Tietoliikenne II, syksy 2004

Harjoitus 5 (19.-20.10.2004)

1. Klassista Ethernetiä nopeammat eetteriverkot (100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps) käyttävät ns. Manchester-koodauksen sijaan muita koodaustapoja, kuten ensin koodaavat datan koodauksilla 4B/5B, 8B/6T tai 8B/10B ja lopuksi lähettävät bitit linjalle käyttäen ns. NRZ-1-koodausta (non-return-to- zero, invert-on-one). Miksi näin tehdään eli mitä hyötyä tästä on? Selvitä myös, mitä näillä koodauksilla oikein tarkoitetaan.

2. Nyquist ja Shannon

   1. Mikä on Nyquistin ja Shannonin esittämien kaavojen sisältö? Miten kaavojen tulokset suhtautuvat toisiinsa?
   2. Binäärisignaali (saa vain arvoja 0 ja 1) lähetetään yli 3 kHz:n kanavan, jonka signaali-kohinasuhde on 20 dB. Kuinka suureen tiedonsiirtonopeuteen voidaan enintään päästä?

3. Peräkkäisissä T1-kehyksissä kulkee niiden 1. bitissä bittikuvio 01010101010101 ... Kun T1 menettää tahdistuksen, se tahdistaa itsensä uudelleen tämän T1-kehyksen 1. bitin perusteella. Kuinka monta kehystä sen keskimäärin tulee käydä läpi, jotta todennäköisyys virheellisestä tahdistuksesta on pienempi kuin 0.001?

4. SONET-kellot ovat tarkkoja ja niiden ajat liukuvat erilleen vain noin kolmen sekunnin verran sadassa vuodessa (vuosi = 365 päivää). Kauanko kuluu siihen, että kellojen ajat eroavat yhden bitin verran? Mitä vaikutuksia saamallasi arvolla on käytännössä?

5. Modeemi muuttaa eli moduloi bitit ensin analogiseen muotoon, jotta ne voidaan siirtää analogisessa tilaajasilmukassa ja vastaanottajan päässä modeemi tekee päinvastaisen muunnoksen eli demoduloi analogisen signaalin takaisin digitaaliseksi. Kodekki puolestaan ottaa näytteitä analogisesta signaalista ja koodaa ne digitaalisiksi biteiksi, jotka taas vastapään kodekki muuttaa eli dekoodaa takaisin analogisiksi signaaleiksi. Miten kodekin koodauspuolen toiminta eroaa modeemin demodulointipuolesta vai onko niissä ylipäänsä mitään eroa? Molemmathan muuttavat analogisen signaalin digitaaliseksi.

6. Digitaalisesti koodattu dataa pakataan ensin muuttettuna paketeiksi ja lähetetään sitten paketti kerrallaan eteenpäin. Tätä pakkaamiseen kuluvaa aikaa kutsutaan paketointiviiveeksi. Suurempi kuin 20 millisekunnin paketointiviive aiheuttaa lähetykseen häiritsevää kaikua. Tyypillinen koodatus- ja paketointinopeus on 64 Kbps. Kuinka suuri paketointiviive on eetteriverkon 1500 tavun maksimipaketilla? Entä mikä on paketointiviive 48 tavun paketille? Miksiköhän atm käyttää niin pientä pakettikokoa?