De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

1 Datatransmissie Communicatietheorie Partim Datacommunicatie.

Verwante presentaties


Presentatie over: "1 Datatransmissie Communicatietheorie Partim Datacommunicatie."— Transcript van de presentatie:

1 1 Datatransmissie Communicatietheorie Partim Datacommunicatie

2 2 Overzicht Datatransmissie Inleiding Basisconcepten van datatransmissie Synchronisatie

3 3 Inleiding: OSI-model

4 4 Overzicht Datatransmissie Inleiding Basisconcepten van datatransmissie Synchronisatie

5 Basisconcepten5 Basisconcepten van datatransmissie Definities: Communicatiemodes –Simplex = één richting (vb: PC  printer, toetsenbord  computer, computer  scherm,…) –Half duplex = twee richtingen, niet tezelfdertijd zenden en ontvangen (vb: walkie talkie, …) –Full duplex = twee richtingen, mag tezelfdertijd zenden en ontvangen (vb: telefoonnetwerk, …)  protocollen nodig: wie mag op bepaald ogenblik zenden? = controle-informatie ? Controle-informatie over zelfde/aparte lijn?

6 Basisconcepten6 Definities (vervolg): Seriële/parallelle transmissie –Seriële transmissie = bits één na één verstuurd –Parallelle transmissie = bits groeperen  n bits samen versturen (n = meestal veelvoud van 8 bits = byte) Voordelen parallelle transmissie  sneller dan seriële transmissie Nadelen parallelle transmissie  indien lange kabels  bits komen niet alle gelijktijdig aan = vertragingstijd  bits foutief ontvangen  parallelle transmissie enkel voor korte afstanden (vb. Flatcable in PC printer) Grote afstanden of lage bitsnelheden  serieel

7 Basisconcepten7 Definities (vervolg): Asynchrone/synchrone transmissie –Asynchrone transmissie = geen vaste timing  zender stuurt informatie in korte frames  frames onafhankelijk van elkaar verstuurd  tussen frames : lijn niet actief ? Hoe bepalen of frame ontvangen ?  aan begin en eind frame extra bits (start- en stopbits) = controlebits  bij inactieve lijn: wachten tot startbit ontvangen  na ontvangst stopbit(s): lijn terug inactief

8 Basisconcepten8 –Asynchrone transmissie (vervolg)  voorbeeld: asynchrone transmissie van ASCII-karakters frame = 7 informatiebits + 1 pariteitsbit +1 startbit +1 stopbit

9 Basisconcepten9 –Asynchrone transmissie (vervolg) Nadeel:  start- en stopbits  efficiëntie   1 startbit, 8 nuttige bits, 1 stopbit = overhead van 20%  efficiëntie lager dan bij andere vormen van transmissie Voordeel  lage transmissiekost Voorbeeld:  toetsenbord  computer  file transfer protocol PC  telefoonlijn (modems)

10 Basisconcepten10 –Synchrone transmissie = vaste timing  zender stuurt informatie in een continue stroom Voordeel:  geen stoptijden, geen extra controlebits  hoge efficiëntie Nadeel:  complexiteit transmissie  Voorbeeld: computer  computer (hoge snelheid)

11 Basisconcepten11 Definities (vervolg): Bitgeoriënteerde/karaktergeoriënteerde transmissie (bij synchrone transmissie) –Karaktergeoriënteerde transmissie karakter = bitsequentie met vaste lengte  informatie bestaat uit opeenvolging van karakters vb: tekst: karakter = alfanumeriek teken (ASCII) –Bitgeoriënteerde transmissie  informatie kan willekeurige lengte hebben, bestaat niet uit opeenvolging van karakters

12 12 Overzicht Datatransmissie Inleiding Basisconcepten van datatransmissie Synchronisatie

13 13 Overzicht Synchronisatie Inleiding Bitsynchronisatie –Asynchrone transmissie –Synchrone transmissie Manchester codering Karaktersynchronisatie Framesynchronisatie

14 14 Overzicht Synchronisatie Inleiding Bitsynchronisatie –Asynchrone transmissie –Synchrone transmissie Manchester codering Karaktersynchronisatie Framesynchronisatie

15 Synchronisatie: Inleiding15 Inleiding Synchronisatie Stel: bits verstuurd aan R b bits/s  duur bit T=1/R b  tijdens interval T: ‘0’ of ‘1’ versturen  lijncode = fysisch signaal van bitsequentie Non return to zero: ‘1’ = H ‘0’ = L Non return to zero inversion ‘1’ = HH of LL ‘0’ = HL of LH

16 Synchronisatie: Inleiding16 Zend fysisch signaal over fysische verbinding  vervorming  signaalniveau niet constant over bitinterval  omzetting signaal  bit?  BEMONSTEREN Ideale decisieogenblik ?  ± midden bitinterval  daar verschil signaalwaarden maximaal  stoorsignaal minimaal

17 Synchronisatie: Inleiding17 Drie niveaus synchronisatie –Bitsynchronisatie = bepalen decisietijdstippen bemonstering –Karaktersynchronisatie welke bits behoren tot een karakter? (enkel bij karaktergeoriënteerde transmissie) –Framesynchronisatie bepalen begin/einde frame

18 18 Overzicht Synchronisatie Inleiding Bitsynchronisatie –Asynchrone transmissie –Synchrone transmissie Manchester codering Karaktersynchronisatie Framesynchronisatie

19 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 19 Asynchrone transmissie klok ontvanger = periodisch signaal met frequentie f R frequentie f R = N  frequentie zendklok (N= 1 of even)  gebruikt om signaal te bemonsteren bij overgang L  H

20 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 20 Verstuurde asynchrone signaal geen signaal = continu H signaal startbit = overgang H  L gedetecteerd midden bitinterval i : schatting = waar klok L  H = begin telling

21 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 21 midden bitinterval i  schatting = (2i+1)N/2 klokintervallen N/2, N+N/2, …  op gelijke afstand

22 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 22 midden bitinterval i  schatting = (2i+1)N/2 klokintervallen

23 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 23 Wat als ontvangerklok frequentiefout heeft? Stel: begin startbit  t=0 werkelijke midden i e bit  t i =(2i+1)T/2 geschatte begin startbit  bij welke overgang ontvangerklok signaal gemeten?  t=  /f R geschatte midden i e bit  t i = (  +(2i+1)N/2)/f R Stel relatieve frequentiefout  f R =(1+  )N/T duur bitinterval uniform verdeeld [0,1]relatieve afwijking t.o.v. N/T ^

24 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 24 Relatieve timingfout  ≠0  e i lineair in i  timingfout  als i   als | e i |>1/2  verkeerde bitinterval  bitfout Worst case:  <0 (te traag bemonsteren) en  =1

25 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 25 Worst case: |e i | max  als N  : onzekerheid over begin startbit kleiner |e i | max < 1/2  geen fout |e i | max  als i   sequentie van bits mag niet te lang zijn Stel 1 start/stopbit, I-2 informatiebits  bitsequentie lengte I Noem |  | T/2 = relatieve frequentiefout die ervoor zorgt dat |e I | max = ½   2I|  |=1-2/N ter hoogte van stopbit

26 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie 26

27 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie27 Synchrone transmissie Signaal = continue stroom bits  indien dezelfde techniek gebruikt als bij asynchroon (= tellen klokintervallen)  zeker fouten als  ≠0 Oplossing = digitale fasevergrendelde lus (DPLL, digital phase locked loop)  maak gebruik van informatie uit signaal om decisietijdstip te bepalen

28 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie28 DPLL: werking klok ontvanger  frequentie f R, ongeveer N/T (N even)  bemonsteren bij L  H t i = schatting midden bitinterval i = bemonsteringsogenblik actie ondernomen tussen t i en t i+1 :  hangt af of er overgang H  L of L  H is in signaal ^ ^^

29 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie29 Geen overgang in signaal  vaste afstand tussen bemonsteringsogenblikken  vergelijkbaar met asynchroon geval

30 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie30 Wel overgang in signaal 1 e monsterwaarde na overgang = n i n i N/2 klokcycli  geschatte tijdstip t i te vroeg n i > 0  afstand t i tot einde bit interval < N/2 klokcycli  geschatte tijdstip t i te laat ^ ^ ^ ^  n i = maat voor timingfout

31 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie31 Definities: f R =(1+  )N/T e i = relatieve timingfout = afstand tussen echte en geschatte midden =  verband n i en e i ?  juist groter

32 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie32  n i = afgeronde versie van e i

33 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie33 Synchrone transmissie klok = stabiele kwartsoscillator  |  |<<1/N   curve met  =0 goede benadering voor  ≠0

34 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie34 Hoe informatie n i gebruiken  terugkoppeling/feedback Indien transitie: g(n i ) : correctieterm, hangt af van n i t i > t i : geschatte tijdstip te laat  neem een vroegere monsterwaarde om terug naar het midden van het bitinterval te gaan ^ t i < t i : geschatte tijdstip te vroeg  neem een latere monsterwaarde om terug naar het midden van het bitinterval te gaan ^

35 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie35 Veel gebruikte correctietermen g(0)≠0  oscillatie !  <<1  per klokinterval 1 monsterwaarde corrigeren houdt rekening met de grootte van de fout  <<1

36 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie36 Werking DPLL: hangt af van initiële schatting  via synchronisatiepatroon aan begin frame (zie framesynchronisatie) Probleem: begin frame  voldoende overgangen nodig om te kunnen synchroniseren  versturen ASCII: 7 infobits + 1 pariteitsbit  kies code met oneven pariteit  zeker 1 transitie per byte  bitgeoriënteerde transmissie  gebruik bit stuffing (zie framesynchronisatie)  voldoende transities

37 37 Overzicht Synchronisatie Inleiding Bitsynchronisatie –Asynchrone transmissie –Synchrone transmissie Manchester codering Karaktersynchronisatie Framesynchronisatie

38 Manchester codering38 Manchester codering DPLL: bij synchrone transmissie: voldoende signaaltransities nodig  als niet voldoende transities  synchronisatie weg  oplossing: voeg timing informatie toe aan signaal Bit = LH of HL transitie in elk bitinterval  gebruik voor synchronisatie decisieogenblik = midden 2 e deel bitinterval

39 39 Overzicht Synchronisatie Inleiding Bitsynchronisatie –Asynchrone transmissie –Synchrone transmissie Manchester codering Karaktersynchronisatie Framesynchronisatie

40 Karaktersynchronisatie40 Karaktersynchronisatie  enkel bij karaktergeoriënteerde transmissie  Na bitsynchronisatie  bits gekend  Welke bits behoren tot één karakter?  Asynchrone transmissie: door aanwezigheid start/stopbits  karaktergrenzen afleiden  Synchrone transmissie: gebruik SYN-patroon vóór  zoek begin en eind (gekend) SYN-patroon  k 0 = begin SYN  karakters op posities k 0 +8, k 0 +16, …

41 41 Overzicht Synchronisatie Inleiding Bitsynchronisatie –Asynchrone transmissie –Synchrone transmissie Manchester codering Karaktersynchronisatie Framesynchronisatie

42 42 Framesynchronisatie = zoek begin en einde van frame (bij frame met vaste lengte  begin frame voldoende)  Gebruik controlekarakters = speciaal bitpatroon karaktergeoriënteerde transmissie bitgeoriënteerde transmissie

43 Framesynchronisatie43 karaktergeoriënteerde transmissie (vb: BSC = binary synchronous communication = protocol gebruikt in telefoonmodems)  Gebruik controlekarakters STX (start of text) en ETX (end of text)  STX en ETX kunnen niet voorkomen in normale tekst  zoek STX en ETX om begin en eind frame te kennen  PROBLEEM: als binaire file wordt verstuurd: dubbelzinnigheid  STX en ETX kunnen voorkomen in datagedeelte frame  oplossing: gebruik combinatie DLE+STX en DLE+ETX (DLE = data link escape)  ook DLE kan voorkomen in datagedeelte  vervang DLE door DLE+DLE =karakterstuffing  geen vergissing mogelijk

44 Framesynchronisatie44 karaktergeoriënteerde transmissie (vervolg) mogelijke ontvangen patronen:  DLE+STX = begin frame  DLE+ETX = eind frame  DLE+DLE = karakter DLE synchronisatiepatronen start of header start of frameend of frame block check sum DLE

45 Framesynchronisatie45 bitgeoriënteerde transmissie (vb: HDLC = high-level data link control = basis PPP-protocol (point-to-point) voor WAN, internet, …)  Begin en einde frame gemarkeerd door speciaal bitpatroon = vlag  zoek vlag om begin en eind tekst te bepalen  PROBLEEM: vlag mag niet voorkomen in datagedeelte frame  gebruik bitstuffing: als in datagedeelte frame 5 opeenvolgende bits ‘1’, voeg dan een ‘0’ toe (ongeacht volgende bit)  aan ontvanger: als 5 opeenvolgende bits ‘1’ gedetecteerd  volgende bit = ‘0’  verwijder ‘0’  volgende bit ‘1’  vlag gevonden Opmerking: toevoegen ‘0’  zeker bittransitie na 5 keer ‘1’  goed voor bitsynchronisatie

46 Framesynchronisatie46 synchronisatiepatroon synchronisatiepatroon frame check sequence = CRC soort informatie: data of systeeminfo


Download ppt "1 Datatransmissie Communicatietheorie Partim Datacommunicatie."

Verwante presentaties


Ads door Google