infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 infokommunikációs rendszerek – infocommunication systems lecture...

88
Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing, switching Takács György

Upload: cordelia-fletcher

Post on 12-Jan-2016

213 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 1

Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems

Lecture 4. előadás

Kódolás, nyalábolás, kapcsolásCoding, multiplexing, switching

Takács György

Page 2: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 2

Where we are now in study (tele-, info-) communications systems?

• Networks are working systems of terminals, nodes and links

• The basic technologies in links (wireline and wireless) have been discussed

• Node functions (multiplexing, switching, signalling, demultiplexing) will be discussed today

Page 3: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 3

Page 4: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 4

Page 5: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 5

Analog modulation systems- (AM)

• Amplitude modulation• The momentary amplitude of the carrier is

proportional to the momentary amplitude of the modulating signal

Page 6: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 6

Analog modulation systems- (AM)

Page 7: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 7

The spectrum of the AM in the case of discrete fm modulation frequency

Page 8: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 8

Frequency modulation systems- (FM)

• The momentary frequency of the carrier is proportional to the momentary amplitude of the modulating signal

Page 9: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 9

Frequency modulation systems- (FM)

Page 10: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 10

The spectrum of FM modulated signal in the case of discrete fm modulation frequency

 

Page 11: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 11

Digital modulation methods – Amplitude Shift Keying (ASK)

Page 12: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 12

Digital modulation methods – Binary Phase Shift Keying (BPSK)

Page 13: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Generation of BPSK

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 13

x

~

Carriersignal

BPSK

t

1 0 0 1 +1

-1

Page 14: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 14

Digital modulation methods – Constellation Diagram / BPSK

Page 15: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 15

Eye diagram as a basis for demodulation of BPSK signal

Received BPSK

signal

x

Carrier

signal

comparator1,0,1,0

Eye diagram

Page 16: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 16

Digital modulation methods –Qadrature Phase Shift Keying (QPSK)

• Two carriers: sine wave (Q) and cosine wave (I)

• The modulated signal is the sum of the two components

• One symbol is two bits

Page 17: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 17

Digital modulation methods –Qadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Page 18: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 18

Digital modulation methods –Qadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Page 19: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 19

Digital modulation methods –Qadrature Phase Shift Keying (QPSK)

1

Page 20: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 20

Digital modulation methods –Qadrature Amplitude Modulation (QAM)

• Two carriers: sine wave (Q) and cosine wave (I)

• The modulated signal is the sum of the two components

• Different amplitude and differnt phase values for one symbol

• 16QAM means: one symbol is four bits

Page 21: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 21

Digital modulation methods –Qadrature Amplitude Modulation (16QAM)

Page 22: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 22

Digital modulation methods –Qadrature Amplitude Modulation (16QAM)

Page 23: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 23

Digital modulation methods –Qadrature Amplitude Modulation with channel noise

Page 24: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 24

Why to use sophisticated modulations -- like QAM?

• To put more bits into the standard medium – twisted pair cable –ADSL, Gigabit Ethernet, – coaxial cable – digital TV, HDTV, INTERNET, – Radio – GSM, satellite TV and radio program

broadcasting

• Efficient use of spectum (the radio spectrum is a limited resource)

Page 25: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Bit error rate as a function of signal to noise ratio using BPSK modulation

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 25

Page 26: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Channel capacity as a function of signal to ratio at different modulation system. The reference is the BPSK

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 26

Page 27: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 27

Multiplexing vs. switching

City A City B

105105

103

Trunks for active calls only

Page 28: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 28

Multiplexing principles

• To reduce transmission costs• To utilize higher bandwidth• „Framing” and „packing” of information• TDM -- Time Division Multiplexing• FDM -- Frequency Division Multiplexing• CDMA -- Code Division Multiple Access• WDM -- Wavelength Division Multiplexing• Mixed

Page 29: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 29

TDM principles I. PCM frame

4.50 ábra

(Pulse Code Modulation)

125 µs

Page 30: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 30

TDM principles II. PDH hierarchy

4.51 ábra

Plesiochronous Digital Hierarchy

Page 31: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 31

TDM principles III. PDH hierarchy

4.51 ábra

Page 32: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 32

SDH hierarchy

• SDH – Synchronous Digital Hierarchy• VC – Virtual Container (multiplexing level)• STM-N Synchronous Transport Modules

(line signal level)• POH – path overhead (control and

supervisory information)• POH+Payload=VC• A number of VCs can packaged into a

larger VC

Page 33: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 33

Transport modules

• RSOH – Regenerator Section Overhead

• MSOH – Multiplexer Section Overhead

• AU Pointer – Administrative Unit Pointer (specifies where the payload starts)

• Duration of STM-1 module is 125 µs

Page 34: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 34

General Transport Module

4.56. ábra

Page 35: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 35

Page 36: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 36

Page 37: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 37

SDH Network elementsDXC – Digital Cross ConnectADM – Add-drop MultiplexerTM – Terminal multiplexer

Page 38: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 38

Example of a physical network

Page 39: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 39

FDM principles

Page 40: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 40

TDM/FDM channel architecture as used in GSM

Page 41: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 41

FDM in Cable TV network (US Standard)

Page 42: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 42

Variable bit-rate data transfer within TDM time-slots

Page 43: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 43

The Spread Spectrum Concept

Page 44: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 44

General Model of Spread Spectrum Digital Communication System

Page 45: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 45

Frequency_Hopping Spread Spectrum FHSS

Page 46: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 46

FHSS

• A number of channels are allocated for FH• The transmitter operates in one channel at a time for

fixed time interval (Tc)• During that interval, some number of bits or a fraction of

a bit are transmitted (signal elements)• The time interval of signal elements Ts• The sequence of the channels used is dictated by

spreading code• Both transmitter and receiver use the same code to tune

into a sequence of channels in synchronisation

Page 47: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 47

Transmitter of the FHSS System

Page 48: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 48

Receiver of the FHSS System

Page 49: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 49

Slow FHSS using Multi Frequency Shift Keying Tc>Ts(in this case 4 subfrequencies for 2 bits)

Page 50: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 50

Fast FHSS using Multi Frequency Shift Keying Tc<Ts(in this case 4 subfrequencies for 2 bits)

Page 51: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 51

Example of Direct Sequence Spread Spectrum DSSS

Page 52: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 52

DSSS system Transmitter

Page 53: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 53

DSSS system Transmitter

Page 54: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 54

Comparison of FDM –TDM -- CDM

TDMA FDMA

Page 55: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 55

Principle of WDM

Page 56: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 56

Principle of WDM

Page 57: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Wavelenght Regions

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 57

Page 58: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 58

Page 59: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 59

Page 60: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Prism refraction demultiplexing

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 60

Page 61: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

DWDM Ring Arhcitecure

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 61

Page 62: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 62

Switching techniques in public networks

Page 63: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 63

The Group Switch interconnects incoming and outgoing time slots

Page 64: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 64

Time and space switches

Page 65: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 65

The principle of TST switching

Page 66: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 66

Group switch with 512 multiple position

Page 67: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 67

Connections to the local exchange

Page 68: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 68

Node for packet switching

Page 69: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 69

Packet node structure

Page 70: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 70

Connection oriented transfer phases:Connection setup (setup packet with complete address, Logical Channel Number stored in each nodeData transmission (only LCN in the header)Release

Connectionless transport:Destination address in the headerPath selection in the nodesDifferent packets have different delayThe order of received packets has no guarantee

Page 71: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 71

ATM cell switching principleFixed cell (packet) length – 53 bytes

5 octets header, 48 octet payload

Page 72: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 72

Why connection oriented packet switching?

• Connectionless – only best effort quality (www = world wide waiting)

• Connection oriented – QoS guarantee is possible

• Quality measures: delay, jitter, packet loss.

Page 73: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 73

Content of ATM cell header

Page 74: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 74

Segmentation and multiplexing of differentServices in cell based systems

Page 75: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 75

The principle of ATM switching

Page 76: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 76

VP (Virtual Path „coarse level addressing”) and VC (Virtual Channel „fine level addressing”)

Page 77: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 77

The structure of the ATM switch

Page 78: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 78

Signalling principles in circuit switching

Page 79: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 79

Signalling flow in a telephone call

Page 80: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 80

Signalling for distributed supplementary services or a mobile telephone call

Page 81: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 81

Signalling in packet switched networks

Page 82: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 82

Principles of Common Channel Signalling CCS

Page 83: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 83

Page 84: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Circuit or packet switching???

• A rule of thumb:– Band is cheap: circuit switching– Processing is cheap: packet switching

• Distributed vs. centralized intelligence in the network• Packet processing by 1016 b/s ????

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 84

Page 85: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Photonic Fibre Switches

• In free-space devices, the light is focused from the input fibre, deflected by a micro-mirror (typically several times) and finally launched into the output fibre. The Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology is mature and can produce switch matrices with up to hundreds of input and output ports (128x128 or 256x256), low insertion loss (IL), very low cross talk, low power consumption, millisecond switching speed, and broadband operation. The mirrors can typically be controlled electro-magnetically, electro-statically or by piezoelectric actuators.

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 85

Page 86: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Operational principle and example of 3D MEMS array

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 86

collimator

Page 87: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 87

Page 88: Infocom. 4. ea 2014. 09. 29.1 Infokommunikációs rendszerek – Infocommunication Systems Lecture 4. előadás Kódolás, nyalábolás, kapcsolás Coding, multiplexing,

Infocom. 4. ea 2014. 09. 29. 88