Lespakket 2 - Inleiding

Van analoog naar binair

• Soorten signalen
  • Een analoog signaal kan oneindig veel waarden tussen het minimum en maximum aannemen; het is continu en kan sterk variëren in sterkte.
  • Geluid plant zich voort als een analoog signaal; toonhoogte en geluidssterkte kunnen traploos wisselen.
  • Klassieke telefoonlijnen gebruiken analoge signaaloverdracht.
  • Een digitaal signaal kent een beperkt aantal waarden tussen minimum en maximum; het verloop is getrapt.
  • Minder trappen betekent minder gevoeligheid voor vervorming en verzwakking; digitale signalen zijn eenvoudig te reconstrueren.
  • De meeste digitale signalen hebben twee niveaus: 1 en 0 (binair); deze zijn ideaal voor communicatie tussen computers.

Scan deze qr-code om de video te bekijken

• Moduleren/demoduleren
  • Het omzetten van digitale naar analoge signalen heet moduleren; het omgekeerde heet demoduleren.
  • Een modem voert modulatie en demodulatie uit; de naam is afgeleid van deze begrippen.
  • Amplitude-modulatie: een grote amplitude betekent een 1, een kleine amplitude een 0; deze techniek veroorzaakt veel vervorming en is weinig geschikt voor datatransmissie.
  • Frequentie-modulatie: gebruikt bij FM-radio; levert weinig vervorming op, maar de afstand is beperkt; niet ideaal voor datacommunicatie.
  • Fase-modulatie: de oriëntatie van de fase bepaalt de waarde (opwaarts = 1, neerwaarts = 0); deze techniek is het meest geschikt voor datacommunicatie door minder vervorming en duidelijke onderscheid tussen 1 en 0.

Test jezelf

Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken

Transmissietypes

• Parallelle gegevensoverdracht
  • Meerdere bits worden gelijktijdig over meerdere draden verzonden.
  • Aan de zenderkant worden de bits klaargezet en via een request-signaal (REO) aan de ontvanger gemeld.
  • De ontvanger stuurt een acknowledge-signaal (ACK) terug als bevestiging; dit is het handshake-mechanisme.
  • Voor elke bit is een aparte draad nodig, plus extra draden voor besturingssignalen.
  • Parallelle overdracht was vroeger sneller, maar moderne seriële verbindingen zijn nu efficiënter en eenvoudiger qua bekabeling.

• Seriële gegevensoverdracht

  • Bits worden één voor één over één enkele lijn verzonden.
  • Aan elk teken worden start-, stop- en pariteitsbits toegevoegd om het begin, einde en de juistheid van het teken te bepalen.
  • Zender en ontvanger moeten vooraf afspreken hoeveel bits één teken telt en de overdrachtsnelheid op elkaar afstemmen.
  • Asynchrone seriële overdracht is inefficiënt door veel overhead en synchronisatieproblemen; elk teken krijgt aparte controlebits.
  • Synchrone seriële overdracht verstuurt grotere blokken met minder overhead en gebruikt een kloksignaal voor synchronisatie; dit is betrouwbaarder en wordt in netwerken toegepast.

• Methodes om het einde van een bericht te bepalen

  • Time-out methode: als er gedurende een bepaalde tijd geen data wordt ontvangen, wordt het bericht als beëindigd beschouwd; weinig betrouwbaar.
  • Byte-count methode: het aantal bytes van het bericht wordt vooraf doorgegeven; storingsgevoelig.
  • End-of-message-teken methode: een afgesproken bitcode markeert het einde van het bericht; meest betrouwbaar, zeker in combinatie met pariteitscontrole.

• Communicatieprotocollen

  • Leggen afspraken vast over het begin en einde van berichten, synchronisatie en foutcontrole.
  • Standaarden zorgen ervoor dat computers wereldwijd probleemloos kunnen communiceren.
  • Voor elke netwerkdienst bestaat een specifiek protocol.

• Moderne ontwikkelingen

  • Seriële verbindingen zijn tegenwoordig sneller en eenvoudiger dan parallelle verbindingen.
  • Alle externe verbindingen (USB, HDMI, netwerken) zijn nu serieel vanwege de voordelen in snelheid en bekabeling.

Test jezelf

Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken

Transmissiesnelheden

• Transmissiesnelheid

  • Wordt uitgedrukt in bits per seconde (bps); snelle verbindingen in Kbit/s, Mbit/s of Gbit/s.
  • 1 Kbit/s = 1000 bits per seconde, 1 Mbit/s = 1.000.000 bits per seconde (niet gebaseerd op het binaire stelsel).
  • Afkortingen als Kbps worden soms foutief gebruikt voor kilobytes per seconde; om verwarring te voorkomen, gebruikt men Kbit/s, Mbit/s, Gbit/s.
  • Baud rate: aantal signalen per seconde; vroeger gebruikt bij datacommunicatie. Als elk signaal één bit is, zijn baud rate en bps gelijk. Bij meerdere bits per signaal is bps hoger dan baud rate.
  • In computernetwerken is baud meestal gelijk aan bps, omdat de overdracht serieel gebeurt.
  • Baud rate is een verouderde eenheid, genoemd naar Jean-Maurice-Emile Baudot.

• Bandbreedte

  • Het verschil tussen de hoogste en laagste frequentie op een transmissiemedium; uitgedrukt in Hz, KHz of MHz.
  • Grotere bandbreedte betekent potentieel hogere gegevenssnelheid.
  • Bandbreedte wordt soms foutief uitgedrukt in bps; de daadwerkelijke doorvoersnelheid kan lager zijn dan de maximale bandbreedte.

• Transmissie-bottleneck

  • De traagste schakel in een verbinding bepaalt de maximale snelheid van de hele verbinding.

• Capaciteit van transmissiemedium

  • Baseband: volledige bandbreedte voor één verbinding.
  • Breedband (broadband): bandbreedte gedeeld door meerdere verbindingen.
  • Lokale netwerken werken meestal in baseband; internetverbindingen vaak in breedband.

• Modemstandaarden

  • Klassieke modems gebruikten V-standaarden (V.21, V.22, V.32, V.90, V.92) ontwikkeld door CCITT.
  • Snelheden varieerden van 300 bps tot 56,6 Kbit/s (56K-modems).

Test jezelf

Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken