Kapittel 6: Lenkelaget og
det fysiske laget
I dette kapitlet ser vi nærmere på:
Lenkelaget
Oppgaver på lenkelaget
Konstruksjon av nettverk
Aksessmekanismer
Det fysiske laget
Oppgaver på det fysiske laget
Medier
Signalering
Multipleksing

Lenkelaget og det fysiske laget
Nettverkslaget overlater ansvaret for overføring av data mellom tilstødende noder til de to nederste lagene i modellen - lenkelaget og det fysiske laget
For det fleste formål kan vi oppfatte de to nederste lagene i lagmodellen for å være ett

Lenkelaget
Lenkelaget skal overføre pakker mellom nettverkslagene på tilstøtende noder
Innebærer å klargjøre pakker, gjennom innramming og andre mekanismer, slik at innholdet kan overføres på det fysiske laget
To aktuelle protokoller er Ethernet (LAN) og trådløst lokalnettverk (WLAN)

Konstruksjon av nettverk
Hvordan nettverket bygges opp kalles nettverkets topologi
Vi skiller mellom fysisk og logisk topologi
Aktuelle topologier:

Konstruksjon av nettverk
Flere aktuelle topologier:

Tilknytning til nettverket
Alle noder i et nettverk har enten en multiaksessforbindelse eller en punkt-til-punkt-forbindelse til nettverket
Forbindelsen til datanettverket kan enten være halv dupleks eller full dupleks
Dersom noder har halv dupleks-forbindelse må de bruke en mekanisme for å regulere aksess til mediet: en aksessmekanisme

Aksessmekanismer
Aksessmekanismen må være der for å forhindre kollisjoner
Tre aktuelle mekanismer
Konkurranse (CSMA/CD, CSMA/CA)
Token passing (Token Ring, FDDI)
Polling (IEEE 802.11 PCF)

Det fysiske laget
Det fysiske laget skal overføre binær informasjon fra en maskin til den neste ved hjelp av elektromagnetiske signaler
Inkluderer selve transmisjonsmediet, kontakter/antenner og elektronikk for generering og tolking av elektromagnetiske signaler
Aktuelle teknologier: 10BASE-T,
100BASE-TX, 1000BASE-T, RS-232

Overføringsmedier
For å kunne overføre signaler mellom to noder må de knyttes sammen med et medium
Mediet er enten en kabel, eller ”lufta” dersom vi kommuniserer trådløst
Vi ser på følgende medier: trådparkabler (kobberkabler), fiberkabler og trådløs kommunikasjon

Trådparkabler (TP-kabler)
Trådparkabler brukes både i data- og telenett
I datanett basert på Ethernet brukes trådparkabel til spredenett
Trådparkabel består av et eller flere par med tynne, isolerte kobberledere

Trådparkabler (TP-kabler) 2
Vi skiller mellom uskjermet (UTP) og skjermet (STP) trådparkabel. UTP er mest brukt.
Det finnes flere standarder, kalt kategorier, av trådparkabler. Med høyere kategori kan man benytte høyere hastighet.
Kategori 5 kan brukes til 100 Mbps Ethernet, 5e og 6 til 1 Gbps Ethernet

Strukturert kabling

Fiberkabler
Fiberkabler brukes mellom etasjer, hus og i andre kabelstrekk over store avstander
Data i fiberkabler kan overføres med høy hastighet og over store avstander
I fiberoptiske kabler overføres
signalet med lyspulser
Kabelen består av
kjerne, kappe og
primærbelegg

Fiberkabler 2
Lys sendes inn i fiberkabelen ved hjelp av en LED eller en laser. Laser er den beste lyskilden i forhold til hastighet og avstand.
To typer fiber: multimodusfiber og singelmodusfiber
Multimodusfiber er rimelig og enkel å jobbe med
Singelmodusfiber kan brukes over store avstander og vi kan benytte høyere hastighet enn med multimodusfiber. Utstyr og kabler er dyrere enn for multimodusfiber.

Trådløs kommunikasjon
Vi kan kommunisere trådløst som et alternativ til bruk av kabler
Fordeler: Enklere/mindre installasjon og mobilitet for brukeren
Ulemper: Begrenset båndbredde, sårbarhet for støy, problemer ved hindringer i sikt, enklere å avlytte enn kommunikasjon i kabler

Trådløs kommunikasjon 2
Trådløs kommunikasjon innebærer bruk av en radiosender og en radiomottaker
Vanlige anvendelser er trådløst lokalnett, mobiltelefoni og trådløst bredbånd
Ulike trådløse teknologier har ulik hastighet, rekkevidde og egenskaper i forhold til for eksempel mobilitet

Signalering
Tre typer signaler (a, c og d)

Digital signalering
Digital signalering = strømpulser med sprangvis variasjon mellom ulike spenningsnivåer
Vi koder inn informasjon kalt symboler i enten spenningsnivåene eller skiftet mellom dem
Vi kan skille mellom to eller flere symboler
Med kun to symboler skiller vi mellom binært 0 og binært 1
Hvordan avsender koder inn symboler kalles for en linjekode

Linjekoder

Analog signalering
Analog signalering = Kode inn informasjon i et kontinuerlig varierende signal (modulering)

Synkronisering
Avsender sender ut signaler i høy hastighet og mottaker må tolke disse – utfordring å holde mottaker synkron i forhold til signalet som mottas
To strategier for å møte utfordringen
Asynkron overføring
Synkron overføring

Multipleksing
Behov for å sende flere kanaler med data parallelt på en fysisk linje – multipleksing

Frekvensdelt multipleksing
Kanalene sendes samtidig, på ulik frekvens

Tidsdelt multipleksing
Kanalene tildeles tidsluker i mediet

Statistisk multipleksing
Variant av tidsdelt multipleksing hvor ingen har faste luker, men må konkurrere om kapasiteten
Nyttig for datatrafikk hvor data som regel kommer bolkvis
Prinsippet brukes i pakkesvitsjede nettverk
Utføres på flere lag i OSI-modellen: av svitsjer på lenkelaget og av rutere på nettverkslaget.