Datakommunikasjon sven åge eriksen fagskolen telemark non return to zero Manchester AMI

1. Sven Åge Eriksen, sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark
Kap 5
ELEKTRONISK
KOMMUNIKASJON
2017.05.03
v.03

2. KAPITTEL5
DATA-
KOMMUNIKASJON

3. Hovedinnhold i kapittel 5:.
Innledning: Grunnleggende begreper
Transmisjonsmetoder:
Serie, parallell, asynkron, synkron, simpleks, halv dupleks og
full dupleks
Grensesnittstandarder:
RS-232, nullmodem, RS-442 og RS-423
Multipleksing: FDM / TDM: Frekvens- og tidsdelt multipleksing
Datasikkerhet:
Paritetssjekk, CRC, Hammingkoden, brannvegger, autentisiering,
aksesskontroll, sporbarhet, kryptering og dekryptering, virus og hakkere.

4. Eksempel på spørsmål på test:.
Hva heter sender, kanal og mottaker på engelsk?
Hva er forskjellen mellom serieoverføring og
parallelloverføring?
Hva er forskjellen mellom asynkron og synkron overføring?
Forklar uttrykkene simpleks, halv dupleks og full dupleks der
du også gir eksempler
Redegjør for grensesnittet RS-232
Redegjør for de 2 hovedteknikkene ved multipleksing
Hva er paritetssjekk og CRC?
Er det lurt å kjøre .EXE –programmer fra kjente og ukjente?

5. Pensum i elektronisk kommunikasjon:

6. Emne 4, 20 FP:
ELEKTROTEKNIKK AC, 2.KL
MÅLETEKNIKK, 2.KL
ELEKTROTEKNIKK DC, 1.KL
MULTISIM, 1.KL
(AUTOCAD, 1.KL

7. Emne 5, 10 FP:
Digitalteknikk, 2.KL
Analog elektronikk, 2.KL
ELEKTRONISK
kommunikasjon, 2.KL

8. Elektronisk kommunikasjon
Hvordan "snakker" datamaskiner
med hverandre.
Lærebok:
Datakommunikasjon, Hans Wold
ISBN 82-05-27468-1

14. Når det gjelder buss systemer, så er det vanlig å se på litt PROFIBUS
eller EIB (KNX).
Kan også ta med DALI og Enocean
Ellers brukes det en del tid på Ethernet og Token Ring på fiber,
trådløst, TP og Koax.
Bluetooth er aktuelt som kommunikasjons protokoll.
Ikke dumt å ta med dette, men husk at det er begrenset med tid.
Wireless HART er meget aktuelt, så om du får til noe bra der, så er
det gull.
Selv har jeg ikke fokusert særlig på den trådløse delen.

15. Lønner seg med å starte med:
- Topologier som ring, buss og stjerne.
- Grunnleggende OSI-modell.
- Master – slave prinsippet.
- Seriell vs parallell kommunikasjon.
- Asynkron vs synkron overføring.
- Hva er en protokoll.
- Handshaking.
- Feilsjekkingsmetoder som paritet og CRC.

16. Lønner seg med å fortsette med:
- Modulasjoner av digitale signaler (Amplitude, Frekvens og
Phase Shift Keying, FSK, dvs skifte mellom 2 frekvenser)
- Linjekoder
- (NRZ, AMI, Manchester og Differensial Manchester)
- Kabler: Coax, TP og fiber.
- Lag 2 is OSI modell. LLC og MAC-delene.
- Ethernet og CSMA/CD
- Token Ring
- Vanlige industri systemer: EIB (KNX), PROFIBUS, HART etc…
(Her passer det seg å få inn trådløs HART)

20. Enveis datakommunikasjon
Toveis datakommunikasjon
Sender – transmitter
Kanal – channel
Mottaker - receiver

21. DTE – data terminal equipment
DCE – data circuit equipment

22. Protokoll er en felles betegnelse for maskin- og
programvareregler og prosedyrer som skal avdekke feil
i overføringen.
Prosedyren kan være så enkel som å legge en ekstra bit
til hvert tegn eller den kan være så komplisert at en
bruker datakommunikasjonssystemene over satellitt.
Satellitt systemene sender ekstra informasjon slik at
mottakeren kan avsløre feil i overføringen og eventuelt
rette feilene.

24. Serie og parallell
Asynkron og synkron
Simpleks,
halv dupleks og full dupleks

25. Serie- og
parallelloverføring

26. Transmisjonsmetodene definerer på hvilken måte
bitstrømmen går fra en utstyrsenhet til en annen.
De definerer også om overføringen av informasjon skal
gå begge veier samtidig
eller om enhetene må veksle mellom sending og
mottaking.

27. Hva er forskjellen mellom serieoverføring og parallelloverføring?
Ved parallell overføring av informasjon blir alle bitene i en
bitgruppe overført samtidig.
Hver bit har sin egen leder. Lederne er vanligvis samlet i en
flatkabel:

28. Parallell dataoverføring er samtidig overføring av
mange databiter på hver sin signaltråd i en kabel
eller i hver sin bane i en databuss, i motsetning til
seriell overføring, der man tar en bit om gangen.
Hensikten er å overføre data raskere.
Inne i en PC overføres data stort sett parallelt, det vil
si 8, 16, 32 eller 64 biter om gangen.

30. Parallell overføring er mest vanlig når avstanden er kort.
Vi regner med sikker overføring opp til 10 m.
Ved lange ledninger kan signalene komme til forskjellig tid.

31. Eksempel på parallelloverføring er inne i datamaskinen
mellom CPU, minnemoduler og kontrollere:

32. Serieoverføring!
RS-232

33. RS-232 standarden spesifiserer reglene for hvordan data
skal flyttes over kontaktflaten mellom DTE og DCE og
dermed spesifiserer den også hvordan data skal
transporteres fra punkt A til punkt B.

34. RS-232 standarden bruker en seriell overføring og
med det mener vi at hver enkelt databit beveger
seg over grensesnittet en og en om gangen i en
rekke:

37. STANDARDER: EKSEMPEL RS-232 FRA IEA
RS-232 er i telekommunikasjonen en standard for seriell
sammenkopling mellom en dataterminal (DTE) og
datakretsløpsterminerende utstyr (DCE; for eksempel et modem).
Standarden er ofte brukt i seriellporter på PC-er.
En lignende ITU-T standard er V.24. RS er en forkortelse for
«Recommended Standard» (anbefalt standard).

38. STANDARDER: EKSEMPEL RS-232 FRA IEA

39. STANDARDER: EKSEMPEL RS-232 FRA IEA

40. STANDARDER: EKSEMPEL RS-232 FRA IEA

41. STANDARDER: EKSEMPEL RS-232 FRA IEA

42. Universal Serial Bus (USB) (universell seriebuss) er en seriell databuss for å
koble enheter til en datamaskin. Det er en industristandard som ble lansert i januar
1996, og som definerer kabler, kontakter, kommunikasjonsprotokoller og
strømforsyning mellom datamaskiner og elektronisk utstyr.
USB ble lansert for å standardisere forbindelsen mellom datamaskiner og
periferiutstyr, og har effektivt erstattet en mengde tidligere slike grensesnitt,
deriblant serielle porter, parallellporter, såvel som separate batteriladere. USB
benyttes idag på tastatur, datamus, skrivere, digitalkameraer, portable
mediaspillere, eksterne lagringsenheter (minnepinner og harddisker),
nettverkskort, smarttelefoner, personlige digitale assistenter, spillkonsoller og
mange andre utstyrstyper.

43. Asynkron og
synkron overføring
Synkronisering betyr at sender og
mottager synkroniserer seg slik at
databitene tas imot riktig, dvs at
for eksempel databit 0 blir tatt
imot som databit 0, og databit 1
som databit 1 osv..

44. Asynkron overføring: Overføring av digitale signaler
mellom en sender og en mottager som ikke har en
felles klokkereferanse.
Ved asynkron dataoverføring sendes tegn eller
meldinger enkeltvis og med ujevne tidsmellomrom.

45. Asynkron overføring: For at mottageren skal
registrere når de enkelte tegnene eller meldingene
begynner og slutter, må det sendes et startsignal like
foran og et stoppsignal eller et opphold av en viss
minimum varighet like etter hvert tegn eller melding.
Overføringsmetoden kalles derfor ofte start/stopp
overføring.

46. Asynkron Her foregår synkroniseringen for hver byte. Det
sendes en startbit før databitene sendes.
En forbindelse hvor det ikke går data, er på logisk 1.
Startbiten er logisk 0, og det er den som mottageren
synkroniserer seg på.
Det gjøres ved at mottageren punktprøver det mottatte
signal med en høyere (16x eller 64x) frekvens enn dataene.
Med en gang det oppdages en logisk 0, starter mottageren.

47. En ny punktprøve blir tatt en halv bitlengde senere, slik at
midten i startbiten blir prøvet.
Hvis det (fortsatt) er logisk 0, er mottageren sikker på at det
er startbiten.
De kommende 7 eller 8 bit blir punktprøvet mitt i biten, og
plassert i riktig bitposisjon i mottageren (USART).
Når siste bit er lest, forventer mottageren en (eller 2)
stoppbit, som er logisk 1.
Når stoppbiten er mottatt, begynner mottageren å lete
etter neste startbit, slik at den kan synkronisere seg på den
neste byten.

49. Ved synkron dataoverføring foregår synkroniseringen i
starten av hver blokk.
Når synkronisering først er oppnådd, er det ingen
synkronisering igjen før neste blokk.
Det er da viktig at senderklokka og mottagerklokka er eksakt
like, derfor overføres senderklokka i sammen med dataene.

50. Det gjøres ved å kode inn klokkesignalet i datastrømmen.
På mottagersiden blir dette klokkesignalet dekodet ut av
datastrømmen og brukes til å klokke inn dataene.
På den måten blir mottagerklokka og senderklokka eksakt
like.

51. Synkroniseringen kan foregå på to måter.
-Det ene måten er bytesynkronisering:
Da er det en bestemt byte, synkroniseringsbyte, som er lagret
i mottageren.
I starten av blokka er det en slik synkroniseringsbyte.
Mottageren sjekker det mottatte bitmønsteret med denne
byten for hver bit mottatt.
Da bitmønsteret er likt, er synkronisering oppnådd.

52. Hvis denne synkbyten er en del av dataene, setter senderen
inn en ekstra byte, som betyr at etterfølgende byte ikke er
synkroniseringsbyte, men en databyte.
Denne ekstra byten blir tatt ut på mottagersiden.

53. - Den andre måte en bitsynkronisering:
Der ser mottageren etter et bestemt bitmønster.
Når det har kommet 6 enere, etter en nuller, og det deretter
kommer en nuller, er synkronisering oppnådd.
Hvis det samme synkroniseringsmønsteret kommer som en
del av dataene, vil senderen sette inn en ekstra 0 i
datastrømmen, slik at det ikke kommer 6 1’ere etter
hverandre i dataene.
Denne ekstra 0’er blir tatt ut igjen ved mottageren

54. Synkron overføring:

61. Simpleks,
halv dupleks og full dupleks

62. Simpleks, halv dupleks og full dupleks:

66. Multipleksing:
Frekvens- og tidsdelt
multipleksing