Характеристика канального рівня
Метою канального рівня (Data Link Layer) є виконання функцій встановлення, підтримки і роз'єднання канальних з'єднань. Такі з'єднання називаються інформаційними каналами.
Якість сервісу канального рівня залежить від виду інформаційних каналів і напрямку передачі інформації. Вона вибирається під час установлення канального з'єднання.
Основними функціями канального рівня є:
запит фізичних з'єднань;
керування використанням фізичних з'єднань;
забезпечення зв'язку канальних з'єднань з фізичними;
забезпечення необхідної послідовності передачі канальних сервісних блоків даних;
виявлення помилок у переданих блоках;
виправлення виявлених помилок і передача повідомлень про несправності.
Перевірка доступності середовища передачі є однієї з задач канального рівня. Іншою задачею канального рівня є реалізація механізмів виявлення і корекції помилок. Для цього на канальному рівні біти групуються в блоки, називані кадрами (frames). Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, поміщаючи спеціальну послідовність бітів у початок і кінець кожного кадру для його виділення, а також обчислює контрольну суму, обробляючи всі байти кадру визначеним способом і додаючи контрольну суму до кадру.
Коли кадр приходить по мережі, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат з контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, кадр вважається правильним і приймається. Якщо ж контрольні суми не збігаються, то фіксується помилка. Канальний рівень може не тільки виявляти помилки, але і виправляти їх за рахунок повторної передачі ушкоджених кадрів. Необхідно відзначити, що функція виправлення помилок не є обов'язковою для канального рівня, тому в деяких протоколах цього рівня вона відсутня.
При відсутності даних у канал видаються послідовності прапорів. Для забезпечення гнучкого керування передбачається режим передчасного переривання. При цьому в канал видається послідовність одиниць, що включає не менш семи і не більш чотирнадцяти «1».
Білет №8
Загальна характеристика основних етапів перетворення повідомлень в цифровому каналі зв’язку
Особливості комутації пакетів
Відповіді
1)Характеристика основних етапів перетворення повідомлень.
Розглянемо основні етапи перетворення повідомлень на прикладі використання цифрових каналів зв'язку, що одержали останнім часом найбільше практичне поширення.
Справа насамперед у тім, що передача повідомлень в аналоговій формі не дозволяє поліпшити якість прийнятих на іншому кінці лінії даних у випадку істотного перекручування при передачі. Сам прийнятий аналоговий сигнал не містить ніякої інформації ні про факт перекручування, ні про те, як ці перекручування виправити, оскільки форма сигналу може бути будь-якою, у тому числі і такою, яку зафіксував приймач. Поліпшення ж якості ліній, особливо територіальних, вимагає величезних зусиль і капіталовкладень. Тому на зміну аналоговій техніці, зокрема, запису і передачі звуку і зображення прийшла цифрова техніка. Ця техніка використовує так звану дискретну модуляцію вихідних безперервних у часі аналогових процесів, що полягає насамперед у переході до цифрової (дискретної) форми їхнього представлення. Нижче будуть обговорені теоретичні основи (засади) такої модуляції.
На рис.1 показана послідовність основних етапів перетворення повідомлень, що підлягають передачі адресатові.
Коротко зупинимося на їхній характеристиці.
Канальне кодування
Канальне кодування припускає ряд перетворень (при необхідності попередньо оцифрованого) повідомлення, що забезпечують підвищення якості зв'язку. У результаті таких перетворень сигнал стає менш уразливим до таких ефектів погіршення якості передачі, як штучно або природно створюваних завад, так і до можливих «завмирань» сигналу при поширенні по каналу зв'язку.
Канальне кодування можна представити у вигляді двох принципово різних процедур перетворення вхідних як правило двійкових кодових повідомлень. Одна з них припускає їхнє перетворення в якийсь поліпшений код, наприклад, з поліпшеними синхронізуючими властивостями, що забезпечує на прийомній стороні розпізнавання переданого повідомлення з меншими помилками.
Інша процедура складається в структуруванні кодових послідовностей, що припускає уведення деякої, так званої, структурної надмірності. Така надмірність дозволяє не тільки виявляти, але й усувати виявлені помилки, викликані, наприклад, низькими характеристиками лінії зв'язку.
Таким чином, на етапі канального кодування кожному повідомленню ставиться в однозначну відповідність інша кодова послідовність, що формується з використанням методів завадостійкого кодування. Обговоренню цих методів присвячений цілий розділ дисципліни.
Імпульсна модуляція (цифрове кодування) повідомлень
На цьому етапі двійковим кодовим послідовностям, що надходять з умовно позначеного нами блоку канального кодування, ставиться у відповідність деяка послідовність відеоімпульсів, у тому числі і знакоперемінних, або потенційних кодів.
Так
прикладом імпульсної модуляції
повідомлення є перетворення, при якому
значенню кодової послідовності, рівної
«1», ставиться у відповідність позитивний
відеоімпульс амплітуди
і тривалості
,
а рівної «0» – негативний відеоімпульс
тієї ж амплітуди або відсутність
імпульсу.
Таким чином, послідовність двійкових символів, що характеризує передане повідомлення з урахуванням завадозахищеного канального кодування, перетворюється у послідовність відеоімпульсів визначеного знака, амплітуди і тривалості.
Наступні перетворення вже імпульсно-кодової часової послідовності залежать від виду лінії зв'язку (середовища поширення), по якій буде передане повідомлення. У випадку використання радіоліній перед випромінюванням сигналів у простір необхідно перейти у відповідний діапазон частот, виділений для даного каналу зв'язку. Перенос сигналу з області відеочастот (низьких частот) у необхідну високочастотну область здійснюється на етапі смугової модуляції. Перейдемо до короткої характеристики цього етапу перетворення повідомлення.
Смугова (аналогова) модуляція сигналів
При смуговій (аналоговій) модуляції розглянута раніше імпульсно-кодова послідовність відеоімпульсів перетворюється у послідовність радіоімпульсів. При цьому формовані радіоімпульси, що відповідають «одиничному» двійковому символу коду повідомлення, повинні відрізнятися своїми параметрами від радіоімпульсу, що відповідає «нульовому» символу. Введення таких розходжень дозволяє на прийомному пристрої розрізняти значення переданого символу коду повідомлення.
Методом аналогової модуляції інформація кодується шляхом зміни амплітуди, частоти і фази синусоїдального сигналу несучої частоти.
Вони як правило доповнюються рядом процедур ущільнення потоку переданої інформації, що забезпечують одночасний зв'язок безлічі споживачів. Таке ущільнення може бути здійснене за рахунок частотного, часового, просторового, кодового і поляризаційного розходжень поєднуваних каналів зв'язку.
Іншою необхідною при організації зв'язку процедурою є забезпечення конфіденційності (таємності) каналу зв'язку. Вивчення шляхів передачі повідомлень, що не допускає стороннього втручання, називається криптографією.