mengesan dan membetulkan kesilapan
DESCRIPTION
Mengesan dan Membetulkan Kesilapan hamming codeTRANSCRIPT
MENGESAN DAN MEMBETULKAN KESILAPAN
ASAS RANGKAIAN DAN DATA KOMUNIKASI :KETUJUH EDITION
Bunyi dan Kesilapan Bunyi Putih Bunyi Impulse crosstalk echo ketar wartawan Pencegahan Ralat Pengesanan ralat Pemeriksaan pariti Checksum aritmetik Cyclic Redundancy Checksum Kawalan Ralat Suppose The Frame / Paket Kembali Mesej A Berhenti-dan-Tunggu Kawalan Ralat Gelongsor Tetingkap Kawalan Ralat Membetulkan ralat ini Pengesanan ralat dalam Tindakan Rujukan
Kenal pasti jenis bunyi biasa ditemui dalam rangkaian komputer
Nyatakan teknik ralat pencegahan yang berbeza, dan boleh memohon teknik ralat pencegahan kepada jenis bunyi
Bandingkan teknik pengesanan ralat yang berbeza dari segi kecekapan dan keberkesanan
Lakukan pariti mudah dan pengiraan persamaan membujur, dan menghitung kekuatan dan kelemahan mereka
Cite kelebihan checksum aritmetikCite kelebihan kitaran lebihan checksum, dan
menentukan apa jenis kesilapan kitaran lebihan checksum akan mengesan
Membezakan antara bentuk asas kawalan ralat, dan menggambarkan keadaan di mana masing-masing boleh digunakan
Ikut contoh kod Hamming diri membetulkan
Bunyi sentiasa hadirJika satu garis komunikasi mengalami bunyi
terlalu banyak, isyarat akan hilang atau rosakSistem komunikasi perlu menyemak
kesilapan penghantaranApabila kesilapan dikesan, sistem boleh
melaksanakan beberapa tindakanSesetengah sistem tidak melaksanakan
kawalan ralat, tetapi hanya membiarkan data dalam kesesatan yang dibuang
Bunyi Putih
Juga dikenali sebagai haba atau bunyi Gaussian
Malar dan boleh dikurangkanJika bunyi putih terlalu kuat, ia benar-benar
boleh mengganggu isyarat
Bunyi Impulse
Salah satu bentuk yang paling mengganggu bunyi
Pancang rawak kuasa yang boleh memusnahkan satu atau lebih bit maklumat
Sukar untuk menghapuskan dari isyarat analog kerana ia boleh menjadi sukar untuk membezakan daripada isyarat asal
Bunyi Impulse boleh merosakkan lebih bit jika bit adalah lebih dekat bersama-sama (dihantar pada kadar yang lebih cepat)
Crosstalk
Gandingan yang tidak diingini di antara dua laluan isyarat yang berbeza
Sebagai contoh, mendengar perbualan lain semasa bercakap di telefon
Malar dan boleh dikurangkan dengan langkah-langkah yang betul
Maklum balas yang mencerminkan isyarat dihantar sebagai isyarat bergerak melalui media
Selalunya berlaku pada kabel sepaksiJika echo cukup buruk, ia boleh mengganggu
isyarat asalMalar, dan boleh dikurangkan dengan ketara
ketar
Hasil daripada penyelewengan masa kecil semasa penghantaran isyarat digital
Berlaku apabila isyarat digital diulangi berulang
Jika cukup serius, ketar kuasa sistem untuk melambatkan penghantaran mereka
Langkah-langkah yang boleh diambil untuk mengurangkan ketar
kelewatan Penyelewengan
Berlaku kerana halaju perambatan isyarat melalui media berbeza dengan kekerapan isyarat
Boleh dikurangkan
wartawan
Kerugian berterusan kekuatan isyarat kerana ia bergerak melalui medium
Pencegahan Ralat
Untuk mengelakkan kesilapan daripada berlaku, beberapa teknik boleh digunakan:
Melindungi betul kabel untuk mengurangkan gangguan
Line dingin, telefon, atau persamaanMenggantikan media lebih tua dan peralatan
dengan yang baru, komponen mungkin digitalPenggunaan yang betul pengulang dan
amplifier digital analogPerhatikan kapasiti dinyatakan media
Pengesanan ralat
Walaupun teknik-teknik pencegahan yang terbaik, kesilapan masih boleh berlaku
Untuk mengesan kesilapan, sesuatu yang lebih perlu ditambah kepada data / isyarat
Tambahan ini merupakan kod pengesanan ralat
Tiga teknik asas untuk mengesan ralat: semakan pariti, checksum aritmetik, dan kitaran lebihan checksum
Pemeriksaan pariti
pariti mudahJika melaksanakan pariti genap, tambah
sedikit persamaan seperti yang nombor genap 1s dikekalkan
Jika melaksanakan pariti ganjil, tambah sedikit persamaan seperti yang nombor ganjil 1s dikekalkan
Sebagai contoh, menghantar 1001010 menggunakan pariti genap
Sebagai contoh, menghantar 1001011 menggunakan pariti genap
Persamaan mudah (sambungan)Apakah yang akan berlaku jika watak
10010101 dihantar dan dua yang pertama 0-an sengaja menjadi dua 1s?
Oleh itu, ciri-ciri yang berikut diterima: 11110101
Akan ada satu kesilapan pariti?Masalah: pariti Mudah hanya mengesan
nombor ganjil bit dalam kesesatan
pariti membujurMenambah sedikit kuasa beli meningkat
kepada setiap watak kemudian menambah deretan bit pariti selepas blok watak
Barisan bit pariti sebenarnya sedikit persamaan bagi setiap "ruangan" watak-watak
Barisan bit pariti ditambah bit pariti ruang menambah sejumlah besar lebihan kepada blok watak-watak
Kedua-dua persamaan mudah dan pariti membujur tidak menangkap semua kesilapan
Pariti mudah hanya menangkap nombor ganjil kesilapan sedikit
Pariti membujur adalah lebih baik menangkap kesilapan tetapi memerlukan bit cek terlalu banyak ditambah kepada blok data
Kita perlu lebih baik ralat kaedah pengesanan
Bagaimana pula checksum aritmetik?
Checksum aritmetik
Digunakan dalam TCP dan IP di InternetWatak dihantar ditukar kepada bentuk angka
dan merumuskanJumlah diletakkan dalam bentuk tertentu
pada akhir penghantaran
Ringkas contoh: 56 72 34 48 210
Kemudian membawa 2 ke bawah dan menambah kepada kedudukan yang paling kanan 10
2 12
Penerima melakukan penukaran sama dan menjumlahkan dan membandingkan jumlah baru dengan jumlah yang dihantar
TCP dan proses IP sedikit lebih kompleks tetapi idea adalah sama
Tetapi checksum aritmetik boleh membiarkan kesilapan slip melalui. Adakah terdapat sesuatu yang lebih kuat lagi?
Cyclic Redundancy Checksum
CRC kesilapan kaedah pengesanan merawat paket data untuk dihantar sebagai polinomial besar
Pemancar mengambil polinomial mesej dan menggunakan aritmetik polinomial, dibahagikan dengan polinomial menjana diberikan
Quotient dibuang tetapi selebihnya adalah "melekat" kepada akhir mesej
Mesej (dengan bakinya) dihantar kepada penerima
Penerima membahagikan mesej dan bakinya oleh polinomial penjanaan yang sama
Jika baki tidak sama dengan sifar keputusan, terdapat ralat semasa penghantaran
Jika baki sifar keputusan, tidak ada kesilapan semasa penghantaran
Some standard generating polynomials:CRC-12: x12 + x11 + x3 + x2 + x + 1 CRC-16: x16 + x15 + x2 + 1CRC-CCITT: x16 + x15 + x5 + 1 CRC-32: x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 +
x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1ATM CRC: x8 + x2 + x + 1
Kawalan Ralat
Apabila kesilapan dikesan, apa yang penerima akan lakukan?
Melakukan apa-apa (hanya melontarkan bingkai atau paket)
Kembali mesej ralat untuk pemancarBetulkan kesilapan tanpa bantuan lagi dari
pemancar
Adakah Tiada apa-apa (Baling Kerangka / paket)
Seolah-olah seperti cara yang aneh untuk mengawal kesilapan tetapi beberapa protokol yang lebih rendah lapisan seperti frame relay melakukan ini jenis kawalan ralat
Sebagai contoh, jika frame relay mengesan ralat, ia hanya lambungan bingkai
Tiada mesej dikembalikanFrame relay menganggap protokol yang lebih
tinggi (seperti TCP / IP) akan mengesan bingkai dilambung dan meminta penghantaran semula
Kembali Mesej A
Apabila kesilapan dikesan, mesej ralat akan dikembalikan kepada penghantar
Dua bentuk asas:Berhenti-dan-tunggu kawalan ralatGelongsor tingkap kawalan ralat
Berhenti-dan-Tunggu Kawalan Ralat
Berhenti-dan-tunggu adalah yang paling mudah daripada protokol kawalan ralat
Penghantar A menghantar bingkai kemudian berhenti dan menunggu pengakuan
Jika pengakuan positif (ACK) diterima, bingkai seterusnya dihantar
Jika pengakuan negatif (NAK) diterima, rangka yang sama dihantar lagi
Gelongsor Tetingkap Kawalan Ralat
Teknik-teknik ini menganggap bahawa pelbagai bingkai dalam penghantaran pada satu masa
Satu protokol tingkap gelongsor membolehkan penghantar untuk menghantar beberapa paket data pada satu-satu masa sebelum menerima apa-apa penghargaan
Bergantung kepada saiz tingkapApabila penerima tidak mengakui
penerimaan, ACK kembali mengandungi bilangan kerangka yang dijangka akan datang
Protokol tingkap gelongsor lebih tua bernombor setiap bingkai atau paket yang telah dihantar
Lebih moden gelongsor tingkap protokol bilangan setiap bait dalam tempoh satu
Satu contoh di mana paket yang bernombor, diikuti dengan contoh di mana bait yang bernombor:
Notis bahawa ACK tidak selalu dihantar selepas setiap frame diterima
Ia adalah lebih cekap untuk menunggu beberapa bingkai yang diterima sebelum kembali satu ACK
Berapa lama anda perlu menunggu sehingga anda kembali satu ACK?
Menggunakan TCP / IP, terdapat beberapa peraturan asas mengenai ACKs:
Peraturan 1: Jika penerima sahaja menerima data dan mahu menghantar data sendiri, piggyback ACK yang bersama-sama dengan data
Peraturan 2: Jika penerima tidak mempunyai data untuk kembali dan baru sahaja ACKed paket lepas, penerima menunggu 500 ms untuk paket lain
Jika semasa menunggu, paket lain tiba, menghantar ACK serta-merta
Kaedah 3: Jika penerima tidak mempunyai data untuk kembali dan baru sahaja ACKed paket lepas, penerima menunggu 500 ms
Tiada paket, hantar ACK
Apa yang berlaku apabila satu paket yang hilang?
Seperti yang ditunjukkan dalam slaid seterusnya, jika bingkai hilang, kerangka berikut akan "keluar dari urutan"
Penerima akan mengadakan daripada bait urutan dalam buffer dan meminta pengirim untuk hantar semula frame yang hilang
Apa yang berlaku apabila ACK hilang?Seperti yang ditunjukkan dalam slaid
seterusnya, jika ACK hilang, penghantar akan menunggu ACK tiba dan akhirnya masa keluar
Apabila masa keluar berlaku, penghantar akan menghantar semula frame yang lalu
Membetulkan Ralat
Bagi penerima untuk membetulkan kesilapan dengan tidak ada bantuan lagi dari pemancar memerlukan sejumlah besar maklumat yang diperlukan untuk mengiringi data asal
Ini maklumat berlebihan membolehkan penerima untuk menentukan kesilapan dan membuat pembetulan
Ini jenis kawalan ralat sering dipanggil pembetulan ralat ke hadapan dan melibatkan Kod Hamming dipanggil Kod
Membetulkan Ralat
Hamming Kod menambah bit cek tambahan untuk watak
Ini bit cek melakukan pemeriksaan pariti mengenai pelbagai bit
Contoh: Satu boleh mewujudkan kod Hamming di mana 4 bit cek ditambah kepada aksara 8-bit
Kami boleh nombor bit cek C8, c4, c2 dan c1Kami akan bilangan bit data B12, B11, B10, B9,
B7, B6, b5, dan b3Meletakkan bit dalam perintah yang berikut: B12,
B11, B10, B9, C8, B7, B6, b5, c4, b3, c2, c1
Contoh (sambungan):C8 akan melakukan pemeriksaan pada pariti bit
B12, B11, B10, dan B9c4 akan melakukan pemeriksaan pada pariti bit
B12, B7, B6 dan b5c2 akan melakukan pemeriksaan pada pariti bit
B11, B10, B7, B6 dan b3c1 akan melakukan pemeriksaan pada pariti bit
B11, B9, B7, b5, dan b3Slaid seterusnya menunjukkan bit cek dan nilai-
nilai mereka
Penghantar akan mengambil aksara 8-bit dan menjana 4 bit cek seperti yang dinyatakan
4 bit cek kemudian ditambah kepada 8 bit data dalam urutan seperti yang ditunjukkan dan kemudian dihantar
Penerima akan melaksanakan 4 cek pariti menggunakan 4 bit cek
Jika tiada bit dibalik semasa penghantaran, maka tidak ada kesilapan pariti
Apakah yang akan berlaku jika salah satu bit dibalik semasa penghantaran?
Sebagai contoh, bagaimana jika sedikit B9 lambungan?
C8 memeriksa bit cek bit B12, B11, B10, B9 dan C8 (01000)
Ini akan menyebabkan kesilapan paritiSedikit cek c4 memeriksa bit B12, B7, B6, b5 dan c4
(00101)Ini tidak akan menyebabkan kesilapan pariti
(walaupun beberapa 1s)The c2 bit cek cek bit B11, B10, B7, B6, b3 dan c2
(100111)Ini tidak akan menyebabkan kesilapan pariti
Pengesanan Ralat Dalam Tindakan
FEC digunakan dalam penghantaran isyarat radio, seperti yang digunakan dalam transmisi televisyen digital (Reed-Solomon dan trellis encoding) dan 4D-PAM5 (Viterbi dan trellis pengekodan)
Beberapa FEC adalah berdasarkan Kod Hamming
Bunyi sentiasa hadir dalam rangkaian komputer, dan jika tahap bunyi bising yang terlalu tinggi, kesilapan akan diperkenalkan semasa penghantaran data
Jenis-jenis bunyi termasuk bunyi putih, bunyi gerak hati, crosstalk, echo, ketar, dan wartawan
Antara teknik-teknik untuk mengurangkan bunyi adalah wajar melindungi kabel, telefon talian dingin atau persamaan, dengan menggunakan peralatan digital moden, dengan menggunakan pengulang digital dan penguat analog, dan memerhatikan kapasiti dinyatakan media
Tiga bentuk asas pengesanan ralat pariti, checksum aritmetik, dan kitaran lebihan checksum
Cyclic lebihan checksum adalah unggul skim kesilapan pengesanan dengan hampir 100 peratus keupayaan mengiktiraf data paket rosak
Apabila kesilapan telah dikesan, terdapat tiga pilihan yang mungkin: berbuat apa-apa, kembali mesej ralat, dan membetulkan kesilapan
Protokol berhenti-dan-tunggu membenarkan hanya satu paket yang akan dihantar pada satu masa
Gelongsor tingkap protokol membolehkan beberapa paket yang akan dihantar pada satu-satu masa
Pembetulan ralat kemungkinan jika data yang dihantar mengandungi maklumat yang cukup diperlukan supaya penerima betul boleh membetulkan kesilapan itu tanpa meminta penghantar untuk maklumat tambahan