Тема 4. Установление маршрута передачи сообщений

     Выполнили ст.гр.1110: Ковылов Д. В.

   Анализ задач, выполняемых на канальном уровне.  Проработка структуры полей сообщений канального и физического уровней. 

   Физический уровень (Physical layer) определяет способ физического соединения компьютеров в сети. Функциями средств, относящихся к данному уровню, являются побитовое преобразование цифровых данных в сигналы, передаваемые по физической среде (например, по кабелю), а также собственно передача сигналов.

   Канальный уровень(Data Link layer) отвечает за организацию передачи данных между абонентами через физический уровень, поэтому на данном уровне предусмотрены средства адресации, позволяющие однозначно идентифицировать отправителя и получателя во всем множестве абонентов, подключенных к общей линии связи. В функции данного уровня также входит упорядочивание передачи с целью параллельного использования одной линии связи несколькими парамиFd

     

   Рис.1.Канальный и физический уровень. На данной схеме: ИС - информационная система, 

   СКУ - сообщения канального уровня, FEC - избыточность,  1 - флаг начала кадра, 2 - содержимое кадра,                        передаваемого на канальный уровень, 3 - флаг конца кадра. Кроме того, средства канального уровня                          обеспечивают проверку ошибок, которые могут возникать при передаче данных физическим уровнем.

 

   Основная цель данной части - пояснить работу терминалов на физическом и канальном уровне. При этом нужно знать структуру передаваемых сообщений и достоверность сообщения  пришедшего к получателю. Из статьи 1 ясно, что терминалы в данной системе работают попеременно, то есть они не мешают друг другу и находятся в постоянном ожидании, если они не работают на прием и/или на передачу.

   Основными задачами канального уровня относятся:  организация  доступа к физическому каналу связи и надежная доставка информационных сообщений заданному адресату (для этого используется помехоустойчивое кодирование).

   Модуль прокладки маршрута необходим для определения адреса отправителя и получателя, модуль управления сценарием необходим для того, чтобы знать, что делать с пришедшим сообщением. Блок "подготовка сообщения" необходим для фрагментации пакета на составные части  и подготовки сообщения для передачи его на физический уровень, а затем адресату. Данный пакет содержит адрес отправителя, адрес получателя, данные для передачи, тип сообщения и добавляется избыточность для надежной передачи.

   "Готовое" сообщение передается на физический уровень, затем в канал связи и адресату. Но после канала связи необходимо проверить достоверность переданной информации для этого вводят избыточность для коррекции ошибок. Так же необходимо разделить пакет на некоторые "шаблоны", то есть использовать флаги, чтобы точно знать начало и конец передаваемого пакета.

   Рассмотрим содержимое пакетов, эта информация необходима для программной реализации данной телекоммуникационной модели терминалов.

   Идентификация сообщения осуществляется добавлением в сообщение канального уровня поля TYPE, в котором указан тип сообщения (сообщение маршрутизации, сообщения речевого трафика и сообщения управления).

   Определим структуру сообщения канального уровня:

   1) Адрес Т9 и Т11 (обычно он составляет 7 битов);

   2) Сообщение маршрутизации - основная часть сообщения, несущая информацию. Размер этого поля зависит от того, какой помехоустойчивый код был выбран. Возьмем вид модуляции BPSK и помехоустойчивый код Хемминга (255,247);

   3) Служба проверки достоверности принятого сообщения  (СRC). Согласно заданию, у нас СRC-8.

   

   Рис.2. Сообщение канального уровня: Т9-терминал отправитель, Т11-терминал получатель, 

   TYPE - идентификация сообщение, CRC - контрольная сумма на основе избыточного циклического кода.

   Сообщение маршрутизации имеет следующий вид:

   

   Рис.3. Сообщение маршрутизации: Length_T - количество элементов, записанных в таблицу маршрутизации, ID    -  адрес, S - флаг успешной передачи сообщения, Table - ввод в таблицу маршрутизации адреса отправителя,            Step - шаг поиска.

   Определим структуру сообщения физического уровня:

   1) Сообщение канального уровня;

   2) Параметра помехоустойчивого кодирования;

   3) Нулевые биты, необходимые для приведения размера пакета к числу, кратному логарифму по основанию 2 от позиционности используемой модуляции: для BPSK позиционность M=2^k, где 

k = 1 – количество битов в BPSK – символе.

   Сообщение физического уровня:

   

   Рис.4. Сообщение физического уровня: FEC-избыточность, 0-нулевой бит

   Список литературы:

   1) http://omoled.ru/publications/view/535;

   2) Бакке А.В. «Лекции по курсу ССПО»;

   3) Бакке А.В. «Лекции по курсу СТССПО»;

   4) Лабораторная работа “Исследование принципов организации канала передачи”.