Det fysiske laget, del 2 Kjell Åge Bringsrud (med foiler fra Pål Spilling) 02.02.2005 INF3190 1
Analog og digital transmisjon forsterker analog overføring med forsterker, støy er additiv regenerator og forsterker digital transmisjon støy ikke additiv 02.02.2005 INF3190 2
Modulasjon (a) A binary signal (b) Amplitude modulation (c) Frequency modulation (d) Phase modulation 02.02.2005 INF3190 3
Modulasjon; digitalt på analogt g(t) Sender Modulator s(t) f 0 bærebølge g(t) Mottaker Demodulator s(t) f 0 bærebølge 02.02.2005 INF3190 4
Modulasjon; analogt på analogt g(t) Modulator s(t) f 0 bærebølge 02.02.2005 INF3190 5
Modulasjon og båndbreddebehov Bærebølge umodulert Bærebølge modulert Frekv. F 0 -f F 0 F 0 +f Frekv. Bredden av frekvensfordelingen er gitt av frekvensen f til det det modulerende signal 02.02.2005 INF3190 6
Bit synkronisering data Linje driver Linje Linje mottaker klokke klokkepulser Ut Jord Problem: når skal mottaker taste av datasignalet? To alternative løsninger: sender leverer klokkepulser i takt med datasignalet klokke og data kombineres i et signal ved overføringen 02.02.2005 INF3190 7
Mange like bit i sekvens data Linje koder Linje dekoder klokke klokke Jord forskyver referansepotensialet på mottakersiden løsning: kode hvert bit for eks i 2 bit; 0 og 1 (Manchester koding) transisjonen midt i databittet benyttes til synkronisering av mottakerklokken data kodet + - 0 1 0 1 1 0 0 02.02.2005 INF3190 8
Lokalnett (Ethernet) Logisk link lag Medium aksess lag Fysisk lag preamble MAC-hode LLC-hode Data Sjekksum Preamble: manchester-koding av 7 oktetter (10101010) pluss en oktett (10101011) (start av ramme), nødvendig for å få mottakerklokkene synkronisert til senderens datatakt 02.02.2005 INF3190 9
Multipleksing n kanaler inn 1 link n kanaler n kanaler ut tids multipleksing frekvens multipleksing pakke multipleksing 02.02.2005 INF3190 10
Tids multipleksing 1 n....... 3 2 1 n hver kanal for tilgang til mediet en gitt tid (tidsluke) avtaster hver kanal i sekvens om og om igjen ledig kapasitet i en kanal kan ikke utnyttes av en annen kanal 02.02.2005 INF3190 11
Frekvens multipleksing k 1 k 2 f 1 k 3 f 2 Σ f 1 f 2 f 3 k n f 3 mediet deles inn i frekvensbånd hver kanal sitt frekvensbånd ledig kapasitet i en kanal kan ikke utnyttes av en annen kanal f n 02.02.2005 INF3190 12
Wavelength Division Multiplexing Wavelength division multiplexing. 02.02.2005 INF3190 13
Pakke multipleksing FIFO-kø Svitsj Svitsj demultipleksing basert på adresser i pakkene (ruting) 02.02.2005 INF3190 14
Hovedkomponenter i telefonsystemet Local loops Analoge tvinnede par som går til private hus og næringsliv Trunks Digital fiberoptikk som knytter sammen svitsjestasjonene ( switching offices ) Switching offices Der hvor oppkall flyttes fra en trunk til en annen 02.02.2005 INF3190 15
The Local Loop: Modems, ADSL Bruk av både analog og digital overføring for maskin til maskin oppkall. Konvertering skjer i modemer og codec-er. 02.02.2005 INF3190 16
Analog til digital omforming Puls-kode-modulasjon (PCM) Televerkenes PCM standard: g(t) Koder s(t) 8000 samples/sek 8 bit for å beskrive amplityden Klokke gir 8 x 8000 b/s = 64 kb/s 02.02.2005 INF3190 17
Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Bruker FDM på en spesiell måte: Reserverer laveste 25kHz for tale (POTS: Plain Old Telephone Service): Bruker bare 4kHz resten er der for å hindre crosstalk Bruker enten ekko-kansellering eller FDM til to frekvens-bånd: lite for oppstrøms og stort for nedstrøms 02.02.2005 INF3190 18
ADSL 02.02.2005 INF3190 19
ADSL/DMT 02.02.2005 INF3190 20
Digital Subscriber Lines (2) Operation of ADSL using discrete multitone modulation. 02.02.2005 INF3190 21
Digital Subscriber Lines (3) A typical ADSL equipment configuration. 02.02.2005 INF3190 22
Linjesvitsjing kontra pakkesvitsjing (a) (b) (a) Linjesvitsjing (b) Pakkesvitsjing 02.02.2005 INF3190 23
Packet Switching En sammenlikning av linjesvitsjete og pakkesvitsjete nett 02.02.2005 INF3190 24
Hva skal vi merke oss? Vi kan ikke få bedre overføringskapasitet en det overføringsmediet bestemmer Nødvendig med synkronisering av sender og mottakers klokketakt Vi må alltid ta høyde for støy, Shannon s teorem Grunnpillarene i morgendagens nett fiberoptiske kabler med bølgelengdemulipleksing trådløs og Ethernet nærmest brukeren 02.02.2005 INF3190 25