crdm partea a 2-a

Upload: liliana-craciun

Post on 07-Jul-2018

224 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    1/32

    3/28/201

    Introducere

    Capitolul 0

    Tipuri de rețele 

    • Rețele locale (Local Area Networks –  LAN)

    • Rețele metropolitane (Metropolitan Area Networks –  MAN)

    • Rețele de arii largi (Wide Area Networks –  WAN)

    • Rețele fără fir (Wireless LAN –  WLAN)

    Tipuri de rețele  Rețele locale 

    • 2 topologii:• (a) Magistrală • (b) Inel (Ring)

    Rețele metropolitane 

    • Exemplu de rețea metropolitană 

    Rețele pe arii largi

    • Un flux de pachete de la expeditor la

    destinatar.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    2/32

    3/28/201

    Rețele fără fir 

    • Categorii:

    • Rețele personale fără fir (Wireless PANs)• Rețele locale fără fir (Wireless LANs)

    • Rețele metropolitane fără fir (WirelessWANs)

    Rețele fără fir (2)

    • (a) Configurație bluetooth• (b) Wireless LAN

    Categorii de rețele 

    • Computers (desktop PC, PDA, shared peripherals

    • Entertainment (TV, DVD, VCR, camera, stereo, MP3)

    • Telecomm (telephone, cell phone, intercom, fax)

    • Appliances (microwave, fridge, clock, furnace, airco)

    • Telemetry (utility meter, burglar alarm, babycam).

    Software de rețea 

    • Ierarhii de protocoale

    • Servicii fără conexiune (connectionless) și orientate peconexiune (connection-oriented)

    • Primitive de serviciu

    • Relația dintre servicii și protocoale 

    Ierarhii de protocoale

    • Niveluri, protocoale și interfețe.

    Ierarhii de protocoale (3)

    • Exemplu de flux de informații ce suportă

    comunicația la nivelul 5 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    3/32

    3/28/201

    Servicii Connection-Oriented și 

    Connectionless

    • Exemple de servicii

    Primitive de serviciu

    • Pachete trimise într-un sistem simplu client-server într-o rețea connection-oriented

    Relația dintre servicii și protocoale 

    • Relația dintre un serviciu și un protocol.

    Modele de referinţă 

    ModelulOSI

    Modele de referință (2)

    • Modelul TCP/IP.

    Modele de referință (3)

    • Protocoale şi reţele ce au făcut parte iniţial din

    din modelul TCP/IP

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    4/32

    3/28/201

    Model hibrid

    • Modelul hibrid folosit în continuare.

    Exemple de reţele 

    • Internet

    • Rețele Connection-Oriented :X.25, Frame Relay, ATM

    • Ethernet

    • Wireless LAN: 802.11

    Arhitectura Internet Wireless LAN

    • (a) Reţea fără fir cu o staţie de bază.• (b) Rețea Ad hoc.

    Wireless LAN (2)

    • Raza de acoperire a unui emițător nu poate

    acoperi întreg sistemul.

    Wireless LAN (3)

    • Rețea 802.11 cu mai multe celule.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    5/32

    3/28/201

    Nivelul fizic

    Capitolul 1

    Bazele teoretice ale comunicațiilor de

    date

    • Analiza Fourier

    • Semnale de bandă limitată 

    • Debitul maxim al canalului de comunicații 

    Analiza Fourier

    • Orice funcție g (t ), periodică cu perioada T, poate fi construită prin însumarea unuinumăr (teoretic infinit) de sinusoide șicosinusoide -> seria Fourier

    • Un semnal de durată finită poate fi tratat presupunându-se că repetă același tipar la

    infinit

    Semnale de bandă limitată 

    • Pp. transmisia caracterului ASCII „b” ->codificat pe un octet: 01100010

    • Analiza Fourier a semnalului:

     =1

      cos

    4  cos

    3

    4  + cos

    6

    4  cos

    7

     =1

      sin

    3

    4  sin

    4  + sin

    7

    4  sin

    6

    • Ne interesează valorile RMS ale armonicilor:

    +  ; acestea sunt proporționale cu energia

    transmisă la frecvența  

    Semnale de bandă limitată (2) 

    (a) Semnal binar și spectrul său de amplitudini.(b) –  (c) Aproximări succesive ale semnalului original.

    Semnale de bandă limitată(3)

    (d) –  (e) Aproximări succesive ale semnaluluioriginal

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    6/32

    3/28/201

    Semnale de bandă limitată (4)

    • Orice mediu de transmisiune atenuează armoniciFourier cu factori diferiți -> distorsiuni

    • Lărgime de bandă  – intervalul de frecvențe transmise fără a fi atenuate

    semnificativ – Deseori se aproximează ca intervalul dintre 0 și

    frecvența de trecere pentru jumătate din putereamaximă 

     – Proprietate fizică a mediului de transmisiune; depindede construcție, grosime, lungime etc. 

    Semnale de bandă limitată (5)

    • Fie rată de transmisiune a biților de b  biți/sec 

    • Timpul necesar pentru a transmite 8 biți: 8/b sec

    • Frecvența primei armonici: b/8 Hz

    • Linie telefonică obișnuită: frecvența de tăiere(limitată artificial) aprox. 3000 Hz 

    • Numărul celei mai mari armonici care poate fitransmisă: ~3000/(b/8)=24000/b 

    Semnale de bandă limitată (6)

    Relația dintre rata de date și armonicile semnalului 

    • La viteze mai mari de 38,4 kbps nu se m ai pot recuperasemnalele binare• Limitând lărgimea de bandă, se limitează și viteza de transfer

    a datelor

    • Se pot codifica datele a.î . să poată fi transmiși mai mulți biți într-o perioadă de ceas -> rate mai mari

    Debitul maxim al unui canal de comunicații 

    • Nyquist a descoperit că un canal perfect are o capacitate limitată detransmisie.

    • Dacă semnalul are V  niveluri discrete și e transmis printr -un canalde bandă B fără zgomot: 

    = 2 ț/ • Ex: printr-un canal de 3 kHz nu se pot transmite semnale binare

    (V=2) cu debit mai mare de 6000 b/s• Shannon: dacă es te prezent zgomot (întotdeauna este) și notăm S/N

     –  raportul dintre S –   puterea semnalului și N –  puterea zgomotului:

    • = log   1 + 

      ț/ 

    • Ex: un canal cu B=3 kHz și S/N=30 dB nu poate transmite mai multde 30.000 b/s, indiferent de V sau nr de eșantioane. 

    Medii de transmisiune a datelor

    • Cablu torsadat• Cablu coaxial

    • Fibră optică 

    Cablu torsadat

    (a) UTP Categoria 3.(b) UTP Categoria 5.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    7/32

    3/28/201

    Cablu torsadat (2)

    • Unul din cele mai vechi medii de transmisiune• 2 fire de cupru izolate, grosime tipică: 1 mm 

    • Împletite pentru că se anulează interferența ce poateapărea (diafonie); scade și atenuarea (deci poate fifolosit un cablu mai lung) dar și radiația emisă de fire  

    • Pot fi folosite pt transmiterea semnalelor analogice șidigitale

    • Lărgimea de bandă depinde de grosimea firului șilungimea cablului

    • Pentru rețele de calculatoare -> tipic 4 perechi suntgrupate în material plastic –  cabluri UTP (UnshieldedTwisted Pair)

    Cablu torsadat (3)

    Categorie Lărgime de bandă maximă 

    Cat. 3 16 MHz

    Cat. 5 100 MHz

    Cat. 6 250 MHz

    Cat. 7 600 MHz

    Cablu coaxial Cablu coaxial (2)

    • Ecranare mai bună decât cablu torsadat • Distanțe mai mari la rate de transfer mai mari • Cablu:

     – 50 ohmi –  folosit la transmisiune digitală  – 75 ohmi –  folosit inițial la TV prin cablu, acum se

    folosește și pt acces Internet

    • Lărgimea de bandă depinde de calitate,

    lungime, raportul S/N• Cablurile moderne au lărgime de cca. 1 GHz 

    Fibra optică 

    • Sistem de transmisie optică:  – Sursa de lumină: generează impuls de lumină la

     primirea unui semnal electric

     – Mediu de transmisiune: fibră foarte subțire desticlă 

     – Detectorul: generează impuls electric lainterceptarea unui impuls luminos

    • Convenție: impuls de lumină = „1”; absențaimpulsului = „0” 

    Fibra optică (2) 

    (a) Trei exemple de undă luminoasă reflectată pe suprafața de separațieaer/dioxid de siliciu la diferite unghiuri –  unghiul  asigură că luminase reflectă înapoi în siliciu, aparent fără piereri

    (b) Lumina blocată de reflexia totală internă 

    • Se pot transmite mai multe raze cu unghiuri diferite de incidență • Se spune că fiecare rază are un mod diferit -> fibră multi-mod sau 

    mono-mod 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    8/32

    3/28/201

    Transmisia luminii prin fibra optică 

    = 10 logă

    ță 

    Transmisia luminii prin fibra optică (2) 

    • Trei benzi sunt folosite în comunicații: 0,85µ;1,3µ; 1,55µ.

    • Ultimele două au atenuare scăzută; primul areatenuare mai ridicată dar avantajul că laserul șiechipamentul electronic necesar poate fi făcutdin același material (GaAs)

    • Lărgime de bandă: 25000-30000 GHz

    Cabluri de fibră optică 

    (a) Vedere laterală a unei fibre.(b) Vedere frontală a unei teci/cămăși cu trei fibre .

    Cabluri de fibră optică (2) 

    • Similare cu cele coaxiale, lipsește cămașa metalică • Miezul: diametru de 50µ (fibre multi-mod) sau 8-10µ

    (fibre mono-mod)• Se pot conecta între ele:

     – Prin atașarea unor conectori la capetele a 2 cabluri -> pierdere 10-20% din lumină –  mai ușor de reconfigurat 

     – Îmbinare mecanică prin fixarea capetelor unul lângă altulcu ajutorul unor cleme -> pierdere 10%

     –  Îmbinare (topire) a celor 2 capete -> apare doar o mică

    atenuare• Poate apărea fenomenul de reflexie la punctul deîmbinare; energia reflectată poate interfera cu semnalul 

    Cabluri de fibră optică (3)

    Comparație între diode semiconductoare și diode

    electroluminiscente (LED) ca surse de emisie aluminii

    Rețele de fibră optică 

    • Fibrele pot fi folosite: – Rețele LAN 

     – Transmisia pe distanțe foarte lungi 

    • Conectarea fibrei într-o rețea e mai complexădecât la celelalte medii de transmisiune

    • Rețeaua în inel este prezentată ca o colecție delegături punct-la-punct

    • Interfața fiecărui nod lasă să treacă impulsulluminos către următoarea legătură 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    9/32

    3/28/201

    Rețele de fibră optică (2) 

    Inel de fibră optică cu repetoare active 

    Rețele de fibră optică (3) 

    • 2 tipuri de interfețe:  – 2 conectori sudați pe fibra centrală. Unul are LED

    în capăt, celălalt fotodiodă (pentru emisie,respectiv recepție) 

     – Repetorul activ. Lumina este convertită în semnalelectric, amplificat, apoi retransmis ca semnalluminos.

    • În prezent sunt și repetoare active completoptice (nu mai fac conversia optic-electric-optic)

    Rețele de fibră optică (4)

    Rețea de fibră optică cu conexiune în stea pasivă.

    Transmisiune în medii fără fir 

    • Spectrul electromagnetic

    • Transmisia radio

    • Transmisia microundelor

    • Unde infraroșii și milimetrice 

    Spectrul electromagnetic

    • Undele electromagnetice sunt create de electronii în mișcare. Se pot

     propaga prin spațiu. • Frecvența ( f ): numărul de oscilații ale unei unde într -o secundă.U.m.: Hertz (Hz)

    • Lungime de undă (λ): distanța dintre două maxime consecutive.U.m.: metru

    • În vid, undele electromagnetice se transmit cu viteza luminii: = 3 ⋅108/ 

    • Viteza luminii este viteza maximă ce poate fi atinsă de vreun obiectsau semnal

    • Este valabilă relația: =  • Ex: unde cu f =100 MHz au λ=3 m

    • Diferențiind relația, obținem: Δ = 

     (lărgimea de bandă) 

    Spectrul electromagnetic

    Spectrul electromagnetic și folosirea lui în

    comunicații 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    10/32

    3/28/201

    1

    Spectrul electromagnetic

    • Cantitatea de info pe care o poate transporta oundă depinde de lărgimea ei de bandă 

    • Ex: cablu torsadat cu B (Δ)=750 MHz poatetransporta date de ~Gb/s

    • Din figura precedentă reiese avantajul fibreloroptice dpdv al cantității de date transmise 

    • Considerând banda de 1,3µ   = 1,3 ⋅ 10− și Δ = 0,17 ⋅ 10− Δ ≅ 30 

    Transmisia radio

    • Undele radio: – Ușor de generat  – Pot parcurge distanțe mari 

     – Penetreză ușor zidurile clădirilor   – Omnidirecționale (se pot propaga în orice direcție de la

    sursă, nu e nevoie de alinierea emițător -receptor)• Proprietăți dependente de frecvență 

     –  La f   joase: se propagă prin obstacole, dar puterea scade cu1/ 

     –  La f  înalte: se propagă în linie dreaptă, ricoșează dinobstacole, sunt absorbite de ploaie

    • Problema: Interferența dintre utilizatori  licențele pentru transmisii radio se alocă cu atenție  tabelulnațional de alocare a frecvențelor radio (TNABF) 

    Transmisia radio

    (a) În benzile UL, UM, undele radio urmăresc curburaPământului. (b) În banda US, se reflectă pe suprafața ionosferei.

    Politici ale spectrului

    electromagnetic• Convenții care reglementează cine ce frecvență

    folosește • Spectru se alocă de către guvernele naționale (vezi

    TNABF) pentru radio AM,FM, televiziune, telefoanemobile, poliție, marină, armată etc. 

    • ITU-R coordonează alocarea între guverne• Cele mai multe guverne au pus deoparte câteva benzi

    (numite ISM –  Industrial, Scientific, Medical) ptutilizare nelicențiată 

    • ISM: sisteme de deschidere de uși pt garaj, telefoane

    fără fir, jucării cu telecomandă, mausuri fără fir, aparatecasnice etc.

    Politici ale spectrului

    electromagnetic

    Benzile ISM în America de Nord.

    În Europa, se folosește banda de 868 MHz (863-870 MHz) în loc de cea de 915 MHz.

    Sateliți de comunicații 

    • Sateliți geostaționari (GEO) • Sateliți de orbită medie (MEO) 

    • Sateliți de orbită joasă (LEO) 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    11/32

    3/28/201

    Sateliți de comunicații 

    • Primul satelit de comunicații lansat în 1962 • Poate fi gândit ca un mare repetor de microunde, aflat pe cer• Conține mai multe dispozitive de recepție-transmisie 

    transpondere• Transponderele ascultă o anumită porțiune de spectru, amplifică

    semnalul și îl redifuzează  pe altă frecvență ( pt a evita interferența cusgn. recepționat) 

    • Perioada de rotație a unui satelit variază cu puterea 3/2 a razeiorbitei (Legea lui Kepler) sateliții cu orbită mică dispar din razavizuală repede sunt necesari mulți pentru a oferi acoperirecontinuă 

    • La h=35.800 km, perioada = 24 ore• Prezența centurilor Van Allen straturi de particule de energie

    (plasmă) aflate în jurul Pământului, reținute de către câmpulmagnetic al acestuia 3 regiuni în care pot fi plasați sateliții 

    Sateliți de comunicații 

    Sateliți de comunicații și unele din proprietățilelor, inclusiv altitudine, întârzierea dus-întors asemnalului, nr. de sateliți pt acoperire globală.

    Sateliți GEO

    • Un satelit aflat la h=35.800 km pe o orbită ecuatorială circularăapare ca staționar pe cer, a.î. nu e nevoie să fie urmărit 

    • GEO = Geostationary Earth Orbit (cu orbită geostaționară terestră) • Nu e recomandat ca sateliții să fie mai apropiați de 2º în planul

    ecuatorial de 360º (pentru a evita interferența) pot exista pe cernu mai mult de 180 sat GEO

    • Fiecare transponder , totuși, poate folosi mai multe frecvențe și polarizări ale antenei pentru a crește lărgimea de bandă 

    • Alocare locurilor pe orbită e făcută de ITU • Sateliți moderni cântăresc până la 4000 kg și consumă câțiva kW• Sunt echipați cu motoare de rachetă pentru a contracara forțe de

    gravitație solare, lunare, planetare care tind să îi deplaseze • În jur de 40 de transpondere, fiecare cu B=80 MHz• Timp de propagare: 250-300 ms (uzual 270 ms)

    Sateliți de comunicații (2)

    Principalele benzi de comunicație pt sateliți.

    Terminale VSAT (3)

    • Terminale cu deschidere a antenei foarte mică (VSAT –  

    Very Small Aperture Terminal)• Antene de 1m sau mai mici• Putere de ~1 W• Legătură ascendentă 19.2 Kbps / Legătură descendentă

    512 Kbps• În multe sisteme, VSAT nu au putere suficientă pentru

    comunicare între ele  se folosește o stație terestrăspecială (hub) cu antenă mare pentru a retransmitetraficul dintre VSAT-uri

    • Compromis: Întârziere mai mare a semnalului înschimbul unor stații VSAT mai ieftine 

    Sateliți de comunicații (3)

    Terminale VSAT (very small aperture terminal)

    ce folosesc un hub de comunicații.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    12/32

    3/28/201

    1

    Sateliți LEO 

    • LEO (Low-Earth Orbit) –  orbită terestră joasă 

    • Nevoie de mulți sateliți pentru sistem complet 

    • Stațiile terestre nu au nevoie de putere mare

    • Întârziere de câteva ms

    Sateliți LEO 

    Iridium

    (a) Sateliții Iridium formează șase „coliere” în jurulPământului.

    (b) 1628 de celule acoperă Pământul.

    Sateliți LEO 

    Iridium• În 1990 Motorola a plănuit lansarea a 77 sateliți LEO 

    Iridium (elementul 77 din tabelul lui Mendeleev)• În final s-au utilizat 66 sateliți (dar nu s-a redenumit

    Dysprosium)• Lansat în final în 1997, dar nu a fost profitabil (din cauza

    telefoniei mobile 2G) faliment în 1999 preluat în2001 de un investitor și repornit 

    • Furnizează servicii de voce, date, paging, fax, navigare • Clienți: industriile maritimă, aviatică, explorare de petrol,

     persoane din locuri lipsite de infrastructură detelecomunicații (deșerturi, munți, jungle, țări din lumea a

    treia)• Altitudine: 750 km; un satelit la 32º long

    Globalstar

    • Proiect alternativ Iridium• 48 sateliți LEO • Schemă comutare diferită față de Iridium • Iridium transmite apeluri de la satelit la satelitechipamente complicate de comutare în sateliți 

    • Globalstar folosește sistem de repetoaretradițional 

    • Avantaj: transferă mare parte din complexitatea procesării pe Pământ, unde e mai ușor de efectuat 

    Globalstar vs. Iridium

    (a) Relee în spațiu (Iridium).(b) Relee pe Pământ. (Globalstar)

    Rețeaua telefonică publică comutată 

    • Structura sistemului de telefonie publică • Bucla locală: Modemuri, ADSL

    • Trunchiuri și multiplexare 

    • Comutația 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    13/32

    3/28/201

    1

    Rețeaua telefonică publică comutată 

    • PSTN –  Public Switched Telephone Network

    • Proiectată în urmă cu mulți ani pentru transmisiavocii umane• Sistemul nu este potrivit pt comunicația între

    calculatoare, dar lucrurile se schimbă odată cuintroducerea fibrei optice și a comunicațiilordigitale

    • Cablu între 2 PC-uri: viteza de 109 bps• Linia telefonică: viteza de 56 kbps 

    Structura sistemului de telefonie

    (a) Rețea interconectată integral  –  la începuturile telefoniei(1876)

    (b) Comutator centralizat - primul oficiu de comutare deschis în1878

    (c)  Ierarhie cu două niveluri - 1890

    Structura sistemului de telefonie (2)

    Circuit tipic în cazul unui apel de distanță medie 

    Componentele principale ale

    rețelei de telefonie 

    • Bucle locale Legătura formată între un telefon și oficiul final  Perechi de cablu torsadat ce servesc case și birouri  

    • Trunchiuri Linii ce leagă oficiile finale de centrele de comutare  Fibre optice care fac legătura între centrale 

    • Centrale

    Locul unde apelurile sunt comutate între trunchiuri• Buclele locale au rămas analogice, celelalte au

    trecut la tehnologia digitală 

    Bucla locală: Modemuri,

    ADSL

    • Pentru a transmite date numerice pe o linie

    telefonică, trebuie convertite în formăanalogică pentru a fi transmise pe bucla locală 

    • Conversia este făcută de un modem • Datele sunt reconvertite la forma digitală în

    oficiul final• Codificarea analogică a semnalului –  

    modificarea tensiunii electrice în funcție detimp pentru a reprezenta un șir de date 

    Bucla locală: Modemuri,

    ADSL

    • Probleme pe liniile de transmisiune:

     – Atenuarea• Energia semnalului se pierde în timpul propagării

    (dB/km)

     – Distorsiunea datorată întârzierii • Diferite componente Fourier (frecvențe) se propagă cu

    viteze diferite

     – Zgomotul• Energie nedorită provenită din alte surse • Termic, sau de tip impuls• Zgomotele de tip impuls pot duce la dispariția unuia sau

    mai multor biți 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    14/32

    3/28/201

    1

    Bucla locală: Modemuri,

    ADSLFolosirea transmisiilor analogice și digitale pentru

    un apel între două computere. Conversia se facede către modem-uri (modulator-demodulator) și

    codec-uri (codor-decodor).

    Modemuri

    • Codarea în banda de bază este o alegere nepotrivită.Excepție: viteze mici și transmisie pe distanțe scurte 

    • Modulația analogică:  –  În amplitudine –  două niveluri de tensiune pentru a reprezenta0 și 1 

     – În frecvență –  două frecvențe diferite 

     – În fază –  semnalul purtător e sistematic comutat la intervale de45, 135, 225 sau 315 grade

    • Modem –  echipament care acceptă un șir serial de biți laintrare și produce o purtătoare modulată la ieșire (sauinvers) –  se inserează între calculator și linia telefonică 

    Modemuri

    (a) Semnal binar(b) Modulație în amplitudine

    (ASK)

    (c) Modulație în frecvență (FSK) (d) Modulație în fază (PSK) 

    Modemuri (2)

    (a) QPSK.(b) QAM-16.

    (c) QAM-64.

    Modemuri (2)

    • Baud –  nr. de eșantioane (simboluri) pe sec 

    • Pe durata fiecărui baud e transmis 1 simbol • O linie de n baud transmite n simboluri/sec• Toate modemurile performante folosesc o combinație de tehnici de

    modulație pentru a transmite mai mulți biți/simbol • Fiecare standard de modem are o constelație de simboluri specifică • De obicei se adaugă biți suplimentari (de paritate) la fiecare eșantion

    cu rol de corecția erorilor  • Modemurile permit trafic în ambele direcții (pe frecvențe diferite): 

     –  Full duplex –  conexiune ce permite trafic simultan în ambele direcții  –  Half-duplex –  conexiune ce permite trafic în oricare din sensuri dar pe

    rând –  Simplex –  conexiune ce permite trafic într-o singură direcție 

    Modemuri (3)

    (a) Standard V.32 pentru 9600 bps (2400 baud). 32-QAM rotită cu 45°Codare Trellis (4 biți + 1 bit de paritate) (b) Standard V.32bis pentru 14,400 bps (2400 baud). 128-QAM rotită cu 45°

    (a) (b)

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    15/32

    3/28/201

    1

    Linii digitale de abonat (DSL)

    Banda vs. Distanță prin cablu UTP categoria 3 pentru DSL.

    Linii digitale de abonat (DSL)

    • Telefoanele au fost inventate pt voce umană –  filtre laoficiul final cu banda 300-3400 Hz viteza de date eralimitată 

    • DSL –  linia nu are acest filtru și este disponibilă întreagacapacitate a buclei pt viteze mai ridicate• Capacitatea buclei e limitată de lungime, grosime, calitate • Prima ofertă ADSL (Asymmetric DSL) funcționa prin

    divizarea spectrului (aproximativ 1,1 MHz) în –  POTS (Plain Old Telephone Service) – Legătura ascendentă (de la utilizator la oficiul final) –  upstream 

    sau uplink – Legătura descendentă (invers) –  downstream sau downlink

    Linii digitale de abonat (2)

    Operarea ADSL folosind modulație discretă multi-ton.

    Linii digitale de abonat (3)

    A typical ADSL equipment configuration.

    Multiplexarea cu diviziune în frecvență (FDM) 

    (a) Benzile de frecvență inițiale.(b) Benzile translatate în frecvență.(c) Canalul multiplexat.

    Multiplexarea cu diviziune în lungime de undă

    (WDM)

    Alternativă a FDM pentru canalele de fibră optică  

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    16/32

    3/28/201

    1

    Multiplexarea cu diviziune în timp (TDM)

    • Există de la sfârșitul anilor 1800 dar a devenitmult mai răspândit în ultimii ani  

    • Metodă de transmisie/recepție a semnalelor peaceeași cale prin care fiecare semnal apare pelinie o fracțiune de timp în mod alternant. 

    • Sunt necesare și sub-canale de sincronizare• Șirurile de biți apar simultan ca subcanale dintr-

    un canal de comunicație, dar, dpdv fizic sunttransmise alternativ.

    • Metodă răspândită în America și Japonia: purtătoarea T1 

    Multiplexarea cu diviziune în timp (TDM)

    Cadrul T1 (1.544 Mbps).

    Multiplexarea cu diviziune în timp (3)

    Multiplexarea mai multor cadre T1 în cadre maimari.

    Multiplexarea cu diviziune în timp (4)

    • Standarde pentru sisteme TDM

    • SONET (Synchronous Optical NETwork)

    • SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

    • Cele două diferă în mică măsură 

    Multiplexarea cu diviziune în timp (4)

    Două cadre SONET.

    Multiplexarea cu diviziune în timp (5)

    Debitele multiplexelor SONET și SDH.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    17/32

    3/28/201

    1

    Comutația de circuite 

    (a) Comutația de circuite.(b) Comutația de pachete.

    Comutația de mesaje 

    (a) Comutația de circuite (b) Comutația de mesaje  (c) Comutația de pachete 

    Comutația de pachete 

    Comparație a rețelelor cu comutație de circuite șicomutație de pachete.

    Sisteme de telefonie mobilă 

    • Telefonie mobilă de generația întâi (1G):Voce analogică 

    • Telefonie mobilă de generația a doua (2G) :Voce digitală 

    • Telefonie mobilă de generația a treia (3G) :Voce și date digitale 

    • Telefonie mobilă de generația a patra (4G) :???

    GSM

    Global System for Mobile

    Communications

    GSM folosește 124 canale de frecvență, fiecarefolosind un sistem TDM cu 8 sloturi temporale

    GSM (2)

    Structura cadrului GSM.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    18/32

    3/28/201

    1

    GSM - Categorii de canale

    Cele 124 canale sunt împărțite în canale:

    • Fizice• Logice –  determinate de informațiile purtate pecanalele fizice

    Canalele logice sunt de:• Trafic pentru voce, fax, sau date• Semnalizare pentru gestionarea sistemului

    GSM - Planificarea frecvențelor 

    (a) Frecvențele nu sunt reutilizate în celule adiacente.(b) Pentru a putea servi mai mulți utilizatori, pot fi

    folosite celule mai mici.

    CDMA –  Acces multiplu cu

    diviziune în cod

    (a) Secvențe binare de chip pentru patru stații de bază (b) Secvențe bipolare de chip (c) Șase exemple de transmisiuni (d) Recuperarea semnalului de la stația C

    Sisteme de comunicații mobile de

    generația a treia:

    Voce și date digitale Serviciile de bază ale IMT-2000 furnizează: 

    • Transmisiune de voce de calitate înaltă 

    • Mesagerie (e-mail, SMS, chat, etc.)

    • Acces la Internet(navigare web, multimedia.)

    Sisteme de comunicații mobile de

    generația a patra 

    Serviciile de bază ale IMT-Advanced (4G) (LTE,WiMAX) sunt prevăzute a oferi: 

    • Acces la Internet în bandă ultra-largă 

    • Telefonie IP

    • Servicii de gaming în timp real

    • Streaming multimedia

    • Servicii medicale la distanță (telemedicină,transmisie imagini –  TC, radiografii, RMN,

    Televiziunea prin cablu

    • Televiziune prin antenă colectivă • Internet prin cablu coaxial

    • Alocarea spectrului

    • Modemuri

    • ADSL vs Cablu

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    19/32

    3/28/201

    1

    Televiziunea prin antenă colectivă 

    Folosit în trecut.

    Internet prin cablu

    Prin sistemul de televiziune prin cablu coaxial

    Internet prin cablu (2)

    Prin sistemul de telefonie fixă 

    Alocarea spectrului

    Alocarea spectrului într-un sistem deTV prin cablu folosit pentru acces la

    Modemuri de cablu

    Detaliile tipice pentru canalele de flux de date ascendent șidescendent în America de Nord (similar în Europa)

    Concluzii

    • Nivelul fizic stă la baza tuturor rețelelor  

    • Limite fundamentale impuse canalului detransmisiune (limitele Nyquist și Shannon) ->lărgimea de bandă 

    • Medii de transmisiune – Ghidate: cablu torsadat, cablu coaxial, fibră optică 

     –  Neghidate: unde radio, microunde, unde îninraroșu 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    20/32

    3/28/201

    2

    Concluzii

    • Sistemul telefonic -> element cheie pt rețele pearii geografice largi

    • Trunchiuri digitale, multiplexate în mai multemoduri: FDM, TDM, WDM, combinațiiFDM+TDM

    • Aplicații mobile: sisteme 2G, 3G, 4G 

    • Sistemul de TV prin cablu -> alternativă pentru accesul la rețea; oferă, potențial, accesde lărgime de bandă mare. 

    Controlul accesului la mediu

    Capitolul 2

    Problema accesului la mediu

    • În multe tipuri de rețele cu fir sau fără fir utilizatorii sunt într -o competiție pentru folosirea resurselor (canalul decomunicație) 

    • Ex.: conferință la care participă 6 oameni. Fiecare poate auziși poate vorbi cu celălalt. Dacă doi încep să vorbeascăsimultan, apare haos.

    • Când un singur canal de comunicație este disponibil, estedificil să se determine ce utilizator urmează să transmită  auapărut protocoale pentru soluționarea problemei 

    •  Nivel MAC ( Medium Access Control   –  Controlul Accesului laMediu) –  totalitatea protocoalelor folosite pentru a face posibilca mai multe terminale să comunice printr -un canal decomunicație comun (partajat), ex:. Rețele LAN (Ethernet, Wi-Fi etc.)

    Problema alocării canalelor 

    • Cum să se aloce un singur canal de comunicație întreutilizatori aflați în competiție 

    • Canalul de comunicație unic:  Spectru radio

    Cablu la care sunt conectate mai multe terminale

    • Orice utilizator care folosește canalul interferează cualții care vor să-l folosească în același timp 

    • Alocarea statică a canalelor în rețele LA N și MAN• Alocarea dinamică a canalelor în rețele LA N și MAN

    Alocare statică a canalelor în rețele LAN și 

    MAN

    • Modul tradițional de alocare a canalului (ex.trunchi de telefonie) este să se împartă capacitateafolosind una din schemele de multiplexare (veziCap. 1) ex. FDM

    • Dacă sunt N utilizatori, lărgimea de bandă B seîmparte în N subcanale de lărgime B/N 

    • Simplu și eficient dacă există un nr. mic șiconstant de utilizatori. Ex.: stațiile radio FM 

    • Dacă nr. e mare și variabil  probleme – Dacă mai puțin de N utilizatori transmit, porțiuni din

    spectru rămân neutilizate  – Dacă vor să transmită mai mult de N utilizatori, unii

    nu vor putea pt că nu vor avea bandă disponibilă 

    Alocare statică a canalelor în rețele LAN și 

    MAN

    • Alocarea statică e nepotrivită pt rețele de calculatoare traficul de date are loc în salturi  majoritateacanalelor sunt neutilizate o mare parte din timp

    • Fie un canal de capacitate C  bps pe care se transmit pachete (cadrele) cu o rată de transmisie medie de λ cadre/sec iar pachetele au o lungime medie de 1/µ biți rata de servire a canalului este µC cadre/sec

    • Întârzierea medie de transmisie a unui pachet pe canal: =

     

    − (rezultat din teoria cozilor  –  modelul M/M/1)

    • Ex: C=100 Mbps; 1/µ=10.000b; λ=5000 cadre/sec T=200 µsec

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    21/32

    3/28/201

    2

    Alocare statică a canalelor în rețele LAN și 

    MAN

    • Dacă se împarte canalul în N subcanaleindependente de capacitate C/N bps  rata detransmisie este λ/N. Astfel, T devine

     = 

     

      −

    − = ⋅  

    • Astfel, întârzierea medie a pachetelortransmise printr-un canal împărțit în Nsubcanale este de N ori mai mare decât dacă arfi toate puse într-o coadă unică 

    Alocare dinamică a canalelor în rețele LAN și 

    MAN

    • Presupuneri folosite pentru formularea problemeialocării 

    1. Trafic independent –  odată ce un pachet a fostgenerat, stația nu face nimic până când pachetulnu a fost transmis cu succes

    2. Canal unic –  un singur canal este disponibil pentru comunicație. Toate stațiile pot transmite și primi prin intermediul acestuia

    3. Coliziuni observabile –  dacă două cadre sunttransmise simultan, semnalul rezultat estedistorsionat coliziune; toate stațiile pot detectaapariția unei coliziuni;

    Alocare dinamică a canalelor în rețele LAN și 

    MAN

    4. (a) Timp continuu – cadrele pot fi transmise laorice moment de timp(b) Timp fragmentat –  cadrele pot fi transmisenumai la începutul unui segment de timp

    5.(a) Sesizarea purtătoarei  –  stația poate ști dacă sefolosește canalul înainte să încerce să transmită (b) Fără sesizarea purtătoarei  –  stația nu știestarea canalului și transmite; ulterior poate afladacă transmisia s-a efectuat cu succes

    • Nu toate presupunerile sunt valide în funcție de ce protocol se folosește 

    Protocoale de acces multiplu

    • ALOHA

    • Protocoale de acces multiplu cu sesizarea purtătoarei 

    • Protocoale de acces multiplu cu diviziune în lungimede undă 

    • Protocoale pentru rețele LAN fără fir  

    ALOHA pur

    În protocolul ALOHA pur, cadrele sunt

    transmise la momente arbitrare de timp (ori decâte ori un utilizator are date de transmis)

    ALOHA pur (2)

    În cazul cadrului hașurat există o perioadă

    vulnerabilă.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    22/32

    3/28/201

    2

    Slotted ALOHA

    • Metodă de dublare a capacității ALOHA: SlottedALOHA (ALOHA în segmente temporale)

    • Timpul se împarte în intervale discrete ( slots)fiecare corespunzând lungimii unui cadru.

    • O stație ce are un pachet de transmis așteaptăînceputul unui nou slot .

    • Perioada vulnerabilă se înjumătățește • După o perioadă de folosire experimentală în anii

    ‘70, Slotted ALOHA a fost uitat.• La apariția accesului Internet prin cablu, a

    reapărut problema de alocare a unui canal partajatmai multor utilizatori concurenți  SlottedALOHA a fost redescoperit

    Slotted ALOHA (2)

    Debit vs. Trafic oferit pt sisteme ALOHA

    Protocoale tip CSMA

    • Cea mai bună utilizare a canalului ce poate fiobținută cu ALOHA este 1/e (0,368) –  stațiiletransmit fără să știe ce fac celelalte stații  suntde așteptat multe coliziuni

    • Protocoale de tip CSMA – Protocoale de acces multiplu cu sesizarea purtătoarei

    (transmisiunii) Carrier Sense Multiple Access – Protocoale în care stațiile ascultă canalul pentru a

    vedea dacă există o transmisiune  – CSMA Persistent și ne-persistent

    CSMA persistent și nepersistent 

    • CSMA 1-persistent – Când o stație are date de transmis, ascultă mai întâi canalul

     pentru a vedea dacă există altă transmisiune; dacă canaluleste inactiv, atunci transmite; dacă este folosit, așteaptă

     până când devine inactiv apoi transmite  – Dacă apare o coliziune, stația așteaptă un interval (de

    lungime aleatoare) de timp și repetă procesul  – În ciuda aparenței, schema nu evită coliziunile atât de rar   – Dacă două stații au date de trimis în timpul transmisiei unei

    a treia stații; vor transmite amândouă simultan după ce se

    termină transmisia celei de-a treia coliziune – Performanțe oricum mai bune decât ALOHA 

    CSMA persistent și nepersistent 

    • CSMA nepersistent

     – Ca și la CSMA persistent, când o stație are date detransmis, ascultă mai întâi canalul pentru a vedea dacăexistă altă transmisiune; Dacă nu este folosit, transmite 

     – Dacă este folosit, stația nu îl ascultă în mod continuu pentru a transmite imediat ce devine liber; așteaptă uninterval aleatoriu de timp și repetă procesul 

     – Schema permite o utilizare mai bună a canalului decomunicație 

     – Apar întârzieri mai mari decât CSMA 1-persistent

    CSMA persistent și nepersistent 

    • CSMA p-persistent

     – Se aplică la canale cu segmente temporale  – Când o stație are date de transmis, ascultă mai întâi canalul

     pentru a vedea dacă există altă transmisiune; Dacă nu estefolosit, transmite cu o probabilitate p, iar cu o probabilitate q = 1

     –   p așteaptă următorul segment temporal  – La următorul segment temporal, dacă este tot inactiv canalul,

    transmite sau așteaptă cu același probabilități p sau q  – Procesul se repetă până când cadrul este transmis sau altă stație

    transmite – În ultimul caz, stația consideră că a avut loc o coliziune; așteaptă

    un interval de timp aleatoriu și repetă procesul  – Dacă se întâmplă la începutul algoritmului, așteaptă următorul

     slot  și aplică iar algoritmul  – IEEE 802.11 folosește o variantă de CSMA p-persistent

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    23/32

    3/28/201

    2

    CSMA persistent și nepersistent 

    Comparație utilizarea canalului vs. încărcare pentru diferite protocoale de acces multiplu

    CSMA cu detecția coliziunilor 

    • Dacă două stații „simt” canalul și transmitsimultan, vor avea loc coliziuni

    • O îmbunătățire ar fi ca stațiile să detectezerapid coliziunile și să înceteze transmisiunea(oricum coliziunea a avut loc)

    • Protocolul este cunoscut ca CSMA/CD(CSMA with Collision Detection  –  CSMA cudetecția coliziunilor) 

    • Folosit în Ethernet LAN

    CSMA cu detecția coliziunilor 

    • Detecția coliziunilor –  proces analogic; Parteahardware a stației trebuie să „asculte” canalul întimp ce transmite;

    • O metodă de detecție a coliziunii este comparațiadintre semnalul transmis și cel recepționat 

    • Timpul minim de detecție a coliziunii = intervalulnecesar ca semnalul să se propage de la o stație laalta

    • În cel mai rău caz, timpul minim = 2τ (τ = timpul

    de propagare între cele mai îndepărtate 2 stații)  • Cablu coaxial lung de 1 km  τ =5 µsec

    CSMA cu detecția coliziunilor 

    • CSMA/CD poate avea trei stări: dispută (contention),transmisie, sau inactiv.

    • Modelul constă în succesiuni alternative de perioade dedispută și transmisie, perioade de inactivitate apărândcând nu este nici un pachet de trimis

    Protocoale de acces multiplu cu diviziune

     în lungime de undă 

    • Abordare diferită: împărțirea canalului însubcanale folosind TDM, FDM sau amândouă șialocarea lor dinamică în funcție de necesități 

    • WDMA –  fiecărei stații îi sunt alocate 2 canale:  – 1 canal îngust pt semnalizări  – 1 canal larg pt transmisiunea de cadre de date

    • Fiecare canal este împărțit în slot -uri numerotatede la 0 la m și apoi repetat 

    • Au fost propuse și alte protocoale tip WDMAtoate bazându-se pe cel original descris mai sus

    Protocoale de acces multiplu cu diviziune

     în lungime de undă 

    Acces multiplu cu diviziune în lungime de undă 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    24/32

    3/28/201

    2

    Protocoale pentru rețele LAN fără fir

    • Este dificil pentru sistemele fără fir să detecteze ocoliziune din cauză că semnalul recepționat de o

    stație poate fi mic, chiar și de 1 mil. de ori maimic decât cel transmis

    • Se folosesc mesaje de confirmare(acknowledgements) pentru a detecta coliziuni șialte erori

    • Altă diferență față de sistemele cu fir este că stațianu poate transmite către toate celelalte stații dincauza acoperirii radio limitate

    Protocoale pentru rețele LAN fără fir

    O rețea LAN fără fir .(a) A și C transmit către B  problema nodului

    ascuns.(b) B transmite către A; C transmite către D  

     problema nodului expus.

    Protocoale pentru rețele LAN fără fir

    Protocolul MACA ( Multiple Access with Collision Avoidance). (a) A trimite un mesaj RTS ( Request to Send )către B.

    (b) B răspunde cu un mesaj CTS (Clear to Send ) lui A.

    Ethernet

    • Cablaj Ethernet Cabling• Codare Manchester Encoding• Protocolul MAC Ethernet• Performanța Ethernet• Ethernet comutat (Switched Ethernet )• Fast Ethernet• Gigabit Ethernet

    Cablarea Ethernet

    Cele mai comune standarde de cablaj Ethernet.

    Cablarea Ethernet (2)

    Trei feluri.

    (a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    25/32

    3/28/201

    2

    Cablarea Ethernet (3)

    Topologii. (a) Liniar, (b) Coloană, (c) Arbore,(d) Segmentat.

    Cablarea Ethernet (4)

    • Codarea Manchester era folosită pentrutransmiterea informației 

    • O rețea Ethernet clasică putea să conțină maimulte segmente de cablu și mai multerepetoare, dar lungimea maximă întrereceptoare nu putea fi mai mare de 2,5 km șicalea dintre 2 receptoare nu putea conține maimult de 4 repetoare

    • Restricțiile necesare pt funcționarea corectă a protocolului MAC

    Cablarea Ethernet (4)

    (a) Codarea binară, (b) Codarea Manchester,(c) Codarea Manchester diferențială.

    Protocolul MAC Ethernet

    Formate de cadru. (a) DIX Ethernet, (b) IEEE802.3.

    Protocolul MAC Ethernet (2)

    Detecția coliziunii poate dura până la 2τ 

    Eficiența Ethernet

    Eficiența Ethernet la 10 Mbps

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    26/32

    3/28/201

    2

    Switched Ethernet

    Exemplu de switch Ethernet.

    Fast Ethernet

    Cablaj Fast Ethernet (IEEE 802.3u).

    Gigabit Ethernet

    (a) Ethernet între 2 stații. (b) Ethernetîntre mai multe stații.

    Gigabit Ethernet (2)

    Cablare Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z).

    IEEE 802.2: Controlul legăturii logice 

    (a) Poziția LLC. (b) Formate de protocoale.

    Rețele LAN fără fir 

    • Stiva de protocoale 802.11•  Nivelul fizic 802.11

    •  Nivelul MAC 802.11

    • Structura cadrului 802.11

    • Servicii

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    27/32

    3/28/201

    2

    Stiva de protocoale 802.11

    O parte din stiva de protocoale 802.11

    Stiva de protocoale 802.11

    802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 802.11ac

    Rate de datesuportate(Mbps)

    6; 9; 12; 18;24; 36; 48;

    54

    1; 2; 5,5; 11 1; 2; 5,5; 6;9; 11; 12;

    18; 24; 36;48; 54

    54 –  600 6,5 –  3460

    Banda defrecvențefolosită 

    5 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4; 5 GHz 5 GHz

    Tehnica demodulație 

    OFDM HR-DSSS;DS-SS; FH-

    SS

    OFDM OFDM +max. 64-

    QAM

    OFDM +max. 256-

    QAM

    Nivelul MAC 802.11

    (a) Problema nodului ascuns.(b) Problema nodului expus.

    Nivelul MAC 802.11 (2)

    Folosirea sesizării canalului virtual prinCSMA/CA.

    Nivelul MAC 802.11 (3)

    • 802.11 permite fragmentarea cadrelor; se

    crește eficiența retransmițându-se numaifragmentele eronate

    Nivelul MAC 802.11 (4)

    • Arhitectura 802.11: (a) Modul infrastructur ă(PCF); (b) Modul ad-hoc (DCF)

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    28/32

    3/28/201

    2

    Nivelul MAC 802.11 (4)

    Spațierea dintre cadre în 802.11.

    IFS –  InterFrame Spacing

    Structura cadrului 802.11

    Cadrul de date 802.11

    Servicii 802.11

    • Asociere – Folosit de stațiile mobile pentru a se conecta la punctele de

    acces (AP); imediat ce intră în aria de acoperire a unuia  

    • Reasociere – Procedura prin care o stație își schimbă punctul de acces

    (similar cu un transfer în rețeaua celulară –  teoretic nu se pierd pachete)

     – Punctele AP trebuie să facă parte din același ESS(Extended Service Set)

    • Autentificare – Rețea deschisă (open) –  orice client se poate conecta la AP

    Servicii 802.11 (2)

     –  Diferite scheme de criptare:• WPA2 (WiFi Protected Access 2) –  se folosește în mod curent –  

    AP comunică cu un server de autentificare care conține o bază dedate cu credențialele de autentificare –  astfel se determină dacăstația se poate conecta 

    • WEP (Wired Equivalent Privacy) –  schema folosită anterior –  s-ademonstrat că este ușor se spart –  software de spart parole WEPeste disponibil pe Internet

    • WPA –  schemă intermediară care nu implementează totalitateafacilitățilorWPA2

    • Distribuție  – Odată ce cadrele de date ajung la AP, serviciul determină

    unde să le ruteze –  în rețeaua locală (direct prin interfațaradio către alt client) sau prin cablu către Internet 

    Servicii 802.11 (3)

    • Criptare/Decriptare

     – Datele trimise prin interfața radio pot fi interceptate algoritmul de criptare și decriptare folosit cu WPA2 –  AES (Advanced Encryption Algorithm)

    • Alte servicii: – Livrarea datelor în siguranță 

     – Controlul puterii de emisie

     – Selecția dinamică a frecvenței 

     – Planificarea traficului în funcție de calitatea serviciului 

    Rețele fără fir de bandă largă 

    • Arhitectura 802.16• Stiva de protocoale 802.16

    •  Nivelul fizic 802.16

    •  Nivelul MAC 802.16

    • Structura cadrului 802.16

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    29/32

    3/28/201

    2

    Arhitectura 802.16

    • 802.16 (denumit și WiMAX) este o combinațiede 802.11 și rețele celulare (3G/4G) 

    Stiva de protocoale 802.16

    Stiva de protocoale 802.16.

    Nivelul fizic 802.16

    Adaptarea ratei de date în funcție de pozițiareceptorului și de nivelul interferențelor .

    Nivelul fizic 802.16

    • 802.16 folosește spectru licențiat în benzile de2,5 și 3,5 GHz 

    • Folosește OFDM scalabil –  suportă diferitelărgimi de bandă pentru transmisie 

    • Rata de date –   poate fi adaptată în funcție de poziția receptorului și raportul RSZ 

    • Permite atât duplexare cu diviziune în timp

    (TDD) cât și cu diviziune în frecvență (FDD) 

    Nivelul fizic 802.16 (2)

    Cadre și segmente temporale pentru duplexarea

    cu diviziune în timp (TDD).

    Nivelul MAC 802.16

    • Serviciile sunt orientate pe conexiune

    • Fiecare conexiune primește o clasă de servicii lainițializarea ei Clase de servicii:• Cu rată de bit constantă –  ex: voce• Cu rată de bit variabilă în timp real –  ex:

    multimedia; alte aplicații în timp-real• Cu rată de bit variabilă în timp non-real (non-

    real-time) –  ex: descărcări de fișiere mari •  Best effort –  ex: orice alt tip de trafic –  

    utilizatorii își dispută canalul 

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    30/32

    3/28/201

    3

    Structura cadrului 802.16

    (a) Un cadru generic. (b) Un cadru ce conține ocerere de bandă.

    Bluetooth

    • Arhitectura Bluetooth

    • Aplicații Bluetooth• Stiva de protocoale Bluetooth

    •  Nivelul radio Bluetooth

    • Nivelul bandă de bază Bluetooth

    •  Nivelul L2CAP Bluetooth

    • Structura cadrului Bluetooth

    Bluetooth

    • În 1994, Ericsson a devenit interesată săconecteze telefoanele sale mobile la altedispozitive (ex: PC) fără cablu 

    • Proiectul a fost denumit Bluetooth, după regeleviking Harald Blaatand (Bluetooth) II (940-981)care a unificat Danemarca și Norvegia 

    • 1999 –  Bluetooth 1.0• 2004 –  Bluetooth 2.0

    • 2009 –  Bluetooth 3.0• 2010 –  Bluetooth 4.0

    Architectura Bluetooth

    • Unitatea de bază –   piconet ( picorețea)• Piconet –  un nod master și până la 7 noduri slave 

    într-o rază de până la 10 m • Sistem TDM –  nodul master determină semnalul

    CLK

    • Toată comunicația are loc prin nodul master ; 2noduri slave nu pot comunica între ele

    • Pot exista mai multe rețele piconet una lângă alta. • Pot fi interconectate printr-un nod slave punte

    (bridge slave)   scatternet

    Arhitectura Bluetooth

    2 rețele piconet  conectate pentru a forma o rețea scatternet .

    Aplicații Bluetooth

    • Consorțiul Bluetooth specifică ce aplicații sunt

    suportate prin Bluetooth și specifică stive de protocoale diferite

    • Denumite „Profiluri Bluetooth” ( Bluetooth profiles)

    • Specificate peste 20

    • Lista de profiluri: https://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publications#profiles 

    https://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publicationshttps://www.bluetooth.org/en-us/specification/reference-publications

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    31/32

    3/28/201

    3

    Aplicații Bluetooth

    Denumire Descriere

    Advanced Audio DistributionProfile (A2DP)

    Redare flux multimedia audio de la un dispozitiv laaltul

    Audio/Video Remote ControlProfile (AVRCP)

    Control TV, echipamente Hi-Fi, etc. prin Bluetooth

    Basic Imaging Profile (BIP) Transfer de imagini de la un dispoziti v la altul

    Cordless Telephony Profile(CTP)

    Folosirea telefoanelor cordless prin Bluetooth

    Dial-up Networking Profile(DUN)

    Acces la Internet și alte servicii dial-up prin Bluetooth.

    File Transfer Profile (FTP) Navigare, manipulare și transfer de directoare și fișiere 

    Hands-Free Profile (HFP) Folosirea de „mâini libere” prin Bluetooth înautomobile

    Headset Profile (HSP) Suport pentru folosirea căștilor Bluetooth cu telefoanemobile

    Stiva de protocoale Bluetooth

    Arhitectura de protocoale Bluetooth în versiunea802.15.

    Structura cadrului Bluetooth

    Un cadru de date Bluetooth tipic.

    • Codul de acces –  identifică stăpânul 

    • Antetul de 18 b este repetat de 3 ori  54 b  nivel deredundanță mare necesar pentru transmisie cu putere

     joasă cu încredere în mediu plin de interferențe (Bluetoothemite în 2,4 GHz)

    Comutarea la nivelul Legătură de date

    • Punți de la 802.x la 802.y

    • Interconectarea rețelelor locale 

    • Repetoare, Huburi, Punți, Comutatoare, Rutere, Porți deacces

    • Rețele LAN virtuale

    Exemplu de punte de la 802.x to 802.y

    Operarea unei punți (bridge) LAN de la 802.11

    la 802.3.

    Exemplu de punte de la 802.x to 802.y (2)

    Formatele de cadre IEEE 802.

  • 8/18/2019 crdm partea a 2-a

    32/32

    3/28/201

    Interconectarea rețelelor locale 

    Configurație cu 4 rețele LAN și 2 punți.

    Repetoare, Huburi, Punți,

    Comutatoare, Rutere și Porți de acces 

    (a) Care dispozitiv se află la care nivel.

    (b) Cadre, pachete și anteturi.

    , , ,

    Comutatoare, Rutere și Porți de acces

    (2)

    (a) Hub. (b) Punte. (c) Comutator.

    Rețele LAN virtuale

    O clădire cu cablaj centralizat ce folosește huburiși comutatoare.

    Rețele LAN virtuale (2)

    (a) Patru rețele LAN fizice organizate în 2 rețele VLAN,unite prin 2 punți. (b) Aceleași 15 dispozitive organizate în 2rețele VLAN prin comutatoare.

    Sumar

    Metodă  DescriereFDM Fiecare stație are o bandă de frecvențe dedicată 

    TDM Fiecare stație are un segment temporal ( slot ) dedicat

    WDM Echivalentul TDM pentru fibre optice

    ALOHA pur Fiecare stație poate transmite oricând 

    Slotted ALOHA Fiecare stație poate transmite numai la începutul unui  slot  

    CSMA 1-persistent Stația „simte” canalul și, de îndată ce devine liber, transmite 

    CSMA nepersistent Stația așteaptă un interval aleator de timp înainte să transmită 

    CSMA p-persistent Stația transmite cu o probabilitate p 

    CSMA/CD Stația întrerupe transmisiunea la apariția unei coliziuni 

    MACA (CSMA/CA) Stația trimite RTS, așteaptă CTS înainte să înceapă să transmită