Datakommunikasjon Høsten 2001

Forelesning nr 3, 3. september 2001Ch 3, Data TransmissionCh 4, Transmission mediaCh 5, Data encodingCh 6, The Data Communications Interface+ ISDN

Forelesning nr 3, høsten 2001 2

Praktiske opplysningerForelesning legges ut mandag kl 10:30Øvingstimer:

Onsdager 14:15 – 16:00 auditoriet i Os Alle 11.

Øvingsoppgaver: 4.7, 4.8, 5.6 (kun NRZ-L og NRZI), 6.1

Øvingsoppgavene gjennomgås onsdag 12. september

Eksamen avholdes uten hjelpemidler.

Forelesning nr 3, høsten 2001 3

Tele-/datakommunikasjonsnettTele-/datakommunikasjonsnett

PSTN

IN - Node

TelecomManagement

System

Tactical and StrategicMilitary Networks

Internet

LAN

GSM

Forelesning nr 3, høsten 2001 4

Ruterkonfigurasjoninterface Ethernet0 ip address 195.70.181.83 255.255.255.240

interface Serial0 ip address 195.70.173.66 255.255.255.252!interface BRI1 ip address 195.70.181.97 255.255.255.224 encapsulation ppp isdn caller 69182290 isdn caller 63844594 isdn caller 69176840

ppp authentication chap!interface BRI2 ip address 195.70.181.98 255.255.255.224 encapsulation ppp isdn caller 69182290 isdn caller 63843594 isdn caller 69176840

ppp authentication chap

! Defaultip route 0.0.0.0 0.0.0.0 195.70.173.65

Forelesning nr 3, høsten 2001 5

Datatransmisjon terminologi-1Avsender - TransmitterMottaker - ReceiverMedium

Guided mediumTwisted pair, optisk fiber

Unguided mediumLuft, vann

Forelesning nr 3, høsten 2001 6

Datatransmisjon terminologi-2Direkte link

No intermediate devices

Point-to-point Direct link Only 2 devices share link

Multi-point More than two devices share the link

Forelesning nr 3, høsten 2001 7

Datatransmisjon terminologi-3Simplex

Sending i kun en retningRadio, TV

Half duplex Sending begge veier, men kun en av gangen

Politi radio, Taxi

Full duplex Sending begge veier samtidig

Telephone

Forelesning nr 3, høsten 2001 8

Kontinuerlige og diskrete signaler

Forelesning nr 3, høsten 2001 9

PeriodiskeSignaler

Forelesning nr 3, høsten 2001 10

SinusbølgeMaksimal amplityde (A)

maksimal signalstyrke spenning i volts

Frekvens (f) Hastighet på signalendring Frekvens måles i Hertz (Hz) Periode = tid for en

repitisjon (T) T = 1/f

Forelesning nr 3, høsten 2001 11

BølgelengdeLengden av en bølgesyklusLengden mellom to punkter i samme fase

på to etterfølgende sykluserBenevnes med (lambda)Hvis signalhastigheten er v har vi:

= vT (bølgelengde=hastighet x tid) f = v f = v/ v = c = 3*108 ms-1 (lyshastigheten)

Forelesning nr 3, høsten 2001 12

Datahastighet og båndbreddeAlle transmisjonssystemer har en

begrenset båndbreddeTelefonnettet ca 3000 Hz

Dette begrenser hvilken datahastighet som kan benyttes

Begrenset båndbredde gir begrenset datahastighet

Forelesning nr 3, høsten 2001 13

DataAnalog

Kontinuerlige verdier Lyd, video

Digital Diskrete verdier (0 eller 1) Tekst

Forelesning nr 3, høsten 2001 14

SignalerData overføres ved hjelp av signalerAnaloge signaler

Kontinuerlig variable Forskjellige medium

Kabel, optisk fiber, luft rom

Talebånbredde 100Hz to 7kHz Teleponbåndbredde 300Hz til 3400Hz Videobåndbredde 4MHz

Digitale signaler Bruker to likestømskomponenter (DC=Direct

current)

Forelesning nr 3, høsten 2001 15

Andre begreperDempning (Attenuation)

Øker med frekvensen

Forsinkelser (Delay) Hastigheten av et signal vil variere med

frekvensen

Støy (Noise)Kanal kapasitet (Channel capacity)

C=2B log2 M (Nyquist) C=bit pr sekund B=Båndbredde M=antall nivåer

Forelesning nr 3, høsten 2001 16

Electromagnetisk spektrum

Forelesning nr 3, høsten 2001 17

Transmisjonsmedium (Ch 4)Guided – Fast medium

Twisted pair koakskabel Optisk fiber

Unguided - Trådløs Luft, vann

Forelesning nr 3, høsten 2001 18

Data koding (Ch 5)Digitale data, digitalt signalAnaloge data, digitalt signalDigitale data, analogt signalAnaloge data, analogt signal

Forelesning nr 3, høsten 2001 19

Forelesning nr 3, høsten 2001 20

Eksempler på ulike linjekoderNonreturn to Zero-Level (NRZ-L)Nonreturn to Zero Inverted (NRZI)Bipolar -AMIPseudoternaryManchesterDifferential ManchesterB8ZSHDB3

Forelesning nr 3, høsten 2001 21

NRZ – Nonreturn to Zero

Forelesning nr 3, høsten 2001 22

Asynkron og synkron transmisjonFor at sender og mottaker skal være i

synk kreves en mekanisme for å synkronisere avsender og mottaker

To løsninger på dette problemet Asynkron transmisjon Synkron transmisjon

Forelesning nr 3, høsten 2001 23

Asynkron transmisjonData sendes med en karakter av gangen

5 til 8 bits

Synkronisering trengs kun og vedlikeholdes for hver karakter

Resynkroniserer for hver karakter

Forelesning nr 3, høsten 2001 24

Asynkron transmisjon

Forelesning nr 3, høsten 2001 25

Asynkron - virkemåte In a steady stream, interval between

characters is uniform (length of stop element) In idle state, receiver looks for transition 1 to 0Then samples next seven intervals (char

length)Then looks for next 1 to 0 for next charSimpleCheapOverhead of 2 or 3 bits per char (~20%)Good for data with large gaps (keyboard)

Forelesning nr 3, høsten 2001 26

Synkron transmisjon Blokker av data sendes uten start og

stopp bititsKlokkene hos avsender og mottaker må

være synkroniserteTo måter å løse dette problemet på:

Separat klokkelinje mellom avsender og mottaker

Inkludere klokkesignal i dataoverføringenManchester encodingBærebølge (Carrier frequency) (analog)

Forelesning nr 3, høsten 2001 27

Synkron - Blokk nivåMå indikere start og stopp på overføring

av en sekvens av dataBenytter “preamble” og “postamble”

Serie med SYN (hex 16) karakterer blokk av 11111111 mønster som ender med

11111110

Mer effektiv (lavere overhead) enn asynkron

Forelesning nr 3, høsten 2001 28

Synkron overføring

8-bit flagg: indikerer start på rammen

Eksempel på lag 2 ramme

8-bit flagg: indikerer slutt på rammen

Forelesning nr 3, høsten 2001 29

Linjekonfigurasjon Topologi

Physical arrangement of stations on medium Point to point Multi point

Computer and terminals, local area network

Half duplex Only one station may transmit at a time Requires one data path

Full duplex Simultaneous transmission and reception between two

stations Requires two data paths (or echo canceling)

Forelesning nr 3, høsten 2001 30

Tradisjonelle konfigurasjoner

Forelesning nr 3, høsten 2001 31

InterfacingData processing devices (or data terminal

equipment, DTE) do not (usually) include data transmission facilities

Need an interface called data circuit terminating equipment (DCE) e.g. modem, Network Interface Card

DCE transmits bits on mediumDCE communicates data and control info

with DTE Done over interchange circuits Clear interface standards required

Forelesning nr 3, høsten 2001 32

Egenskaper til et grensesnittMekaniske

Form på tilkoblingsplugg (V.24, RJ-45)

Elektrisk Spenning, kodingsmåte

Funksjonell Data, kontroll, timing

Prosedyre Tillatt sekvens av hendelser

Forelesning nr 3, høsten 2001 33

V.24/EIA-232-FITU-T v.24Spesifiserer kun funksjonell og prosedyre,

referer andre standarder for elektriske og mekaniske spesifikasjoner

EIA-232-F (USA) RS-232 Mechanical ISO 2110 Electrical v.28 Functional v.24 Procedural v.24

Forelesning nr 3, høsten 2001 34

Mekanisk spesifikasjon

Forelesning nr 3, høsten 2001 35

Elektrisk spesifikasjonDigitale signalerVerdier tolkes som data eller kontroll

avhengig av tilslutningspinneMer enn -3v er binær 1, mer enn +3v er

binær 0 (NRZ-L)Signalhastighet < 20kbpsLengde på kabel <15mFor kontroll, mer enn -3v er av, +3v er på

Forelesning nr 3, høsten 2001 36

Local and Remote Loopback

Forelesning nr 3, høsten 2001 37

Prosedyre spesifikasjonWhen turned on and ready, modem (DCE)

asserts DCE readyWhen DTE ready to send data, it asserts

Request to Send Also inhibits receive mode in half duplex

Modem responds when ready by asserting Clear to send

DTE sends dataWhen data arrives, local modem asserts

Receive Line Signal Detector and delivers data

Forelesning nr 3, høsten 2001 38

Dial Up Operation (1)

Forelesning nr 3, høsten 2001 39

Dial Up Operation (2)

Forelesning nr 3, høsten 2001 40

Dial Up Operation (3)

Forelesning nr 3, høsten 2001 41

Nullmodem – V.24

Kan benyttes ved sammenkobling av to PC-er

Forelesning nr 3, høsten 2001 42

ISDN fysisk grensesnittForbindelse mellom TE (Terminal

Equipment) og NT1 (Network Termination) ISO 8877Plugg RJ-45 – 8 pinner/kontakterSender og mottar både data og

kontrollsignaler

Forelesning nr 3, høsten 2001 43

ISDN konfigurasjon

Forelesning nr 3, høsten 2001 44

ISDN kanaler

Grunnaksess:2 B-kanaler1 D-kanal

Utvidet aksess:30 B-kanaler1 D-kanal

Forelesning nr 3, høsten 2001 45

Referansemodell for ISDN-aksess

S=T hvis NT2 ikke benyttes

Forelesning nr 3, høsten 2001 46

ISDN - Oppkobling av samtale

TE-A TE-BSentral A Sentral B

SETUP

SETUP

CALL_PROCALERT

ALERTCONNECT

CONNECT ACK

CONNECT

Samtale over B-kanal

Forelesning nr 3, høsten 2001 47

ISDN – Nedkobling av samtale

TE-A TE-BSentral A Sentral B

Samtale over B-kanal

DISCONNECTDISCONNECT

RELEASE RELEASE

REL_COMPLREL_COMPL

Forelesning nr 3, høsten 2001 48

ISDN – datalinklaget (lag 2)

FCS = Frame Check Sequence

Forelesning nr 3, høsten 2001 49

SAPI-tjeneste-aksess-punkt-identifikator

0 for linjesvitsjing av B-kanaler1 for en ISDN-basert pakkesvitsjet tjeneste16 for X.25 basert pakkesvitsjet tjeneste63 for driftsformål, blant annet tildeling av

TEI (Terminal Endpoint Identificator)

Forelesning nr 3, høsten 2001 50

TEI-terminalidentifikator0 – 63: verdier for fast tildeling av TEI64 – 126: Verdier som tildeles automatisk

av sentralen når terminalutstyret tilkobles S-grensesnittet.

125: Kringkasting fra NT til TEBrukes blant annet for utsending av anrop til alle terminalene på en buss, slik at brukeren kan svare fra den terminal som han finner mest hensiktsmessig.