Techniky pro komunikační kanály s násobným (sdíleným) přístupem Techniky pro dvoubodové komunikační kanály Techniky pro zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing.

Prezentace na téma: "Techniky pro komunikační kanály s násobným (sdíleným) přístupem Techniky pro dvoubodové komunikační kanály Techniky pro zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing."— Transkript prezentace:

1 Techniky pro komunikační kanály s násobným (sdíleným) přístupem Techniky pro dvoubodové komunikační kanály Techniky pro zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing Techniky pro bezdrátové přenosy Počítačové sítě Techniky přenosu signálu Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu

2 Techniky pro komunikační kanály s násobným (sdíleným) přístupem Typické pro LAN Deterministické techniky (TokenRing, FDDI) Nedeterministické (stochastické) stochastické – CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access/Collision Detection) – v sítích „Ethernet“ (standard IEEE 802.3) – CSMA/CA (Carrier Sense Multiply Access/CollisionAvoidance) – v sítích WLAN (standard IEEE 802.11 - Wi-Fi) Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

3 Token Ring CSMA/CD - všechny připojené uzly mohou vysílat současně Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

4 Protokol CSMA/CD – CSMA (Carrier Sense Multiply Access) – každá stanice monitoruje stav přenosového média a začíná vysílat jen v době, kdy je médium volné. – CD (Collision Detection) – začne-li vysílat v krátkém časovém intervalu více stanic, nastávají kolize. Vysílající stanice je detekují, zastaví vysílání a vyšlou do sítě krátký „jamming signal“, který ostatní upozorní na kolize. Vysílání obnoví v náhodných časových intervalech po náslechu, zda je médium volné. Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

5 CSMA/CD nepředchází kolizím na sběrnici, ale detekuje je: Před zahájením vysílání zjistí, zda je kanál volný, v případě, že není, počká určitou dobu a pokusí se vysílání zopakovat Náslech současně s vysíláním (po celou dobu vysílání). V případě, že byly detekovány kolize, vlastní vysílání okamžitě zastaví a vyšle do sběrnice informaci o detekci kolize – všechny stanice pak „zahodí“ dosud přijatá data znehodnocená kolizí Část segmentu sítě, kde mohou nastat kolize, se nazývá kolizní doména Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

6 Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

7 Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

8 CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Na rozdíl od CSMA/CD CSMA/CA předchází kolizím. Princip: – Je-li médium volné po určenou dobu, může stanice zahájit vysílání. – Pokud je vysílání neúspěšné (druhá strana nepotvrdí příjem), zahájí exponenciální čekání. – Pokud je médium obsazeno, počká na jeho uvolnění a následně zahájí exponenciální čekání, stejně jako při neúspěšném odvysílání. CSMA/CA využívají bezdrátové technologie (např. IEEE 802.11 – Wi-Fi a IEEE 802.15.4 – Bluetooth ) Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

9 Techniky pro dvoubodové komunikační kanály Typické pro WAN Řízení toku – techniky Stop-and-Wait a Sliding Window Stop-and-wait SLIDING-WINDOW Řízení správnosti přenosu (ztráta rámce, porušení rámce) pozitivní/negativní potvrzení (ACK/NACK) opakovaní vyslání rámce po neobdržení potvrzení (ARQ – Automatic Repeat Request) Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

10 Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu F X – rámec č. X ACK – potvrzení (Acknowledgement) RR X – připravenost k přijetí rámce č. X (Ready- to-Receive) REJ X – odmítnutí rámce č. X (Reject)

11 Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu

12

13 Techniky pro zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing TDM - Time Division Multiplexing – časové sdílení spoje FDM - Frequency Division Multiplexing sdílení frekvenčního rozsahu spoje CDMA (Code Division Multiply Access) – kódové sdílení spoje Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

14 Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu TDM - Time Division Multiplexing – časové sdílení spoje FDM - Frequency Division Multiplexing sdílení frekvenčního rozsahu spoje Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

15 TDM (Time Division Multiplexing) – časové sdílení spoje Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

16 Časový multiplexing – rámce z více zdrojů jsou vysílány ve stanovených časových úsecích – „time slots“ – Synchronní TDM – pro každý zdroj je pevně stanovený time slot – nižší využitelnost kapacity spoje, ale jednodušší implementace. Vhodný pro multiplexing zdrojů, které vysílají rovnoměrně. – Asynchronní TDM (statistické, inteligentní) – dynamická alokace time slots (na vyžádání zdroje) – vyšší využitelnost kapacity spoje, náročnější implementace (STDM). Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

17 Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě

18 FDM (Frequency Division Multiplexing) - sdílení frekvenčního rozsahu spoje Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu frekvence Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

19 CDMA (Code Division Multiply Access) – kódové sdílení spoje Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Princip: Z více zdrojů jsou současně vysílána data zakódovaná rozdílnými kódy. Sdílení spoje časové i frekvenční. Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

20 Srovnání frekvenčního, časového a kódového sdílení Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

21 Techniky pro bezdrátové přenosy Techniky Spread Spectrum (FHSS a DSSS) – metody, které rozprostírají elektromagnetické vlny generované v určitém rozsahu frekvencí do tzv. frekvenční domény. Výsledný signál má širší frekvenční rozsah. Důvody – Fyzikální (odolnost proti interferencím, přeslechům, …..) – Zvýšení bezpečnosti přenosů (detekce signálu, odposlech dat) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Varianta FDMA Rozdělení frekvenčního rozsahu na oddělené nosné frekvence Možnost současného vysílání stovek datových signálů, které se „sčítají“ Počítačové sítě Techniky přenosu signálu Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu

22 Techniky SS nejsou modulační technologie v pravém smyslu slova – „rozprostřený signál“ je dále modulován frekvenčně nebo fázově (techniky QAM, BPSK, QPSK) Srovnání vlastností DSSS a FHSS – DSSS poskytuje vyšší přenosovou kapacitu než FHSS veliká citlivost na vnější prostředí (odrazy) vhodná pro řešení PMP na krátké vzdálenosti, na delší PP typické použití – vnitřní WLAN – pojítka mezi budovami, PoP k základnovým stanicím v celulárních systémech – FHSS velmi odolná proti rušení i od jiných radiových zařízení umožní pokrytí větších geografických oblastí typické použití v sítích FWA (BWA), WPAN Počítačové sítě Techniky přenosu signálu Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu

23 Nosné frekvence modulovány různými modulačními technikami Použití v přenosech bezdrátových i v přenosech s optickými vodiči. Ortogonální vlna se ve svém maximu překrývá s minimem vlny na sousední frekvenci. Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu OFDM Počítačové sítě Techniky přenosu signálu

24 MIMO (Multiple Input Multiple Output) prostorový multiplexing Využití v bezdrátových sítích technologie WiMAX a v mobilních sítích 3G a 4G Princip – více antén na vysílačích i přijímačích pro zlepšení výkonu přenosů Počitačové sítě - Techniky přenosu signálu Počítačové sítě Techniky přenosu signálu