S-38.118 Teletekniikan perusteet
Perusasioita tiedonsiirrosta
Markus Peuhkuri
21. syyskuuta 1999
- Miksi vihreitä virheitä syntyy
- Miten virheet havaitaan
- Miten virheet korjataan
- 1.
- Lähettäjä lähettää sähkömagneettisen symbolin
lähettimen epäideaalisuuden vuoksi vääristyy
- 2.
- Symboli kulkee siirtotiellä
hukkuu kohinaan, vääristyy
- 3.
- Vastaanottaja vastaanottaa symbolin
tunnistaa sen vääräksi symboliksi
- Vaimentuma ja vaimentumahäviöt
- Viiveen hajonta
- Kohina
- Kasvaa etäisyyden kasvaessa
- ohjattu siirto
- yleensä logaritminen: db/km
- ohjaamaton siirto
- monimutkaisempi
- Kasvaa taajuuden kasvaessa
- Signaalin kulkunopeus ohjatussa siirrossa riippuu taajuudesta
- Lämpokohina (N=kTW)
- valkoinen kohina, taajuusriippumatonta
- Keskeismodulaatio
- Ylikuuluminen
- Impulssikohina
- salamat, kytkennät: lyhyitä ja voimakkaita
tuhoisa digitaliselle, vähäinen analogiselle
- Virheitä syntyy sitä enemmän mitä lähempänä kapasiteetin
maksimia liikutaan
- Virheitä myös päätelaitteissa ja tallennuksessa
- Bittivirheen merkitys riippuu datan tyypistä ja virheen
sijainnista
| Datan tyyppi |
min |
max |
| ääni |
ei havaittava |
napsaus |
| kuva (ei pakattu) |
ei havaittava |
täplä |
| kuva (pakattu) |
ei havaittava |
käyttökelvoton |
| teksti |
kirjain |
muotoilu |
| luku (ASCII) |
|
|
| luku (32 bit) |
|
|
| luku (liukuluku) |
|
|
- Mikä on hyväksyttävä virhemäärä?
- Pariteetti
- jokaista merkkiä kohti lisätään yksi bitti, joka
tekee ykkösten kokonaismäärän parilliseksi (tai parittomaksi)
havaitsee parittoman (1, 3, ...) määrän bittivirheitä
0101 0110
0101 0110 0
- Pitkittäinen pariteetti
- pariteettimerkin bitti Ci on
pariteettibitti jokaisen merkin bittistä i
havaitsemattomien virheiden määrä pienenee 2-4 suuruusluokkaa
| 1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
| 0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
| 1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
| 0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
- Tarkistussumma
- lasketaan summaamalla peräkkäiset tavut (tai
sanat) yhteen
kaksi bittivirhettä voi kumota toisensa
- nopea laskea kopionnin yhteydessä
käytössä esimerkiksi IP:n otsikon tarkistussummassa
The checksum field is the 16 bit one's complement of the one's
complement sum of all 16 bit words in the header. For purposes of
computing the checksum, the value of the checksum field is zero.
- riittää, mikäli alempana on luotettava tarkiste
- Lähetetään viesti M ja tarkiste F (pituus n bittiä)
- F määritetään sellaiseksi, että T=2nM+F:n jako P:llä
menee tasan (modulo-2 aritmetiikka)
- Mikäli vastaanottajalla ei mene tasan, viestissä on virhe
- Havaitaan
- 1.
- kaikki yhden bitin virheet
- 2.
- kaikki kahden bitin virheet jos polynomissa on
vähintään kolme termiä
- 3.
- kaikki parittomat virhemäärät jos termi X+1
- 4.
- kaikki virhepurskeet, joiden pituus < n
- 5.
- useimmat pidemmät purkeet
- Esitetään usein polynomina
- Voidaan toteuttaa laitteistotasolla siirtorekisterien ja
ehdoton-TAI porttien avulla
- Tarkisteet tarkoistettu suojamaan ``luonnollisilta''
virheiltä
eivät suojaa tarkoituksellisilta vääristelyiltä
- Vahvoja tarkisteita tarvitaan sähköisessä asioinnissa
- allekirjoitukset
- eheyden tarkistus
h = H(M)
- h:n laskeminen helppoa, jos M tunnetaan
- M:n laskeminen vaikeaa h:n perusteella
- M':n löytäminen vaikeaa vaikka M tunnetaan,
H(M)=H(M')
- MD5
- Message Digest 5 (Ron Rivest) tuottaa 128-bittisen
tiivisteen
- SHA
- Secure Hash Algorithm: 160 bittiä
Onko mahdollista saada data uudestaan?
- on
- pyydetään data uudestaan
- ei
- pitää varautua ennakolta
käytetään virheenkorjaavaa koodausta
Cross Interleave Reed-Solomon Code (CIRC)
data hajautetaan ja lasketaan useampi pariteetti (4/12 databittiä)
Positiiviset kuittaukset
- viestit numeroitu
- vastaanottaja kuittaa kun vastaanottaa virheittä
- pysähdy ja odota
- liukuva ikkuna
- aikavalvonta lähettäjällä
Negatiiviset kuittaukset
- vastaanottaja kuittaa kun vastaanottaa roskaa
- Siirrossa syntyy virheitä
- Virheet voidaan havaita
(tietyllä todennäköisyydellä)
- Virheen korjaus onnistuu
No References!
S-38.118 Teletekniikan perusteet
Perusasioita tiedonsiirrosta
This document was generated using the
LaTeX2HTML translator Version 98.1p1 release (March 2nd, 1998)
Copyright © 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
Nikos Drakos,
Computer Based Learning Unit, University of Leeds.
The command line arguments were:
latex2html -split 0 -no_navigation handout.tex.
The translation was initiated by Markus Peuhkuri on 1999-09-22
Markus Peuhkuri
1999-09-22