Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Relevanta dokument
Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Att sända information mellan datorer. Information och binärdata

Kapitel 2 o 3. Att skicka signaler på en länk. (Maria Kihl)

Kapitel 3 o 4. Tillförlitlig dataöverföring. (Maria Kihl)

Kapitel 3 o 4 Att skicka signaler på en länk Tillförlitlig dataöverföring. Att göra. Att sända information mellan datorer

Digital kommunikation. Maria Kihl

Kihl & Andersson: , 3.1-2, (ej CDM) Stallings: 3.1-4, 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2

Digital kommunikation. Maria Kihl

Tillförlitlig dataöverföring Egenskaper hos en länk Accessmetoder. Jens A Andersson

Kapitel 3 o 4. Tillförlitlig dataöverföring. (Maria Kihl)

Tillförlitlig dataöverföring Egenskaper hos en länk Accessmetoder. Jens A Andersson

ETSF05 Repetition av KomSys

Lösningar ETS052 Datorkommunikation,

Kommunikationssystem grundkurs, 2G1501 Övningar modul 1 Dataöverföring & fysisk infrastruktur 1 Dataöverföring

KomSys Hela kursen på en föreläsning ;-) Jens A Andersson

KomSys Repetition. Jens A Andersson

KomSys Repetition Jens A Andersson

KomSys Repetition. Emma Fitzgerald

Övningar modul 1 - Dataöverföring & fysisk infrastruktur

ETSF05. Repetition av KomSys. Detta är vårt huvudproblem! Information och binärdata. Jens A Andersson

att det finns inte något nätverk som heter Internet Finns Internet? Varför fungerar det då? Nätet? Jag påstår

Data och information. Grunderna i datatransmission och fysiska skiktet. Media: vågledare. Datatransmission. Kodning av diskret information

Grunderna i datatransmission och fysiska skiktet. Bitarna möter verkligheten Sidorna i boken

Fysiska lagret. Kanal. Problem är att kanalen har vissa begränsningar: Kanalen är analog Kanalen är bandbreddsbegränsad och är oftast störd (av brus)

ETSF05 Repetition av KomSys

Varför fungerar det då? Elektro- och informationsteknik Lunds Tekniska Högskola

KomSys Repetition. Tenta tisdag 22/10. Projektarbetet (avslutningen) Jens A Andersson. Tid Plats: MA:10 Tillåtna hjälpmedel. Regler.

Lösningar till tentan i ETS052 Datorkommunikation

Grundläggande ljud- och musikteori

Föreläsning 2. Transmissionslänk. Repetition: Internetprotokollens skikt. Mål

Spektrala Transformer

Föreläsning 3. Datakodning (Data encoding) Mål (fortsättning) Länk Mottagare. Sändare

DATALINK-NÄTVERK. Hårdvarubyggklossar

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Läs anvisningarna noga, och följ dem!

Instuderingsfrågor ETS052 Datorkommuniktion

Signaler och system, IT3

Tentaexempel. Maria Kihl

5 Beräkna en fyra bitars checksumma för bitföljden Visa beräkningen. 4p

6. Blandade uppgifter

Spektrala Transformer

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för elektro- och informationsteknik. 1 Konvertera talet 246 i basen 7 till basen 3. Visa dina beräkningar!

AD-DA-omvandlare. Mätteknik. Ville Jalkanen. 1

Att fånga den akustiska energin

Från användare till användare ARP. (Maria Kihl)

Grundläggande signalbehandling

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT)

Följande signaler har kodats med Manchester. Hur ser bitströmmen ut om den inleds med en 0:a?

Elektronik Dataomvandlare

Kapitel 5: Lokala nät Ethernet o 802.x. Lokala nät. Bryggan. Jens A Andersson (Maria Kihl)

Dator- och telekommunikation. Dator- och telekommunikation. Radionät. Fasta nät. Kapacitet. Tjänster. Radionät Protokoll Kapacitet Tjänster

Digital signalbehandling Digitalt Ljud

Lösningar till tentan i ETS052 Datorkommunikation

Hemtenta 2 i Telekommunikation

Tentamen i Signaler och kommunikation, ETT080

Dator- och telekommunikation (ETS601) Höstterminen 2016

Konvertering. (Conversion chapter 3, Watkinson) Sebastian Olsson Anders Stenberg Mattias Stridsman Antonios Vakaloudis Henrik Wrangel

Telefonnätet. Telefonnätet. Analoga abonnentnätet. Telefonen. PCM-kodning av tal. Multiplexering

Analogt och Digital. Viktor Öwall. Elektronik

Föreläsning 3. Datakodning (Data encoding) T Introduktion till modern telekommunikation Gunnar Karlsson, Bengt Sahlin 1

Data och Information. Dr. Johan Hagelbäck.

A/D D/A omvandling. Lars Wallman. Lunds Universitet / LTH / Institutionen för Mätteknik och Industriell Elektroteknik

Elektronik Elektronik 2019

Elektronik Dataomvandlare

Elektronik. Dataomvandlare

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT) ETS052 Datorkommunikation Sluttentamen: , 14-19

Analys/syntes-kodning

AD-/DA-omvandlare. Digitala signaler, Sampling och Sample-Hold

Dator- och telekommunikation (EITG01) Höstterminen 2018

Analoga och Digitala Signaler. Analogt och Digitalt. Analogt. Digitalt. Analogt få komponenter låg effektförbrukning

Vad är kommunikation? Vad är datorkommunikation? Dataöverföring; Inledning

Digitalitet. Kontinuerlig. Direkt proportionerlig mot källan. Ex. sprittermometer. Elektrisk signal som representerar ljud.

Resttentamen i Signaler och System Måndagen den 11.januari 2010, kl 14-19

Nätverksteknik A - Introduktion till Fysiska lagret

Föreläsning 1. Information och data

Föreläsning 2. Transmissionslänk. Störningar (1/2) T Introduktion till modern telekommunikation Gunnar Karlsson, Bengt Sahlin 1

Datorkommunikation. Examination Översikt. Kurslitteratur. Datorkommunikation. Kursens hemsida

Föreläsning 5: Stora datanät Från användare till användare ARP

Elektronik Elektronik 2017

TSBB16 Datorövning A Samplade signaler Faltning

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Läsinstruktioner. Materiel

Lokala nät Ethernet o 802.x. (Maria Kihl)

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Föreläsning 10: Ljudkodning ( Audio Coding )

Signalhastighet och bithastighet. Dämpning och distorsion. Dämpning. Olika fibertyper olika dispersion

MEDIESIGNALER INTRODUKTION

INT 3 F4. Bildkomprimering. Run Length Encoding. Medieteknik Del2. Komprimering, ljud och rörliga bilder. Olika algoritmer för bildkomprimering:

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT) ETS052 Datorkommunikation Sluttentamen: , 08-13

Tillförlitlig dataöverföring. Jens A Andersson

Grundläggande A/D- och D/A-omvandling. 1 Inledning. 2 Digital/analog(D/A)-omvandling

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Föreläsning 7: Bild- och videokodning

4/27/12. Fönstring i MDCT. Föreläsning 10: Ljudkodning ( Audio Coding ) 1. Inledning PCM, standardmetoder, MDCT, psykoakustik, ljudtryck

Lab 4: Digital transmission Redigerad av Niclas Wadströmer. Mål. Uppstart. Genomförande. TSEI67 Telekommunikation

Psykoakustik. Ljudtrycksnivå. Hörselns omfång. Hörnivå(loudness) Människans hörsel är ganska väl studerad och det finns bra modeller för den.

Sammanfattning Datorkommunikation

F2 Datarepresentation talbaser, dataformat och teckenkodning

Sammanfattning TSBB16

Transkript:

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk Jens A Andersson

Att sända information mellan datorer värd 11001000101 värd Två datorer som skall kommunicera. Datorer förstår endast digital information, dvs ettor och nollor 3

Information och binärdata Information = text, ljud, bilder och video i en form som vi människor kan förstå. Binärdata = text, ljud, bilder och video i en form som datorer kan förstå.? information 1110101111... 4

Binärdata Datorer lagrar information i binär form, dvs all information måste göras om till ettor och nollor. Det finns regler för hur text, ljud och bilder skall omvandlas till binärdata. Protokoll Att sända information i binär form är inget nytt, ta tex. Morse-koden! 5

Från information till binärdata Text, ljud och bilder måste omvandlas till binärdata. Detta kallas för digitalisering. Idé: Omvandla informationen till ett begränsat antal värden, dvs gör informationen diskret. Varje värde kan nu representeras av ett binärt tal. 6

Från text till binärdata Text består av bokstäver, siffror och symboler. Text är redan diskret information!! Ett sätt att omvandla text till binär data är ASCII. Exempel: A=1000001 7

Från ljud till binärdata Ljud kan ses som en signal som varierar i amplitud. Amplitud Ljud måste alltså diskretiseras. Tid 8

Digitalisering av ljud Omvandling av ljud till binär data sker i tre steg: 1) Sampling 2) Kvantisering 3) Kodning Detta kallas för Pulse Code Modulation (PCM). 9

Sampling (1) Att sampla en signal innebär att man mäter på den vid vissa tidpunkter. En signal består av en kombination av frekvenser. Om högsta frekvensen är N Hz, måste man sampla med frekvensen 2N Hz [Nyquist]. 10

Sampling (2) y=sin(x) 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5 11

Sampling (3) amplitud tid 12

Kvantisering Kvantisering innebär att man avrundar de samplade mätvärdena till ett begränsat antal amplitudnivåer. Antalet amplitudnivåer bestämmer hur många bitar som behövs för att representera signalen. Exempel: 256 nivåer kräver 8 bitar (2 8 =256). Alla amplitudnivåer kan inte samplas: Kvantiseringsfel 13

Hur många amplitudnivåer? Antalet amplitudnivåer beror på hur bra ljudet skall bli när vi återskapar det. Telefoni: 8 bitar = 256 nivåer. CD: 16 bitar = 65.536 nivåer 14

Exempel: Bithastighet för telefoni Analog signal i frekvensbandet 0-4kHz. Nyqvist-teoremet medför att samplingsfrekvensen blir 8 khz = 8000 sampel per sekund. 8-bitars kodning av varje sampel. Bithastigheten blir 64 kbit per sekund 15

Kodning Alla avrundade mätvärden kodas till binära tal. Resultatet blir en följd av binära tal som kan lagras i datorn! 16

Från bilder till binärdata Dela in bilden i bildelement (pixels). Varje bildelement ges ett bildvärde. Bildvärdena kvantiseras och kodas. Färgbilder har tre bildvärden för varje pixel. 17

Komprimering Idé: Utnyttja överföringskapaciten bättre Tag bort redundant information Datakomprimering kan vara Icke förstörande Förstörande 18

Dataöverföring på en länk Två datorer kommunicerar över en länk. Länken består av ett utbredningsmedium. På länken skickas oftast(?) analoga signaler. 19

Utbredningsmedia Några olika utbredningsmedia: Tvinnad parkabel Koaxialkabel Optisk fiber Rymden 20

Länkens kapacitet En länk kan överföra data med en viss hastighet, som anges i bitar per sekund. Ett annat mått på länkens kapacitet är bandbredd. En definition på bandbredd är den högsta och lägsta frekvens som får finnas i en signal som skickas på länken. Hög bandbredd medför hög överföringsshastighet. Listig kodning innebär ännu högre överföringskapacitet 21

Digital kommunikation (1) 110101 110101 Nätadapter länk Nätadapter I sändaren finns det en nätadapter som omvandlar bitarna till signaler som sedan skickas på länken. Nätadaptern i mottagaren översätter signalerna till bitar igen. 22

Digital kommunikation (2) 110101 110101 Nätadapter länk Nätadapter Digital transmission: Bitarna representeras av digitala signaler. Analog transmission: Bitarna representeras av analoga signaler. 23

Översättning från bitar till signaler Det enklaste sättet att skicka bitar på en länk är genom att använda olika spänningsnivåer, så kallad linjekodning...1110001.. volt nätadapter s Mottagaren läser av amplitudnivån och tolkar signalen. 24

Non-return to zero (NRZ) Nolla = låg spänningsnivå Etta = hög spänningsnivå 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 Problem? Synkronisering! 25

Manchester Kombinerar NRZ och en klockpuls. Inga problem med synkronisering. 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 Signalfrekvensen är dubbelt så hög jämfört med NRZ. 26

Differential Manchester 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 En övergång i början av ett intervall betyder en nolla. 27

Översättning från bitar till signaler (2) Ett annat sätt att skicka bitar över en länk är genom att använda så kallad modulering. Bitarna representeras av en sinusvåg som är olika beroende på om det är en etta eller nolla som skickas. Sinusvåg: g(x)=a*sin(fx+p) x=0..2 Grundfrekvensen i sinusvågen utgör den så kallade bärfrekvensen. 28

Amplitudmodulering 1 0 tid 29

Frekvensmodulering 1 0 tid 30

Fasmodulering (1) 1 0 tid 31

Fasmodulering (2) 00 01 10 11 tid 32

Signalkvalitet Begrepp: Dämpning (attenuation) Distorsion (distorsion Brus (noise) Överhörning (cross-talk) Bitfelsfrekvens (bit error ratio, BER) 33

Att få datorer att kommunicera När människor kommunicerar använder vi ett språk. Datorer kommunicerar med hjälp av protokoll. Två människor måste använda samma språk för att förstå varandra! Två datorer måste använda samma protokoll för att förstå varandra! 34

Mänsklig dialog Hej! Hej! Kan du köpa mjölk? Ja visst! Hej då! Hej då! Dialogstart Informationsutbyte Dialogavslutning 35

Datordialog New connection Acknowledged Data request Data transfer End connection Acknowledged Dialogstart Informationsutbyte Dialogavslutning 36

Protokoll Applikation information Applikationsprotokoll Applikation information Nätadapter Fysisk länk Nätadapter 37

Protokoll - Standardisering Standardiseringsorgan ITU (tidigare CCITT) IEEE ISO IETF ETSI 3GPP 38

HTTP, ett applikationsprotokoll Hyper Text Transfer Protocol = HTTP Med HTTP kan man hämta web-sidor. HTTP request HTTP reply 39