Számítógépes hálózatok I.

Az előadások a következő témára: "Számítógépes hálózatok I."— Előadás másolata:

1 Számítógépes hálózatok I.
2.gyakorlat Fizikai réteg Fourier sorok, NRZ és RZ kódolások Laki Sándor Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

2 Adatátvitel fizikai alapjai
Az információ átvitelét a közeg fizikai tulajdonságai is befolyásolják: Feszültség (voltage) és az áramerőség (current) Ezen kívül az elektromos részecskék hullám tulajdonsággal rendelkeznek, ami sok mindent meghatároz… Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

3 Mit küldünk és mi érkezik meg?
Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

4 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Miért van ez? Nem vagyunk fizikusok, de… A fenti „négyszögjel” különböző frekvenciájú jelek összegeként áll elő hullámtulajdonság miatt Az átviteli közeg nem viszi át az összes frekvenciát: fc feletti frekvenciákat elvesztjük (hasonlóan alsó határ is megadható) Ezt a frekvencia tartományt nevezzük a közeg sávszélességének (H) Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

5 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Fourier sorok Cél: A jelek viselkedésének matematikai modellezése Minden periodikus függvény felírható cos és sin függvények segítségével a következőképp: Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

6 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Aktualizált képlet g(t) A feszültség vagy áramerősség egyváltozós időfüggvénye f=1/T az alapfrekvencia : rezgés/mp an és bn az n-edik harmónikusok Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

7 Fourier sor részletösszegei
A átvitele Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

8 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Elnyelődés P1/P0 P1 : küldő energiája P0 : vétel energiája Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

9 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Elnyelődés A különböző frekvenciájú jelek elnyelődésének mértéke különböző: Pl. feltehető, hogy az 1., 2., 3. … harmónikusok elnyelődése 2, 2.5, 3, 5, 10, … infty Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

10 Átviteli idő – propagation delay
A vákuumtól különböző fizikai közegben a különböző hullámhosszú hullámoknak más a terjedési sebessége Ezzel is terhelt a vétel Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

11 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Extra: Zaj Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

12 Mi történik a vételi oldalon?
Ideális esetben a csatorna zajmentes és megfelelő sávszélességű Hogyan állítsuk vissza az adatokat? Magas feszültség: 1 Alacsony feszültség: 0 Jó ez így???? Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

13 Mintavétel a valóságban
Zaj és sávszélesség korlát Nem lehet a jelet egyértelműen 0- nak vagy 1-nek azonosítani Vágásokat használunk Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

14 Kis sávszélesség esete
Csak két harmónikus jut át a vételi oldalra Mit lehet tenni??? Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

15 Növeljük a vágási tartományokat?
Pl.: +/- 0.4 V Mi van, ha zajos a jel? Hibás adatátvitelhez jutunk… Nem jó… Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

16 Növeljük az 1 bit átviteléhez szükséges időt?
Ritkábban váltunk feszültséget Elég időt hagyva az észlelésre. Maximum data rate <= 2H bps H : a csatorna sávszélessége A használható adatráta lecsökken… Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

17 Több feszültség szint bevezetése
Nem csak 1 bitet viszünk át, hanem szimbólumokat… Pl. 00, 01, 10, 11 – 4 feszültség szint… Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

18 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Szimbólumok Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

19 Hány mért érték szükséges?
Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

20 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Nyquist tétele Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

21 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Shannon tétele (1948) Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

22 Eltérő órák/időzítések…
Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

23 Szinkronizáció megoldása
Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

24 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Önütemező kódok Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

25 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Digitális kódolások Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

26 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Digitális kódolások Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

27 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Ütemezés NRZ Nagyon nehéz kinyerni belőle az órajelet RZ A sok átmenet esetén könnyen kinyerhető az órajel RZ = NRZ-L * Órajel Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

28 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Forgalom elemzés Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.

29 Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.
Felhasznált anyagok Holger Karl diái (Univ. Paderborn - CNG) Lukovszki Tamás előadása K.K.Dhupar: Data communication Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I.