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© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik Institut für Kommunikationstechnik www.ikt.uni-hannover.de Protokolle der OSI-Schicht 1 Physical Layer (Übung) Kapitel 6.2 Netze und Protokolle Dipl.-Wirtsch.-Ing. Henrik Schumacher

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Institut für Kommunikationstechnikwww.ikt.uni-hannover.de

Protokolle der OSI-Schicht 1Physical Layer (Übung)

Kapitel 6.2

Netze und ProtokolleDipl.-Wirtsch.-Ing. Henrik Schumacher

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Funktionen Physical Layer (1)

Welche Aufgabe hat die Bitübertragungsschicht (Physical Layer) ?

Übertragungsmedium z.B. Kupferkabel

1 1

... ...

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Funktionen Physical Layer (2)

Übertragung von rohen Bits über einen Kommunikationskanal

welche Spannung entspricht einer 1 bzw. einer 0?wie lange dauert ein Bit (Zeit)?Bitsynchronisation, Multiplexingin welche Richtungen ist eine Übertragung möglich (simplex, halbduplex, duplex)?wie kommt die erste Verbindung zustande?wie wird eine Verbindung beendet, ausgelöst?wie sehen die physikalischen Stecker aus?welche Signale sind auf welchem Pin?

Schicht 1 behandelt hauptsächlich mechanische, elektrische und prozedurale Aspekte (physikalische Übertragung von Informationen)

Die Bitübertragungsschicht betrifft die Übertragung von rohen Bits über einen Kommunikationskanal. Ein Bit, das eine Seite mit der Wertigkeit 1 schickt, muss an der anderen Seite auch als Bit mit der Wertigkeit 1 empfangen werden und nicht als Bit mit der Wertigkeit 0. Typische Fragen, die hierbei auftauschen, sind: Wie viel Mikrosekunden soll ein Bit dauern, Soll die Übertragung in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen, wie kommt die erste Verbindung zustande, und wie wird sie gelöst, wenn beide Seiten fertig sind, wie viele Pins hat ein Netzanschluss, und wofür werden diese verwendet? Die Fragen der Entwicklung betreffen hier weitgehend mechanische, elektrische und prozedurale Schnittstellen und das physikalische Übertragungsmedium, das sich unterhalb der Bitübertragungsschicht befindet.Quelle: Computernetzwerke, S.Tanenbaum

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Funktionen Physical Layer (3)

Wovon hängt die physikalische „Darstellung“ der Bits in der Bitübertragungsschicht ab, d.h. wie wird ein Bit übertragen?

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Funktionen Physical Layer (3)

ÜbertragungsmediumSingle Wire, Unshielded Twisted Pair (UTP), Shielded Twisted Pair (STP), Glasfaser, Funk

Beispiel elektrischer Zugriff:No Return to Zero (NRZ)

keine Zeitsynchronisation bei Folge gleicher Bits (Abhilfe Bit Stuffing)

Return to Zero (RZ)doppelte Bandbreite, keine Synchronisation bei „0“ Folgen

Manchester Codierungdoppelte Bandbreite

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Funktionen Physical Layer (4)

Zugriff der oberen Schicht (Sicherungsschicht, Link-Layer)

Einzelzugriff, Mehrfachzugriff auf das Medium muss der Sicherungsschicht ermöglicht werden

MultiplexverfahrenTime Devision Multiple Access (TDMA)Frequency Devision Multiple Access (FDMA)Code Devision Multiple Access (CDMA)Ping-PongZeitrahmen mit Kanälen

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Physical LayerDefinitionen (1)

Reicht die bloße Definition der Spannung und der Impulsdauer aus um einen Impuls für eine Schicht 1-Übertragung zu realisieren?

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Physical LayerDefinitionen (2)

Nein, es müssen Toleranzbereiche definiert werden!

ProblemDämpfungStörerVerzerrung

LösungImpulsmaske

Problem: An einem Anschluss können mehrere Geräte sein. Die Signale von diesen Geräten können unterschiedliche Entfernungen von der Empfangsstation haben und somit unterschiedlich verzögert und verzerrt bzw. gedämpft ankommen.Außerdem können andere Störungen auf dem Bus vorhanden sein.

Der NT beim ISDN z.B. verwendet die Impulsmaske, um zu entscheiden, welche Impulse als gültig angenommen werden. Toleranzbereiche werden definiert sowohl bzgl. der Amplitude als auch bzgl. der Zeit.Impulse, die nicht in die Maske passen, werden als ungültig betrachtet.

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mechanische/ mechanische Prinzipien (1)

Tragen Sie In das Kommunikations-Referenzmodell die fehlenden Bezeichnungen ein!

TerminalTerminal CommunicationChannel

CommunicationChannel

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mechanische/ mechanische Prinzipien (2)

TerminalTerminal TerminalInterface

TerminalInterface

PhysicalLayer

Interface

PhysicalLayer

InterfaceCommunications

EquipmentCommunications

EquipmentCommunication

ChannelCommunication

Channel

Auf der nächsten Folie folgen Beispiele für die verschiedenen Einheiten des Modells.

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User Communications Equipment Interfaces (1)

TerminalTerminal TerminalInterface

TerminalInterface

PhysicalLayer

Interface

PhysicalLayer

InterfaceCommunications

EquipmentCommunications

EquipmentCommunication

ChannelCommunication

Channel

Plug with resistor

anal

og li

ne 2

w

PC on ISDN

digi

tal l

ine,

2

w(U

-Inte

rface

)

Modem

NTRS 232 (min. 10w)V.24, X.21

PC with Modem2wire

ISDN Telephone

NT2wireanalog Telephone

ISDN

adaptor

NT

NT

alte

rnat

ive

S0-bus4 wire

S0-bus4 wire

ModemTerminaladaptor

2 wiremin. 10w analog line

NTS0-bus4 wire

RS 232 (min. 10w)V.24, X.21, USB

NTS0-bus4 wire

This and the following slides shall illustrate scenarios in our networks, where the OSI-concepts are applied.The scenarios above are not complete, they serve as example only.

Terminal Equipment, Terminal Interface and Physical Layer Interface are normally integrated into the Computer. Only in the old days they were distributed over several boxes.Even the communications equipment is in modern systems integrated into the Terminal Equipment, e.g. the ISDN Adapter.

major differences of the scenarios:number of wires used to interconnect the unitsspecification of the electrical signal at the interfacesnetworks which are useddifferent access methods to the network

Another issue to be to be paid attention to is the implementation of the OSI-Layers in the different boxes. Each box does not serve the layer 1 only but upper layers as well. Which layers are implemented is differing from scenario to scenario.

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mechanische/ mechanische Prinzipien (3)

Welche prinzipiellen Zusammenhänge bestehen zwischen den Blöcken bezüglich der Entfernungen und der Anzahl der Leitungen? Begründen Sie Ihre Antwort!

TerminalTerminal TerminalInterface

TerminalInterface

PhysicalLayer

Interface

PhysicalLayer

InterfaceCommunications

EquipmentCommunications

EquipmentCommunication

ChannelCommunication

Channel

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mechanische/ mechanische Prinzipien (4)

je näher zum Terminal hin, desto mehr dedizierte Leitungen werden für Kommunikation, Steuerung, Synchronisation und Erdung benutztJe mehr Leitungen, desto kürzer sind die Entfernungen, kürzere Wege werden überbrücktDies geschieht aus Kostengründen, da so weniger Leitungen über große Distanzen benutzt werden müssenunterschiedlich viele OSI-Schichten implementiert!

TerminalTerminal TerminalInterface

TerminalInterface

PhysicalLayer

Interface

PhysicalLayer

InterfaceCommunications

EquipmentCommunications

EquipmentCommunication

ChannelCommunication

Channel

few meters few 10 meters

few 100 meters

few 10 km

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Physical Layer in TCP/IP (1)

Welcher Schicht entsprich die OSI-Schicht 1 (Physical Layer) im TCP/IP-Stack ?

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Physical Layer in TCP/IP (2)

Im TCP/IP Stack herrscht unterhalb der IP-Schicht ein großes „Nichts“Hinweis in TCP/IP: Rechner muss mit Protokoll an das Netz angeschlossen seinunterschiedliche Technologien (z.B. IEEE 802.x)

TCP/IPOSI

layer 7

layer 6

layer 5

layer 4

layer 3

layer 2

layer 1

ApplicationApplication

TransportTransport

InternetInternet

Host ans NetzHost ans Netz

ApplicationApplication

PresentationPresentation

SessionSession

TransportTransport

NetworkNetwork

Data LinkData Link

PhysicalPhysical

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Physical Layer in TCP/IP (3)

TCP/IPOSI

layer 7

layer 6

layer 5

layer 4

layer 3

layer 2

layer 1

IEEE802.3

CSMA/CD

IEEE802.3

CSMA/CD

IEEE802.4TokenBus

IEEE802.4TokenBus

IEEE802.5TokenRing

IEEE802.5TokenRing

MAC BridgingIEEE 802.1D

MAC BridgingIEEE 802.1D

Logical Link ControlIEEE 802.2 LLC

Logical Link ControlIEEE 802.2 LLC

Managem

entIE

EE

802.1BM

anagement

IEE

E 802.1B

ApplicationApplication

TransportTransport

InternetInternet

Host ans NetzHost ans Netz

ApplicationApplication

PresentationPresentation

SessionSession

TransportTransport

NetworkNetwork

Data LinkData Link

PhysicalPhysical

Im Modell nicht vorhanden

IEEE802.11W-LAN

IEEE802.11W-LAN

Blue-Tooth

Blue-Tooth

Unterschiede zwischen OSI und TCP/IP:TCP kennt keine strikte Trennung von Dienst, Schnittstelle und ProtokollProtokolle sind deshalb nicht so gut verborgen wie im OSI-Modell und können daher nicht so leicht ersetzt werden.OSI: erst Modell erfunden, dann die Protokolle entwickeltTCP: erst Protokolle entwickelt, die Schichteneinteilung erfolgte späterUnterschiedliche Anzahl Schichten!

Mögliche Verbindungen:OSI:Schicht 3: verbindungslose und verbindungsorientierte VerbindungenSchicht 4: verbindungsorientierte Verbindung

TCP/IP:Schicht 3: verbindungslose VerbindungenSchicht 4: verbindungslose und verbindungsorientierte Verbindungen

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ISDN

ISDN: Integrated Services Digital Network (Digitales Fernmeldenetz für integrierte Dienste)

Entwickelt seit 1989, EURO-ISDN-Standard seit 1993Vereinigt das Integrierte Text- und Datennetz (IDN) mit Bildschirmtext, Telex, Teletex, Telefax usw. mit Fernsprechnetz zum Schmalband-ISDN2 Basiskanäle (B-Kanäle ) mit je 64 kbit/s sowie ein Steuerkanal, der sog. D-Kanal mit 16 kbit/sZiel: „Das“ Universalnetz wurde nicht erreichtProblem bei Datenübertragung

max. 128kbit/s (B) / max 16kbit/s (D)synchrone Struktur der Übertragungskanale verhindert dynamische Bandbreitenverteilung

Gerd Siegmund,Technik der Netze

Literaturquelle: Gerd Siegmund,Technik der Netze

Abkürzung für englisch integrated services digital network (digitales Fernmeldenetz für integrierte Dienste), Bezeichnung für ein System der digitalen Übertragungstechnik, von der DBP Telekom seit 1989 entwickelt. In der ersten Stufe wurde das IDN (Integriertes Text- und Datennetz), das Bildschirmtext, Telex, Teletex, DATEX-L, DATEX-P und Telefax umfasst, mit dem Fernsprechnetz zum Schmalband-ISDN vereint. Als einheitlicher europäischer Standard wurde Ende 1993 das Euro-ISDN eingeführt. In der zweiten Stufe erfolgte der Ausbau zum Breitband-ISDN, das auf Glasfaserverbindungen mit Übertragungsraten bis zu 140 Mbit/s basiert. Fernziel ist das IBFN (Integriertes Breitband-Fernmeldenetz), das Hörfunk und Fernsehen integrieren soll.

www.wissen.de

B-Kanal Der B-Kanal, auch Bearer-Kanal oder Basiskanal genannt, ist ein Nutzkanal vom ISDN -Basisanschluss bzw. vom Primärmultiplexanschluss . Im Basisanschluss werden zwei B-Kanäle mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von jeweils 64 kbit/s für die transparente Übertragung aller Informationsarten wie Sprache, Daten , Texte , Grafiken u.s.w. zur Verfügung gestellt.

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ISDN: Schicht 1

Gerd Siegmund,Technik der Netze

Dem Teilnehmer stehen am Basisanschluss zwei Basiskanäle (B-Kanäle ) mit je 64 kbit/s sowie ein Steuerkanal, der sog. D-Kanal mit 16 kbit/s, zur Verfügung. Die digitale Teilnehmeranschluss hat zusammengefasst eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 144 kbit/s (2B+D). In den beiden B-Kanälen können gleichzeitig zwei unterschiedliche Dienste mit einer Bitrate von 64 kbit/s über eine Leitung bedient werden. Neben dem ISDN-Basisanschluss gibt es noch den Primärmultiplexanschluss mit der S2M-Schnittstelle . Dieser besteht aus 30 B-Kanälen und zwei D-Kanälen (64 kbit/s) und stellt eine Netto-Nutzdatenrate von 30 x 64 kbit/s, entsprechend 1,920 Mbit/s zur Verfügung. Die Nutz- und Steuersignale werden in einem Zeitrahmen, dem sogenannten 2-Mbit/s-Rahmen, zusammengefasst. Der Primärmultiplexanschluss hat eine Gesamtübertragungsrate von 2,048 Mbit/s. Viele europäische Länder verwenden diese Variante mit 2,048 Mbit/s, die auch als E1-System bezeichnet wird (siehe E-Übertragungsschnittstellen ). In Amerika besteht der Primärmultiplexanschluss aus 23 B-Kanälen und einem D-Kanal, was einer Nutzdatenrate von 1,544 Mbit/s entspricht. Über die Basiskanäle ist neben Fernsprechen auch Text-, Daten- oder Faksimile-Übertragung möglich (Mischkommunikation). ISDN ist in Deutschland flächendeckend verlegt und hat nationale Spezifikationen. Da andere Länder ebenfalls eigene ISDN-Spezifikationen hatten, haben sich in Europa 28 Betreiber und 20 Länder zu einem einheitlichen ISDN-System verpfichtet, dem Euro-ISDN . Das Euro-ISDN gehört seit Jahren zum Regelangebot der Telekom. ISDN zeichnet sich durch viele sprachorientierte Leistungsmerkmale aus. So beispielsweise die Dreierkonferenz , das Anklopfen , das Makeln , die Anrufweiterschaltung und die Rufnummernübermittlung oder -unterdrückung. Einer der Nachteile von ISDN aus der Sicht der Datenübertragung ist die Beschränkung der Nutzdatenrate auf maximal 1.920 kbit/s sowie die synchrone Struktur der Übertragungskanäle, die keine dynamische Bandbreitenverteilung zuläßt. Daher wird ISDN auch in Zukunft hauptsächlich ein Sprachdienst sein. Einer der Hauptvorteile von ISDN ist andererseits die Tatsache, daß es ein internationaler Standard ist, für den es für die Basisschnittstelle weltweit nur eine einzige und für die Primärmultiplexschnittstelle nur zwei Varianten gibt. ISDN unterscheidet zwischen drei Verbindungsarten : Die leitungsvermittelte Verbindung über den B-Kanal mit dem 1TR6-Protokoll und Euro-DSS1-Protokoll , die paketvermittelte Verbindung über den B-Kanal mittels DSS1 sowie die paketvermittelte Verbindung über den D-Kanal mit dem europäischen Signalisierungsprotokoll DSS1.

www.networkworld.de

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ISDN: Der D-Kanal (1)

Austausch von Signalisierungsinformationen über D-Kanal (Außerbandsignalisierung)

immer vorhanden, „Standleitung“

D-Kanal unabhängig vom Verbindungszustand

standardisierte Nachrichten (Messages) für Teilnehmersignalisierung

D-Kanal-Protokoll: Austausch der Nachrichten nach einer standardisierten Vorschrift

Der Austausch von Signalisierungsinformationen zwischen den Endeinrichtungen und der Vermittlungsstelle erfolgt über den D-Kanal und ist im D-Kanal-Protokoll festgelegt.Der D-Kanal steht unabhängig jeder Zeit zur Verfügung und ist vom Verbindungszustand unabhängig („Standleitung“)

D-Kanal Bei dem D-Kanal handelt es sich um einen Anschlusskanal im ISDN , der hauptsächlich für die Zeichengabe bestimmt ist, also für den Verbindungsaufbau , -abbau und die Kommunikationssteuerung sorgt. Der D-Kanal hat eine Übertragungsgeschwindigkeit von 16 kbit/s (D16-Kanal) im Basisanschluss und 64 kbit/s (D64-Kanal) im Primärmultiplexanschluss . Der D16-Kanal dient der leitungsgebundenen Außenband-Signalisierung an der Nutzer-Netz-Schnittstelle , der D64-Kanal an der Netz-Netz-Schnittstelle auf dem Zentralzeichengabekanal ZZK und auch als Signalisierungskanal an der Primärmultiplex-Schnittstelle von Endanwendern. Der D-Kanal verwendet zur Datenübertragung das LAP-D-Protokoll . Das D-Kanal-Protokoll ist im nationalen Bereich durch das Standardisierungsdokument 1TR6 festgelegt; im Euro-ISDN tritt an Stelle des nationalen Protokolls die ITU -Spezifikation DSS1 . Der D-Kanal wird in zwei quantitativ verschiedenen Kombinationen mit B-Kanälen (B für Bearer bzw. Betreiber ) benutzt: der Basic Rate und der Primary Rate. Die Basic Rate hat zwei B-Kanäle mit je 64 kbit/s für digitale PCM zur Datenübertragung oder zur Übertragung quantisierter Sprache zuzüglich einen D-Kanal (2B + 1D), die Primary Rate 23 B-Kanäle plus einen D-Kanal (23B + 1D) in den USA und Japan, in Europa sogar 30 B-Kanäle plus einen Kanal (30B + 1D).

www.networworld.de

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ISDN: Der D-Kanal (2)

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D-Kanal-Protokoll Das ISDN D-Kanal -Protokoll ist entsprechend dem OSI-Referenzmodell strukturiert und durch ITU -Empfehlungen festgelegt. Die Steuerung über den D-Kanal findet in den unteren drei Schichten statt. Bitübertragungsschicht In der Bitübertragungsschicht findet die physikalische Bitübertragung statt (16 kbit/s oder 64 kbit/s). Die Bitübertragungsschicht übernimmt dabei die Übertragung der Steuerinformationen entsprechend den ITU-T-Empfehlungen I.430 und I.431. Die wichtigsten Funktionen der Bitübertragungsschicht sind die Generierung des Bit-Taktes, die Rahmensynchronisation, die Echokompensation und die Aktivierung bzw. Deaktivierung der Endeinrichtung . Der Bit-Takt bestimmt die Brutto-Bitdatenrate von 192 kbit/s an der S0-Schnittstelle . Die Rahmensynchronisation sorgt für Gleichlauf der Frames zwischen Sender und S0-Schnittstelle. Der Echo-Kanal regelt den Zugriff auf den D-Kanal und die Aktivierung bzw. Deaktivierung dient der Signalisierung und dem Verbindungsauf- bzw. -abbau. Die Bitübertragungsschicht überträgt die Daten der Schichten 2 und 3 in einem 48 Bit langen Rahmen und einer Bruttobitrate von 192 kbit/s zwischen der Vermittlungsstelle und den ISDN-Endeinrichtungen .

D-Kanal-Zugriffssteuerung Durch die Zugriffsteuerung des D-Kanals wird den Endgeräten ein geordneter Zugriff auf den D-Kanal ermöglicht. Dabei sind die Endgeräte in zwei Prioritätsklassen eingeteilt: die Prioritätsklasse 1, die Signalisierungsfunktionen erfüllt und die Klasse 2 für andere Informationen , wie z.B. Paketdaten. Alle an den Bus angeschlossenen Endgeräte überprüfen und zählen dabei das E-Bit , das als Echosignal des D-Kanals aus der Richtung des Netzabschlusses NT kommt. Je nach Prioritätsklasse gilt der D-Kanal nach 8 bzw. nach 10 gezählten E-Informationen als frei und kann von dem Endgerät zur Übertragung genutzt werden. Dabei werden nach 8 oder 9 freien D-Zeitschlitzen zuerst die Steuerinformationen übertragen, nach 10 oder 11 Zeitschlitzen beginnt die Übertragung der paketierten Daten . Haben mehrere Endgeräte den gleichen Zählerstand erreicht und senden gleichzeitig, folgt eine Prozedur zur Kollisionserkennung. Dabei vergleichen die Endgeräte ihr im D-Kanal gesendetes Bit mit dem reflektierten Echobit. Stimmen das D-Bit und das E-Bit überein, dann sendet die Endeinrichtung das nächste D-Bit. Stimmen die beiden Bits nicht überein, dann bricht die Endeinrichtung die Übertragung über den D-Kanal sofort ab.

www.networkworld.de

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Endgerätebegrenzung (1)

Aus welchem Grund ist die Anzahl der Endgeräte bei ISDN auf 8 begrenzt?

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Endgerätebegrenzung (2)

Aufgrund der Störungen (Reflexionen) die auf dem Bus durch zusätzliche Geräte und Dosen entstehen!

Anwendung der Impulsmaske zur Erkennung eines ordnungsgemäßen Signals

Problem: An einem Anschluss können mehrere Geräte sein. Die Signale von diesen Geräten können unterschiedliche Entfernungen von der Empfangsstation haben und somit unterschiedlich verzögert und verzerrt bzw. gedämpft ankommen.Außerdem können andere Störungen auf dem Bus vorhanden sein.

Der NT verwendet die Impulsmaske, um zu entscheiden, welche Impulse als gültig angenommen werden. Impulse, die nicht in die Maske passen, werden als ungültig betrachtet.

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NT im ISDN (1)

Sie haben ein Standard ISDN-Anschluss von der Telekom oder ArcorDer NT implementiert Schicht 1Warum können Sie keinen Internverkehr zwischen den Endgeräten realisieren?Wie wäre es möglich?

© Hüthig Verlag, Heidelberg

Quelle: Gerd Siegmund,Technik der Netze

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NT im ISDN (2)

© Hüthig Verlag, Heidelberg

Uk0S0

Quelle: Gerd Siegmund,Technik der Netze

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Dienste des Physical Layers (1)

Nennen Sie ein Beispiel für einen möglichen Dienst der Schicht 1 beim ISDN!

Hinweis:S0-Schnittstelle wird das erste mal in Betrieb genommen.

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Dienste des Physical Layers (2)

Req Ind Res Con Erläuterung

PH-Active X X - - Aktivierung der Schicht 1

PH-Deactive - X - - Deaktivierung der Schicht 1 abgeschlossen (Anzeige)

Schicht 2

Schicht 1

Schicht 2

Schicht 1

(1) SAP

1. request

2. indication4. confirm

3. response

(1) SAP

Austausch von Messages: ph.active.XXXX

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Quelle: Kanbach, Körber, „ISDN-Die Technik“

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Quelle: Kanbach, Körber, „ISDN-Die Technik“

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Aktivierung (1)

Beschreiben Sie den Aktivierungsvorgang der Physikalischen Schicht auf dem S0-Bus!

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Aktivierung (2)

-0,75 V

+0,75 V

Name TE-> NT Signal

Info S0 < -- > Kein Signalpegel

Info S1 -- > Dauersignal , normale Bitrate, asynchron 01111110 (192 kBit/s)

Info S2 <-- Grundrahmen zur Synchronisation der TEs, alle Bits A,D,E,B auf 0

Info S3 -- > stabile Rahmen mit Kanälen zum NT; B, D transparent (logisch 1)

Info S4 < -- stabile Rahmen mit Kanälen zu den TEs; B, D transparent, E= echo von D, A=1 -> Rahmensynchron, wenn 2 mal erkannt

Für die in der Schicht 1 auszutauschenden „Nachrichten“ sind die Namen Info S0 .. Info S4 festgelegt worden.

Info S1:

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Aktivierung (3)

zwei NT Instanzen

Aktivierung derU-Schnittstelle und Ableitung des Netztaktes

Synchronisierung der U-Schnittstelle auf Rahmen

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Quelle: Kanbach, Körber, „ISDN-Die Technik“

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Quelle: Kanbach, Körber, „ISDN-Die Technik“

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ISDN Physical Layer (1)

Erläutern Sie, warum der AMI-Code als „pseudotertiär“bezeichnet wird!

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ISDN Physical Layer (2)

AMI-Code (Alternate Mark Inversion)Kodierung 1 ⇒ 0V, 0 ⇒ +0,75V und –0,75V abwechselnd Bsp.:

Pseudoternärer Code: zwei logische Zustände (Null, Eins) werden auf 3 physikalische Zustände abgebildet

Die binären Daten werden nicht direkt übertragen, sondern nach folgendem Verfahren codiert: Die binäre 1 wird durch einen Signalpegel 0 V repräsentiert, die binäre 0 abwechselnd durch die Signalpegel + 0.75 V und - 0.75 V. Diese Codierung entspricht einem IAMI-Code (Inverse Alternate Mark Inversion) für das invertierte Binärsignal. Bild 5 zeigt ein Beispiel für die gewählte Kanalcodierung.

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ISDN Physical Layer (3)

Welchen Vorteil hat diese Codierung gegenüber einem TTL Signal (0=0V, 1=5V)?

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ISDN Physical Layer (4)

Gleichstromfreiheit, da abwechselnd +0,75V und –0,75V für die Darstellung einer Null benutzt werden. Im Mittel ergibt sich 0V.

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ISDNBitsynchronisation (3)

Wie kann der Anschluss auf das Netz synchronisiert werden und welche Rolle spielt dabei die Codierung (AMI-Code)?

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ISDNBitsynchronisation (4)

Das Endgerät leitet den Bit-Synchronismus aus den Potentialwechseln des Signals ab, hierfür sind keine besonderen Prozeduren erforderlich

Das empfangene Signal muss möglichst viel Signalwechsel (Synchronisationsinformation) enthalten.

Bei AMI ist das selbst dann der Fall, wenn kontinuierlich „0“ gesendet werden würde.

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ISDNBitsynchronisation (5)

Neben der Bitsynchronisation gibt es auf Schicht 2 auch eine Rahmensynchronisation.Inwiefern beeinflusst diese Rahmensynchronisation die Physikalische Schicht?

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Physical LayerRahmensynchronisation (1)

Zur Rahmensynchronisation wird zu Beginn jedes Rahmens die erste (binäre) Null (Rahmenbit ‘F‘) und die erste binäre Null nach dem ersten ‘L‘-Bit mit falscher Polarität gesendet (Verletzung der AMI-Regel)Dies muss von der PHY berücksichtigt werden

FA def. = 0F RahmenbitL DC-Ausgleichbit

0

1

0 t

48 bits in 250 microsecondsTE-> NT

spätestens FA (nach 14 Bits) ist 0!