốc độ truyền ở các dịch vụ nh sau:
Thoại 16 Kb/s.
Truyền dữ liệu 9.6 Kb/s.
Fax 9.6 Kb/s.
Truyền dữ liệu tốc độ cao 64 (56) Kb/s
Telex 50 baud.
c) Đặc điểm kỹ thuật và các thông số
* Đặc điểm kỹ thuật
Hệ thống INMARSAT - B đợc thiết kế dựa trên kỹ thuật số - kỹ thuật đợc sử
dụng rộng rãi nhằm giảm những yêu cầu về vệ tinh xuống 50%.
Hệ thống INMARSAT - B sử dụng kỹ thuật sửa lỗi trớc FEC ( Forwark Error
Correction) nhằm mục đích giảm EPIRB của vệ tinh và của trạm SES. Hơn thế nữa ph-
ơng pháp này cung cấp sự sửa lỗi và thủ tục tách sóng lỗi rất có hiệu quả trong quá
trình phát. Phơng thức mã hoá FEC 1/2 đợc sử dụng trong các bức điện Telex và thông
tin báo hiệu mang lại hiệu quả cho việc phát hiện và sửa lỗi.
Hệ thống INMARSAT - B sử dụng kênh RF nhằm để cung cấp kênh linh hoạt
hơn.
Hệ thống này sử dụng kỹ thuật điều chế PSK, OPQSK trên kênh SCPC và điều
chế BPSK trên kênh TDM và FDM cho phép tiết kiệm dải thông.
Trang thiết bị đài tàu INM-B đợc thiết kế giống nh INM-A nhng có kích thớc

Một số INMARSAT B trang bị ở trạm LES ở mỗi vùng đại dơng cung cấp tuyến
thông tin liên lạc cố định. Đó là nhiệm vụ của LES để ấn định kênh TDM/TDMA.

NCS trong mỗi vùng đại dơng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ
thống bằng việc truy cập phối hợp với kênh thông tin. Nh vậy có thể xem nh NCS cung
cấp đờng tín hiệu cho cả MES và LES.
Trạm NCS chịu trách nhiệm về việc ấn định kênh thông tin cho liên lạc thoại, mặt
khác NCS còn giám sát tất cả các kênh tín hiệu, truy nhập, điều khiển và duy trì tín hiệu
băng gốc trên MES.
2. Hệ Thống INMARSAT - mM.
a) Giới thiệu
Hệ thống INMARSAT - mM bắt đầu đợc khai thác từ tháng 1 năm 1997. Hệ thống
này có tên là mini - M vì các đặc trng của nó cho phép thu nhỏ các trạm di động qua
việc sử dụng u điểm của búp sóng (Spot Beam) đợc đa vào vệ tinh thế hệ thứ 3 phóng
lên năm 1996 và 1997 Nó là sự phát triển của hệ thống INMARSAT - M nhng nhỏ,
nhẹ và rẻ hơn, với chức năng tự động truy nhập toàn cầu. Hệ thống cung cấp các dịch
vụ thoại, Fax và truyền dữ liệu trong phạm vi các búp sóng.
b) Đặc điểm của hệ thống INMARSAT - mM.
INMARSAT - mM sử dụng thoại song kênh 4.8 Kb/s.
Hệ thống INMARSAT - mM đợc qui định đầu tiên cho các hệ thống sách
tay lớn nhất trên đất liền. Nó cung cấp chất lợng thoại trung bình nhng không có
TELEX.
10
INMARSAT
OCC
SCC
NCS
TT&
C
CES

Độ dài một khung thoại: 240 ms; số Frame/1 khung thoại: 12; số
bit/Frame: 96 (trong đó có 72 bit mã hoá và 24 bit sửa lỗi).
Dịch vụ Facsimile tốc độ 2.4 Kb/s theo chuẩn V.21 và V.27. Dịch vụ Fax
trong hệ thống INMARSAT thế hệ 3 gửi theo mạng thoại mặt đất là tín hiệu analog có
dải tần 300 - 3400 Hz; tần số trung tâm là 1700 Hz hoặc 1800 Hz.
Dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ 2.4 Kb/s theo chuẩn V.22. Hệ thống
INMARSAT - mM truyền dữ liệu tốc độ thấp kết nối với mạng mặt đất theo 2 đờng
chính:
Chuyển mạch gói PSDN và mạng INTERNET.
Chuyển mạch vòng PSTN và mạng số đa dịch vụ ISDN.
Hệ thống INMARSAT - mM cung cấp cho ngành hàng không dịch
vụ: thoại, truyền dữ liệu từ AES (Aicraft Earth Station) và thông tin điều khiển.
Có thẻ kết hợp hệ thống INMARSAT - mM và hệ thống INMARSAT - C để tạo ra
tổ hợp đa dịch vụ.
d) Quản lý hệ thống INMARSAT - mM.
Trong hệ thống INMARSAT - mM trạm NCS và LES quản lý:
Sự thiết lập trạng thái ban đầu cho MES.
Thay đổi tần số kênh, sự cố.
Chuyển đổi vùng đại dơng hoặc vệ tinh.
Quản lý danh sách MES bận.
Quản lý danh sách MES rỗi.
Quản lý thay đổi thông tin trạng thái từ LES tới NCS.
Quản lý các bản tin tại MES.
11
Trong mỗi vùng đại dơng, NCS quản lý toàn bộ các thông số hệ thống và kết nối
với các NCS ở các vùng đại dơng khác đồng thời kết nối với NOC để đảm bảo liên
mạng toàn cầu.

phần 2 - tổng quan về mạng cục bộ
(lan - LOCAL AREA NETWORK ).

- Bộ tiền xử lý ( Preprocessor ): để nối kết dới dạng một mạng truyền tin
nhằm làm giảm nhẹ nhiệm vụ của máy xử lý trung tâm.
Mạng Máy Tính (Computer Networks ): là một tập hợp các máy tính ( nút mạng )
đợc nối với nhau bởi các đờng truyền ( Transmission Link) theo một cấu trúc nào đó.
Đờng truyền có thể là dây điện thoại thông thờng, cáp đồng trục, sóng vô tuyến,
vệ tinh hoặc các phơng tiện sợi quang.
Cũng trong những năm 70, bắt đầu xuất hiện khái niệm mạng truyền thông
(Communication Network), trong đó các thành phần chính của nó là các nút mạng, đợc
gọi là các bộ chuyển mạch (Switching Unit) dùng để hớng thông tin đến đích của nó.
Các nút mạng đợc nối với nhau bằng đờng truyền (Transmition Line) còn các máy tính
xử lý thông tin của ngời sử dụng hoặc các trạm cuối đợc nối trực tiếp vào các nút mạng,
để khi cần có thể trao đổi thông tin qua mạng. Bản thân các nút mạng thờng cũng là
máy tính nên có thể đồng thời đóng cả vai trò máy của ngời sử dụng.
1. Mục Tiêu Và ứng Dụng Của Mạng.
a) Mục tiêu.
Việc nối kết các máy tính thành mạng nhằm đạt đợc các mục tiêu chính nh sau:
+ Tất cả các tài nguyên nh : thiết bị, chơng trình, dữ liệu trở nên khả dụng
đối với bất kỳ ngời sử dụng nào trên mạng ( mà không cần quan tâm tới vị trí địa lý
của tài nguyên và ngời sử dụng ).
+ Độ tin cậy của hệ thống tăng lên nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối
với một máy tính nào đó.
b) ứng dụng.
Mạng đợc sử dụng để chinh phục khoảng cách từ đó tăng chất lợng và hiệu quả
khai thác và xử lý thông tin. Khoảng cách đợc chinh phục có thể ở phạm vi cục bộ
( trờng học, nhà máy, thành phố) hoặc ở phạm vi quốc gia, quốc tế ( lục địa, liên lục
địa, toàn cầu ) từ đó dẫn đến các khái niệm mạng cục bộ ( LAN - Local Area Networks)
và mạng đờng dài ( WAN - Wide Area Networks).
Các ứng dụng mạng trên phạm vi đó có nhiều mức độ khác nhau:
13
+ Thấp nhất là các ứng dụng đơn thuần mang tính chất truyền tin nh: truyền

Dạng vòng
-Hình số 6 - Một số dạng mạng kiểu khuếch tán.
Hình số 5 - Một số dạng mạng kiểu Điểm - Điểm.
Hình sao Chu trình Cây Đầy đủ
dành riêng để chỉ định đích của nó, cho phép mỗi nút kiểm tra xem tin báo nhận đợc
có phải là của mình hay không?
4. Kiến Trúc Mạng (Networks Architecture)
Tập hợp tất cả các tầng và các giao thức đợc gọi là Kiến Trúc Mạng (Networks
Architecture). Hầu hết các mạng đều đợc tổ chức thành một cấu trúc đa tầng ( Layer)
trong đó mỗi tầng đợc xây trên tầng trớc đó nhằm để giảm độ phức tạp thiết kế. Số l-
ợng các tầng và chức năng của các tầng trong các mạng khác nhau là khác nhau. Tuy
nhiên trong hầu hết các mạng mục đích của mỗi tầng là để cung cấp một số dịch vụ
nhất định cho các tầng cao hơn.
Tầng thứ i của máy tính sẽ hội thoại với tầng thứ i của máy tính khác. Các qui tắc
và qui ớc dùng trong việc hội thoại đó đợc gọi là Giao Thức ( Protocol) của mức i.
Giữa mỗi cặp tầng kề nhau tồn tại một Giao Diện ( Interface) xác định các thao tác
nguyên thuỷ và các dịch vụ mà tầng dới cung cấp cho tầng trên.
Trên thực tế, dữ liệu không đợc truyền trực tiếp từ tầng thứ i của máy này sang
tầng thứ i của máy khác ( trừ tầng thấp nhất). Mỗi tầng sẽ chuyển dữ liệu và thông tin
điều khiển xuống tầng ngay dới nó cứ nh vậy cho đến tầng thấp nhất. ở tầng thấp
nhất có đờng truyền thông vật lý tới tầng thấp nhất của máy tơng ứng; từ đó, dữ liệu và
thông tin điều khiển lại đợc chuyển ngợc lên các tầng trên. Nh vậy ở các tầng trên tầng
thấp nhất sẽ chỉ xác định các đờng truyền thông logic (hay truyền thông ảo )
tới tầng tơng ứng của các máy khác.
ở hình vẽ số 7, các đờng đứt nét biểu thị các đờng truyền thông logic còn đờng
liền nét biểu thị đờng truyền thông vật lý.

II. Phân Tích Mạng Cục Bộ LAN.
1. Giới Thiệu Vể Mạng Cục Bộ LAN.
a) Khái niệm mạng cục bộ.

+ Tốc độ truyền dữ liệu cao, có thể lên tới 100Mb/s.
+ Giá thành thấp.
+ Tỷ lệ sai số truyền dữ liệu nhỏ: Từ 10
-8
ữ 10
-11
.
+ Truy nhập dễ dàng.
+ Độ tin cậy cao.
Mạng có thể nối kết các thiết bị dữ liệu nh các máy vi tính, các terminals, các thiết
bị tích luỹ tập trung và các máy in/ máy vẽ đồ hoạ. Thông qua mạng này các thiết bị có
thể trao đổi thông tin dữ liệu nh: truyền File, th điện tử
c) Cơ sở của mạng LAN.
Mạng LAN bao gồm 3 thành phần cơ sở sau:
Môi trờng truyền: có 2 môi trờng truyền chính dùng cho mọi loại LAN là
cáp UTP và cáp quang. Cáp UTP thoã mãn đợc các yêu cầu về khoảng cách dới 100m
và tốc độ dới 100 Mb/s. Còn cáp quang đáp ứng đợc các khoảng cách và tốc độ lớn hơn.
Hình trạng (Topology): Topology qui định các máy tính đợc nối với nhau
nh thế nào. Nó gây ảnh hởng đáng kể đến khoảng cách và độ tin cậy của mạng LAN.
Hiện nay hầu hết các LAN đợc nối vật lí theo hình sao còn Topology logic có thể là Bus
hoặc Ring.
Phơng pháp truy nhập: truy nhập liên quan đến thủ tục mà máy tính sử
dụng nhằm chiếm đợc môi trờng truyền (bandwidth) để truyền dữ liệu Những phát triển
mới nhất về phơng pháp truy nhập là Fast Ethernet và 100VG-AnyLAN.
d) Sự phát triển của LAN.
Từ thuở ban đầu, LAN đợc phát triển để chia sẻ tài nguyên nh là máy in và ổ cứng,
sau đó là để hỗ trợ cấu trúc khách - chủ (Client/Server), rồi đến mạng doanh nghiệp và
ngày nay là mạng đa dịch vụ.
LAN là các mạng thông tin dữ liệu đợc tạo ra từ sự kết hợp của 2 công nghệ: đó là
công nghệ máy vi tính và công nghệ thông tin.

+ Phân loại Hub:
- Trong thời kỳ đầu phát triển của LAN, ngời ta chia bộ tập trung thành hai loại: bộ
tập trung tích cực và bộ tập trung thụ động.
Bộ tập trung tích cực: Ngày nay, đa số các bộ tập trung đều là tích cực. Bộ
tập trung này thu tín hiệu từ một cổng, tái tạo lại tín hiệu đó rồi mới chuyển tới cổng
khác. Các bộ tập trung của Ethernet đều là bộ tập trung tích cực. Hub thờng có từ 8 ữ12
cổng cho máy tính mạng nối vào, nên đôi khi ngời ta gọi chúng là bộ chuyển tiếp đa
cổng. Hub tích cực cần có nguồn điện để hoạt động.
Bộ tập trung thụ động: Hub thụ động đóng vai trò nh điểm nối kết và
không khuếch đại hoặc tái tạo tín hiệu mà tín hiệu chỉ đi ngang qua Hub (nó nối một
cổng tới cổng tiếp theo). Hub thụ động không cần nguồn điện để hoạt động.
Ngoài ra còn có: Hub lai (Hybrid Hub) là loại Hub cải tiến, chấp nhận đợc nhiều
loại cáp khác nhau. Có thể mở rộng mạng đợc nối qua Hub bằng cách nối kết thêm
nhiều Hub nữa.
+ Lợi ích của bộ tập trung Hub:
Thêm một thiết bị vào mạng, không làm ảnh hởng đến hoạt động của mạng.
Dễ dàng cách li lỗi.
Quản lý mạng tại một vị trí - là bộ tập trung. Nhiều hub chủ động có khả năng
nhận biết nối kết nào đó có đang hoạt động hay không.
Dùng nhiều cổng khác nhau nhằm hỗ trợ các kiểu nối cáp khác nhau.
2. Kỹ Thuật Mạng Cục Bộ.
Hai kỹ thuật chính quyết định tính chất của một mạng cục bộ là:Topology (hình
trạng) và Transmission Media (phơng tiện truyền). Các yếu tố này xác định kiểu dữ liệu
17
đợc truyền, tốc độ, hiệu quả truyền thông và cả loại sử dụng có thể triển khai trên
mạng.
a) Hình trạng của mạng cục bộ và một số kỹ thuật truy nhập phơng tiện truyền
tơng ứng.
Hình trạng mạng (Networrk Topology): là thuật ngữ dùng để chỉ kiểu sắp
xếp bố trí vật lí của máy tính, dây cáp và những thành phần khác trên mạng theo

thờng đợc dùng để truyền tốc độ thấp nhng cũng có thể đạt tới vài Mb/s. Cặp dây xoắn
có giá thành tơng đối rẻ và thờng đã đợc lắp đặt sẵn trong các trụ sở cơ quan
Nó là sự lựa chọn phù hợp nhất (về giá thành - hiệu quả) đối với các nhu cầu truyền
thông ít trong phạm vi hẹp.
+ Cáp đồng trục: đáp ứng yêu cầu về hiệu quả cao hơn, cho phép truyền với thông
lợng cao hơn, có thể chấp nhận một số lợng lớn các thiết bị và với khoảng cách xa hơn
so với cặp dây xoắn. Khi sử dụng cáp đồng trục ta có thể dùng 2 phơng pháp truyền:
băng rộng (Broadband - chấp nhận đồng thời nhiều kênh dữ liệu) và băng hẹp
( Baseband - chỉ chấp nhận một kênh dữ liệu duy nhất).
+ Cáp sợi quang: là một ứng cử viên đầy hứa hẹn cho mạng cục bộ tơng lai. Tuy có
u điểm hơn cáp đồng trục và cặp dây xoắn (trọng lợng nhẹ, đờng kính nhỏ, độ bắt nhiễu
thấp và không có bức xạ) nhng nó cha đợc phổ dụng vì giá thành cao và vì các hạn chế
kỹ thuật.
(a) Mạng cục bộ dạng hình sao (STAR).
18
Ring Bus Star
- Hình số 8 - Các hình trạng của mạng cục bộ.
Cấu hình STAR là cấu hình mà máy tính nối với nhiều phân đoạn cáp rẽ nhánh từ
một trung tâm điểm (còn gọi - là HUB).
Trong cấu hình mạng Star, các máy tính đợc nối cáp (cáp UTP) vào một bộ phận
gọi là Hub (đầu nối trung tâm). Tín hiệu đợc truyền từ máy tính gửi dữ liệu, qua Hub để
đến tất cả các máy tính trên mạng.
Một trạm muốn truyền dữ liệu, gửi một yêu cầu liên kết với một trạm đích nào đó
tới Hub và Hub sẽ sử dụng chuyển mạch kênh để thiết lập một đờng truyền riêng giữa
hai trạm. Mỗi lần kênh đợc thiết lập, dữ liệu đợc trao đổi giữa 2 trạm nh thể chúng đợc
liên kết với nhau theo kiểu điểm - điểm.
Mạng Star cung câp tài nguyên và chế độ quản lí tập trung. Tuy nhiên, do mỗi hệ
thống nối vào một trung tâm điểm nên cấu hình này cần rất nhiều cáp nếu cài đặt mạng
ở qui mô lớn. Ngoài ra nếu trung tâm điểm bị hỏng thì toàn bộ mạng cũng hỏng theo.
(b) Mạng cục bộ dạng vòng (RING).

Dữ liệu sẽ đợc chuyển qua từng máy tính cho đến khi tìm đợc máy tính có địa
chỉ so khớp với địa chỉ trên dữ liệu. Máy tính đích sẽ trả một thông điệp cho máy tính
đầu gửi để báo rằng dữ liệu đã đợc nhận. Sau khi xác minh, máy tính đầu gỉ sẽ tạo thẻ
bài mới và thả lên mạng.Thẻ bài đợc truyền đi với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng.
Một thẻ bài có thể đi quanh một vòng tròn đờng kính 20cm trong khoảng 1/10000 giây.
(c) Mạng cục bộ dạng Bus.
Nếu máy tính đợc nối theo hàng dọc trên một đoạn cáp đơn lẻ, cấu hình này đợc
gọi là Cấu hình dạng BUS.
Dạng Bus đợc đặc trng bởi việc sử dụng một phơng tiện truyền tin dạng phân tán
(broad cast), đa truy nhập (multi access). Vì tất cả các thiết bị phân chia 1 phơng tiện
truyền thông chung nên ở mỗi thời điểm chỉ có một thiết bị có thể truyền và dữ liệu
cũng đợc gói trong một Packet có chứa địa chỉ nguồn và đích. Mỗi trạm kiểm soát ph-
ơng tiện truyền và sao các packet dành cho nó.
20
Terminator
r
Terminator
r
T - connector
- Hình số 12 - Dạng đơn giản của cấu hình BUS
- Hình số 11 - một máy tính đoạt lấy thẻ bài rồi truyền đi quanh vòng
Data
T
400080865402
T
Data
H
U
B
* Mạng cục bộ hình Bus có 2 kỹ thuật truy nhập phơng tiện truyền đã đợc chuẩn

bus, vài mạng có cấu hình Star đợc nối với các trục cáp chính (Bus).
Nếu một máy tính bị hỏng, nó sẽ không ảnh hởng đến phần mạng còn lại. Các
máy tính khác vẫn có thể tiếp tục giao tiếp. Nếu một Hub bị hỏng thì toàn bộ các máy
tính trên Hub đó sẽ không giao tiếp đợc. Nếu Hub này lại nối với nhiều Hub khác thì
những nối kết đó cũng sẽ bị phá vỡ.
(b) STAR - RING.
Cấu hình Star - Ring trông tơng tự cấu hình Star - Bus. Cả hai cấu hình biến thể này
đều tập trung vào một Hub có chứa trục cáp thẳng (bus) hoặc đờng cáp khép kín (ring)
đích thực. Các Hub trong cấu hình Star - Bus đều đợc nối với nhau bằng trục cáp thẳng
(bus), trong khi Hub trong Cấu hình Star - Ring đợc nối theo dạng hình sao với một
Hub chính.
3. Kiến Trúc LAN.
a) Truyền thông mạng
21
Hoạt động của mạng bao hàm gửi dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác. Quá
trình đó có thể đợc chia thành các bớc nh sau:
Nhận biết dữ liệu
Chia dữ liệu thành từng cụm dữ liệu quản lý đợc
Thêm thông tin vào từng cụm dữ liệu nhằm:
Xác định vị trí dữ liệu
Nhận diện máy thu.
Bổ sung thông tin kiểm tra lỗi và thời lợng.
Đa dữ liệu lên mạng và gửi đi.
Hệ điều hành mạng (Network Operating System) tuân theo một tập hợp thủ tục
thực hiện tác vụ một cách nghiêm ngặt. Những thủ tục này đợc gọi là giao thức
(Protocol). Các Protocol này dẫn dắt từng hoạt động đi đến hoàn tất. Do vậy, dẫn đến
nảy sinh nhu cầu có giao thức chuẩn, cho phép phần cứng và phần mềm của nhiều hãng
giao tiếp đợc với nhau. Mô hình OSI và mô hình Project 802 là hai tập hợp tiêu chuẩn
chính. OSI(Open System Interconnection) là mô hình mạng hệ mở.
(a) Mô hình OSI

Mô hình OSI 7 tầng.
Tầng biểu diễn còn quản lý các cấp độ nén dữ liệu nhằm giảm số bit cần truyền.
* Tầng 5: Session (Tầng phiên)
Tầng này cho phép 2 chơng trình ứng dụng trên các máy tính khác nhau thiết lập,
sử dụng và chấm dứt một nối kết gọi là phiên làm việc (Session). Nó thi hành thủ tục
nhận biết tên và thực hiện các chức năng cần thiết (nh bảo mật); cho phép 2 chơng trình
ứng dụng giao tiếp với nhau trên mạng.
Tầng này cũng thi hành kiểm soát hội thoại giữa các qúa trình giao tiếp, điều chỉnh
bên nào truyền, khi nào, trong bao lâu
* Tầng 4: Transport (Tầng chuyển vận)
Tầng này cung cấp mức nối kết bổ sung bên dới tầng Session. Tầng Transport đảm
bảo gói truyền không phạm lỗi, theo đúng trình tự, không bị mất mát hay sao chép.
Tầng này đóng gói thông điệp, chia thông điệp dài thành nhiều gói và gộp các gói nhỏ
thành một bó. Tầng này cho phép gói đợc truyền hiệu quả trên mạng. Tại đầu nhận tầng
Transport mở gói thông điệp, lắp ghép lại thành thông điệp gốc và gửi tín hiệu báo
nhận.
Tầng Transport kiểm soát lu lợng, xử lý lỗi và tham gia giải quyết vấn đề liên quan
tới truyền nhận gói.
* Tầng 3: Network (Tầng mạng)
Tầng này chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic
thành địa chỉ vật lý . Tầng này quyết định đờng đi từ máy tính nguồn đến máy tính
đích. Nó quyết định dữ liệu sẽ truyền trên đờng nào dựa vào tình hình mạng, u tiên dịch
vụ và các yếu tố khác. Nó cùng quản lý lu lợng trên mạng chẳng hạn nh chuyển đổi gói,
định tuyến và kiểm soát sự tắc nghẽn dữ liệu.
Nếu bộ thích ứng mạng trên bộ định tuyến (router) không thể truyền đủ khúc dữ
liệu mà máy tính nguồn gửi đi, tầng Network trên bộ định tuyến sẽ chia dữ liệu thành
những đơn vị nhỏ hơn. ở đầu nhận, tầng Network ráp nối lại dữ liệu.
* Tầng 2: Data Link (Tầng liên kết)
Tầng Data Link (Liên kết dữ liệu) gửi khung dữ liệu (data frame) từ tầng Network
đến tầng Physical. ở đầu nhận, tầng Data Link đóng gói dữ liệu thô (dữ liệu cha xử lý)

định nghĩa rõ bộ nối có bao nhiêu chân và chức năng của mỗi chân. Tầng này cũng
định rõ kỹ thuật nào sẽ đợc dùng để gửi dữ liệu lên cáp mạng.
Tầng Physical chịu trách nhiệm truyền bit (0 và 1) từ máy tính này sang máy tính
khác. ở cấp độ này, bản thân của bit không có ý nghĩa rõ rệt. Tầng Physical định rõ mã
hoá dữ liệu và sự đồng bộ hoá bit, đảm bảo rằng khi máy chủ đảm bảo gửi bit 1, nó đợc
nhận bit 1 chứ không phải bit 0. Tầng Physical cũng định rõ mỗi bit kéo dài bao lâu và
đợc diễn dịch thành xung điện hay xung ánh sáng thích hợp cho cáp mạng nh thế nào.
(b)Mô hình Project 802
Project 802 định nghĩa tiêu chuẩn mạng cho các thành phần vật lý của một mạng
-card giao diện và đờng cáp.
Dù tiêu chuẩn 802 của IEEE ban hành trớc ISO nhng cả hai đều phát triển gần nh
cùng một lúc và cả hai đều chia sẻ thông tin dẫn đến hai mô hình tơng thích.
Các tiêu chuẩn 802 định rõ cách thức card mạng truy nhập và chuyển dữ liệu qua
phơng tiện vật lý, bao gồm: Nối kết, duy trì và gỡ nối kết các thiết bị mạng.
Trong mô hình Project 802, tầng Data Link của OSI đợc tách thành 2 tầng con là:
LLC (Logic Link Control) và MAC (Media Access Control).
* Tầng con LLC - Logic Link Control (Điều khiển liên kết logic)
Tầng này quản lý truyền thông liên kết dữ liệu và định nghiã các điểm giao diện
logic (Logical Interface Point) hay còn gọi là điểm truy nhập dịch vụ (SAP - Service
Access Point). Các máy tính khác có thể tham chiếu đến và dùng SAP để chuyển thông
tin từ tầng con LLC lên các tầng ở trên trong mô hình.
* Tầng con MAC - Media Access Control (điều khiển truy nhập phơng tiện).
Tầng con MAC nằm dới tầng con LLC làm nhiệm vụ cung cấp truy nhập dùng chung
cho card mạng của máy tính ở tầng Physical. Tầng này giao tiếp trực tiếp với card mạng
và chịu trách nhiệm chuyển giao dữ liệu không lỗi giữa hai máy tính trên mạng.
Các tiêu chuẩn của tầng con LLC gồm: 802.1 và 802.2
Còn các tiêu chuẩn của tầng con MAC gồm: 802.3, 802.4, 802.5 và 802.12
Trong đó:
801.1 Internetworking (Liên mạng)
802.2 Logical Link Control LLC (Điều khiển liên kết logic)