Datacommunicatie. ir. Patrick Colleman

Transcriptie

1 Datacommunicatie ir. Patrick Colleman

2 Inhoud Afkortingen Voorwoord 1 Hoofdstuk 1: Inleiding tot de datacommunicatie en OSI model Wat is datacommunicatie Datacommunicatienetwerken Indeling van netwerken Indeling t.o.v. de lengte van het netwerk Indeling t.o.v. de architectuur van het netwerk Parallelle of seriële communicatie Het OSI referentiemodel Het vormen van pakketten 11 Hoofdstuk 2: Kanaalcapaciteit - Transmissiemedia - Verbindingen Bandbreedte en kanaalcapaciteit Stelling van Nyquist Stelling van Shannon Transmissiemedia Getwiste paren Coaxiale kabels Glasvezelkabels Hertz verbindingen Satellietverbindingen Radioverbindingen Infrarood- en millimetergolven Laserlicht Lijnverbindingen Het geschakeld telefoonnetwerk Gehuurde lijnen Meervoudige verbindingen Punt tot punt verbindingen Multipuntverbindingen Loop verbindingen Conferentie verbindingen Werkingsmodi Simplex Half duplex Full duplex

3 Speciale vormen van full en half duplex verbindingen Half duplex data link met 4 draden Full duplex verbinding met twee draden Full duplex verbinding met twee draden en echo canceling Echoplex Overzicht van de verschillende media 33 Hoofdstuk 3: Synchronisatie en schakelmethoden Inleiding Synchronisatieniveaus Synchronisatiemethodes Asynchrone systemen (start/stop systemen) Synchrone systemen Scrambler en descambler Schakelmethoden Circuit switching Message switching Packet switching 41 Hoofdstuk 4: Modulatietechnieken en basisbandcodes Analoge modulatietechnieken Amplitude modulatie Frequentiemodulatie Fasemodulatie Gemengde modulatievormen Data overdracht zonder modulatie De stroomlus (current loop) (boucle de courant) Basisbandmodulatie Basisbandcodes Volledig binair (full binary) Half binair (half binary) Multi niveau transmissie (multi level binary)

4 58 Hoofdstuk 5: Modems Indeling van de modems Asynchrone modems Synchrone modems Breedband of groepmodems Basisband of korte afstand modems Speciale modemtechnieken Trellis code modulatie (TCM) V Speciale technieken 8 Hoofdstuk 6: Multiplxing Multiplexers Ruimtemultiplexers (SDM) : Space division multiplexing Frequentiemultiplexers (FDM) : Frequency division multiplexing Tijdsmultiplexers (TDM) Synchrone tijdsmultiplexer (STDM) Asynchrone tijdsmultiplexer (ATDM) Wavelength division multiplexing (WDM) Front End Processor

5 80 Hoofdstuk 7: Foutdetectie en foutcorrectie Transmissiefouten en redundantie Pariteitcontrole (parity check) Pariteitcontrole per character (VRC) Pariteitcontrole per block (LRC) Checksum Pariteitcontrole per character en per block (VRC en LRC) Cyclische testen (CRC) De Hamming code Herstel van transmissiefouten (ARQ) 98 Hoofdstuk 8: Interfacestandaarden Seriële interfaces RS232C (V24 ) Mechanische eigenschappen en pinnummering van de signalen Functiebeschrijving van de pinnen Elektrische karakteristieken Mogelijke verbindingen RS422 (V11) en de RS423 (V10) RS Parallelle Interfaces De Centronics interface bus IEEE Algemene kenmerken van de IEEE-488 interface Elektrische eigenschappen van de IEEE-488 interface Mechanische eigenschappen van de IEEE-488 interface Structuur van de IEEE-488 interface Werking van de IEEE-488 interface De data lijnen DIO De handshake bus De interface management lijnen USB USB systeemomschrijving USB elektrisch en snelheden USB protocol Algemeen Dynamisch aansluiten van apparaten Data flow types USB protocollayer

6 134 Hoofdstuk 9: High speed digitale transmissie Inleiding ISDN Breedband ISDN - ATM PDH systeem SDH/SONET systeem De lagen van SDH SDH framestructuur SDH synchronisatie Voorbeelden van netwerken Telefonie Het telefoontoestel Transmissiekenmerken Sampling op het telefoonnetwerk 171 Hoofdstuk 10: Protocollen Taken van een protocol De oproep functie De foutbeheersing functie De beheersing van de berichtenstroom Taken van een protocol Framing Foutdetectie Sequentiecontrole Transparantie Lijncontrole Speciale gevallen Time-out controle Start-up controle Soorten protocollen Enkele protocollen X XMODEM YMODEM ZMODEM Kermit Routeringsprotocollen

7 179 Hoofdstuk 11: Het BISYNC protocol Het BISYNC frame Synchronisatie De controle of besturingstekens Fasen in het communicatieprotocol Verdere faciliteiten van het BSC protocol Foutdetectie en foutcorrectie Onderbrekingen Time out controle Multipunt procedures Polling procedure De select procedure Bysinc in werking Formaten Point to point operaties Multipoint operaties 192 Hoofdstuk 12: Het HDLC protocol Definitie en beschrijving van het SDLC/HDLC frame Soorten stations Beveiliging van het data transport Frame types HDLC werking HDLC en LLC 204 Hoofdstuk 13: Het X25 protocol en Frame Relay Definitie en relatie tot het OSI referentiemodel Begrippen van pakkettenschakeling Circuit switching Message switching Packet switching Packet switching terminologie X25 Pakketniveau (niveau 3) Pakketformaat Aansluiting op het netwerk Frame Relay Frame Relay frame Frame Relay switch Frame Relay DLCI

8 229 Hoofdstuk 14: ATM Technologie - inleiding Beschrijving van de lagen ATM frame AAL AAL AAL3/ AAL ATM interleaving ATM switches ATM en normale LAN s IP over ATM ATM LANE Classical IP over ATM NHRP of Next Hop Resolution Protocol MPOA Multiprotocol over ATM MPLS 270 Bijlage Breedbandoplossingen Bijlage VDSL

9 Afkortingen: ANSI American National Standards Institute bps Bits per seconde BSC Binary Synchronous Communication CCITT Comité Consultatif International de Téléphonie et de Télégraphie CSMA Carrier Sense Multiple Access DC-verbinding datacommunicatieverbinding DCC Data Communications Controller DCE Data Communications Equipment of data cirquit termination DCS Data Communication Service DN1 Datanet 1 DTE Data Terminal Equipment ECMA The European Computer Manufacturers Association EIA Electronic Industries Association FDM Frequency Division Multiplexing FDMA Frequency Division Multiple Access FSK Frequency Shift Keying HDLC High level Data Link Control kbd kilo Baud kbps kilo bits per seconde IEEE The Institute of Electrical and Electronic Engineers IMP Intermediate Message Processors ISDN Integrated Services Digital Network ISO International Standards Organisation LAN Local Area Network LLC Logical Link Control MODEM Moduleren en Demoduleren PAD Packet Assembler Disassembler PSE Packet Switching Exchange PSTN Public Switched Telephone Network PTI Packet Type Identifyer PVC Permanent Virtual Circuits SDLC Synchronous Data Link Control STDM Synchronous Time Division Multiplexer SVC Switched Virtual Circuits TDM Time Division Multiplexing TDMA Time Division Multiple Access WAN Wide Area Networks

10 Voorwoord Deze tekst is bedoeld als begeleidend studiemateriaal voor de masterstudent of laatste jaar bachelorstudent. Hij behandelt de verschillende aspecten uit de datacommunicatie. Het eerste hoofdstuk geeft een overzicht van veelgebruikte termen en begrippen in de datacommunicatie en het OSI referentiemodel. Het hoofdstuk heeft tevens een inleidende functie. In hoofdstuk twee worden de datatransmissiemedia en de soorten verbindingen die in de praktijk gebruikt worden besproken. Er wordt ook al ingegaan op de functie van datanetwerken en de werkingsmodi van de verbindingsmethoden. In hoofdstuk drie wordt de problematiek van synchronisatie besproken. Ook begrippen als "scrambler" en "descrambler" komen aan bod. Er wordt eveneens al een vergelijking gegeven van de verschillende schakelmethoden. Hoofdstuk vier bespreekt bondig de verschillende vormen van modulatie. Hierbij worden de verschillende fysische grootheden van het elektrische signaal gemanipuleerd. Tevens worden de basisbandcodes besproken. Het vijfde hoofdstuk bespreekt de verschillende soorten modems, met inbegrip van een globaal overzicht van de verschillende normen over modems. Het is echter niet de bedoeling dat de student deze normen perfect zou instuderen, het is nuttiger om te weten welke principes meestal gebruikt en gecombineerd worden voor bepaalde specificaties. Aan het einde wordt een opsomming van modemeigenschappen gegeven. Hoofdstuk zes geeft een opsomming van de multiplexers die in bepaalde netwerken voorkomen. Hoofdstuk zeven gaat over foutdetectie en foutcorrectie. Er zijn tegenwoordig reeds verschillende systemen die van een of andere vorm van foutcorrectie gebruik maken. De verschillende ARQ principes worden eveneens opgesomd. In hoofdstuk acht worden verschillende interfacestandaarden zoals RS232C, RS422A, RS485, Centronics, IEEE-488,..., besproken. In hoofdstuk negen bespreken we het telefoniesysteem. Dit is nodig om de beperkingen op bandbreedte te begrijpen. Dit hoofdstuk negen gaat ondermeer over ISDN, breedband ISDN, PDH, SDH en het telefoonsysteem. Hoofdstuk tien geeft een beknopte bespreking van protocollen (bevatten de problematiek van logische handelingen en voorzorgsmaatregelen binnen een netwerk of een dataverbinding). De netwerklaag wordt iets uitvoeriger behandeld. De hoofdstukken 11, 12 en 13 geven een beknopte samenvatting over de werking van enkele veel gebruikte protocollen zoals BISYNC, SDLC en X25 en Frame Relay. Van BYSINC en HDLC worden meerdere voorbeelden over de werking gegeven. Hoofdstuk 14 ten slotte gaat over ATM en hoe dit in een IP netwerk kan gebruikt worden. Boortmeerbeek, 5 juli 2013