Multimedie och kommunikationssystem lektion 2 Kategorier av ntverk

Multimedie- och kommunikationssystem, lektion 2 Kategorier av nätverk och tjänster Kvalitetsmått

Repetition: TCP/IP-modellen TCP IP Ethernet

Duplex och simplex q Simplex = enkelriktad kommunikation. q Full duplex = dubbelriktad kommunikation, t. ex. över seriell 4 trådsförbindelse. (Kan vara möjligt över 2 -trådsförbindelser utan reflektion. ) q Halv duplex = en riktning i taget.

LAN, MAN och WAN

Nättopologier för WAN Växlat WAN (stjärnnät) T. ex. X. 25 eller ATM Hopkopplade LAN och WAN = internetwork T. ex. Internet. Nätnoder: Växel. Kopplar ihop punkt-till-punkt-länkar. Datorer, terminaler, skrivare, etc. Router=vägväljare, kopplar ihop LAN. (Brygga och Repeater kopplar ihop LAN-segment. )

LAN-topologier 1. Stjärnnät, t. ex. ATM (Växlat nät, dvs flera punkt-tillpunkt-länkar). 2. Bussnät, t. ex. Ethernet. (Broadcastnät. ) Se animeringar. 3. Ringnät, t. ex. Token Ring och FDDI. (Broadcastnät). Se animering. 4. Hubnät = Fysiskt stjärnnät men logiskt buss- eller ringnät, fysiskt stjärnnät (dvs broadcastnät). Hub=nätnav.

Datakommunikationstjänster Klassiska LAN-tjänster q Fjärrinloggning q Skrivardelning q Fildelning q Databasservrar och andra applikationsservrar q Säkerhet (inloggning, mm) q Central övervakning och drift. WAN-tjänster q E-post q Filöverföring q Www q Konferenssystem

Kategorisering av tjänster och protokoll Connection oriented = uppkopplade eller fasta Connectionless = förbindelsefri. Varje meddelande kan gå olika väg, och komma fram i olika ordningsföljd. Reliable = tillförlitliga Kvitterade T. ex. TCP, Telnet, FTP T. ex. E-post, rekommederade brev. Unreliable Okvitterade T. ex. ATM, telefoni. Datagram T. ex. IP och UDP

Synkron och asynkron seriekommunikation q Asynkron kommunikation: Startbitar och stoppbitar och eventuell paus mellan varje ord. Ordlängden är vanligen 7 eller 8 bitar. Ofta har man en udda eller jämn paritetsbit efter varje ord. Exempel är RS 232 = EIE 232 = V. 24. + Fördel: Enkel teknik. - Nackdel: Bandbredd ”slösas” på start- och stoppbitar. q Synkron seriekommunikation: Antingen separat ledning med bitsynkroniseringssignal, eller så sänder man långa block eller ramar av bitar, som innehåller ramsynkronisering och bitsynkronisering.

Figure 1. 17: Multimedia technology classification

Quality of Service (Qo. S) Kvalitetsmått (service quality measures): q Datahastighet (bit rate) q Felsannolikhet (bit error rate, block error rate) q Tidsfördröjning (delay) q Jitter (=delay variation) Med tekniker för garanterad Qo. S kan man bl. a. göra så att paketförmedlande nät får liknande egenskaper som kretskopplade nät, och därmed kan användas för realtidstjänster.

Fig 1. 22 b) Buffert för att bekämpa jitter (=delay variation)

Delay och jitter vid paketförmedling

Example 1. 2: Propagation delay

Answer

Exempel 1. 3: Behov av buffertminne

Blockfelssannolikhet och bitfelssannolikhet där PB är blockfelssannolikhet, N är antal databitar per block och P är bitfelssannolikhet (Bit Error Rate, BER).

Example 1. 1

Answer

Informationsmängd q N bit kan representera 2 N alternativa värden eller koder. Ex: ASCII-kodens 7 bitar kan representera 27 = 2· 2 · 2 · 2 = 128 tecken. q En kod som kan anta M alternativa värden har informationsmängden Ex: ISO-latinkodens 256 tecken kräver 2 log 256 = 8 bit per tecken.

Växelspänning Periodtid T = t 2 - t 1. Enhet: s. Frekvens f = 1/T. Enhet: 1/s=Hz. T=1/f. Amplitud Û. Enhet: Volt. Fasläge: 0 i ovanstående exempel. Enhet: Grader eller radianer.

PCM = Pulse Code Modulation = Digitalisering av analoga signaler och seriell överföring Sifferexempel från PSTN = publika telefonnätet: 011011010001. . . 1 0 Antivikningsfilter Sampler AD-omvandlare med seriell utsignal DAomvandlare Interpolationsfilter Högtalare Mikrofon 34004000 Hz filter 8000 sampels per sek 8 bit per sampel dvs 64000 bps per tfnsamtal 28 = 256 spänningsnivåer

Samplingsteoremet f < fs/2 q Den högsta frekvens som kan samplas är halva samplingsfrekvensen. q Om man samplar högre frekvens än fs/2 så byter signalen frekvens, dvs det uppstår vikningsdistorsion (aliasing). q För att undvika vikningsdistorsion så har man ett anti-vikningsfilter innan samplingen, som tar bort frekvenser över halva samplingsfrekvensen. q Interpolationsfiltret används vid rekonstruktion av den digitala signalen för att ”gissa” värden mellan samplen. q Ett ideal interpolationsfilter skulle kunna återskapa den samplade signalen perfekt om den uppfyller samplingsteoremet. I verkligheten finns inga ideala filter. q Följdregel: Nyqvist’s sats säger att max datahastighet = 2 B 2 log M, där M är antal nivåer, och B är signalens bandbredd, oftast lika med signalens övre gränsfrekvens.

Frekvenskomponenter i en periodisk signal

Bandbredd = övre gränsfrekvens – undre gränsfrekvens

Sampling och kvantisering

Vikningsdistorsion (aliasin)

Kvantiseringsdistorsion

Att digitalisera bilder Exempel: Rastergrafikrepresentation, dvs. bitmappade bilder. 2 nyanser kräver 1 bit per pixel. Totalt krävs 5 · 5 pixels · 1 bit per pixel = 25 bit per bild.

Exempel: Beräkna informationsmängden. 13 x 15 pixels och 256 färger 206 x 233 pixels och 16 färger 13 x 15 x 8 bit = 1560 bit bitmappad bild 206 x 233 x 4 bit = 192000 bit bitmappad bild 206 x 233 pixels och 256 färger 206 x 233 x 8 bit = 384000 bit bitmappad bild

Att komprimera bilder q Vanliga filformat för stillbilder: (Vårt exempel: 50 kbyte. ) m BMP = Bitmapp. m GIF = Graphical Interchange Format –(Vårt exempel: 28 k. Byte. ) m JPEG = Joint Photographics Expert Group. 8, 3 k. Byte vid 25% distorsion 2, 0 k. Byte vid 95% distorsion