Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Mf0228 3 uf1869 analisi del mercat de productes de comunicacions ii - alumne

Mf0228 3 uf1869

  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Mf0228 3 uf1869 analisi del mercat de productes de comunicacions ii - alumne

  1. 1. Gestió de xarxes de veu i dades UF1869 Anàlisi del mercat de productes de comunicacions El.laborat per Xavier Castejón 2014
  2. 2.  MF0228_3: Disseny de xarxes telemàtiques (200 hores)  UF1869: Anàlisi del mercat de productes de comunicacions (90 hores)  UF1870: Desenvolupament del projecte de la xarxa telemàtica (80 hores)  UF1871: El·laboració de la documentació tècnica (30 hores) Relació d’unitats didàctiques per mòdul formatiu
  3. 3. 1. Introducció a les comunicacions i xarxes de computadores. 2. Principis de transmissió de dades. 3. Medis de transmissió guiats. 4. Medis de transmissió sense fils. Contingut
  4. 4. 5. Control d’enllaç de dades. 6. Protocols. 7. Equips d’interconnexió de xarxa. Contingut
  5. 5. 1. Introducció a les comunicacions i xarxes de computadores. 2. Principis de transmissió de dades. 3. Medis de transmissió guiats. 4. Medis de transmissió sense fils. Contingut
  6. 6. Constitueix el suport físic a través del qual emissor i receptor poden comunicar-se en un sistema de transmissió de dades. Distingim 2 tipus de medis: Guiats. Condueixen les ones a través d’un camp físic (cable) No guiats. Proporcionen un suport perquè les ones es transmetin (aire) Medis de transmissió
  7. 7. Parell trenat Guiats Coaxial Fibra òptica Medis físics Ràdio Microones No guiats Satèl·lit Infrarojos Medis de transmissió
  8. 8. Espectre electromagnètic per a les telecomunicacions
  9. 9. Les principals diferències de rendiment entre els diferents tipus de cables radiquen en: − l'amplada de banda permesa (i conseqüentment en el rendiment màxim de transmissió). −el seu grau d'immunitat contra interferències electromagnètiques i −la relació entre la pèrdua del senyal i la distància recorreguda (atenuació). Medis de transmissió
  10. 10. 1. El parell trenat 2. El cable coaxial 3. La fibra Óptica 4. Catàlegs de medis de transmissió 3. Medis de transmissió guiats.
  11. 11. En l'actualitat existeixen bàsicament 3 tipus de cables factibles de ser utilitzats per al cablejat a l'interior d’edificis o entre edificis: Parell trenat Coaxial Fibra òptica Medis de transmissió
  12. 12.  Característiques constructives  Tipus de cables i categories  Característiques de transmissió  Aplicacions  Avantatges e inconvenients 3.1. El parell trenat
  13. 13. Està compost per quatre parells de fils conductors recoberts de material aïllant retorçats de dos en dos. És actualment el tipus de cable més comú en xarxes d'àrea local. 3.1.1. El parell trenat. Característiques constructives
  14. 14.  Parell trenat no apantallat (UTP –Unshielded Twisted Pair)  Parell trenat apantallat (STP – Shielded Twisted Pair)  Parell trenat amb alumini (FTP – Foiled Twisted Pair) 3.1.2. El parell trenat. Tipus de cables i categories
  15. 15. Amb connectors RJ-45 és el més utilitzat en xarxes d'àrea local a Europa. Les majors avantatges d'aquest tipus de cable són el seu baix cost i la seva facilitat de maneig. 3.1.2. El parell trenat no apantallat (UTP)
  16. 16. 3.1.2. El parell trenat no apantallat (UTP). Els seus majors desavantatges són la seva major taxa d'error respecte a altres tipus de cable, així com les seves limitacions per treballar a distàncies elevades sense regeneració. El més utilitzat és el de 100 Ω de impedància. Es pot trobar de 120 o 150 Ω- fora de norma des 2002 -. Com que és un cable lleuger, flexible i de petit diàmetre (el típic és de 0'52cm) la seva instal·lació és senzilla, tant per a una utilització eficient de canalitzacions i armaris de distribució com per la connexió de rosetes i regletes.
  17. 17. 3.1.2. El parell trenat no apantallat (UTP). Característiques de transmissió
  18. 18. Amb connectors RJ-49 és el més utilitzat en xarxes d'àrea local als EUA. Cada parell es cobreix amb una malla metàl·lica i el conjunt de parells es recobreix amb una làmina blindada. 3.1.2. El parell trenat apantallat (STP). Característiques constructives
  19. 19. L'ús de la malla blindada redueix la taxa d'error, però incrementa el cost de fabricació i el fa menys manejable ja que incrementa el seu pes i disminueix la seva flexibilitat. És recomanable connectar la massa a terra en un dels extrems, per evitar danys als equips. 3.1.2. El parell trenat apantallat (STP). Característiques constructives
  20. 20. És utilitzat generalment en les instal·lacions de processos de dades per la seva capacitat i les seves bones característiques contra les radiacions electromagnètiques, però l'inconvenient és que és un cable robust, car i difícil d'instal·lar. 3.1.2. El parell trenat apantallat (STP). Aplicacions
  21. 21. 3. 1.3. El parell trenat apantallat (STP). Característiques de transmissió
  22. 22. El conjunt de parells es recobreix amb una làmina d'alumini. Aquesta tècnica permet tenir un apantallament millor que UTP amb un petit sobrecost. De nou és recomanable connectar la massa a terra, de manera que s'usen connectors RJ45. 3.1.2. El parell trenat amb alumini(FTP). Característiques constructives
  23. 23. 3.1.2. El parell trenat amb alumini(FTP). Característiques de transmissió
  24. 24. 3.1.2. El parell trenat. Aplicacions
  25. 25. 3.1.2. El parell trenat. Comparativa
  26. 26. 3.1.2. Muntatge parell trenat UTP. RJ-45
  27. 27. 3.1.2. Muntatge parell trenat UTP. RJ-45
  28. 28. Està format per un nucli de coure (anomenat "viu") envoltat d'un material aïllant (dielèctric), el aïllant està cobert per una pantalla de material conductor, que segons el tipus de cable i la seva qualitat pot estar formada per una o dues malles de coure, un paper d'alumini, o tots dos. Aquest material de pantalla està recobert al seu torn per una altra capa de material aïllant. 3.2.1. El cable coaxial. Característiques constructives
  29. 29. 3.2.1. El cable coaxial. Característiques constructives
  30. 30. Per la seva construcció el cable coaxial té una alta immunitat electromagnètica enfront del soroll, poca atenuació del senyal , sent adequat per a grans distàncies i / o capacitats. 3.2.1. El cable coaxial. Característiques constructives
  31. 31. Els connectors utilitzats habitualment pel cable coaxial són els anomenats connectors BNC (de l’anglès bayonet neill-concelman). 3.2.1. El cable coaxial. Característiques constructives
  32. 32. 3.2.2. El cable coaxial. Característiques de transmissió
  33. 33. • De banda base (transmissió digital) − Coaxial gros (RG-100 i RG-150) − Coaxial fi (RG-58/U). Impedancia de 50 Ω, radioaficionats. • De banda ampla (transmissió analògica): RG-59 El cable coaxial més utilitzat en l'actualitat és el de 75 Ω d'impedància, que no és ni més ni menys que el cable coaxial utilitzat per televisió i xarxes de cable (CATV). 3.2.3. El cable coaxial. Tipus de cables
  34. 34. Veure vídeo 3.3.1. La fibra òptica. Història
  35. 35. Esta basada en l'utilització de les ones de llum per transmetre informació binaria. La fibra òptica és un conductor d'ones en forma de filament recobert per una funda òptica o coberta. La fibra interior, anomenada nucli, transporta el feix lluminós al llarg de la seva longitud gràcies a la seva propietat de reflexió total interna (TIR: Total Internal Reflection) i la fibra exterior- amb un índex de refracció menor- actua com 'gàbia' per evitar que aquesta escapi. 3.3.1. La fibra òptica. Característiques constructives
  36. 36. 3.3.1. La fibra òptica. Característiques constructives Substancia Índex de refracció Aire 1.00 Vidre 1.523 Diamant 2.419 Aigua 1.333
  37. 37. 3.3.1. La fibra òptica. Característiques constructives La llum que viatja a través de l’aire es reflexa en la superfície del vidre.
  38. 38. 3.3.1. La fibra òptica. Característiques constructives
  39. 39. Segons modes de propagació:  Monomode: només permet que existeixi un mode. S’aconsegueix reduint el diàmetre de la fibra.  Multimode: hi ha múltiples raigs de llum de la font que es mouen pel nucli amb modes diferents. 3.3.3. La fibra òptica. Tipus
  40. 40. Monomode: S’utilitza en aplicacions de llarga distància (3 km), ja que ofereix més prestacions, tot i que és més car. La font de llum que s’utilitza en aquest tipus de fibra és el làser. 3. 3.3. La fibra òptica. Tipus
  41. 41. Multimode: En la fibra multimode el diàmetre és més gran que en les fibres monomode, així la llum viatja seguint molts camins que depenen de la longitud d’ona, la freqüència i l’angle d’inserció de la llum. La font de llum que s’utilitza habitualment per a aquest tipus de fibra òptica és produïda per díodes LED. 3.3.3. La fibra òptica. Tipus
  42. 42. Hi ha 2 tipus de fibra multimode: - índex discret Aquest tipus de fibres són les més utilitzades en enllaços de distàncies curtes, aproximadament fins a 1.000 metres. S’utilitzen bàsicament en les xarxes locals. 3. 3.3. La fibra òptica. Tipus
  43. 43. Hi ha 2 tipus de fibra multimode: - índex gradual Aquest tipus de fibra no origina tants modes de propagació com el d’índex discret. S’utilitza en enllaços de distàncies fins a 10 km. 3.3.3. La fibra òptica. Tipus
  44. 44. Les fibres s'especifiquen indicant el diàmetre del nucli i el de la coberta. Les fibres multimode típiques són de 50/125μm i 62,5/125μm LAN Les fibres monomode solen ser de 9/125μm WAN Comparació grossor cabell humà uns 50μm 3.3.3. La fibra òptica. Tipus
  45. 45. 3.3.2. La fibra òptica. Característiques de transmissió
  46. 46. 3.3.2. La fibra òptica. Entroncament Hi ha 2 tipus d’entroncament (“empalme”):  Per fusió: Atenuacions imperceptibles de 0,01 a 0,1 dB  Mecànicament: Atenuacions de 0,01 a 1 dB
  47. 47. 3.3.2. La fibra òptica. Interconnexió
  48. 48. 3.3.2. La fibra òptica. Interconnexió
  49. 49.  És molt flexible i té menor pes i volum que els altres medis.  Permet velocitats de transmissió elevades.  Permet trams de més longitud sense necessitat de repetidors.  No l’afecten les interferències electromagnètiques.  Ofereix seguretat i aïllament elèctric.  Ofereix seguretat davant possibles intervencions en la línia.  És més resistent a condicions ambientals desfavorables.  És molt fiable: les fibres no perden llum a causa de la reflexió total. 3.3.4. La fibra òptica. Avantatges
  50. 50.  Té un cost elevat en comparació amb el d’altres medis de comunicació més habituals.  La instal·lació dels connectors és complexa i requereix personal amb formació adequada.  Les fibres són fràgils i la reparació d’un cable trencat o malmès és dificultosa. 3.3.4. La fibra òptica. Desavantatges
  51. 51. Cables submarins
  52. 52. Que es FTTH ?
  53. 53. FTTX Definició Significat FTTN Fibra fins el node Arriba fins el node o ONU (Optical Network Unit), compartit per varis usuaris que accedeixen a través del parell trenat. FTTC Fibra fins la vorera Arriba fins un punt ONU situat en la cantonada de l’abonat i s’accedeix a través de la xarxa de coure. FTTB Fibra fins l’edifici Arriba fins l’edifici on hi ha un punt ONU que subministra el servei. FTTH Fibra fins el propi llar Arriba des del node de servei OLT (Optical Line Terminator) de la central fins el node terminal de l’abonat ONT (Optical Network Terminator) que es troba en la casa.
  54. 54. Esquema bàsic FTTH
  55. 55. Esquema bàsic FTTH
  56. 56.  Ample Banda menor  Repetidor cada 5km  No immune a interferències electromagnètiques ni als efectes corrosius ambientals  Tecnologies més familiar  Interfaces més barates  Tecnologia més barata  Major facilitat d'instal·lació i manteniment  Es menys fràgil  Ample Banda superior Repetidor cada 30km  Immune a interferències electromagnètiques i efectes corrosius ambientals Més flexible i lleugera: o 1000 parells trenats de 1km de longitud: 8000Kg o 2 fibres tenen més capacitat i pesen 100Kg Difícil d’intervenir per escoltes Es unidireccional: o 2 fibres o 2 bandes de freqüència Cable coure vs Fibra òptica
  57. 57. 1. Introducció a les comunicacions i xarxes de computadores. 2. Principis de transmissió de dades. 3. Medis de transmissió guiats. 4. Medis de transmissió sense fils. Contingut
  58. 58. 1. Característiques de la transmissió no guiada 2. Freqüències de transmissió sense fils 3. Antenes 4. Microones terrestres i per satèl·lit 5. Enllaç punt a punt per satèl·lit 6. Multidifusió per satèl·lit 7. Ràdio 8. Infrarojos 9. Comparativa entre medis de transmissió 4. Medis de transmissió sense fils.
  59. 59. Son aquelles transmissions que no es realitzen a traves d’un cable, sinó que es propaguen lliurement a través d’un medi. Els medis de transmissió no guiats principalment utilitzen l’aire i el buit. 4.1. Característiques de la transmissió no guiada
  60. 60. Totes les ones electromagnètiques viatgen pel buit a la velocitat de la llum, independentment de la seva freqüència, és a dir, aproximadament a 300.000 km/s (30 cm/ns); per un cable o per una fibra òptica aquesta velocitat és sensiblement inferior (aproximadament 2/3 d’aquesta velocitat) i en aquests medis és lleugerament dependent de la freqüència. 4.1. Característiques de la transmissió no guiada
  61. 61. 4.2. Freqüències de transmissió sense fils
  62. 62. 4.2. Freqüències de transmissió sense fils
  63. 63. 4.2. Espectre electromagnètic per les telecomunicacions
  64. 64. És un dispositiu amb l'objectiu d'emetre o rebre ones electromagnètiques cap a l'espai lliure. Una antena transmissora transforma voltatges en ones electromagnètiques, i una receptora realitza la funció inversa. 4.3. Antenes
  65. 65. 4.3. Antenes
  66. 66. 4.3. Antenes
  67. 67. 4.4. Microones terrestres
  68. 68. El rang de les microones està inclòs en les bandes de radiofreqüència, concretament en les de:  UHF (ultra-high frequency - freqüència ultra alta) 0,3-3 GHz  SHF (super-high frequency - freqüència super alta) 3-30 GHz  EHF (extremely-high frequency - freqüència extremadament alta) 30-300 GHz 4.4. Microones terrestres i per satèl·lit
  69. 69.  Longitud d’ona molt petita ( 30 cm a 1 mm):  Es absorbida per la pluja  No travessa be els edificis  Ones més direccionals que les de radio.  S’utilitzen antenes parabòliques.  Txor i Rxor es tenen que “veure”.  Quan més altes son les antenes, més distancia poden cobrir.  Amb torres a 100 m d’alçada, els repetidors poden estar espaiats 80Km.  Més barat que la fibra òptica.  No necessita dret de pas. 4.4. Microones terrestres
  70. 70. 4.4.1. Antenes parabòliques Focus primari 60% OFFSET 70% CASSGRAIN
  71. 71. 4.4.1. Antenes parabòliques
  72. 72. 4.4.1. Antenes parabòliques
  73. 73. Tipus particular de transmissions microones en la que les estacions son satèl·lits que estan orbitant la Terra (Satèl.lits geostacionaris (36.000km)). Amplia cobertura. Rang de GHz. 4.4. Microones per satèl·lit
  74. 74. Per a la comunicació s’usen dos bandes de freqüència:  Canal ascendent: des de Terra a satèl·lit  Canal descendent: des de satèl·lit a Terra Els satèl·lits utilitzen transpondedors Un transpondedor reb una senyal microones des de la Terra, la amplifica i la retransmet de regrés a una freqüència diferent. 4.4. Microones per satèl·lit
  75. 75. 4.4. Microones per satèl·lit
  76. 76. 4.4. Microones per satèl·lit
  77. 77. 4.5. Enlllaç punt a punt per satèl.lit
  78. 78. 4.6. Multidifusió per satèl·lit
  79. 79. Les xarxes locals sense fils (WiFi) utilitzen microones per transmetre la informació. Majoritàriament operen a una freqüència de 2,4 GHz. IEEE 802.11b  11 Mbps IEEE 802.11g  54 Mbps 4.6. Microones
  80. 80. 4.6. Microones Protocol Any Freqüència Modulació Velocitat màxima 802.11 1997 2,4- 2,5 GHz DSSS amb PSK FSSS amb FSK 2 Mbps 802.11a 1999 OFDM 54 Mbps 802.11b 1999 2,4- 2,5 GHz DSSS amb PSK 11 Mbps 802.11g 2003 2,4- 2,5 GHz OFDM ó DSSS amb PSK 54 Mbps 802.11n 2008 2,4 GHz ó 5 GHz 540 Mbps
  81. 81. 4.6. Microones
  82. 82. 4.6. Microones Solapament WiFi
  83. 83. 4.6. Microones
  84. 84. 4.6. Microones DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) És una tècnica de codificació que utilitza un codi de pseudosoroll per "modular" digitalment una portadora, de manera que augmenti l'ample de banda de la transmissió i redueixi la densitat de potència espectral (és a dir, el nivell de potència en qualsevol freqüència donada ). El senyal resultant té un espectre molt semblant al del soroll, de manera que a tots els radioreceptors els semblarà soroll menys a qui va dirigit el senyal.
  85. 85. 4.6. Microones DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
  86. 86. 4.6. Microones DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
  87. 87. 4.6. Microones OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) És una multiplexació que consisteix en enviar un conjunt d’ones portadores de diferents freqüències, on cadascuna transporta informació, la qual es modulada en QAM o en PSK.
  88. 88. 4.6. Microones OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)
  89. 89. 4.6. Microones
  90. 90. 4.6. Microones
  91. 91. És una especificació industrial per a Xarxes Sense Fils d'Àrea Personal (WPAN) que possibilita la transmissió de veu i dades entre diferents dispositius mitjançant un enllaç per radiofreqüència en la banda dels 2,4 GHz. Els principals objectius que es pretenen aconseguir amb aquesta norma són: • Facilitar les comunicacions entre equips mòbils. • Eliminar els cables i connectors entre aquests. • Oferir la possibilitat de crear petites xarxes sense fils i facilitar la sincronització de dades entre equips personals. 4.6. Microones
  92. 92. 4.6. Microones
  93. 93. Els senyals de ràdio són omnidireccionals (no necessària alineació). Un emissor i un o diversos receptors. Bandes de freqüència: LF, MF, HF i VHF Propietats: • Fàcils de generar. • Poden viatjar llargues distàncies. • Travessen parets d'edificis sense problemes. • Són absorbides per la pluja. • Subjectes a interferència per motors i altres equips elèctrics. 4.7. Ràdio
  94. 94. L’interval de freqüències de 30 MHz a 1 GHz (VHF, UHF) és per a aplicacions omnidireccionals i s’anomena ones de ràdio. La diferència més apreciable entre les microones i les ones de ràdio és que aquestes són omnidireccionals, mentre que les microones són molt més direccionals. Per tant, les ones de ràdio no necessiten antenes parabòliques ni cal que estiguin alineades. 4.7. Ràdio
  95. 95. 4.7. Ràdio
  96. 96. Les seves propietats depenen de la freqüència: • A baixes freqüències creuen bé els obstacles, però la potència baixa dràsticament amb la distància. • A altes freqüències tendeixen a viatjar en línia recta i rebotar en obstacles. • Depenent de la freqüència tenen 5 formes de propagar: superficial, troposfèrica, ionosfèrica, línia de visió i espacial. 4.7. Ràdio
  97. 97. 4.7. Ràdio
  98. 98. 4.7. Ràdio
  99. 99.  Transmissor i receptor han d'estar alineats.  No poden travessar parets.  No necessita permisos o llicències d'ús.  És de curt abast. 4.8. Infrarojos
  100. 100. És significativa la diferència entre els infrarojos i les microones, els infrarojos no travessen objectes opacs, per tant queden tancats dins el recinte on es produeixen, a més, a potències normals, la distància de propagació és molt curta (uns metres). 4.8. Infrarojos
  101. 101. 4.9. Comparativa entre medis de transmissió Medi Velocitat màxima de transmissió Distancia entre repetidors Parell trenat Coaxial Fibra óptica Ones de ràdio Microones Infrarojos
  102. 102. 5. Control d’enllaç de dades. 6. Protocols. 7. Equips d’interconnexió de xarxa. Contingut
  103. 103. 1. Funcions del control d’enllaç de dades 2. Tipus de protocols 3. Mètodes de control de línia 4. Tractament d’errors 5. Control de flux 6. Tecnologies Ethernet 7. Codificació Ethernet 5. Control d’enllaç de dades.
  104. 104. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades La funció de la capa d'enllaç de dades és preparar els paquets de la capa de xarxa per ser transmesos i controlar l'accés als mitjans físics.
  105. 105. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades La capa d'enllaç de dades realitza les següents funcions: - agrupa els dígits o caràcters rebuts per nivell físic en blocs d’informació, anomenades trames. - detectar i solucionar errors generats en el canal de transmissió. - evitar saturació del receptor, es a dir, permetre el temps de procés necessari per no perdre cap trama. - identificar uns equips d’altres a través de l’adreçament.
  106. 106. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades
  107. 107. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades
  108. 108. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades Control d’enllaç lògic (LLC - Logical Link Layer) Col.loca informació en la trama que identifica quin protocol de capa de xarxa està sent utilitzat per la trama. Aquesta informació permet que diversos protocols de la Capa 3, com ara IPv4 i IPv6, utilitzin la mateixa interfície de xarxa i els mateixos mitjans. Aquesta subcapa s’encarrega del control d’errors, el control de flux i com s’encapsula la informació.
  109. 109. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades Control d’enllaç lògic (LLC – Logical Link Layer) IEEE crea la subcapa LLC per a permetre que part de la capa d’enllaç de dades funcioni d’una manera independent de les tecnologies existents. Defineix camps en les trames que permeten a varis protocols de la capa superior compartir un únic enllaç de dades físic.
  110. 110. 5.1. Funcions del control d’enllaç de dades Control d'accés al medi (MAC – Medium Access Control) Proporciona a la capa d’enllaç de dades el direccionament i la delimitació de dades d’acord amb els requisits de senyalització física del medi i al tipus de protocol de capa d’enllaç de dades en ús. Aquesta capa defineix el mode en què es transmeten les trames pel medi físic.
  111. 111. Similituds en capes 1 i capes 2 IEEE 802.3 és, actualment, la implementació Ethernet més freqüent.
  112. 112. Hardware Ethernet: NIC o targeta de xarxa 5.1.1. Adreçament MAC Permet que un ordinador accedeixi a una xarxa local. Cada targeta te una única adreça MAC que la identifica en la xarxa. Un ordinador connectat a una xarxa s’anomena node.
  113. 113. Hardware Ethernet: NIC o targeta de xarxa 5.1.1. Adreçament MAC L’adreça MAC o adreça física (media access control) es un identificador de 48 bits (6 blocs hexadecimals) que corresponen de forma única a una targeta de xarxa. Es única per a cada dispositiu. Està determinada i configurada per :  el fabricant (els primers 24 bits) utilitzant el organizationally unique identifier. el IEEE (els últims 24 bits). http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/oui.txt
  114. 114. Hardware Ethernet: NIC o targeta de xarxa 5.1.1. Adreçament MAC
  115. 115. Decimal, binari i hexadecimal 5.1.1. Adreçament MAC
  116. 116. 5.1.2. Ethernet L’any 1973, fou en Robert Metcalfe qui, durant la seva feina en el disseny de l’oficina del futur en el centre de recerca Xerox PARC (Xerox Palo Alto Research Center), va elaborar l’estàndard Ethernet. De fet, l’estudi de l’oficina considerava la presència de diferents ordinadors que compartirien arxius i impressores.
  117. 117. 5.1.2. Ethernet El consorci format per les empreses Digital Equipment Company, Intel i Xerox (DIX) van presentar la norma Ethernet com un estàndard obert i va dissenyar la primera xarxa d’àrea local a partir d’aquesta tecnologia. El reconeixement a escala mundial de la norma Ethernet va arribar l’any 1985 quan l’Institut d’Enginyers Elèctrics i Electrònics (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers) va publicar i estandarditzar la norma.
  118. 118. 5.1.2. Trames Ethernet L’acció d’embolcallar la informació en forma de trames es produeix en la capa 2 del model de referència OSI. Format d’una trama
  119. 119. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Format d’una trama Ethernet IEEE 802.3
  120. 120. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Adreçes de destinació
  121. 121. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Adreçes de destinació: Unicast
  122. 122. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Adreçes de destinació: Broadcast
  123. 123. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Adreçes de destinació: Multicast
  124. 124. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Longitud/tipus En cas que el valor inserit sigui més petit que el valor decimal 1536, el valor fa referència a la longitud. En cas contrari, el valor especifica el protocol de la capa superior que rep les dades un cop que s’hagi completat el processament Ethernet. Ether Type Protocol 0800 Datagrama IP 0806 ARP 8053 RARP 8137 Netware IPX
  125. 125. 5.1.3. Trames Ethernet IEEE 802.3 Dades i farcit Aquest camp pot esdevenir de qualsevol longitud que no provoqui que la trama excedeixi la seva grandària màxima. De fet, la unitat màxima de transmissió (MTU, maximum transmission unit) per l’Ethernet és de 1.500 octets. De fet, en cas de necessitat, s’acostuma a aplicar la tècnica del farcit de bits (bit stuffing) quan no hi ha prou dades de l’usuari perquè la trama assoleixi la seva longitud màxima.
  126. 126. 5.2. Tipus de protocols El control d’accés al medi (MAC, media access control) fa referència als protocols que decideixen a quin ordinador es permet transmetre dades. Hi ha dues categories existents:  protocols deterministes (per torns) i  protocols no deterministes (a grans trets, “el primer que arriba esdevé el primer a ser servit”).
  127. 127. 5.2.1 Protocol determinista Utilitza una modalitat basada en la creació de torns. Un exemple d’aquests torns es fonamenta en la transmissió de testimonis (tokens). La tècnica de la transmissió de testimonis es fonamenta en un costum propi de les tribus d’indis nadius americans que, durant les seves reunions, es passaven el testimoni o “bastó que parla”. De fet, aquell que tenia a les mans el “bastó” era escoltat per tothom fins que finalitzava el seu parlament, moment en què el testimoni es passava a una altra persona.
  128. 128. 5.2.1 Protocol determinista (Token Ring)
  129. 129. 5.2.2. Protocol no determinista En un entorn de medis compartits, tots els dispositius tenen accés garantit al medi, però no tenen cap prioritat en aquest medi. Si més d’un dispositiu realitza una transmissió simultàniament, els senyals físics colisionen i la xarxa deu recuperar-se per a que pugui continuar la comunicació.
  130. 130. - Aloha pur - Aloha segmentat - CSMA (“escoltar abans de parlar”) - CSMA/CD (“si hi ha algú més que també parla al mateix temps, deixa de parlar”) - CSMA/CA (“evitar les col·lisions”) 5.3. Mètodes de control de línia
  131. 131. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) En el mètode d’accés múltiple amb detecció de portadora i detecció de col·lisions (CSMA/CD), els dispositius de la xarxa treballen “escoltant abans de transmetre” (CS, carrier sense).
  132. 132. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Quan un dispositiu vol enviar dades, en primer lloc comprova si el medi està ocupat. En cas que estigui lliure, el dispositiu comença a transmetre les dades, tot i que mentrestant el dispositiu continua escoltant per confirmar que cap altra estació també estigui transmetent dades. En cas que es doni aquesta situació, es podria produir una col·lisió. En cas contrari, el dispositiu finalitza la transmissió i torna a la modalitat d’oient.
  133. 133. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)
  134. 134. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Temps de bit A 10 Mbps, un bit en la capa MAC requereix de 100 nanosegons (ns) per a ser transmès. A 100 Mbps, aquest mateix bit requereix de 10 ns per a ser transmès. A 1000 Mbps, només es requereix 1 ns per a transmetre un bit. Molt sovint, s’utilitza una estimació aproximada de 20,3 centímetres per nanosegon per a calcular el retard de propagació en un cable UTP.
  135. 135. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Interval de temps Garantitza que si està per produir-se una col·lisió, es detectarà dintre dels primers 512 bits (4096 per a Gigabit Ethernet) de la transmissió de la trama. Això simplifica el maneig de les retransmissions de trames posteriors a una col·lisió.
  136. 136. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Espai entre trames Els estàndards d’Ethernet requereixen un espai mínim entre dos trames que no hagin sofert una col·lisió.
  137. 137. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Senyal de congestió o embotellament Tan aviat com es detecta una col·lisió, els dispositius transmissors envien un senyal de congestió de 32 bits. Això garantitza que tots els dispositius de la LAN detectaran la col·lisió. Els missatges corromputs, transmesos de forma parcial, generalment es coneixen com fragments de col·lisió o runts. Les col·lisions normals tenen menys de 64 octets de longitud.
  138. 138. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Senyal de congestió o embotellament
  139. 139. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Temporalització de postergació Una vegada produïda la col·lisió i que tots els dispositius permeten que el cable quedi inactiu (cadascun espera que es compleixi l’espai complet entre trames).
  140. 140. 5.3.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Temporalització de postergació Els dispositius quines transmissions van sofrir la col·lisió deuen esperar un període addicional, i cada vegada potencialment major, abans d’intentar la retransmissió de la trama que sofrir la col·lisió. El període d’espera està intencionalment dissenyat per a que sigui aleatori de mode que dos estacions no demoren la mateixa quantitat de temps abans d’efectuar la retransmissió, el que causaria col·lisions addicionals.
  141. 141. 5.3.2. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) Accés múltiple amb escolta de portadora i evasió de col·lisions. Es el protocol utilitzat en IEEE 802.11 (Wireless Ethernet). No implementa el mecanisme de detecció de col·lisió, perquè la capacitat de detectar col·lisions requereix la capacitat d’enviar i rebre al mateix temps.
  142. 142. 5.3.2. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) A causa de les dificultats per a detectar les col·lisions en un entorn sense fils, els enginyers d’IEEE 802.11 desenvoluparen aquest accés al medi amb la idea de prevenir les col·lisions, en lloc de detectar i recuperar les col·lisions.
  143. 143. 5.3.2. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) DIFS (Distributed inter frame space) SIFS (Short inter frame spacing)
  144. 144. 5.3.2. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) Millora: permetre l’emissor reservar el canal per a evitar col·lisions en trames molt llargues. Petita trama de control RTS (Request to Send) i CTS (Clear to Send)per a reservar l’accès al canal
  145. 145. 5.3.2. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) La gran majoria de targetes comercials només implementen DCF, i no implementen el mode opcional PCF
  146. 146. 5.3.2. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) Format d’una trama Ethernet IEEE 802.11
  147. 147. 5.4. Tractament d’errors L’estructura del codis varia segons el tipus d’error que ha detectar o corregir. Classificació dels codis de transmissió de dades:
  148. 148. 5.4. Tractament d’errors Hamming La distancia de Hamming entre dues paraules codi es defineix com el nombre de bits diferents que hi ha entre aquestes paraules. 1011101 i 1001001 es 2 100100101 i 00010001 es 2
  149. 149. 5.4. Tractament d’errors Hamming La distancia mínima d’un codi o distancia Hamming d’un codi es defineix com la menor distancia que hi ha entre dues paraules vàlides qualsevol del codi. 1011101 i 1001001 es 2 100100101 i 00010001 es 6
  150. 150. 5.4. Tractament d’errors 7 bits de dades Byte amb bit de paritat parell imparell 0000000 00000000 00000001 1010001 10100011 10100010 1101001 11010010 11010011 1111111 11111111 11111110 Paritat simple
  151. 151. 5.4. Tractament d’errors Paritat simple Es incapaç detectar un nombre parell d’errors i tampoc no permet determinar la posició del bit erroni. Combinació arbitrària de bits sigui acceptada com a paraula vàlida només se’n detectaran la meitat. Probabilitat d’errors no detectats en una tram per una paritat simple és molt alta ( es pot aproximar al 50%)
  152. 152. 5.4. Tractament d’errors Paritat bidimensional
  153. 153. 5.4. Tractament d’errors Paritat bidimensional No es detectaran les combinacions de bits erronis que tinguin un nombre parell d’errors en totes les files i columnes simultàniament. És molt menys habitual que l’anterior a causa de la gran ocupació del canal, en el cas de blocs 8x8 representa una redundància del 22,2%.
  154. 154. 5.4. Tractament d’errors Les comprovacions de paritat s’utilitzen molt poc en la pràctica. Estan orientades a caràcter. Per a transmissions orientades a bit no són útils, perquè les tires de bits en què es podria aplicar la paritat són molt més llargues i perdrien efectivitat. Les comprovacions de redundància cíclica són utilitzades en la capa d’enllaç en les xarxes d’àrea local.
  155. 155. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Els codis CRC són coneguts com a codis polinòmics, els coeficients dels quals són els valors 0 i 1 a la cadena de bits x5 + x3 + x2 + x0 = (101101) Es basen en el càlcul d’un nombre binari (CRC), resultat d’una operació matemàtica.
  156. 156. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Algorisme CRC:  S’afegeixen r bits "0" a la dreta de les dades (s’afegeixen tants zeros com grau tingui el polinomi generador).  Es divideix el polinomi obtingut pel polinomi generador. La divisió es realitza en mòdul 2, que es igual que la divisió binaria (equival a XOR – OR exclusiva).
  157. 157. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Taula XOR A B A XOR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
  158. 158. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Algorisme CRC:  Després s’afegeix la resta de la divisió a la dreta del missatge original.  L'elecció del polinomi generador és essencial si volem detectar la majoria dels errors que es produeixin. x16 + x12 + x5 + 1
  159. 159. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Polinomis generadors més comuns: CRC-12: x12 + x11 + x3 + x2 + x + 1 CRC-16: x16 + x12 + x5 + 1 CRC-32 : x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1
  160. 160. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Dades = (111100101)2 Generador = (101101)2 G(x) = x5 + x3 + x2 + x0
  161. 161. 5.4. Tractament d’errors CRC (Codis de Redundància Cíclica) Es transmeteix la dada = (111100101 + 01010 )2 = (11110010101010 )2
  162. 162. 5.5. Control de flux L’objectiu del control de flux és l’adaptació de la velocitat de transmissió eficaç entre el transmissor i el receptor, de manera que sempre hi hagi recursos disponibles i no hi hagi pèrdua d’informació. Es una tècnica per a que l’emissor no sobrecarregui al receptor l’enviar-li més trames de les que pot processar.
  163. 163. 5.5. Control de flux El receptor estableix una memòria intermitja o buffer, en què va acumulant les trames rebudes per l’enllaç, ja que necessita un cert temps per a processar-les ( per a comprovar errors, desencapsular trames, enviar al nivell superior, etc). Un protocol de la capa d’enllaç amb control del flux evita que el node emissor saturi la memòria intermitja del node receptor i es perdi informació.
  164. 164. 5.5. Control de flux Diferents mecanismes de control de flux:  STOP & WAIT (Parada i espera)  Finestra lliscant
  165. 165. 5.5. Control de flux STOP & WAIT (Parada i espera)
  166. 166. 5.5. Control de flux STOP & WAIT (Parada i espera)
  167. 167. 5.5. Control de flux STOP & WAIT (Parada i espera)
  168. 168. 5.5. Control de flux Finestra lliscant( Sliding window) L’emissor envia trames abans de rebre una confirmació. La finestra lliscant té una mida fixa (1..n) Es poden enviar fins n trames abans d’una confirmació (ACK)
  169. 169. 5.5. Control de flux Finestra lliscant( Sliding window)
  170. 170. 5.5. Control de flux Finestra lliscant( Sliding window) Finestra emissor:  s’emmagatzemen en un buffer els blocs enviats (consecutivament) i no validats.  Mida del buffer >= Finestra Finestra receptor: s’emmagatzemen les dades en cas de que no arribin en ordre. Indica que blocs seran acceptats si es reben. Es poden enviar fins n trames abans d’una confirmació (ACK)
  171. 171. 5.5. Control de flux Finestra lliscant( Sliding window)
  172. 172. 5.6. Tecnologies Ethernet El comitè IEEE ha definit diferents configuracions físiques alternatives i ha proporcionat una gran varietat d’opcions. La nomenclatura d’Ethernet utilitzada és X Base Y X és la velocitat de transmissió en Mbps Base és la codificació en banda base Y pot tenir diversos significats
  173. 173. 5.6. Tecnologies Ethernet X Base Y X és la velocitat de transmissió en Mbps Base és la codificació en banda base Y pot tenir diversos significats:  Si es un número fa referència a la distancia màxima del segment en centenars de metres. Tipus de medi de transmissió : Tparell trenat Ffibra òptica S fibra multimode Lfibra monomode Potser alguna característica : 4utilitza els quatre parells trenats Xduplex
  174. 174. 5.6. Tecnologies Ethernet
  175. 175. 5.6. Tecnologies Ethernet Nom comercial Denominació Cable Parells UTP Duplex Connector Distancia segment Ethernet 10 BASE 5 10 BASE 2 10 BASE T Fast Ethernet 100 BASE- T 100 BASE- TX 100 BASE- T4 100 BASE - FX
  176. 176. 5.6. Tecnologies Ethernet Nom comercial Denominació Cable Parells UTP Duplex Connector Distancia segment Gigabit Ethernet 1000 BASE CX 1000 BASE T 1000 BASE SX 1000 BASE LX 10 Gigabit Ethernet 10 GBASE- T 10G BASE- CX4 10 GBASE - LR
  177. 177. 5.6. Tecnologies Ethernet Autonegociació Els nodes Ethernet que estan connectats mitjançant un cable de parell trenat negocien la seva velocitat i modalitat de transmissió abans de l’establiment de l’enllaç. Aquest procés s’anomena autonegociació i es fa mitjançant el que es coneix com a polsos d’enllaç.
  178. 178. 5.6. Tecnologies Ethernet Autonegociació Normal Link Pulses(NLP) en 10 BASE T Consisteixen en un pols unipolar positiu amb una durada de 100ns a un interval de 16ms amb una finestra de ±8ms.
  179. 179. 5.6. Tecnologies Ethernet Autonegociació FLP (Fast Link Premi) en 100 Mbps Consisteix en una sèrie de 33 polsos. Cada enviament de 33 polsos té una durada de 2ms en total i segueix els mateixos intervals de transmissió de 16ms ± 8 ms. Els polsos individuals són de 125μs amb 62,5 μs ± 7μs entre polsos.

×