De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Communicatietheorie Partim Datacommunicatie

Verwante presentaties


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

1 Communicatietheorie Partim Datacommunicatie
Datatransmissie Communicatietheorie Partim Datacommunicatie

2 Overzicht Datatransmissie
Inleiding Basisconcepten van datatransmissie Synchronisatie

3 Inleiding: OSI-model

4 Overzicht Datatransmissie
Inleiding Basisconcepten van datatransmissie Synchronisatie

5 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? Basisconcepten

6 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 Basisconcepten

7 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 Basisconcepten

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

9 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) Basisconcepten

10 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) Basisconcepten

11 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 Basisconcepten

12 Overzicht Datatransmissie
Inleiding Basisconcepten van datatransmissie Synchronisatie

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

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

15 Inleiding Synchronisatie
Stel: bits verstuurd aan Rb bits/s  duur bit T=1/Rb  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 Synchronisatie: Inleiding

16 Synchronisatie: Inleiding
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 Synchronisatie: Inleiding

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

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

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

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

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

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

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

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

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

26 Bitsynchronisatie: Asynchrone transmissie

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

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

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

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

31 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie
Definities: fR=(1+e)N/T ei = relatieve timingfout = afstand tussen echte en geschatte midden =  verband ni en ei ? juist groter Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie

32 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie
 ni = afgeronde versie van ei Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie

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

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

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

36 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie
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 Bitsynchronisatie: Synchrone transmissie

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

38 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 2e deel bitinterval Manchester codering

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

40 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  k0 = begin SYN  karakters op posities k0+8, k0+16, … Karaktersynchronisatie

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

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

43 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 Framesynchronisatie

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

45 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 Framesynchronisatie

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


Download ppt "Communicatietheorie Partim Datacommunicatie"

Verwante presentaties


Ads door Google