Το επίπεδο διασύνδεσης μετάδοσης δεδομένων (Data Link Layer –DLL) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Υπηρεσίες Σύγχρονης Μετάδοσης Σύγχρονη μετάδοση: ακολουθία από bit που παραδίδεται με σταθερή καθυστέρηση και δεδομένο ρυθμό λαθών Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Υπηρεσίες Ασύγχρονης μετάδοσης Τα δεδομένα διαιρούνται σε πακέτα. Η καθυστέρηση του πακέτου είναι μεταβλητή. Ποιότητα Υπηρεσίας (Quality of Service (QoS)): ρυθμός λάθους ανά πακέτο (packet error rate), καθυστέρηση (delay), διαπερατότητα (throughput), αξιοπιστία (reliability), κ.λ.π. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Υπηρεσίες Πακέτου Φωνής Μια σύγχρονη υπηρεσία μετάδοσης μπορεί να υλοποιηθεί πάνω από μια ασύγχρονη υπηρεσία μεταφοράς. Η διεπαφή πάνω από ποια υπηρεσία παρέχεται είναι σημαντική. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Ασύγχρονη μετάδοση Συνδεσμοστραφής (Connection-oriented) Φάσεις αρχικοποίησης / μετάδοσης δεδομένων / διαχωρισμού Κάθε πακέτο μπορεί / η δεν μπορεί να ακολουθήσει το ίδιο μονοπάτι. Παράδοση πακέτων εντός σειράς Ασυνδεσμική 􀂄 Καμία φάση αρχικοποίησης/ διαχωρισμού Τα πακέτα ακολουθούν διαφορετικό μονοπάτι Παράδοση πακέτων εκτός σειράς Ανεπιβεβαίωτη ή επιβεβαιωμένη Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Λειτουργίες του επιπέδου DLL Παροχή μιας καλά ορισμένης διασύνδεσης υπηρεσίας στο επίπεδο δικτύου Πλαισίωση (Framing) Αντιμετώπιση των σφαλμάτων μετάδοσης (Error Control) Ρύθμιση της ροής δεδομένων έτσι ώστε οι αργοί παραλήπτες να μην κατακλύζονται από τους γρήγορους αποστολείς (Flow Control) Χρήση «φυσικών διευθύνσεων» στις επικεφαλίδες των πλαισίων για την αναγνώριση του αποστολέα παραλήπτη (διαφορετικές από IP διευθύνσεις) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Υλοποίηση Υλοποιείται στον προσαρμογέα (“adapter”) π.χ. PCMCIA card, Ethernet card τυπικά περιλαμβάνει : RAM, DSP chips, host bus, interface, and link interface Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Παρεχόμενες υπηρεσίες… Ασυνδεσμική υπηρεσία χωρίς επιβεβαιώσεις Η μηχανή προέλευσης στέλνει αυτόματα πλαίσια στην μηχανή προορισμού χωρίς να απαιτείται η επιβεβαίωση της λήψης τους. Δεν εγκαθιδρύεται εκ των προτέρων ούτε απελευθερώνεται κάποια λογική σύνδεση Απώλεια πλαισίου δεν οδηγεί σε ανίχνευση ή επιδιόρθωση της απώλειας. Η επανόρθωση αφήνεται στα υψηλότερα επίπεδα Κατάλληλη Μικρός αριθμός σφαλμάτων Κυκλοφορία πραγματικού χρόνου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

…Παρεχόμενες υπηρεσίες… Ασυνδεσμική υπηρεσία με επιβεβαιώσεις Δεν χρησιμοποιούνται λογικές συνδέσεις Κάθε πλαίσιο που στέλνεται επιβεβαιώνεται αυτόνομα Μπορεί να σταλεί ξανά Κατάλληλη Σε μη αξιόπιστα κανάλια π.χ. ασύρματα Επίπεδο δικτύου ? Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

…Παρεχόμενες υπηρεσίες… Συνδεσμοστραφής υπηρεσία με επιβεβαιώσεις Πριν μεταδοθούν δεδομένα εγκαθιδρύεται μια σύνδεση Κάθε πλαίσιο που στέλνεται αριθμείται Κάθε πλαίσιο που στέλνεται λαμβάνεται Το DLL εγγυάται κάθε πλαίσιο λαμβάνεται μια φορά στην σωστή σειρά Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Έλεγχος ροής Τεχνική εξασφάλισης ότι μια οντότητα μετάδοσης δεν κατακλύζει με δεδομένα μια οντότητα λήψης. Αποφυγή υπερχείλισης της ενδιάμεσης μνήμης (buffer) δεδομένων στο παραλήπτη. Χρόνος Μετάδοσης (Transmission time) Ο χρόνος που χρειάζεται ένας σταθμός για να εκπέμψει όλα τα bit ενός πλαισίου επάνω στο μέσο και είναι ανάλογος του μήκους του πλαισίου. Χρόνος διάδοσης (Propagation time) Ο χρόνος που χρειάζεται δυαδικό ψηφίο για να διαβεί την ζεύξη μεταξύ του πομπού και του δέκτη. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Μοντέλο Μετάδοσης (stop and wait) Πηγή εκπέμπει πλαίσιο. Προορισμός λαμβάνει πλαίσιο και απαντά με θετική ACK. Πηγή περιμένει για θετική ACK πριν την αποστολή νέου πλαισίου. Ο προορισμός μπορεί να σταματήσει την ροή, αποστολή αρνητική ACK. Αν συμβεί λάθος τότε επαναμετάδοση. Μειονεκτήματα Εξαφάνιση ενός πλαισίου (κολλήσει ο δέκτης). Εισαγωγή timer Αριθμοί ακολουθίας ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Μοντέλο Μετάδοσης πλαισίου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Βαθμός χρήσης Stop and Wait Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Stop and Wait Utilization (cont) B = R x (d/V) B: length of the link in bits R: data rate of the link, in bps d: length or distance of the link in meters D: velocity of propagation, in m/s a = B/L a: the propagation delay (with frame tx time = 1) L: the number of bits in the frame or

Έλεγχος ροής ολισθαίνοντος παραθύρου Επιτρέπει σε πολλαπλά πλαίσια να βρίσκονται σε κίνηση Ο παραλήπτης δεσμεύει χώρο ενδιάμεσης μνήμης μήκους W Ο αποστολέας μπορεί να στείλει έως W πλαίσια χωρίς ACK ACK περιλαμβάνει τον αριθμό του επόμενου αναμενόμενου πλαισίου Η ακολουθία των αριθμών φράσσεται από το μέγεθος του πεδίου (k) Τα πλαίσια αριθμούνται modulo 2k Μέγιστο μήκος παραθύρου έως 2k -1 Ο παραλήπτης μπορεί να ACK τα πλαίσια απαγορεύοντας επιπλέον μετάδοση (Receive Not Ready) Εάν η μετάδοση half Duplex, τότε piggyback ACKs Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Απεικόνιση Ολισθαίνοντος Παραθύρου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων 3 bit seq#, win size 7

Παράδειγμα πρωτοκόλλου ολισθαίνοντος παραθύρου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πρωτόκολλα ολισθαίνοντος παραθύρου Τα πλαίσια μεταδίδονται μόνο προς μια κατεύθυνση Ο έλεγχος στην επικεφαλίδα ενός εισερχόμενου πλαισίου (δεδομένα ή επιβεβαίωση) Εάν η επικοινωνία είναι αμφίδρομη τότε χρησιμοποιείται «piggybacking» Δυο παράθυρα ένα για μετάδοση ένα για λήψη. Εάν ένας σταθμός έχει δεδομένα και μια επιβεβαίωση λήψης για αποστολή, στέλνει και τα δύο μαζί σε ένα πλαίσιο (αφού περιμένει να πάρει ένα πλαίσιο δεδομένων από το επίπεδο δικτύου). Εάν έχει μια επιβεβαίωση λήψης αλλά όχι δεδομένα στέλνει ένα ξεχωριστό πλαίσιο επιβεβαίωσης λήψης, όπως RR, RNR Εάν έχει δεδομένα για αποστολή αλλά όχι επιβεβαίωση λήψης πρέπει να επαναλάβει το τελευταίο αριθμό ακολουθίας επιβεβαίωσης λήψης που έστειλε Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Sliding Window Utilization Window size W, transmission time = 1, propagation time = a Case 1: W >= 2a + 1 Sender A can transmit continuously with no pause and normalized throughput is 1.0 Case 2: W < 2a + 1 Sender A exhausts its window at t = W and cannot send additional frames until t = 2a + 1. Normalized throughput is W / (2a+1)

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Έλεγχος σφαλμάτων Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Automatic Repeat Request (ARQ) Stop and wait Go back N Selective reject (selective retransmission) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων ARQ-Stop and Wait Source transmits single frame Wait for ACK If received frame damaged, discard it Transmitter has timeout If no ACK within timeout, retransmit If ACK damaged,transmitter will not recognize it Transmitter will retransmit Receive gets two copies of frame Use ACK0 and ACK1 Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

ARQ- Stop and Wait - Diagram Απλό Λίγα μεγάλα πλαίσια Ενδιάμεσο μέγεθος μνήμης του δέκτη περιορισμένο. Μεγαλύτερη διάρκεια μετάδοσης, > πιθανότητα σφάλματος, ανίχνευση πιο γρήγορα των σφαλμάτων, μικρότερο ποσό δεδομένων Δεν απασχολείται το LAN σε ένα σταθμό Ανεπαρκές Υψηλοί ρυθμοί δεδομένων Μεγάλες αποστάσεις μεταξύ αποστολέα και παραλήπτη Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων ARQ-Go Back N (1) Based on sliding window If no error, ACK as usual with next frame expected Use window to control number of outstanding frames If error, reply with rejection Discard that frame and all future frames until error frame received correctly Transmitter must go back and retransmit that frame and all subsequent frames Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Go Back N - Damaged Frame Receiver detects error in frame i Receiver sends rejection-i Transmitter gets rejection-i Transmitter retransmits frame i and all subsequent Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Go Back N - Lost Frame (1) Frame i lost Transmitter sends i+1 Receiver gets frame i+1 out of sequence Receiver send reject i Transmitter goes back to frame i and retransmits Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Go Back N - Lost Frame (2) Frame i lost and no additional frame sent Receiver gets nothing and returns neither acknowledgement nor rejection Transmitter times out and sends acknowledgement frame with P bit set to 1 Receiver interprets this as command which it acknowledges with the number of the next frame it expects (frame i ) Transmitter then retransmits frame i Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Go Back N - Damaged Acknowledgement Receiver gets frame i and send acknowledgement (i+1) which is lost Acknowledgements are cumulative, so next acknowledgement (i+n) may arrive before transmitter times out on frame i If transmitter times out, it sends acknowledgement with P bit set as before This can be repeated a number of times before a reset procedure is initiated Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Go Back N - Damaged Rejection As for lost frame (2) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Go Back N - Diagram RR=έτοιμο για λήψη ή με εμβόλιμη επιβεβαίωση λήψης REJ= αρνητική επιβεβαίωση λήψης (απόρριψη) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Selective Reject Also called selective retransmission Only rejected frames are retransmitted Subsequent frames are accepted by the receiver and buffered Minimizes retransmission Receiver must maintain large enough buffer More complex login in transmitter Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Selective Reject - Diagram Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Έλεγχος συνδέσμου μετάδοσης δεδομένων υψηλού επιπέδου HDLC Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πρωτόκολλα πολλαπλής προσπέλασης Δύο τύποι μετάδοσης: Broadcast. Εκπομπή ή ευρεία μετάδοση. Τα πακέτα λαμβάνονται από όλες τις μηχανές, ένα πεδίο διεύθυνσης καθορίζει τον επιθυμητό παραλήπτη, κάθε μηχάνημα μόλις λάβει αυτό το πακέτο εξετάζει αυτό το πεδίο διεύθυνσης, αν ΄προορίζεται για το μηχάνημα που το έλαβε τότε το επεξεργάζεται, αν προορίζεται για κάποιο άλλο μηχάνημα τότε απλώς παραβλέπεται Τοπικά δίκτυα, ασύρματα τοπικά δίκτυα, δορυφορικά δίκτυα, Το πρόβλημα: Ο συγχρονισμός της προσπέλασης της αποστολής και λήψης διαμέσου ενός διαμοιραζόμενου καναλιού Πολλοί υπολογιστές υπηρεσίας (hosts) είναι συνδεδεμένοι στον ίδιο επικοινωνιακό κανάλι και απαιτείται ένα πρωτόκολλο προσπέλασης μέσου. Point to point. Πρωτόκολλο σημείο προς σημείο. Πολλές συνδέσεις ανάμεσα σε ζεύγη μηχανών Π.χ. ανάμεσα σε δύο δρομολογητές, μια τοπική σύνδεση ενός dial-up modem και ενός ISP δρομολογητή. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Βασικά Χαρακτηριστικά Πρωτεύων Σταθμός: Είναι είναι υπεύθυνος για να ελέγχει τη λειτουργία της ζεύξης. Τα πλαίσια που εκδίδονται από τον πρωτεύοντα σταθμό αναφέρονται ως εντολές Δευτερεύων σταθμός: Λειτουργεί κάτω από τον έλεγχο του πρωτεύοντος Τα πλαίσια αναφέρονται ως απαντήσεις Διατηρεί μια ξεχωριστή λογική ζεύξη με κάθε δευτερεύων σταθμό στη γραμμή Συνδυασμένος σταθμός Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

High-Level Data Link Control Flag Address Control Information FCS 8 bits 8 η 6 bits Μεταβλητού 16 η 32 bits Πρωτόκολλο Ελέγχου Συνδέσμου Μετάδοσης Δεδομένων Υψηλού Επιπέδου- HDLC Σύγχρονος Έλεγχος Ζεύξης Δεδομένων (Synchronous Data Link Control) Πρωτόκολλο ψηφίου (bit oriented) – τα δεδομένα δεν χρειάζεται να είναι οργανωμένα σε bytes των 8 bits Μετάδοση με μορφή πλαισίων Ενιαία μορφοποίηση για όλους τους τύπους πλαισίων Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

High-Level Data Link Control Πεδίο διεύθυνσης (Address Field) Δευτερεύων σταθμός που θα αποστείλει ή θα δεχθεί το πλαίσιο Συνήθως 8 bits Επέκταση σε πολλαπλάσια των 7 bits Όλα 11111111 σημαίνει πολυεκπομπή Πεδίο Ελέγχου (Control Field) Διαφορετικό για διαφορετικό τύπο πλαισίου Πεδίο Πληροφορίας (Information Field) Ακέραιος αριθμός οκτάδων Μεταβλητό μήκος Frame Check Sequence Field Ανίχνευση σφαλμάτων 16 bit CRC η 32 bit CRC Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Πεδίο Σημαία Οριοθετεί το πλαίσιο στα δύο άκρα - 01111110 Μία μόνο σημαία μπορεί να χρησ/θεί ως σημαία κλεισίματος / ανοίγματος πλαισίου. Και στις δύο πλευρές της διεπαφής χρήστη-δικτύου, οι δέκτες ψάχνουν συνεχώς για την σημαία για να συγχρονιστούν στην έναρξη ενός πλαισίου. Για την αποφυγή σύγχυσης μεταξύ δεδομένων που περιέχουν 01111110 Αποστολέας : 0 εισάγεται μετά από κάθε ακολουθία πέντε 1 (όταν αποτελεί μέρος της πληροφορίας) Δέκτης: Εάν ο δέκτης ανιχνεύσει πέντε 1 ελέγχει το επόμενο bit Εάν 0, διαγράφεται Εάν 1 και το έβδομο bit είναι 0, τότε η ακολουθία είναι τέλος πλαισίου δεδομένων Εάν το έκτο και έβδομο bits είναι 1, έχει συμβεί λάθος κατά την μετάδοση και απορρίπτει το πλαίσιο Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πεδίο Διεύθυνσης (Address Field) Έχει σημασία κυρίως στις γραμμές με πολλαπλά τερματικά, στις οποίες χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει ένα από τα τερματικά. Προσδιορίζει το δευτερεύοντα σταθμό που μετάδωσε η πρόκειται να λάβει το πλαίσιο. Δεν απαιτείται για PPP. Συνήθως 8 bits μακριά. Πολλαπλάσιο των7 bits Το Least Significant Bit (αριστερό bit) κάθε οκτάδας είναι (1) or not (0), σύμφωνα με το αν είναι η τελευταία η όχι οκτάδα του πεδίου. Όταν (11111111) τότε έχουμε εκπομπή ενός πλαισίου για λήψη από όλους τους δευτερεύοντες σταθμούς. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Πεδίο ελέγχου… Το πεδίο ακολουθία: ο αριθμός ακολουθίας του πλαισίου Το πεδίο Επόμενο: Εμβόλιμη επιβεβαίωση. Αντί τον αριθμό τελευταίου πλαισίου που παραλήφθηκε σωστά, χρησ/ται ο αριθμός του πρώτου πλαισίου που δεν έχει παραληφθεί ακόμα (δηλ. του επόμενου πλαισίου που αναμένεται) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων …Πεδίο ελέγχου… Διαφορετικό ανά τύπο πλαισίου Πληροφορίας (Information) Χρησιμοποιεί κυλιόμενο παράθυρο με αριθμούς ακολουθίας 3 bits. Σε κάθε στιγμή μπορούν να εκκρεμούν μέχρι επτά μη επιβεβαιωμένα πλαίσια. δεδομένα που μεταδίδονται για το χρήστη (στρώματα επάνω από το HDLC) Τα πρώτα δύο bits προσδιορίζουν τον τύπο του πλαισίου. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων …Πεδίο ελέγχου Εποπτείας (Supervi sory) Μηχανισμός ARQ Πεδίο τύπος: 0 - πλαίσιο επιβεβαίωσης – δείχνει το επόμενο πλαίσιο που αναμένεται 1 – πλαίσιο αρνητικής επιβεβαίωσης – ανίχνευση κάποιου σφάλματος μετάδοσης Πεδίο Επόμενο = πρώτο πλαίσιο στην σειρά που δεν έχει παραληφθεί σωστά Αποστολέας θα πρέπει να αναμεταδώσει όλα τα εκκρεμή πλαίσια ξεκινώντας με το επόμενο. 2 – πλαίσιο RECEIVE NOT READY, δηλ. όχι έτοιμος για λήψη. Επιβεβαιώνει όλα τα πλαίσια μέχρι και πριν από το επόμενο, αλλά λέει στον αποστολέα να σταματήσει Χρησ/ται στην σηματοδότηση προσωρινών προβλημάτων στο δέκτη 3- επιλεκτική απόρριψη Αναμετάδοση μόνο του πλαισίου που προσδιορίζεται Π.χ. αποθήκευση οποιοδήποτε πλαισίου εκτός σειράς με σκοπό την επαναμετάδοση οποιοδήποτε συγκεκριμμένου πλαισίου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων …Πεδίο ελέγχου Μη αριθμημένα (Unnumbered) Συμπληρωματικές λειτουργίες ελέγχου Μπορούν να μεταφέρουν δεδομένα όταν χρειάζεται μια μη αξιόπιστη ασυνδεσμική υπηρεσία Εντολές DISC (DISConnect): Επιτρέπει σε μια μηχανή να ανακοινώνει ότι απενεργοποιείται. SNRM (Set Normal Response Mode): Επιτρέπει σε μια μηχανή να ανακοινώνει την παρουσία της και να επαναφέρει όλους τους αριθμούς ακολουθίας στο μηδέν. SABM (Set Asynchronous Balanced Mode): Επαναφέρει την γραμμή και καθορίζει εάν το δύο άκρα είναι ισότιμα. FRMR (FRaMe Reject): Έφτασε ένα πλαίσιο με σωστό άθροισμα ελέγχου αλλά μη αποδεκτή σημασιολογία. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Περιόδευση/Τελικό (Poll/Final) Bit Χρησιμοποιείται όποτε ένας υπολογιστής επικοινωνεί με μια ομάδα τερματικών με polling. Όταν χρησ/ται ως P ο Η/Υ καλεί το τερματικό να στείλει δεδομένα. Όλα τα πλαίσια που στέλνονται από το τερματικό εκτός από το τελευταίο θέτουν το bit σε P. To τελευταίο τίθεται σε F Πλαίσια εντολής P bit Τίθεται ως 1 για να καλέσει (poll) ένα πλαίσιο απάντησης από την διπλανή HDLC οντότητα. Πλαίσια απάντησης F bit Τίθεται ως 1 για να υποδηλώνει το πλαίσιο απάντησης που μεταδόθηκε ως αποτέλεσμα μιας κλήσης ερώτησης . Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Πεδίο Πληροφορίας Παρόν μόνο στα πλαίσια πληροφορίας και Μη Αριθμημένα Οποιαδήποτε ακολουθία bit Ακέραιος αριθμός οκτάδων Μεταβλητό μήκος του πεδίου πληροφορίας, μέχρι κάποιο μέγιστο όριο που καθορίζεται από το σύστημα. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων …Πεδίο ελέγχου… Διαφορετικό ανά τύπο πλαισίου Πληροφορίας (Information) Χρησιμοποιεί κυλιόμενο παράθυρο με αριθμούς ακολουθίας 3 bits. Σε κάθε στιγμή μπορούν να εκκρεμούν μέχρι επτά μη επιβεβαιωμένα πλαίσια. δεδομένα που μεταδίδονται για το χρήστη (στρώματα επάνω από το HDLC) Τα πρώτα δύο bits προσδιορίζουν τον τύπο του πλαισίου. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων …Πεδίο ελέγχου Εποπτείας (Supervi sory) Μηχανισμός ARQ Πεδίο τύπος: 0 - πλαίσιο επιβεβαίωσης – δείχνει το επόμενο πλαίσιο που αναμένεται 1 – πλαίσιο αρνητικής επιβεβαίωσης – ανίχνευση κάποιου σφάλματος μετάδοσης Πεδίο Επόμενο = πρώτο πλαίσιο στην σειρά που δεν έχει παραληφθεί σωστά Αποστολέας θα πρέπει να αναμεταδώσει όλα τα εκκρεμή πλαίσια ξεκινώντας με το επόμενο. 2 – πλαίσιο RECEIVE NOT READY, δηλ. όχι έτοιμος για λήψη. Επιβεβαιώνει όλα τα πλαίσια μέχρι και πριν από το επόμενο, αλλά λέει στον αποστολέα να σταματήσει Χρησ/ται στην σηματοδότηση προσωρινών προβλημάτων στο δέκτη 3- επιλεκτική απόρριψη Αναμετάδοση μόνο του πλαισίου που προσδιορίζεται Π.χ. αποθήκευση οποιοδήποτε πλαισίου εκτός σειράς με σκοπό την επαναμετάδοση οποιοδήποτε συγκεκριμμένου πλαισίου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων …Πεδίο ελέγχου Μη αριθμημένα (Unnumbered) Συμπληρωματικές λειτουργίες ελέγχου Μπορούν να μεταφέρουν δεδομένα όταν χρειάζεται μια μη αξιόπιστη ασυνδεσμική υπηρεσία Εντολές DISC (DISConnect): Επιτρέπει σε μια μηχανή να ανακοινώνει ότι απενεργοποιείται. SNRM (Set Normal Response Mode): Επιτρέπει σε μια μηχανή να ανακοινώνει την παρουσία της και να επαναφέρει όλους τους αριθμούς ακολουθίας στο μηδέν. SABM (Set Asynchronous Balanced Mode): Επαναφέρει την γραμμή και καθορίζει εάν το δύο άκρα είναι ισότιμα. FRMR (FRaMe Reject): Έφτασε ένα πλαίσιο με σωστό άθροισμα ελέγχου αλλά μη αποδεκτή σημασιολογία. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Περιόδευση/Τελικό (Poll/Final) Bit Χρησιμοποιείται όποτε ένας υπολογιστής επικοινωνεί με μια ομάδα τερματικών με polling. Όταν χρησ/ται ως P ο Η/Υ καλεί το τερματικό να στείλει δεδομένα. Όλα τα πλαίσια που στέλνονται από το τερματικό εκτός από το τελευταίο θέτουν το bit σε P. To τελευταίο τίθεται σε F Πλαίσια εντολής P bit Τίθεται ως 1 για να καλέσει (poll) ένα πλαίσιο απάντησης από την διπλανή HDLC οντότητα. Πλαίσια απάντησης F bit Τίθεται ως 1 για να υποδηλώνει το πλαίσιο απάντησης που μεταδόθηκε ως αποτέλεσμα μιας κλήσης ερώτησης . Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Πεδίο Πληροφορίας Παρόν μόνο στα πλαίσια πληροφορίας και Μη Αριθμημένα Οποιαδήποτε ακολουθία bit Ακέραιος αριθμός οκτάδων Μεταβλητό μήκος του πεδίου πληροφορίας, μέχρι κάποιο μέγιστο όριο που καθορίζεται από το σύστημα. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πεδίο ακολουθίας ελέγχου πλαισίου Frame check sequence field – FCS Κώδικας ανίχνευσης σφαλμάτων Υπολογίζεται από τα υπολειπόμενα bit του πλαισίου, εκτός των δεικτών CRC 16 CCITT Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Λειτουργία Ανταλλαγή I, S, και U πλαισίων μεταξύ δύο σταθμών Η μία ή άλλη πλευρά ξεκινάει τη ζεύξη δεδομένων έτσι ώστε να μπορούν να ανταλλαγούν πλαίσια με τακτοποιημένο τρόπο. Συμφωνία των προαιρετικών δυνατοτήτων που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν Οι δύο πλευρές ανταλλάσσουν τα δεδομένα των χρηστών και τις πληροφορίες ελέγχου για να ασκήσουν έλεγχο ροής και σφαλμάτων. Μια από τις δύο πλευρές επισημαίνει τη λήξη της επικοινωνίας Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

HDLC Εντολές και Απαντήσεις Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Παραδείγματα λειτουργίας… Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

…Παραδείγματα λειτουργίας Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων ΠΟΛΥΠΛΕΞΙΑ Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Πολύπλεξη Τεχνικές πολύπλεξης Πολύπλεξη με διαίρεση συχνότητας (FDM) Πολύπλεξη με διαίρεση χρόνου (TDM) Στατιστική διαίρεση πολύπλεξης χρόνου Code division Multiple Access (CDMA): wireless Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πολύπλεξη με διαίρεση συχνότητας (FDM) Με μετατόπιση των σημάτων εισόδου στο φάσμα συχνοτήτων αξιοποιείται όλο το εύρος ζώνης της επικοινωνιακής γραμμής Λόγω του ότι ο χωρισμός είναι μόνιμος δεν μπορεί να αντιμετωπιστεί κίνηση κατά ριπάς Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πολύπλεξη με διαίρεση συχνότητας (FDM) Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πολύπλεξη με διαίρεση συχνότητας (FDM) Το χρήσιμο εύρος ζώνης υπερβαίνει το απαιτούμενο εύρος ζώνης του καναλιού Κάθε σήμα διαμορφώνεται σε μια διαφορετική συχνότητα φέροντος κύματος. Οι συχνότητες φέροντος κύματος δεν επικαλύπτουν η μια την άλλη (guard bands) Το κανάλι κατανέμεται ακόμα και αν δεν υπάρχουν δεδομένα. Wavelength division multiplexing (WDM) είναι μια έκδοση της FDM που χρησιμοποιείται σε δίκτυα οπτικών επικοινωνιών χρησιμοποιείται σε οπτικά καλώδια. WDM επιτρέπει έως 40 κυκλώματα, καθένα ικανό να μεταφέρει 10 Gbps. Προβλέπεται να φθάσει τα 25 terabits ανά sec μέσα στα επόμενα 5 χρόνια. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Ιεραρχία επιπέδων πολύπλεξης στο FDM Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πολύπλεξη με διαίρεση χρόνου TDM Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Πολύπλεξη με διαίρεση χρόνου TDM Χρόνος κατανέμεται στο κύκλωμα ακόμα και εάν δεν μεταδίδονται δεδομένα, έτσι ώστε σπαταλιέται χωρητικότητα όταν ένα τερματικό είναι ανενεργό TDM είναι γενικά πιο αποτελεσματική και λιγότερη ακριβή για την διατήρηση από FDM λόγω του ότι δεν απαιτούνται guardbands. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

TDM και μεταγωγή κυκλώματος Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Στατιστική πολύπλεξη με διαίρεση χρόνου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Στατιστική πολύπλεξη με διαίρεση χρόνου Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων ADSL Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων

Asymmetrical Digital Subscriber Line (ADSL) link between subscriber and network uses currently installed twisted pair cable is Asymmetric - bigger downstream than up uses Frequency division multiplexing reserve lowest 25kHz for voice (POTS) uses echo cancellation or FDM to give two bands has a range of up to 5.5km In the implementation and deployment of a high-speed wide area public digital network, the most challenging part is the link between subscriber and network: the digital subscriber line. ADSL is the most widely publicized of a family of new modem technologies designed to provide high-speed digital data transmission over ordinary telephone wire. The term asymmetric refers to the fact that ADSL provides more capacity downstream (from the carrier’s central office to the customer’s site) than upstream (from customer to carrier), being a good fit to Internet requirements. ADSL uses frequency division multiplexing (FDM) in a novel way to exploit the 1-MHz capacity of twisted pair. When echo cancellation is used, the entire frequency band for the upstream channel overlaps the lower portion of the downstream channel. The ADSL scheme provides a range of up to 5.5 km, depending on the diameter of the cable and its quality.

ADSL Channel Configuration ADSL uses frequency division multiplexing (FDM). There are three elements of the ADSL strategy, shown above in Stallings DCC8e Figure 8.17: • Reserve lowest 25 kHz for voice (POTS - plain old telephone service). The voice is carried only in the 0 to 4 kHz band; the additional bandwidth is to prevent crosstalk between the voice and data channels. • Use either echo cancellation or FDM to allocate two bands, a smaller upstream band and a larger downstream band. Echo cancellation is a signal processing technique that allows transmission of digital signals in both directions on a single transmission line simultaneously. In essence, a transmitter must subtract the echo of its own transmission from the incoming signal to recover the signal sent by the other side. • Use FDM within the upstream and downstream bands. In this case, a single bit stream is split into multiple parallel bit streams and each portion is carried in a separate frequency band. When echo cancellation is used, the entire frequency band for the upstream channel overlaps the lower portion of the downstream channel. This has two advantages compared to the use of distinct frequency bands for upstream and downstream: the higher the frequency, the greater the attenuation., and echo cancellation design is more flexible for changing upstream capacity. The disadvantage of the use of echo cancellation is the need for echo cancellation logic on both ends of the line.

Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων Reserve lowest 25 kHz for voice (POTS - plain old telephone service). The voice is carried only in the 0 to 4 kHz band; the additional bandwidth is to prevent crosstalk between the voice and data channels Use either echo cancellation or FDM to allocate two bands, a smaller upstream band and a larger downstream band. Echo cancellation is a signal processing technique that allows transmission of digital signals in both directions on a single transmission line simultaneously. In essence, a transmitter must subtract the echo of its own transmission from the incoming signal to recover the signal sent by the other side. Use FDM within the upstream and downstream bands. In this case, a single bit stream is split into multiple parallel bit streams and each portion is carried in a separate frequency band. Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων