zkouška

Mezi počítači A a B vzdálenými od sebe 1 km existují 2 páry kroucené dvojlinky, požadovaná komunikační rychlost je cca 100 kbit/s v duplexním režimu (vedení není schopno poskytnout vyšší komunikační rychlost) . Navrhněte a vysvětlete princip spojení řešený na úrovni fyzické vrstvy.
Jde o definici RS-422A/V.11 - zakončené. Jde o oboustranný přenos dat , oběma směry součastně, je nutno vybudovat ve fyzické vrstvě dva jednosměrné kanály. Pro zabezpečení se používá metoda ARQ. Založeno na krouceném páru vodičů a rozdílových obvodech vysílače a přijímače. Rozdíl. vysílač vytváří 2 sig. opačné polarity mezi vodiči pro binární 0 a 1. Rozdíl. přijímač je citlivý na orientaci rozdílu napětí, mezi konci => šum indukovaný na oba vodiče se současně neuplatní (se odečte). Pro větší vzdál. a rychlosti je nutno oba konce zakončit diferenční impedancí Zo
V rámci budovy potřebujete vytvořit síť, která bude využívat kanálu se všesměrovým řízením pro přenos dat. Navrhněte propojení stanic a způsob adresování. Jaká opatření musíte provést na úrovni spojové vrstvy.
Tyto kanály využívají všesměrové ho vysílání signálu. Do této kategorie patří lokální sítě, metropolitní sítě, apod. Systémy mají jeden komunikační kanál, který je sdílen všemi uživateli v síti. Data vysílaná kterýmkoliv uživatelem jsou přijímány všemi ostatními a reaguje na něj pouze ten, jehož adresa je ve zprávě uvedena. Ostatní jej ignorují. Systémy umožňují současně adresovat data skupině pomoc multicastingu. Kanály se všesměrovým šířením vyžadují speciální rozhodovací mechanismus pro řešení konfliktů při současném komunikování několika počítačů. Adresace pomocí MAC.
Při přenosu dat stále docházelo k různým chybám v síti (zejména k jejímu zahlcování). Proto Vám provozovatel doporučil použít tzv. “vzdálené potvrzování”. Proč, na jaké vrstvě by jste jej použil a vysvětlete význam.
Vzdálené – menší nároky na síť než lokální potvrzování, ale pro přenos na rozhraní DTE (koncové zařízení) a DCE (ukončující zařízení) je pomalejší. Místo dvojice DCE-DTE nyní probíhá potvrzování na úrovni DTE-DTE opět pomocí datových nebo RR paketů.
Lokální – protější stanice potvrzuje rozhraní DCE-DTE pokaždé když jsou v opačném směru předány a nepotvrzeny pakety. Jako potvrzovací pakety, lze použít datové pakety ze vzdáleného DTE. Paketová síť je zodpovědná za to, že paket bude skutečně přenesen. Do vzdáleného DCE se přenáší i pakety RR z DTE, ale do vzdáleného DTE se nepředávají.
Při popisu telefonní ústředny jste narazil na pojem u-low při kódování hlasu. O co se jedná. Popište princip činnosti.
V praxi se pak používá 12 bitový D/A a A/D převodník, který podle světově definovaných charakteristikpřevádí dle přibližně logaritmické tabulky načtených 12 bitů na 8 bitů (komprese na vstupu systému) a naopak (expandor na výstupu ze systému) 13 bit pak reprezentuje polaritu signálu. V praxi existují dvě tabulky:
A-law – užívá se v USA a Japonsku,
-law – popsaná v ITU-T doporučeních (užívá se v Evropě).
Prodejce počítačové techniky Vám nabízí modem s rozhraním X.21. Co si pod tímto zařízením lze představit. V jaké vrstvě se doporučení X.21 nachází a proč doporučení řady ITU X
Nachází se ve fyzické vrstvě. Podle ITU se doporučují rozhraní: X.21, X.21bis, X.23
Rozhraní X.21 pro přenos dat přes obvodově spínanou datovou síť- série X. Představuje samostatný protokol pro práci s CSDN, který má tři úrovně. Pro napojení na paketovou síť se využívá pouze fyzická úroveň X.21
Na fyzické úrovni bylo propojení mezi počítačem a datovým modemem realizováno synchronně pomocí 15-ti vyvodového konektoru D-SUB (CANNON). O jaký typ rozhraní se jedná a výhody či nevýhody poskytuje.
Jedná se o rozhraní X.21 definované doporučením X.26 (nesymetrické napájení signálů) a ITU - X.27 (symetrické napájení signálů A a B). Jsou určeny pro přímé připojení k datové síti. Obě doporučení X.26 a X.27 používají konektor D-SUB 15.
Výhoda: nemělo by dojít k přehození toku bitů
Dodavatel digitální ústředny Vám sdělil, že ústředna používá typ kódování hlasu u-low. Co to znamená a je možno tuto ústřednu použít v naší síti.
V praxi se pak používá 12 bitový D/A a A/D převodník, který podle světově definovaných charakteristikpřevádí dle přibližně logaritmické tabulky načtených 12 bitů na 8 bitů (komprese na vstupu systému) a naopak (expandor na výstupu ze systému) 13 bit pak reprezentuje polaritu signálu. -law – popsaná v ITU-T doporučeních (se užívá v Evropě, tedy i u nás).
Při přenosu dat pomocí časového multiplexu existují 3 druhy přenosových režimů v datových sítích. O které se jedná a stručně popište jejich vlastnosti.
Je založen na principu, kdy jedna linka je postupně využívána různými zdroji dat. Časový multiplex pracuje v režimech:
a)v režimu synchronního časového multiplexeru, kdy 1 rámec obsahuje n časových dílů, jejichž posloupnost je přesně definována. Časový díl může být 1 bit či 1 znak či definovaná posloupnost znaků – např. buňka. Systém pracující s touto technikou je např. GSM, slotted ALOHA, kde v přesně definovaných časových intervalech se na jednom radiovém kanále střídají účastníci.
b)v režimu statistického časového multiplexoru, kdy se na přenosové cestě střídají odesílané datové jednotky dle určitého principu jejich příchodu do řídící jednotky časového multiplexoru.
c)v režimu asynchronního časového multiplexoru, tj. znakově orientovaný přenos, probíhající po znacích, a libovolnými časovými odstupy mezi jednotlivými znaky (synchronizace je udržována jen po dobu přenosu každého jednotlivého znaku).
a) b) c) sestupně
Zdůvodněte, proč a za jakých podmínek je výhodné používat technologii přepínání rámců (viz. časový diagram). Jedná se o technologie spojově či nespojově orientovanou.
Komutace rámců či buněk provádí kontrolu pouze u záhlaví rámce či buňky, což znamená velmi malé zdržení rámce v uzlu. Uživatel pak musí provádět veškeré kontroly přenesených dat samostatně. U současných přenosových médií s nízkou chybovostí je dvojí řízení zabezpečení neekonomické, navíc při použití metody lze snížit hodnotu zpoždění až 10x oproti přep. paketů.
Nespojově orientována.
Mezi dvěmi řídícími centry existuje pouze jedna linka. V každém centru existuje více počítačů, které je nutno propojit přes toto jediné vedení. Jakých principů pro vícenásobný přenos dat mezi centry můžete použít.
Např. využití Ethernetu (IEEE 802.3 přístupová metoda CSMA/CD založená na vícenásobném přístupu k médiu). Počítače v jednotlivých centrech propojíme se switchem a oba switche vzájemně propojíme.
Zdůvodněte, proč je možné pomocí xDSL linek dosahovat tak vysoké přenosové rychlosti na větší vzdálenosti.
DSL technologie využívá účastnického telefonního vedení k přenosu dat. Ty pak ale neprochází klasickou. tel. ústřednou, ale přes splitter jinou cestou. Proto dosažitelné rychlosti jsou mnohem vyšší, než u analog. modemů a ISDN. Pásmo pod 4kHz je rezervováno pro telefonní hovor. Max. rychlost je až 8Mbit/s (ve skriptech až 4 ().
Komunikační protokol používá pro zajištění transparence znak DLE. Co je to transparence dat, o jaký typ transparence se jedná, o jaký protokol se jedná a jakým způsobem lze transparenci provést.
Transparence dat: zabezpečuje, aby protokol přenesl data bez ohledu na preamblu (ve významu "začátku rámce" nebo ve významu "konce rámce")
Typ transparence: znaková
Typ protokolu: Znakový protokol ISO (BSC)
Znak DLE se vkládá před všechny řídící znaky. Vyskytne-li se v datech kombinace odpovídajícího znaku DLE, je ve vysílač i zdvojena.
např. s preamble: DLE STX, DLE DLE STX
Mezi stanicemi (jednotkami obsahující počítače) existuje linka příkazů a linka odpovědí. Proč a o jaký typ stanic a režim se jedná?
a) Jedna řídicí (Prim.) a jedna nebo více podřízených (Sec.) stanic (dvou nebo mnohobodový okruh)
režim: nevyvážená konfigurace Rámce vysílané z P stanice se nazývají příkazy, rámce z S stanic odpovědi. Adresa v tomto případě vždy značí adresu S stanice. Ve směru P-S jde o výběr/výzvu, ve směru S-P je adresou označen odesilatel rámce. Je možné definovat adresy skupinové, případně globální pro oběžníky. Pro řízení mnohobodových okruhů se používají běžné postupy - výběr/výzva/konkurence - popsané protokolu ISO.
b) Obě stanice mohou současně vysílat i přijímat příkazy i odpovědi - nazývají kombinované.
režim: vyvážená konfigurace Rozlišení je opět dáno adresami. Příkaz obsahuje protější adresu, odpověď místní adresu. Data jsou přenášena jako příkazy v režimu výběr. Režim výzva se používá k vyžádání potvrzení nebohlášení o stavu protější stanice.
c) dvoubodové okruhy, na nichž komunikují rovnocenné stanice
režim: symetrická konfigurace Symetrie bylo dosaženo dvěma dvojicemi P, S stanic. Informace se přenáší pouze jako příkazy, potvrzení pouze jako odpovědi, přičemž rozlišení je dáno adresami. Tento způsob je poněkud těžkopádný.
Komunikační protokol používá pro transparenci systém vkládání 0 (nul). O jaký typ protokolu se obecně jedná a jaký vliv má rámcová synchronizace na transparenci.
Jedná se o protokol HDLC.
Zvláštní mechanismus nazvaný "vkládání nul" zajišťuje transparenci, tj. uvnitř rámce se nikdy nevyskytne kombinace odpovídající rámcové značce. Pracuje tak, že vysílač po 5 jedničkách vloží nulu bez ohledu na následující hodnotu. Přijímač pro každou nulu za pěti jedničkami vypouští.
Nadbytečné nuly jsou důvodem, proč nelze použít HDLC na asynchronních nebo paralelních okruzích. Celkový počet bitů mezi rámcovými značkami totiž nebývá násobek 8 (nebo 4).
Při návrhu sítě jste byl nucen přenášet data přes 3 uzly sítě. Maximální velikost přenášených dat je 100 bajtů včetně záhlaví. Přenosová rychlost linky je 800 kbit/s. Nakreslete strukturu zapojení a druh komunikační sítě, když zadavatel trvá na tom, že doba zpoždění přenosu mezi koncovými stanicemi musí být menší než 2 ms. Zpoždění dané šířením signálu zanedbejte.
a) Ethernet
Při návrhu sítě jste byl nucen použít 4 po sobě jdoucí uzly sítě. Maximální velikost přenášených dat je 100 bajtů včetně záhlaví. Přenosová rychlost linky je 800 kbit/s. Dle nakreslené struktury zapojení určete typ komunikační sítě, když zadavatel trvá na tom, že doba zpoždění přenosu mezi koncovými stanicemi A a D musí být menší než 3,5 ms. Zpoždění dané šířením signálu zanedbejte. Jaký režim komunikace použijete?
a) Ethernet
b) Použiji síť s přepínáním buněk ATM : zpoždění cca 3,22ms, velikost buňky 53B.
DTE A- 2x přepínač Cico LS1010- DTE B (zdroj cesnet)
Při návrhu sítě jste byl nucen použít 4 uzly sítě, mezi kterými probíhá komunikace pomocí paketů. Určete minimální dobu přenosu celého paketu z bodu A do bodu D o velikosti přenášených dat 100 bajtů včetně záhlaví. Přenosová rychlost linky je 800 kbit/s. Zpoždění dané šířením signálu zanedbejte. Rozkreslete způsob komunikace.
Minimální doba přenosu bude: 8*100 = 800 bitů , 800 / 800 000 = 1ms
Stanice přenášející data vypsala chybové hlášení “došlo k chybě rámce”. Co se stalo a jaké další chyby při přenosu rámců mohou existovat. V jaké vrstvě OSI modelu k tomu může dojít.
Dojde k tomu na spojové vrstvě. Při přenosu může dojít k chybám:
a)ztráta rámce- není jej možné detekovat na straně přijímače
b)poškození rámce- uvnitř je rozpoznána bitová chyba
1. zničení rámce:
přijímací stanice detekuje chybu přijatého rámce a vyžádá si jeho opakování,
odeslaný rámec je ztracen, přičemž přijímací stanice obdrží následný rámec označený jako "rámec mimo pořadí" a proto si vyžádá následný rámec po naposledy přijatém správném rámci.
odeslaný rámec je ztracen a vysílací strana očekává od přijímací strany ACK. Tuto situaci řeší vypršení časovače a opětovné odeslání naposledy potvrzeného rámce.
2. zničení ACK:
rámec ACK je ztracen během přenosu. Tato situace nemusí být na závadu, neboť při odeslání potvrzení na následně přijatý rámec je číslo očekávaného rámce o jedna vyšší, přičemž při přijetí tohoto ACK má současně i význam potvrzení předchozího rámce, ke kterému se vztahovalo zničené ACK.
Jestliže vypršel čas pro příjem ACK, je zahájeno vysílání dat od naposledy potvrzeného rámce.
Na vedení došlo ke ztrátě rámce. Co se stalo na straně přijímače a jak je možno toto opravit
Přijímač nedetekoval požadovaný rámec. Přijímač pošle žádost o opakování rámce:
Stop-and-wait ARQ
Go-back-N ARQ
Selective-reject ARQ
Váš kolega navrhl protokol s metodou opravy chyb stop_and_wait bez číslování rámců. Vysvětlete mu, jaké chyby se dopustil, a za jakých okolností takto navržený protokol nebude pracovat spolehlivě.
U této metody se po přenosu každého bloku čeká na jeho potvrzení (ACK/NAK). Po záporném potvrzení se přenos bloku opakuje. Kdyby je nečísloval tak nezná pořadí bloků a neví který si má vyžádat.
U metody GO-BACK-N lze použít dva způsoby opravy chyb. Popište stručně jejich rozdíl.
a) musí se přijímat všechny rámce v pořadí a jedině přijatý rámec v pořadí je uložen ve vyrovnávací paměti.
b) všechna správně přijatá data jsou uložena ve vyrovnávací paměti přijímače a teprve po přijetí vyžádaného správného rámce mohou být potvrzeny i následně správně přijaté rámce. Tato druhá metoda je efektivnější.
Váš kolega chtěl navrhnout komunikační protokol s metodou opravy chyb REJ s maximální účinností. Při návrhu nebyl omezen výkonností procesoru a ani pamětí. Jaký postup při opravě chybných rámců mu doporučíte.
Obnova REJ proces urychluje. Stanice S poznala chybu ve sledu N(S). Při nejbližší příležitosti (po odvysílání rozpracované ho rámce) proto vysílá rámec REJ, kde vyznačuje, odkud je nutné rámce opakovat. Stanice P může odvysílat rozpracovaný rámec (I5,4), rychlejší však je tento rámec zrušit sledem zrušení rámce (7 až 14 jedniček). Takový rámec ŘJV/V protější stanice zruší a očekává další. Dále P stanice opakuje rámce…
Navrhujete pro zákazníka bezpečnostní signalizaci, u které má být schopna podřízená stanice vyžádat si komunikaci bez čekání na výzvu. Vysvětlete princip komunikace a o jaký režim se jedná
Režim konkurence (contention), kdy je podřízené stanici umožněno, aby z vlastní iniciativy požádala o přenos dat. Taková stanice je pak z cyklu výzev vyjmuta, čili nezdržuje konverzaci s ostatními podřízenými stanicemi. Podřízená stanice však může v tomto režimu o přenos pouze požádat. Jeho zahájení je vždy záležitostí řídicí stanice, která na žádost odpoví výzvou.
Při přenosu dat stále docházelo k různým chybám v síti (zejména k zahlcení), proto Vám provozovatel doporučil použít tzv. “stop and wait”. Proč a vysvětlete význam.
Vysílající stanice vždy čeká na potvrzení od přijímací stanice. Na vedení může být v čase
pouze jeden paket, tím nemůže dojít k zahlcení.
Na dvoubodovém vedení při použití synchronního protokolu (např. HDLC) došlo ke ztrátě rámce. Definujte podmínky, kdy může tato situace nastat. Co se stalo na straně přijímače a jak je možno toto opravit.
a) přijímací stanice detekuje chybu přijatého rámce a vyžádá si jeho opakování
b) odeslaný rámec je ztracen, přičemž přijímací stanice obdrží následný rámec označený jako "rámec mimo pořadí" a proto si vyžádá následný rámec po naposledy přijatém správném rámci.
c) odeslaný rámec je ztracen a vysílací strana očekává od přijímací strany odpověď ACK. Tuto situaci řeší vypršení časovače a opětovné odeslání naposledy potvrzeného rámce.
Navrhujete pro zákazníka bezpečnostní signalizaci, která má používat jeden řídící počítač a mnoho podřízených stanic. Řídící počítač má pomocí jedné kroucené dvojlinky komunikovat s podřízenými stanicemi. O jaký typ konfigurace stanic se jedná a pracovní režim na lince použijete?
Protokolu HDLC v režimu nevyvážené konfigurace
Je definována jedna řídicí (Primary) a jedna nebo více podřízených (Secondary) stanic. Dvoubodový nebo mnohobodový okruh. Rámce vysílané z P stanice se nazývají příkazy, rámce z S stanic odpovědi. Adresa v tomto případě vždy značí adresu S stanice. Ve směru P-S jde o výběr/výzvu, ve směru S-P je adresou označen odesilatel rámce. S stanice přitom nemusí reagovat pouze na jednu adresu. Je možné definovat adresy skupinové označující vybrané skupiny S stanic případně globální pro vysílání oběžníků. Pro vlastní řízení mnohobodových okruhů se používají běžné postupy - výběr/výzva/konkurence - popsané protokolu ISO.
Dvě stanice jsou spojeny linkou typu bod-bod a provozují protokol HDLC. Na lince byla zjištěna následující posloupnost bitů. Proveďte obecnou analýzu změřených dat. Při řešení vyjděte ze struktury rámce protokolu HDLC . FCS nepočítejte, pouze určete jeho pozici.
Viz. otázka 69.
Mezi stanicemi (jednotkami obsahující počítače) existuje linka příkazů a linka odpovědí. Nakreslete zapojení systému. Proč a o jaký typ stanic a režim se jedná?
Viz. otázka 46.
Na dvoubodovém vedení při použití synchronního protokolu (např. HDLC) došlo ke ztrátě rámce. Definujte podmínky, kdy může tato situace nastat. Co se stalo na straně přijímače a jak je možno toto opravit.
Viz. otázka 58.
Při měření protokolu pro přenos dat na spojové úrovni bylo zjištěno, že v pravidelných intervalech aktivuje vysílání časovač. Popište v jakých situacích může k tomuto jevu dojít.
Úspěšnost navázání spojení a přenos dat je hlídán časovači. Je třeba, aby při neúspěšném navazování, popř. špatném průběhu bylo spojení ukončeno, jinak bude uživatel čekat nekonečně dlouho na odezvu.
T21-startuje se u DTE při vyslání CALL REQUEST paketu. Pokud nepřijde do určené doby (obvykle do 3minut) odezva, spojení se nuluje tím, že DTE vyšle CLEAR REQUEST paket.
T11-startuje se u vzdálené DCE při vysílání INCOMMING CALL paketu směrem ke vzdálenému DTE (obvykle 3 minuty). Pokud do určené doby nepřijde odezva, spojení se ruší.
T23-startuje se u DTE při vyslání CLEAR REQUEST paketu. Pokud do určité doby (180 sec) nepřijde 16 odpověď (CLEAR CONFIRMATION Paket), opakuje se vyslání paketu navazujícího spojení.
T13-startuje se u vzdálené DCE po vyslání CLEAR INDICATION paketu směrem ke vzdálené DTE. Pokud do určité doby (60 sec.) nepřijde odpověď (CLEAR CONFIRMATION paket), opakuje se vysílání CLEAR INDICATION paketu směrem k DTE, směrem do sítě se spojení ruší.
Při přenosu dat stále docházelo k různým chybám v síti (zejména k zahlcení), proto Vám provozovatel doporučil použít tzv. “vzdálené potvrzování”. Proč a vysvětlete význam.
Na síťové vrstvě - Klade menší nároky na síť než lokální potvrzování. Místo dvojoce DCE-DTE nyní probíhá potvrzování na úrovni DTE-DTE opět pomocí datových nebo RR paketů.
(přenos na rozhraní DTE-DCE je pomalejší)

Příklady ke zkoušce z předmětu „Komunikační technologie“
V České republice existuje několik druhů různých sítí. Vyjmenujte je a určete hlavní druh provozu.
Odpověď: ATS (analogová telefonní síť), VDS (Veřejná datová síť, rozhraní X.25), VRS II, VRS I, DiS (hlavně pro mobilní telefony), UMTS (veřejná digitální radiotelefonní síť, nástupce GSM sítí, 3G), ISDN (digitální síť s integrovanými službami), FWA (sítě poslední míle, bezdrátový rychlý přenos), JSSN (jednosměrný systém selektivního napojení – vyhledávání pro předání vzkazů – paging, předávání pomocí FM stanic)
V rámci republiky jsou v provozu dva druhy veřejných radiových sítí (VRS) a třetí se připravuje ke spuštění. O jaké druhy se jedná a v jakých frekvenčních pásmech mají pracovat.
Odpověď: VRS I je veřejná analogová síť – NMT (450MHz), VRS digitální síť – GSM (900/1800/1900MHz), UMTS (2GHz)
Definujte pojem protokol a jeho klíčové prvky. Co si pod nimi lze představit.
Odpověď: protokol je soubor pravidel určujících výměnu informací mezi dvěma entitami (např. počítače) spojenými např. počítačovou sítí;
klíčovými prvky protokolu jsou syntax (pravidla pro zapsání formálního jazyka; obsahuje formáty dat a úrovně signálů), sémantika (podává význam jednotlivých znaků a spojení =>