doc04 Medienzugriffskontrolle
download 
Plainte Transcription
04 Medienzugriffskontrolle
Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle Übersicht • • • • • Multiplexing und Multiple‐Access Dynamische Kanalzuweisung Dynamische Kanalzuweisung Multiple‐Access‐Protokolle Spread‐Spectrum Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal‐Frequency‐Division‐Multiplexing SS 2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 2 Multiplexing und Multiple‐Access SS 2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 3 Motivation Generelles Problem in diesem Vorlesungskapitel Unkontrollierter Medienzugriff führt zu Nachrichtenkollisionen Kapazität C bps Multiple‐Access‐Kanal Multiple Access Kanal Mögliche Lösung: Multiplexing N Subkanäle mit Kapazität N S bk äl it K ität jeweils C/N bps Multiplexer Demultiplexer Wie erreicht man eigentlich Multiplexing eines Kanals? Wie erreicht man eigentlich Multiplexing eines Kanals? ... SS 2012 Bildquelle: Prof. Karl, Vorlesung Rechnernetze, WS 2011/2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 4 Frequency‐Division‐Multiplexing (FDM) To Z To Z (in frequency 2) (in frequency 1) Bildquelle: Prof. Karl, Vorlesung Rechnernetze, WS 2011/2012, Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle SS 2012 5 FDM‐Implementation SS 2012 Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 6 FDM‐Implementation SS 2012 Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 7 Time‐ und Space‐Division‐Multiplexing Time‐Division‐Multiplexing (TDM) To Z To Z Space‐Division‐Multiplexing (SDM) To Z To Z SS 2012 Bildquelle: Prof. Karl, Vorlesung Rechnernetze, WS 2011/2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 8 TDM‐Implementation SS 2012 Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 9 TDM‐Implementation SS 2012 Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 10 r1 Zeit Bandbreite B s1 Ban ndbreite Code‐Division‐Multiplexing (CDM) s2 Bandbreeite Zeit r2 Zeit SS 2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 11 Multiplexing und Multiple‐Access • Auf der Physikalischen Schicht – Multiplexing um eine Leitung für mehrere Multiplexing um eine Leitung für mehrere Übertragungen zugleich zu verwenden – Beispiele: Kabel‐TV, Telefon Beispiele: Kabel TV Telefon • Auf der Verbindungsschicht – Multiplexing um konkurrenten Zugriff auf ein geteiltes Medium zu kontrollieren – Man spricht dann von Multiple‐Access – Also: FDMA, TDMA, CDMA, SDMA Also: FDMA TDMA CDMA SDMA SS 2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 12 Statisches Multiplexing • Auf der Physikalischen Schicht – Medium wird in N Kanäle mit gleicher Bandbreite Medium wird in N Kanäle mit gleicher Bandbreite unterteilt – Man spricht auch von statischem Multiplexing Man spricht auch von statischem Multiplexing • Multiplexing auf der Verbindungsschicht? • Möglichkeit 1: Jedem Kommunikationspaar wird einer der N Kanäle der der physikalischen Schicht einer der N Kanäle der der physikalischen Schicht zugeordnet • Sinnvoll wenn Si ll Kanal fasst die Datenrate der Quelle Datenrate der Quelle sättigt immer den Kanal SS 2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 13 Problem Traffic‐Bursts • Datenverkehr mit Bursts bedeutet: große Differenz zwischen Spitzen‐ und Durchschnittsrate • Eine Hausnummer in Computer‐Netzen: Spitzen‐ versus Durchschnittsrate = 1000 : 1 versus Durchschnittsrate 1000 : 1 S Source da ta rate Mean rate SS 2012 Time Ti Bildquelle: Prof. Karl, Vorlesung Rechnernetze, WS 2011/2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 14 Statisches Multiplexing und Traffic‐Bursts • Statisch aufgeteilte Ressourcen müssen entweder: Groß genug sein, um auch die Spitzendatenrate unmittelbar bedienen zu können → Ressourcenverschwendung, da die Linkkapazität im Mittel nicht ausgeschöpft wird ausgeschöpft wird für den mittleren Fall dimensioniert sein, aber wird benötigen dann einen Puffer g → Was ist der Delay bis ein Paket übertragen werden kann? Packets So ource datta rate Required rate Required rate SS 2012 Mean rate New packets MUX Queues Time Bildquelle: Prof. Karl, Vorlesung Rechnernetze, WS 2011/2012 Grundlagen der Rechnernetze ‐ Medienzugriffskontrolle 15
