Tema 1. Introduccion (2014)

Resumen Catalán
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ingeniería Telemática - 2º curso
Asignatura F.T. Fonaments Telemàctica
Año del apunte 2014
Páginas 9
Fecha de subida 20/10/2014
Descargas 23
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 1 – Introducció a la Telemàtica 1.Definicions 1.1. Telemàtica, xarxes, serveis i aplicacions ·Telemàtica: Conjunt de tecnologies que possibiliten la comunicació entre dispositius.
-Telecomunicacions -Informàtica TELEMÀTICA (computer Networks) ·Xarxa de Comunicacions: Conjunt de mitjans que possibiliten el proveïment de serveis de telecomunicacions.
·Xarxa d’ordinadors: Sistema d’ordinadors autònoms interconnectats.
·Servei: alló que satisfà una necessitat i/o proporciona utilitat.
Per exemple; el correu electronic, al web, la telefonia...
·Aplicació: Allò que implementa el servei. Per exemple; el programa de correu (OutLook, thunderbird); el navegador (Internet Explorer, Safari...); Skype...
2.Serveis 2.1. Serveis i Xarxes El serveis de telecomunicació són facilitats subministrades a usuaris a través de xarxes de comunicació interconectades entre si. SENSE XARXES NO HI HA INTERNET.
·Qualsevol xarxa por servir per a qualsevol servei? -NO!, inicialments es dissenyaven xarxes a mida del servei que es volia oferir ·Evolució: -Tendencia cap a una xarxa per a tot. Algunes claus: ·Digitalització ·Enllaços de gran capacitat ·Internet -Avantatges / Inconvenients +Una sola xarxa redueix els costos de desplegament.
- Dificultat per assegurar que un determinat servei funciona bé.
SERVEI: FACTORS DE QUALITAT XARXA: CARACTERISTICA RELACIONADA Quantita de informació que NO arriva Errors i perdues d’informació en la xarxa -> FIABILITAT Caudal d’informació que NO arriva “Ample de Banda” (BW – Bandwidth) <-> velocitat disponible Temps que tarda en arrivar “Retard”   1   2.2 Qualitat de Servei ·Serveis que necessiten unes prestacions determinades -Qualitat de Servei (QoS) ·Si volem fer una tria objectiva necessitem mesurar-les d’una manera objectiva.
-Servei Level Agreement (SLA) ->Acord de nivell de Servei *És un contracte entre proveïdors de serveis [operadors(ISPS] i el client] 2.3. Neutralitat de la xarxa • Aquest principi està relacionat amb Internet i el podríem sintetitzar així: – Tots els bits són iguals provinguin de l’aplicació o de l’usuari que sigui.
– per tant la xarxa (Internet) els ha de tractar igual, sense limitar ni afavorir a determinats usuaris i aplicacions • A dia d’avui és objecte d’un debat intens amb arguments econòmics i tecnològics i també amb un rerefons polític – La neutralitat es pot definir per llei • Alguns enllaços interessants sobre el tema: – Una definició amb exemples prou entenedors: http://es.wikipedia.org/wiki/Neutralidad_de_red – Una definició que ha aixecat moltes crítiques: http://es.engadget.com/2010/08/09/google-y-verizonexplican-su-vision-de-laneutralidad- de-la-red/ – La primera legislació sobre aquest tema: http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Chile/pionero/blin dar/neutralidad/Red/ley/elpepusoc/20100828elpepisoc_3/Tes – EEUU rebutja el principi de neutralitat de la xarxa http://tecnologia.elpais.com/tecnologia/2014/01/14/actuali dad/1389728023_963665.html – Debat sobre la neutralitat de la xarxa http://www.orange.com/es/acerca-de-Orange/ 3. Xarxes 3.1. Components d’una xarxa • Mitjans de transmissió:Mitjà físic que ens permet transmitir informació d’un lloc a un altre. Exemples: Coure, fibra, ràdio, etc.
• Nodes de xarxa: Els mitjans de transmissió estàn conectats per nodes que són dispositius que interconecten els diferents mitjans de transmissió que formen part de la xarxa. Exemples: Commutador, router, etc.
• Terminals: Un terminal és un node que només transmet o rep informació. Exemples: Telèfon mòbil/fix, ordinador, PDA, etc.
• Protocols: (són el software de la xarxa), són les regles que defineixen com es transmet la informació a lo llarg de la xarxa. Exemples: IP, TCP, SIP, HTTP, IEEE 802.3 (Estandar de wifi), IEEE 802.11, etc.
  2   • Infrastructura: Canalitzacions, espais, condicionament, suport dels equips, alimentació back up -> per si ens quedem sense electricitat.
3.2 Esquema Transmissor – Enllaç – Receptor Intercanviant infomació de una sèrie de nodos A a un altre conjunt de nodos B. Podem observar la xarxa com un conjunt de enllaços amb nodes (terminals o no) que envien o reben informació. Els terminals poden fer o bé de emisor o bé de receptor.
Un esquema més detallat: 3 .
3 Font d’Informació: informació que volem transmitir.
Transductor +A/D: Es un dispositiu físic que converteix senyals fisiques a un altre tipus, rep el nom de convertidor Analògic Digital.
(Converteix una seqüència en binari). Exemple: Microfon, auriculador.
Per què una senyal Digital? La senyal digital és més robusta, i és més facil d’interpretar en la recepció. Dit d’una altre manera en la senyal Digital podem agafar límits més concrets, ja que són seqüències d’”1s” i “0s”. En canvi en la senyal Anaòlgica no.
·INFORMACIÓ MÉS FÀCIL DE PROCESSAR La informació és més fàcil de processar ja que utilitzem codificació de font i no processem tant.
Eliminem informació redundant i és més fàcil de processar.
·PROTEGEIX MÉS FÀCIL AL INFORMACIÓ.
Protegim més fàcil la informació ja que utilitzem codificació de canal. Per a fer aixó utlitzem bits redundants.
  3   Com podem veure a la imatge anterior, una mateixa senyal es pot reperesentar analogica o digital. Per a fer-ho només agafem uns determinats instants de temps. Aquets són certs valors numerics concrets (Conjunt discret de valors).
Codificador de Font: Agafa la seqüència de “1s” i “0s” i els hi treu redundància, aixó vol dir que reduïm la quanititat de bits que enviem.
Exemple: eliminem els bits iguals que estan radere d’una foto.
-La codificació de font té lloc als TERMINALS. Només en els terminals que transmeten informació. Exemple: Les imatges del Whatsapp, el que fan és nomes treure bits a la imatge, és a dir els hi treuen redundància. Hem de tenir en conte que aquest fet el realitza el terminal que transmet la imatge no el que la rep.
-Poden haver-hi diferentes codificacions de font en un terminal, és a dir, depen del archiu que sigui. Exemple: si el que enviem pel whatapp és una imatge o un video, els bits a redondejar seran més o menys.
Un altre exemple de Codificació de font seria: PCM (Pulse code Modulation). Agafa la veu que una persona emet (senyal elèctrica) i la converteix en una seqüència de “1s” i “0s” a través d’un transductor. S’agafen valors d’aquesta senyal cada 125ms (micro segons) = 8.000 mostres/s (està agafant aquet valor de la senyal elèctrica. Mentres parlo directament es converteix de Analògic a Digital. Un fet curios es que si estas a llarga distància (d’un pais a un altre), aquestes mostres tarden en arrivar al receptor i per aquest motiu tarda en arrivar la veu del emisor.
SEGUIMENT: 1. Transducció (converteixo de A/D), 2. Mostreig (Agafo 125 ms -> 8000mostres/s) i 3. Quantificació (cada una d’aquestes mostres les represento com 8 bits. Es a dir 1 mostra ve representada com 8 bits.
28=256 Agafo tot el rang i el divideixo en 256 parts “Rang de la Senyal”. Aixó vol dir que cada 8 bits estic transmitint 125 ms, si ho dividim ens dona 64 Kbits/s.
Aquets 64 Kbits/s, es la tasa ESTANDAR en el sistema PCM).
Codificador de canal: Afegeix algo d’informació redundant als bits per protegir la transmissió de possibles errors. Dit d’una altre manera, afegeixo més bits perque es receptor pugui recuperar la informació correcta.
Exemple: Per cada bit que volem transmitir, els transmitim tres cops iguals, d’aquesta manera si es perd un pel camí encara queden 2 bits.
Modulador: Adaptar físicament al medi físic el qual jo vull enviar informació.
·SENSE moduladó: parlem de un BandaBase que significa represnetar la base en “1s” i “0s”.
  4   ·AMB modulació: S’utilitza de manera habitual en el Rally. En contes de transmitir en Banda Base, hi ha tres tipus de propagació: ASK, FSK i PSK.
-Una senyal sinosuidal la convinem amb la meva senyal per propagar-la.
D’aquesta manera obtenim tres tipus de propagació: ·ASK: Modulació d’Amplitud; és la multiplicació de la senyal portadora amb la senyal sinosuidal.
·FSK: Modulació en Freqüència; Si el valor és 1, per a la freqüència serà més ràpida i quan el valor en binari sigui 0, la freqüència anirà més lenta.
·PSK: Modulació en Fase: Si el valor en binari és 1, començarem el senyal sinosuidal en el valor -1 del binari, en canvi si es 0 el valor binari, començarem el senyal sinosuidal en el valor 0.
Aquesta Senyal Sinosuidal ve donada per una aparell que es diu MODULADOR. Exemple: Oscil.loscopis, Oscil.loscopis que generen aquestes freqüències, qualsevol aparell de ràdio, mobils... en definitiva qualsevol aparell que ve donat per aquesta senyal sinosuidal. (Modulació transmitida per l’aire).
**Matemàticament la Senyal Sinosuidal de freqüència 180 Volts Ax·cos(ωt + φ0) Exemple: Tot el que utiltza una propagació per l’atmòsfera es modulat.
Tipo les xarxes wifi, la telefonia mobil...etc.
BIT CONTRA SÍMBOL Símbol -> és el que transmet (tx) per un medi. 1 símbol representa 1 o més bits.
2 ASK -> [1 simbol <-> 1 bit] 4 ASK -> [1 símbol <-> 2 bits] 3 3 Si emitim 2 ASK -> 10 baud (Velocitat de transmissió = 10 bits /s ) 3 3 4 ASK -> 10 baud (2· 10 bits / s).
  5   3.3. Ampliació de l’esquema Tx – Enllaç – Rx • Xifrat: Ocultador mitjançant mecanismes matemàtics a terceres persones.
Sabem desxifrar si fabem la fòrmula matemàtica d’aquet ocultador. Si vols tenir més seguretat els enllaços els bits que generala font es xifren. Per exemple: GSM/3G.
• Eixamplament de l’espectre: basicament es una estratègia per a que arrivi amb millor qualitat al receptor. Dit de altre manera per guanyar robustesa el senyal enviat per l’enllaç es fa oscil·lar més del compte. Per exemple: 3G i WiFi • Accés al medi: Si l’enllaç és compartit entre diferents emissors i receptors cal arbitrar mecanismes per a posar-se d’acord per a utilitzar-los. Per exemple: WiFi i GSM/3G 3.4 Origen de les limitacions de les xarxes • Multiplexació: afegir diferents enllaços per facilitar la transmissió de un punt a un altre. La Multiplexació és necessària per a enviar per un enllaç bits procedents de diferents fonts. Amb la Multiplexació el que volem es transmitir informació a través de un enllaç de bits que provenen de diferentes fonts.
Per exemple: – Entre dos nodes no terminals: la veu de diferents converses – També en un mòbil: un correu i veu • Aquest procés es pot repetir més d’una vegada – A la banda de l’usuari diferents nivells capil·laritat: · des d’una línea telefònica · a un enllaç d’alta velocitat – A la xarxa de l’operador mínima: · Menys enllaços millor – Menys cost de desplegament · Gran capacitat   6   Dos exemples molt clars de Multiplexació: (FDM) : Multiplexat freqüencial; emplea diferentes bandes de freqüència per diferents canals. Exemple: La radio Convencional.
(TDM) : Multiplexat temporal; seria transmitir a través de un mitjà físic a diferents temps diferenta informació. Exemple; un video, cada bloc arriva a diferent temps, pero aquet fet succeeix tan ràpid que no ho apresciem.
3.5 Funcions bàsiques Una xarxa és més que un conjunt d’enllaços. En l’esquema emisor-recepto (TX-enllaç-Rx) “només” permeten intercanviar informació en bits entre els terminals conectats amb un enllaç.
Aquestes funcions no són suficients perque funcioni una xarxa. Les funcions perque una xarxa sigui operativa es veuran a FC i IX. (2A) FUNCIONS: 3.5.1. Interconnexió Per muntar una xarxa necesitem alguna cosa més a part dels terminals i els enllaços, és el cas dels NODES de xarxa que s’especialitzen en la innterconexió. Els necessitem ja que NO podem conectar tots els terminals a un sol enllaç (Seria NOMES el cas del WIFI). A més a més no podem disposar d’un enllaç dedicat per a cada node amb el que vol comunicar-se, ja que suposaria un gran cost de producció.
3.5.2. Control d’error bit La comunicació entre nodes adjecents fa que alguns bits puguin ser recuperats incorrectament. Cada enllaç conté mecanismes de detecció i/o correcció d’errors de bit.
3.5.3. Control d’errors de paquets Els bits els enviem agrupats en paquets. Aquets paquets poden ser perduts, desordenats, duplicats... aquesta comunicació la fem extrem a extrem. Dit d’una altre manera: E2E o End to end.
Les funcions de E2E són mecanismes implementats en l’origen i en el destí per detectar errors de paquets.
  7   3.5.4. Control de flux vs. Control de congestió ·Control de Flux: el Flux de dades injectat a la xarxa ha de poder ser absorbit adequadament pel receptor.
·Control de Congestió: el Flux de dades injectat a la xarxa NO ha de contribuir a sobrecarregar la xarxa.
3.5.5. Adreçament Cal un mecanisme (aparell) per identificar els terminals o estacions.
També dit dispositius terminals en una xarxa. Exemples de terminals: La xarxa Telefònica commutada: numero de telèfon, ethernet: adreça MAC, Internet; adreça IP.
3.5.6.Encaminament Cal determinar el camí (o camins) pels quals ha de viatjar la informació. S’ha de tenir en conte varios aspectes: 1. Els nodes implicats en el camí han de pendre decisions d’encaminament. Es a dir, cada node ha de saber i pendre la decisió de on anar. 2. Aquets nodes han d’implementar: ·Protocols d’encaminament i ·Algoritmes d’encaminament.
3.5.7.Operació i manteniment La xarxa ha d’estar operativa pràcticament sempre, aixó implica la regla dels 5 nous, disponibilitat per a sistemes crítics.
XARXA TELEFÒNICA > 99.999% DEL TEMPS Per a que aquets porcentatge estigui operatiu les tasques de manteniment i actualització d’equips i de softwares han de estar sempre operatives. Tot aixó té un cost de manteniment. També hem de tenir en conte la Gestió de Xarxa.
  8   3.5.8. Gestió de xarxa La gestió de xarxa inclou: ·El desplegament, la integració i la coordinació del hardware, software i elements humans.
·Té com a objectius: -Supervisar, comprovar, configurar, analitzar, avaluar i controlar la xarxa i els recusos.
-Complir els requeriments de temps real, de rendiment operacional i de qualitat de servei a un cost raonable.
4.Modelat de sistemes ·Model matemàtic. Simulació: Propietats, característiques, comportament del sistema ·Model constructiu. Esquema electrònic ·Model de comportament o funcional: Caixa negra. Entrades i sortides, Màquina d’estats, Tècniques d’especificació. Enginyeria de protocols i aplicacions ·Model d'avaluació: Teoria de cues: teletrànsit, Teoria de grafs.
5.RESUM BREU IMPORTANT -Definicions: telemàtica, xarxa, servei i aplicació -Components d’una xarxa -Esquema Transmissor – Enllaç – Receptor -Funcions bàsiques d’una xarxa -Connexió amb les assignatures   9   ...