Datakommunikasjon Høsten 2001 Forelesning nr 3, 3. september 2001 Ch 3, Data Transmission Ch 4, Transmission media Ch 5, Data encoding Ch 6, The Data Communications Interface + ISDN

Praktiske opplysninger Forelesning legges ut mandag kl 10:30 Øvingstimer: 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

Tactical and Strategic Tele-/datakommunikasjonsnett Internet LAN IN - Node GSM PSTN Telecom Management System Tactical and Strategic Military Networks Forelesning nr 3, høsten 2001

Ruterkonfigurasjon Forelesning nr 3, høsten 2001

Datatransmisjon terminologi-1 Avsender - Transmitter Mottaker - Receiver Medium Guided medium Twisted pair, optisk fiber Unguided medium Luft, vann Forelesning nr 3, høsten 2001

Datatransmisjon terminologi-2 Direkte 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

Datatransmisjon terminologi-3 Simplex Sending i kun en retning Radio, 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

Kontinuerlige og diskrete signaler Forelesning nr 3, høsten 2001

Periodiske Signaler Forelesning nr 3, høsten 2001

Sinusbølge Maksimal amplityde (A) Frekvens (f) 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

Bølgelengde Lengden av en bølgesyklus Lengden mellom to punkter i samme fase på to etterfølgende sykluser Benevnes 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

Datahastighet og båndbredde Alle transmisjonssystemer har en begrenset båndbredde Telefonnettet ca 3000 Hz Dette begrenser hvilken datahastighet som kan benyttes  Begrenset båndbredde gir begrenset datahastighet Forelesning nr 3, høsten 2001

Data Analog Digital Kontinuerlige verdier Lyd, video Diskrete verdier (0 eller 1) Tekst Forelesning nr 3, høsten 2001

Signaler Data overføres ved hjelp av signaler Analoge 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

Andre begreper Dempning (Attenuation) Forsinkelser (Delay) 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

Electromagnetisk spektrum Forelesning nr 3, høsten 2001

Transmisjonsmedium (Ch 4) Guided – Fast medium Twisted pair koakskabel Optisk fiber Unguided - Trådløs Luft, vann Forelesning nr 3, høsten 2001

Data koding (Ch 5) Digitale data, digitalt signal Analoge data, digitalt signal Digitale data, analogt signal Analoge data, analogt signal Forelesning nr 3, høsten 2001

Forelesning nr 3, høsten 2001

Eksempler på ulike linjekoder Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L) Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) Bipolar -AMI Pseudoternary Manchester Differential Manchester B8ZS HDB3 Forelesning nr 3, høsten 2001

NRZ – Nonreturn to Zero Forelesning nr 3, høsten 2001

Asynkron og synkron transmisjon For 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

Asynkron transmisjon Data 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

Asynkron transmisjon Forelesning nr 3, høsten 2001

Asynkron - virkemåte In a steady stream, interval between characters is uniform (length of stop element) In idle state, receiver looks for transition 1 to 0 Then samples next seven intervals (char length) Then looks for next 1 to 0 for next char Simple Cheap Overhead of 2 or 3 bits per char (~20%) Good for data with large gaps (keyboard) Forelesning nr 3, høsten 2001

Synkron transmisjon Blokker av data sendes uten start og stopp bitits Klokkene hos avsender og mottaker må være synkroniserte To måter å løse dette problemet på: Separat klokkelinje mellom avsender og mottaker Inkludere klokkesignal i dataoverføringen Manchester encoding Bærebølge (Carrier frequency) (analog) Forelesning nr 3, høsten 2001

Synkron - Blokk nivå Må indikere start og stopp på overføring av en sekvens av data Benytter “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

Synkron overføring Eksempel på lag 2 ramme 8-bit flagg: indikerer start på rammen 8-bit flagg: indikerer slutt på rammen Forelesning nr 3, høsten 2001

Linjekonfigurasjon Topologi Half duplex Full duplex 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

Tradisjonelle konfigurasjoner Forelesning nr 3, høsten 2001

Interfacing Data 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 medium DCE communicates data and control info with DTE Done over interchange circuits Clear interface standards required Forelesning nr 3, høsten 2001

Egenskaper til et grensesnitt Mekaniske Form på tilkoblingsplugg (V.24, RJ-45) Elektrisk Spenning, kodingsmåte Funksjonell Data, kontroll, timing Prosedyre Tillatt sekvens av hendelser Forelesning nr 3, høsten 2001

V.24/EIA-232-F ITU-T v.24 Spesifiserer 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

Mekanisk spesifikasjon Forelesning nr 3, høsten 2001

Elektrisk spesifikasjon Digitale signaler Verdier tolkes som data eller kontroll avhengig av tilslutningspinne Mer enn -3v er binær 1, mer enn +3v er binær 0 (NRZ-L) Signalhastighet < 20kbps Lengde på kabel <15m For kontroll, mer enn -3v er av, +3v er på Forelesning nr 3, høsten 2001

Local and Remote Loopback Forelesning nr 3, høsten 2001

Prosedyre spesifikasjon When turned on and ready, modem (DCE) asserts DCE ready When 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 data When data arrives, local modem asserts Receive Line Signal Detector and delivers data Forelesning nr 3, høsten 2001

Dial Up Operation (1) Forelesning nr 3, høsten 2001

Dial Up Operation (2) Forelesning nr 3, høsten 2001

Dial Up Operation (3) Forelesning nr 3, høsten 2001

Nullmodem – V.24 Kan benyttes ved sammenkobling av to PC-er Forelesning nr 3, høsten 2001

ISDN fysisk grensesnitt Forbindelse mellom TE (Terminal Equipment) og NT1 (Network Termination) ISO 8877 Plugg RJ-45 – 8 pinner/kontakter Sender og mottar både data og kontrollsignaler Forelesning nr 3, høsten 2001

ISDN konfigurasjon Forelesning nr 3, høsten 2001

ISDN kanaler Grunnaksess: 2 B-kanaler 1 D-kanal Utvidet aksess: Forelesning nr 3, høsten 2001

Referansemodell for ISDN-aksess S=T hvis NT2 ikke benyttes Forelesning nr 3, høsten 2001

ISDN - Oppkobling av samtale TE-A Sentral A Sentral B TE-B SETUP CALL_PROC ALERT CONNECT CONNECT ACK Samtale over B-kanal Forelesning nr 3, høsten 2001

ISDN – Nedkobling av samtale TE-A Sentral A Sentral B TE-B Samtale over B-kanal DISCONNECT RELEASE REL_COMPL RELEASE Forelesning nr 3, høsten 2001

ISDN – datalinklaget (lag 2) FCS = Frame Check Sequence Forelesning nr 3, høsten 2001

SAPI-tjeneste-aksess-punkt-identifikator 0 for linjesvitsjing av B-kanaler 1 for en ISDN-basert pakkesvitsjet tjeneste 16 for X.25 basert pakkesvitsjet tjeneste 63 for driftsformål, blant annet tildeling av TEI (Terminal Endpoint Identificator) Forelesning nr 3, høsten 2001

TEI-terminalidentifikator 0 – 63: verdier for fast tildeling av TEI 64 – 126: Verdier som tildeles automatisk av sentralen når terminalutstyret tilkobles S-grensesnittet. 125: Kringkasting fra NT til TE Brukes 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. Forelesning nr 3, høsten 2001