Autor:Ing. Bronislav Sedláček Předmět/vzdělávací oblast:Telekomunikace Tematická oblast:Datová komunikace Téma:OSI - spojová vrstva III. Ročník:4. Datum vytvoření:srpen 2013 Název:VY_32_INOVACE_ ELE Anotace: Zajištění přenosu dat, datový rámec, principy zabezpečení, korekce chyb, datový rámec. Prezentace je určena pro výuku žáků oboru Telekomunikace. Využitím grafických možností sady Microsoft Office 2010 se materiál stává inovativním zejména přehledností výkladu odborného tématu. Využití multimediálních prostředků zvyšuje názornost výuky, usnadňuje porozumění tématu i u slabších žáků a žáků se SPU, udržuje jejich pozornost, podporuje jejich zájem a aktivitu. Metodický pokyn: Prezentace primárně slouží pro výklad v hodině, ale může být využita i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků – PC a dataprojektoru.

Zajištění bezchybného přenosu Spojová vrstva přijímá data od vyšší vrstvy - síťové - ve formě datových bloků SDU nazývaných pakety a ve spolupráci s protilehlou spojovou vrstvou dané sekce zajistí bezchybný přenos. Toto můžeme realizovat přidáním zabezpečovacího pole s určitou délkou ke každému příchozímu paketu od síťové vrstvy. Obsah pole je pro každý paket jiný, daný jednak použitým zabezpečovacím algoritmem, ale také obsahem paketu, ke kterému se toto pole přidává.

Používané zabezpečovací principy - jednoduchý paritní systém - sudá nebo lichá parita - křížová parita - cyklický zabezpečovací kód - komplementární binární součet - opravné kódy V datových sítích se pro zabezpečení přenosu na spojové vrstvě používají často CRC cyklické zabezpečovací kódy umožňující detekci shlukových chyb, které se často vyskytují při přenosu digitálního signálu přenosovým médiem.

Datový rámec Po doplnění zabezpečovací informace a případně dalších kontrolních informací, vznikne protokolová datová jednotka spojové vrstvy, kterou v praxi označujeme termínem datový rámec. Obsah datového rámce je vložen do bitového toku nepřetržitě generovaného na rozhraní mezi spojovou a fyzickou vrstvou. Fyzická vrstva přebírá na výše tomto rozhraní všechny bity tak, jak v sekvenci přicházejí a transformuje je na fyzický signál, který je následně vyslán do přenosového média.

Datový rámec Na protější straně je signál přijat přijímací fyzickou vrstvou, jež jej přetransformuje do odpovídající bitové posloupnosti (reciproční operace k vysílači) a následně ji předá ke zpracování přes rozhraní vrstvě spojové. Spojová vrstva identifikuje v bitovém toku odpovídající rámec (nebo rámce) a zkontroluje, zda při přenosu nedošlo k „poškození“ obsahu, tzn. že ani jeden jeho bit není zatížen chybou.

Datový rámec K této operaci použije stejný algoritmus jaký použila vysílací spojová vrstva, porovná obsah zabezpečovacího pole přijatého rámce s lokálně vypočtenou hodnotou. Pokud dojde ke shodě, je vysoká pravděpodobnost, že byl dotyčný rámec přijatý bez chyb. V opačném případě došlo při přenosu minimálně k jedné chybě.

Mechanismus korekce chyb V případě výskytu chyb a v závislosti na konkrétní architektuře uvažované sítě, může dojít buď k zahození rámce, nebo k aktivaci mechanismu korekce chyb spojové vrstvy. Na tomto základě je požádána protější strana o opětovné vyslání daného rámce.

Mechanismus korekce chyb Při časově neměnné bytové chybovosti BER fyzického kanálu sekce, se s každým opakováním rámce zvyšuje pravděpodobnost jeho bezchybného příjmu. Čímž lze očekávat, že se dříve nebo později podaří zajistit bezchybný příjem. V opačném případě je algoritmus korekce chyb navržen tak, že se po daném počtu neúspěšných opakování proces zastaví.

Samoopravné kódy Je nutno zde upozornit, že zmíněný mechanismus korekce založený na vzájemné komunikaci, zpětné vazbě mezi vysílačem a přijímačem není jediný možný. U sekcí, kde dochází k velkému časovému zpoždění přenosu (satelitní spoj, mezikontinentální spojení atd.), není tento způsob vždy efektivní.

Samoopravné kódy Proto se někdy používají metody korekce chyb na straně přijímače bez nutnosti komunikace s vysílačem. K tomuto účelu byly vyvinuty speciální samoopravné kódy (FEC), které dokážou některé vzniklé chyby automaticky opravit.

Použité zdroje: BOHÁČ, Leoš a Pavel BEZPALEC. Datové sítě: přednášky. 1. vyd. Praha: České vysoké učení technické, 2011, 204 s. ISBN HÄBERLE, Heinz. Průmyslová elektronika a informační technologie. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, ISBN JANSEN, Horst a Heinrich RÖTTER. Informační a telekomunikační technika. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2004, 399 s. ISBN Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Bronislav Sedláček.