1. Fiziskā Līmeņa Tehnoloģijas
Guntis Bārzdiņš
Datortīkli 1

2. Fiziskā līmeņa standarti
Sinhronā un asinhronā pārraide (V.35, RS-232)
Telefonu tīkla interfeisi
Analogais (datu pārraide vajadzīgs modems, RS-232 tipiski)
ISDN BRI,
E1, E2, E3 (lieto ar ISDN PRI, SS#7, V.35, G.703)
SDH: STM-1 (155Mb/s) – STM-48 (9.6Gb/s)
ATM jeb B-ISDN – neveiksmīgs pretstats SDH
Ethernet – reāls konkurents SDH (10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s, 10Gb/s)
Eksotiskie: DSL, kabeļu TV, bezvadu (radio)

3. DTE un DCE interfeisi
Savieno tikai DCE un DTE interfeisus: dažādi štepseļi un funkcijas
DCE-DCE vai DTE-DTE tieši nevar savienot – vajag Null-modem iekārtu (kabeli)
Sinhronā parraidē DCE ir sinhronizācijas (pulksteņa) avots
Data Terminal Equipment
End of the user's device
on the WAN link
Data Circuit-Terminating Equipment
End of the WAN provider's
side of the communication facility
Terminal
Modem
DTE
DCE

4. Izdalītā WAN sakaru līnija
E1 vai SDH S
DTE
DCE
V.35
V.35
64Kb/s – 2Mb/s

5. Sinhronā un asinhronā datu pārraide
Nebalansēts interfeiss – mazi ātrumi
Balansēts interfeiss – lieli ātrumi
Lai gan tas nav obligāti, tradicionāli:
Asinhrona pārraide = nebalansēts interfeiss
Sinhrona pārraide = balansēts interfeiss

6. Nebalansēts interfeiss
Signal > +3v = 0
Signal < -3v = 1
Kopiga zeme daudziem signāliem!
RS232 Pinout on DB9
RS-232, RS-232C, RS-232D, V.24, V.28, V.10
Max ātrums: 19.2Kb/s (standarts), 56Kb/s (stradā), Kb/s (dažreiz)

7. Balansēts interfeiss V.35 RS-422, RS-485, RS-530, V.11, V.35, HSSI
VA-VB < -0.2v =0
VA-VB > +0.2v=1
V.35
RS-422, RS-485, RS-530, V.11, V.35, HSSI
Max ātrums: 2Mb/s (garantēts), 8Mb/s (strādā), 52Mb/s (HSSI)

8. Asinhronā pārraide (RS-232)
NullModem
Pirms pārraides abām pusēm jāuzstāda aptuveno pārraides ātrumu (9600, 19200, 38400, bps).
Funkcionāli DCE = DTE (atšķiras vienīgi štepseļu izskats – NullModem)
Flow Control: none, software (Ctrl+S, Ctrl+Q), hardware (RTS, CTS)

9. RS-232 Signāli

10. Sinhronā pārraide (V.35)
DCE (modem) DTE (terminal)
Receive Timing (V&X) ---->
Receive Data (R&T) ---->
Transmit Timing (Y&AA) >
Transmit Data (P&S) <----
Terminal Timing (U&W) <----
“TransmitTiming” is generated by DCE (modem) and looped by DTE (terminal) back on “TerminalTiming” to compensate for delay introduced by long cable between DCE and DTE
Pusēm nav jāvienojas par pārraides ātrumu – to vienmēr nosaka DCE puse ģenerējot “Transmit Timing” un “Receive Timing” sinhronizācijas signālus
Funkcionāli DCE  DTE: nevar savienot DCE-DCE vai DTE-DTE
Flow Control nav vajadzigs, jo sinhrona pārraide

11. Tradicionāli lieto tikai...
Nebalansētu RS-232 interfeisu asinhronai datu pārraidei (COM porti PC datoriem)
Peles pieslēgšanai
Modema pieslēgšanai
Balansētu V.35 vai RS-449 interfeisu sinhronai datu pārraidei
Izdalītās sakru līnijas (64Kb/s – 2Mb/s)
IP, FR, X.25 maršrutizatoru interfeisi

12. Telefonijas interfeisi
Local loop
Trunk
Local loop
Analogais
ISDN BRI
Trunk
ISDN-PRI, SS#7 (E1)
SDH CO S

13. Divi ISDN Standarti ISDN BRI (gala lietotāju pieslēgšanai) ISDN PRI
(iestāžu telefonu centrāļu pieslēgšanai)

14. Signaling information (LAPD)
ISDN BRI
Channel
Capacity
Mostly Used for: B
64 kbps
Voice, Fax, Data
Terminals 2B
“ISDN box”
NT1
ISDN D
Channel
Capacity
Mostly Used for: D
16 kbps
Signaling information (LAPD)
ISDN BRI: Integrated Services Digital Network, Basic Rate Interface

15. Signaling information (LAPD)
ISDN PRI
Channel
Capacity
Mostly Used for: B
64 kbps
Voice, Fax, Data
30B
E1 line
Switch
ISDN 1D
Channel
Capacity
Mostly Used for: D
64 kbps
Signaling information (LAPD)
ISDN PRI: Integrated Services Digital Network, Primary Rate Interface

16. SDH SDH: Synchronous Digital Hierarchy
Tikai optisks interfeiss definēts
Ātrumi 155Mb/s (STM-1) – 9.6Gb/s (STM-64)
Amerikā lieto līdzīgu standartu: SONET un OC-1 līdz OC-192

17. SDH Frame Structure
STM-1(155Mb/s)

18. SDH Payload Structure
SDH STM-1 (155Mb/s):
SONET OC-1 (52Mb/s):

19. SONET and SDH rates SONET Optical SONET Electrical SDH Link Rate Mbps
OC-1 STS
OC-3 STS-3 STM
OC-9 STS-9 STM
OC-12 STS-12 STM
OC-18 STS-18 STM
OC-24 STS-24 STM
OC-36 STS-36 STM
OC-48 STS-48 STM

20. ATM ATM: Asynchronous Transfer Mode Jebkuri ātrumi no 1Mb/s – 9.6Gb/s
A compromise for voice, data, and video
Hardware-based cell relay
Larger frames are segmented and reassembled at ATM endpoints
Can span both LAN and WAN
Switched and Permanent VCs supported in ATM
Voice
Video
Data
ATM cells
48-octet Payload
ATM: Asynchronous Transfer Mode
Jebkuri ātrumi no 1Mb/s – 9.6Gb/s
Darbojas virs jebkuras fiziskās pārraides vides
ATM = B-ISDN (BroadBand ISDN > 64Kbps)
ATM 53-octet cells

21. ATM Switching
ATM Cell header (5 Bytes)

22. ATM Fragmentation and Reassembly
Packet
Dest.
Address
Source
Address
Information
Payload
Frame
Check
VPI
VCI
Cell
Payload
ATM Cells
VPI
VCI
Cell
Payload
VPI
VCI
Cell
Payload
VPI
VCI
Cell
Payload

23. ATM problēmas
Aparatūra ATM fragmentācijai un de-fragmentācijai ir ļoti dārga (lielā ātruma dēļ to jārealizē “hardware” līmenī)
Grūti nodrošināt augstu kvalitāti – ja tīkla pārslodzes rezultātā pazūd kāda ATM šūna, tad reāli zūd arī visa pakete, kurai tā piederēja.