Tin học
Phát hiện và sửa lỗi
Các hệ thống xử lý và truyền tải dữ liệu sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để phát hiện và sửa chữa các lỗi xảy ra, thường do những lý do sau đây:
Giao thoa tĩnh điện do các thiết bị hay mạch điện tử gần đó
Sự suy yếu các tín hiệu do điện trở trong bản thân dây dẫn
Sự lệch lạc (méo) do độ tự cảm và điện dung
Sự thất lạc truyền tảài do rò rỉ
Xung tĩnh điện trong không khí
Người ta ước lượng cứ mỗi lần truyền 200,000 bit thì có một lỗi xảy ra. Trong khi hầu hết các kỹ thuật LAN và các hệ thống cáp quang làm giảm rất lớn số lượng lỗi, thì các hệ thống mạng vô tuyến và các liên kết WAN lại có tỷ lệ lỗi cao hơn.
Có 02 giải pháp cho vấn đề nầy:
Chiến lược sửa lỗi - Gửi đầy đủ các thông tin bổ sung nhờ đó có thể sử lỗi tại hệ thống đích. Cách nầy được gọi là FEC (forward error correction: sửa lỗi ở bên kia)
Chiến lược phát hiện lỗi - Chỉ cần gửi thông tin bổ sung giúp phát hiện lỗi, sau đó bên nhận yêu cầu truyền lại thông tin có lỗi. Cách nầy gọi là ARQ (automatic repeat request: Yêu cầu tự động lập lại)
ARQ được chuộng hơn vì nó yêu cầu số bit thông tin truyền tải ít hơn, nhưng nếu lỗi xảy ra nhiều, như trong các hệ thống truyền thông vô tuyến, các phiên truyền lại có thể chiếm phần rất lớn trong băng thông. FEC được sử dụng khi sự truyền lại không thuận tiện hoặc không thể. Ví dụ như việc gửi dữ liệu chương trình đến một trạm không gian chẳng hạn.
“Thông tin bổ sung” trong cả hai trường hợp trên gọi là redundant bits (các bit dư thừa). Những bit nầy cung cấp các thông tin giúp cho các giải thuật tính toán xem khối dữ liệu thực sự bị lỗi như thế nào (như trong trường hợp FEC) hay để xác định xem khối dữ liệu có bị hỏng không (trường hợp ARQ). FEC yêu cầu gửi bổ sung nhiều bit hơn trong mỗi phiên truyền và do đó sử dụng đường truyền không hiệu quả (mặc dù có thể hiệu quả trong trường hợp nhiều lỗi xảy ra cùng lúc). Bởi vì ARQ thường được sử dụng hơn, nó sẽ được bàn tiếp sau đây.
Các chiến lược ARQ cho phép các thiết bị nhận phát hiện ra lỗi trong các phiên truyền và yêu cầu phiên truyền lại từ bên gửi. Hai chiến lược ARQ được khái quát ở đây:
Kiểm tra chẵn lẻ
Đây là kỹ thuật phát hiện lỗi đơn giản nhất. Một bit chẵn lẻ (parity bit) được nối thêm vào khối dữ liệu, bình thường nằm ở cuối của khối ký tự ASCII 7-bit. Hai kỹ thuật so sánh chẵn (even parity) và so sánh lẻ (odd parity) đã có sẵn và phương pháp nào được sử dụng tùy thuộc vào người dùng. Trong so sánh chẵn, một bit parity được thêm vào sao cho số bit 1 trong khối dữ liệu là một số chẵn. Còn trong so sánh lẻ, một bit parity được thêm để số bit 1 trong khối dữ liệu là một số lẻ. Ví dụ, nếu so sánh chẵn được chọn và máy tính nhận được một ký tự với một số lẻ bit 1, thì nó cho là có lỗi và yêu cầu một phiên truyền lại. Phương pháp nầy dễ thất bại. Nếu hai bit cùng thay đổi, thì bên nhận sẽ không thể phát hiện được lỗi.
Kiểm tra tổng dư thừa tuần hoàn
Phương pháp CRC xử lý các khối dữ liệu gọi là là frame (khung dữ liệu). Về cơ bản, bên gửi ghép thêm một bit thứ tự vào mỗi frame, được gọi là FCS (frame check sequence: thứ tự kiểm tra frame), sao cho frame kết quả chia hết cho một số định trước. Máy tính nhận sẽ chia frame cho số định trước nầy. Nếu chia có dư, thì xem như frame đã bị lỗi và yêu cầu một phiên truyền. Phương pháp nầy được sử dụng trong nhiều hình thức truyền thông khác nhau. Nó cung cấp kỹ thuật phát hiện lỗi cao cấp, với tốc độ nhanh và dễ sử dụng.
Từ mục liên quan
Asynchronous Communication; Flow-Control Mechanisms; Handshake Procedures; và Serial Communication and Interfaces