Számítógépes Hálózatok

Az előadások a következő témára: "Számítógépes Hálózatok"— Előadás másolata:

1 Számítógépes Hálózatok
3. gyakorlat

2 Emlékeztető Felügyelet szükséges a szinkron működéshez
1.Explicit órajel •párhuzamos átviteli csatornák használata, •szinkronizált adatok, •rövid átvitel esetén alkalmas. 2.Kritikus időpontok •szinkronizáljunk például egy szimbólum vagy blokk kezdetén, •a kritikus időpontokon kívül szabadon futnak az órák, •feltesszük, hogy az órák rövid ideig szinkronban futnak 3.Szimbólum kódok •önütemező jel–külön órajel szinkronizáció nélkül dekódolható jel, •a szignál tartalmazza a szinkronizáláshoz szükséges információt. Gombos Gergő Szám.háló

3 Emlékeztető Alapsáv avagy angolul baseband •a digitális jel direkt árammá vagy feszültséggé alakul; •a jel minden frekvencián átvitelre kerül; •átviteli korlátok. Szélessáv avagy angolul broadband •széles frekvencia tartományban történik az átvitel; •a jel modulálására az alábbi lehetőségeket használhatjuk: •adatok vivőhullámra „ültetése” (amplitúdó moduláció); •vivőhullám megváltoztatása (frekvencia vagy fázis moduláció); •különböző vivőhullámok felhasználása egyidejűleg Gombos Gergő Szám.háló

4 Házi feladat megbeszélése
Adott az bitsorozat. Adja meg az NRZ-M és a Manchester kódolását! Az NRZ-M esetén, azonos vivőhullám mellett határozza meg és ábrázolja az átvitt jelet, ha amplitúdó, frekvencia illetve ha fázis modulációt használunk! * Gombos Gergő Szám.háló

5 Gyakorló feladat Az előadáson bemutatott kódok közül melyek önütemezők? Minden bemutatott kódhoz adjon meg vagy egy bitsorozatot, amelyből nem nyerhető ütemezés, vagy mutassa meg, hogy hogyan nyerhető az ütemezés bármely lehetséges kódolt bitsorozatból. Gombos Gergő Szám.háló

6 Gyakorló feladat Gombos Gergő Szám.háló

7 Gyakorló feladat Gombos Gergő Szám.háló

8 Gyakorló feladat 1 A rádióantennák vételi jellemzői akkor a legjobbak, ha az átmérőjük (hosszuk) megegyezik a rádióhullámok hullámhosszával. A szokásos antennák átmérője 1 cm és 5 m közé esik. Milyen frekvenciatartománynak felel ez meg? (Adja meg az összefüggést és a számítás lépéseit is!) Gombos Gergő Szám.háló

9 Gyakorló feladat 1  * f = c c = 3 * 108 m/s
A rádióantennák vételi jellemzői akkor a legjobbak, ha az átmérőjük (hosszuk) megegyezik a rádióhullámok hullámhosszával. A szokásos antennák átmérője 1 cm és 5 m közé esik. Milyen frekvenciatartománynak felel ez meg? (Adja meg az összefüggést és a számítás lépéseit is!)  * f = c c = 3 * 108 m/s Átmérő = hullámhosszal => 1cm <  < 5 m 1cm = 0,01 m < < 5 m 3*108 / 0,01 = 3*1010 Hz 3*108 / 5 = 6* 107 Hz 6* 107 Hz - 3*1010 Hz Gombos Gergő Szám.háló

10 Gyakorló feladat 2 Mekkora antenna szükséges a GHz és GHz közötti frekvencia-tartomány használatához? (bluetooth) Gombos Gergő Szám.háló

11 Gyakorló feladat 2 Mekkora antenna szükséges a GHz és GHz közötti frekvencia-tartomány használatához?  * f = c c = 3 * 108 m/s 2,402 GHz < f < 2,480 GHz Átmérő = hullámhosszal 2,402 GHz = 2402 * 106 Hz 3*108 / 2402 * 106 = 300 / 2402 = 0,1248 m = 12,48 cm 3*10 8/ 2480 * 106 = 0,1209 m = 12,09 cm 12,09 cm < antenna < 12,48 cm Gombos Gergő Szám.háló

12 Több szimbólum használata
Gombos Gergő Szám.háló

13 Gyakorló feladat 3 Egy szimbólum átviteléhez szükséges idő 100 µs. Mekkora a szimbólumráta? Mekkora az adatráta, ha 2,4,16 szimbólumot használunk? Gombos Gergő Szám.háló

14 Gyakorló feladat 3 Egy szimbólum átviteléhez szükséges idő 100 µs. Mekkora a szimbólumráta? Mekkora az adatráta, ha 2,4,16 szimbólumot használunk? 100 µs = 100 * 10-6 sec = 10-4 sec //ennyi kell 1 szimbólumhoz => Baud //ez a szimbólumráta Baud : 1 sec alatt átvihető szimbólumok száma Adatráta (bit/sec) : 2 szimbólum -> átvihető 1 biten -> bit/sec 4 szimbólum -> átvihető 2 biten -> bit/sec 16 szimbólum -> átvihető 4 biten -> bit/sec Gombos Gergő Szám.háló

15 Gyakorló feladat 4 Egy küldő egy üvegszál kábelen egy fényszignált küld PS teljesítménnyel. Tegyük fel, hogy a fogadónál ennek a szignálnak legalább PS/1000 teljesítménnyel kell megérkezni ahhoz, hogy fel tudja ismerni. A kábelben a szignál teljesítményének csökkenése kilométerenként 8%. Milyen hosszú lehet a kábel? Gombos Gergő Szám.háló

16 Gyakorló feladat 4 Egy küldő egy üvegszál kábelen egy fényszignált küld PS teljesítménnyel. Tegyük fel, hogy a fogadónál ennek a szignálnak legalább PS/1000 teljesítménnyel kell megérkezni ahhoz, hogy fel tudja ismerni. A kábelben a szignál teljesítményének csökkenése kilométerenként 8%. Milyen hosszú lehet a kábel? Kezdeti teljesítmény: PS, km-ként 8% csökken, tehát: PS * 0,92l >= PS / 1000 0,92l >= 1/1000 ln 0,92l >= ln 0,001 l * ln 0,92 > ln 0,001 l <= ln 0,001 / ln 0,92 = 82,85 km Gombos Gergő Szám.háló

17 Gyakorló feladat 5 Ábrázolja a bitsorozatot a következő kódolások esetén: NRZ-L kódolás, RZ kódolás, Manchester kódolás illetve Különbségi Manchester kódolás. A fenti kódolások közül melyek önütemezőek? Gombos Gergő Szám.háló

18 Gyakorló feladat 5 Manchester és a különbségi manchester
Ábrázolja a bitsorozatot a következő kódolások esetén: NRZ-L kódolás, RZ kódolás, Manchester kódolás Különbségi Manchester kódolás. A fenti kódolások közül melyek önütemezőek? Manchester és a különbségi manchester Gombos Gergő Szám.háló

19 Code Devision Multiple Access
Szinkron CDMA Adott kölcsönösen ortogonális vektorok egy halmaza. (például Walsh-mátrix sorai vagy oszlopai) Egyes résztvevőkhöz rendeljünk egy vektort(chip kódok, v) 1-es bit  v 0-as bit  -v Átviteli vektor. Például az 1011 átvitele esetén: (1,0,1,1)  (v,-v,v,v) Mindenegyes küldő egyedi kóddal rendelkezik! Interferencia történhet. Gombos Gergő Szám.háló

20 Gyakorló feladat 6 Adott két résztvevő, akik egy időben (azonos fázis) küldenek: az egyik (-1,1) chip kóddal küldi a 0010 bitsorozatot, a másik az (1,1)-gyel a a 1110 sorozatot. Adja meg külön-külön az átviteli vektort! Adja meg az együttes átviteli vektort! Írja fel az átvitt vektor dekódolásának lépéseit mindkét fél vevőjénél! Gombos Gergő Szám.háló

21 Gyakorló feladat 6 Adja meg külön-külön az átviteli vektort!
Adott két résztvevő, akik egy időben (azonos fázis) küldenek: az egyik (-1,1) chip kóddal küldi a 0010 bitsorozatot, a másik az (1,1)-gyel a a 1110 sorozatot. Adja meg külön-külön az átviteli vektort! A : > (-v,-v,v,-v) -> ( (1,-1), (1,-1), (-1,1), (1,-1) ) B : > (v,v,v,-v) -> ( (1,1), (1,1), (1,1), (-1,-1) ) Adja meg az együttes átviteli vektort! A+B = ( (2,0), (2,0), (0,2), (0,-2) ) Írja fel az átvitt vektor dekódolásának lépéseit mindkét fél vevőjénél! A: ( (2,0), (2,0), (0,2), (0,-2) ) * (-1,1) ( (-2,0), (-2,0), (0,2), (0,-2) ) ( -2, -2, 2, -2) => (0,0,1,0) //ha az érték: negatív->0, pozitív->1, 0->nem küldött Gombos Gergő Szám.háló

22 Gyakorló feladat 7 Adott három állomás (A, B és C), amelyek CDMA-t használnak. Adjon megfelelő chip kódokat a fenti állomásoknak! Az A állomás az 1110, míg a B az 1010 bitsorozatot küldi azonos időben. C nem küld semmit. Adja meg a jelsorozatotokat, amit A és B elküld! Tegyük fel, hogy interferencia történik az átvitel során és a két jel összeadódik. Mutassa meg, hogyan dekódolható az interferált jelből az egyes állomások üzenete! Gombos Gergő Szám.háló

23 Gyakorló feladat 7 Adja meg a jelsorozatotokat, amit A és B elküld!
Adott három állomás (A, B és C), amelyek CDMA-t használnak. Adjon megfelelő chip kódokat a fenti állomásoknak! Az A állomás az 1110, míg a B az 1010 bitsorozatot küldi azonos időben. C nem küld semmit. Adja meg a jelsorozatotokat, amit A és B elküld! legyen A: (1,0,0), B: (0,1,0) C: (0,0,1) A küldi: (1,0,0, 1,0,0, 1,0,0, -1,0,0) B küldi: (0,1,0, 0,-1,0, 0,1,0, 0,-1,0) Tegyük fel, hogy interferencia történik az átvitel során és a két jel összeadódik. Mutassa meg, hogyan dekódolható az interferált jelből az egyes állomások üzenete! A+B : (1,1,0, 1,-1,0, 1,1,0, -1,-1,0) A+B * A chipkód(1,0,0) : (1,0,0, 1,0,0, 1,0,0, -1,0,0) -> (1,1,1,-1) -> (1,1,1,0) A+B * B chipkód(0,1,0) : (0,1,0, 0,-1,0, 0,1,0, 0,-1,0) -> (1,-1,1,-1) -> (1,0,1,0) A+B * C chipkód(0,0,1) : (0,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0,0,0) -> (0,0,0,0) -> nem küldött Gombos Gergő Szám.háló

24 Gyakorló feladat 8 Adott három állomás (A, B és C), amelyek CDMA-t használnak és chip kódjaik rendre (1,0,0), (0,1,0) és (0,0,1). Mutassa meg, hogy a chip kódok megfelelőek! Egy állomás a (-1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, -1) jelsorozatot érzékeli. Adja meg, milyen bitsorozatot küldött A, B és C állomás! Gombos Gergő Szám.háló

25 Gyakorló feladat 8 Mutassa meg, hogy a chip kódok megfelelőek!
Adott három állomás (A, B és C), amelyek CDMA-t használnak és chip kódjaik rendre (1,0,0), (0,1,0) és (0,0,1). Mutassa meg, hogy a chip kódok megfelelőek! Ortogonálisaknak kell lenniük!! (1,0,0)*(1,0,0)T = 1 (0,1,0)*(0,1,0)T = 1 (0,0,1)*(0,0,1)T = 1 (1,0,0)*(0,1,0)T = 0 (1,0,0)*(0,0,1)T = 0 (0,1,0)*(0,0,1)T = 0 Egy állomás a (-1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, -1) jelsorozatot érzékeli. Adja meg, milyen bitsorozatot küldött A, B és C állomás! A: (-1,0,0, 1,0,0, -1,0,0, -1,0,0) -> (-1,1,-1,-1) -> (0,1,0,0) B: (0,1,0, 0,1,0, 0,-1,0, 0,-1,0) -> (1,1,-1,-1) -> (1,1,0,0) C: (0,0,-1, 0,0,-1, 0,0,1, 0,0,-1) -> (-1,-1,1,-1) -> (0,0,1,0) Gombos Gergő Szám.háló

26 Gyakorló feladat 9 Adott három n csomópontból álló csomagkapcsolt hálózat. Az első egy olyan csillag topológiájú hálózat, amelyben van egy központi kapcsoló. A második hálózat egy (kétirányú) gyűrű, míg a harmadik egy olyan teljesen összekapcsolt hálózat, amelyben minden csomópont minden csomóponttal össze van kötve. Melyik a legjobb, az átlagos, illetve a legrosszabb átviteli útvonal az átlépések száma szempontjából? Gombos Gergő Szám.háló

27 Gyakorló feladat 9 csillag: legjobb = 2, átlagos = 2, legrosszabb = 2 gyűrű: legjobb = 1, átlagos = n/4, legrosszabb = n/2 Teljes gráf: legjobb = 1, átlagos = 1, legrosszabb = 1 Gombos Gergő Szám.háló

28 Gyakorló feladat 10 Egy CDMA vevő a következő töredékeket veszi: ( ). Feltéve, hogy az alábbi chipkódokat használjuk, mely állomások adtak, és milyen biteket küldtek az egyes állomások? A: B: C: D: Gombos Gergő Szám.háló

29 Gyakorló feladat 10 (−1 +1 −3 +1 −1 − ) * ( ) = (0,0,0,+1,-1,0,+1,+1) = 2  1 (−1 +1 −3 +1 −1 − ) * ( ) = (0,0,-3,0,-1,-3,+1,0) = -6  0 (−1 +1 −3 +1 −1 − ) * ( ) = (0,+1,0,+1,-1,-3,0,0) = -4  0 (−1 +1 −3 +1 −1 − ) * ( ) = (0,+1,0,0,0,0,+1,0) = 2  1 Gombos Gergő Szám.háló

30 Vége