ΜΑΘΗΜΑ: ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET I

1. ΥΠΕΠΘ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΡΤΙΣΗΣ ΙΕΚ ΚΕΡΚΥΡΑΣ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ:ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ INTERNET ΕΞΑΜΗΝΟ:Α’ ΜΑΘΗΜΑ:ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET I ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΕΣ: ΜΙΤΣΟΥΛΗΣ ΟΔΥΣΣΕΑΣ ΤΑΚΟΥ ΒΑΣΙΛΙΚΗ

2. Ενδεικτική κατανομή ωρών

3. Κεφ. 1 (Θ) & Κεφ. 9 (Ε): Μοντέλο επικοινωνίας δεδομένων

4. Μοντέλο επικοινωνίας δεδομένων

5. Μοντέλο επικοινωνίας δεδομένων • Πηγή: Αυτή η συσκευή παράγει τα δεδομένα. • Πομπός: Ο πομπός μεταλλάσει και κωδικοποιεί την πληροφορία με τέτοιο τρόπο, ώστε να παράγει ηλεκτρομαγνητικά σήματα τα οποία μπορούν να μεταδοθούν μέσω κάποιου είδους συστήματος μετάδοσης. • Σύστημα μετάδοσης: Αυτό μπορεί να είναι μία μονή γραμμήμετάδοσης ή ένα πολύπλοκο δίκτυο που συνδέει την πηγή με τονπροορισμό. • Δέκτης: Ο δέκτης δέχεται το σήμα από το σύστημα μετάδοσης και το μετατρέπει σε τέτοια μορφή ώστε να μπορεί να είναι κατανοητή από την συσκευή προορισμού. • Προορισμός: Παίρνει τα εισερχόμενα δεδομένα από τον δέκτη.

6. Τεχνικές αναλογικής και ψηφιακής μετάδοσης

7. Η διαδικασία της διαμόρφωσης ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ: Η μεταβολή, σύμφωνα με την πληροφορία, μιας ή περισσοτέρων παραμέτρων ενός φέροντος κύματος (carrier wave) που είναι κατάλληλο για την μετάδοση μέσα από το δεδομένο κανάλι. ΑΠΟΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ είναι η αντίστροφη διαδικασία Το είδος της διαμόρφωσης καθορίζει: Την αντοχή στο θόρυβο και την παραμόρφωση Την πιστότητα αναπαραγωγής του αρχικού σήματος Το εύρος του απαιτούμενου για την μετάδοση φάσματος Την πολυπλοκότητα των συστημάτων εκπομπής και λήψης 7

8. Τι επιτυγχάνουμε με την διαμόρφωση Την μετάδοση πολλών σημάτων στον ίδιο χώρο με χρήση διαφορετικών φερόντων Την ελάττωση των απαιτήσεων στα χαρακτηριστικά των συστημάτων εκπομπής Την χρησιμοποίηση περιοχών του φάσματος με καλύτερες συνθήκες μετάδοσης 8

9. Network DTE DTE DCE DCE Οι διεπαφές σε ένα μοντέλο επικοινωνίας (1/3) • DTE(Data Terminal Equipment): Οποιαδήποτε Τερματική Συσκευή • DCE (Data Circuit-Terminating Equipment): Καλώδια – Modems

10. Πρότυπα καλωδιώσεων – DCE (2/3) • EIA-232 Interface (πρώην RS-232) με 25 ακροδέκτες αρσενικού ή θηλυκού τύπου. Εμβέλεια 15 m,Ταχύτητα 20kbps • ΕΙΑ-449 • DB-37 (37 ακροδέκτες) • DB-9 (9 ακροδέκτες) • RS-422,RS-423, EIA-530 • X.21 Μπορεί να πάει μέχρι 64kbps

11. To MODEM (Διαμορφωτής-Αποδιαμορφωτής) χρησιμοποιείται στην ψηφιακή επικοινωνία μέσω αναλογικών γραμμών. Μετατρέπει ένα ψηφιακό σήμα σε αναλογικό(D/A) χρησιμοποιώντας τις τεχνικές διαμόρφωσης: ASK FSK PSK QAM και αντιστρόφως από αναλογικό σε ψηφιακό (A/D) MODEM –DCE (3/3)

12. Βασικοί τύποι ψηφιακής διαμόρφωσης ASK FSK PSK 12

13. Μορφές μετάδοσης • Παράλληλη επικοινωνία: (8 bits) στέλνονται ταυτόχρονα, άρα χρειάζονται 8 ανεξάρτητες γραμμές σύνδεσης. • Σειριακή επικοινωνία: (1 bit) και χρειάζεται μόνο 1 γραμμή σύνδεσης. • Σύγχρονη μετάδοση • Ασύγχρονη μετάδοση

14. Παρουσίαση στο εργαστήριο • Διασύνδεση RS-232(παρουσίαση D-connector, ακολουθία σημάτων σε εκπομπή data από DTE,ακολουθία σημάτων σε λήψη data από DCE, τροποποίηση καλωδίου για σύνδεση DCE-DCE και DTE-DTE) • modems – AT εντολές(σύνδεση εξωτερικού modem στον Η/Υ, εγκατάσταση, ορισμόςπαραμέτρων, επιβεβαίωση επιτυχούς εγκατάστασης, βασικές ΑΤ εντολές, οπτικές ενδείξεις συσκευήςmodem) • Προγράμματα επικοινωνίας υπολογιστών(π.χ. Hyperterminal) και βασικές λειτουργίες(προσομοίωση τερματικού για πρόσβαση σε κεντρικούς Η/Υ ή σε συσκευές τηλεπικοινωνιών,ρύθμιση παραμέτρων επικοινωνίας, μεταφορά αρχείων) • Πρωτόκολλα επικοινωνίας( παρουσίαση της δομής και των λειτουργιών απλών πρωτοκόλλων,όπως π.χ Xmodem, Ζmodem και χρήση τους για μεταφορά αρχείων) • Σύνδεση δύο απομακρυσμένων Η/Υ μέσω τηλεφωνικής γραμμής(βασικές ΑΤ εντολές-Επικοινωνία με modem, κλήση σε Η/Υ, παραμετροποίηση του Hyperterminal, μεταφορά αρχείου) • Σύνδεση δύο Η/Υ του εργαστηρίουσειριακά, παράλληλα, ασύρματα, μέσω TCP/IP.

15. Η διασύνδεση RS-232 • H διασύνδεση (πόρτα) RS-232(Recommended Standard 232) χρησιμοποιείται για τη σειριακή μετάδοση δεδομένων μεταξύ ενός DTE και ενός DCE μέσω προγραμμάτων όπως το • MATLAB • Microsoft Hyperterminal • Οι D-connectors

16. Data carrier detect Receive data (Rx) Transmit data (Tx) Data terminal ready(DTR) Signal ground Data set ready (DSR) Request to send(RTS) Clear to send(CTS) Ring indicator Ερώτηση: Ποια pins θα πρέπει να βραχυκυκλωθούν μεταξύ τους στη μια και την άλλη πλευρά του προσαρμογέα για να υπάρξει επικοινωνία; Τα σήματα στον προσαρμογέα (adapter)DB 9

17. Το UART • Λεπτομέρειες της διαμόρφωσης χαρακτήρων και του ρυθμού μετάδοσης ελέγχονται από το υλικό της σειριακής θύρας, που είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, το UART (universal asynchronous receiver/transmitter), το οποίο μετατρέπει δεδομένα από παράλληλη σε σειριακή μορφή.

18. Μodems (1/4) • Σύνδεση εξωτερικού modem στον Η/Υ • Εγκατάσταση, • Ορισμόςπαραμέτρων, • Επιβεβαίωση επιτυχούς εγκατάστασης, • Βασικές ΑΤ εντολές, • Οπτικές ενδείξεις συσκευήςmodem)

19. Modems(2/4) • Τα κοινά Modems περιορίζονται από το εύρος ζώνης των τηλεφωνικών γραμμών. • Οι τηλεφωνικές γραμμές έχουν εύρος ζώνης περίπου 4000 Hz. • H δειγματοληψία γίνεται με ρυθμό 8.000 δείγματα/secκαι η διαμόρφωση (PCM) χρησιμοποεί 7 bits/δείγμα. • Ετσι τελικά έχουμε ταχύτητες: 8.000 δείγματα/s X 7 bits/δείγμα = 56 kbps

20. Modems (3/4) • Μεγαλύτερες ταχύτητες δίνουν τα cable modemsπου παρέχουν και την καλωδιακή τηλεόραση. • Τα ομοαξονικά αυτά καλώδια δίνουν 750 MHz εύρος ζώνης, ενώ διατίθενται κανάλια των 6 MHz. Τελικά προκύπτουνοι θεωρητικά μέγιστες τιμές: • Downloading: 6 MHz X 6 = 36Mbps με αποδιαμόρφωση 64-QAM (6 bits τη φορά). Στη πράξη 3 – 10 Μbps. • Uploading: 6 MHz X 2 = 12 Mbpsμε διαμόρφωση QPSK (2 bits τη φορά). Στη πράξη 0,5 - 1 Mbps.

21. Ανάλυση της λειτουργίας των MODEMS (4/4) • Μετάβαση στην εφαρμογή Networks μέσω της συντόμευσης στην επιφάνεια εργασίας • ΕπιλογήΕπικοινωνία δεδομένων (MODEM) • Άνοιγμα της Σύνδεσης • Άνοιγμα του browser • Επιλογή μιας από τα παρεχόμεναURL • Παρακολούθηση τωνΚυματομορφώναπό το μενούΠαράθυρο. • Τροποποίηση τουΘορύβου

22. TelnetΠρογράμματα επικοινωνίας υπολογιστών (1/4) Βασικές λειτουργίες τουHyperterminal: • Προσομοίωση τερματικού για πρόσβαση σε κεντρικούς Η/Υ ή σε συσκευές τηλεπικοινωνιών (πχ. σε routers CISCO). • Ρύθμιση παραμέτρων επικοινωνίας. • Μεταφορά αρχείων. • Βασικές ΑΤ εντολές. • Κλήση και σύνδεση δύο Η/Υ μέσω τηλεφωνικής γραμμής.

23. Το Microsoft HyperTerminal(2/4) • Για την πρόσβαση στην εφαρμογήHyperTerminal στα Windows XP ακολουθούμε το μονοπάτι Start Menu →Programs →Accessories →Communications → HyperTerminal

24. Ρύθμιση του HyperTerminal(3/4)

25. Ρύθμιση του HyperTerminal(4/4)

26. Πρωτόκολλα επικοινωνίας • Οι λειτουργίες τους σχετίζονται με τον καθορισμό του μεγέθους και τον έλεγχο για τη σωστή τους λήψη όπως το checksum που αποτελεί το άθροισμα όλων των bytes του πακέτου modulo 256. Το modulo υπολογίζεται από τα 8 least significant bits (που όμως μεταδίδονται πρώτα!). Αν τα πακέτα είναι 2 από 130 bytes, το σύνολο είναι 260 και το checksum είναι 4): • XMODEM, στα 1990 (μέγεθος πακέτου 128-byte, όσο το περιεχόμενο μιας δισκέτας δηλαδή) • ΥMODEMμια νεότερη έκδοση πρωτοκόλλου χωρίς μεγάλη απήχηση • ΖMODEM θεωρείται πλέον το πιο διαδεδομένο πρωτόκολλο.

27. Σύνδεση δύο Η/Υ του εργαστηρίου • σειριακά, • παράλληλα, • ασύρματα, • μέσω του TCP/IP

28. Σειριακή και παράλληλη απευθείας σύνδεση Η/Υ (1/2)

29. Σειριακή και παράλληλη απευθείας σύνδεση Η/Υ (2/2)

30. Ασύρματη σύνδεση (1/2)

31. Ασύρματη σύνδεση (2/2)

32. Σύνδεση μέσω ΤCP/IP (1/3)

33. Σύνδεση μέσω ΤCP/IP (2/3)

34. Σύνδεση μέσω ΤCP/IP (3/3)

35. Κεφ. 2:Στοιχεία μετάδοσης (Θ)

36. Κώδικες επικοινωνίας (1/6) • Η Πληροφορία αναπαρίσταται από γράμματα του αλφαβήτου, αριθμούς, σημεία στίξης και άλλους χαρακτήρες-σύμβολα • Οι Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές μπορούν και χειρίζονται μόνο τα δυαδικά ψηφία 0 και 1 (bit). • Για να υπάρξει επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων και υπολογιστών πρέπεινα μετατραπούν οι χαρακτήρες σε σειρές από bit. • Για την μετατροπή αυτή χρησιμοποιούνται συγκεκριμένοι πίνακες αντιστοιχίας ή πίνακες κωδικοποίησης ή κωδικοσελίδες ή κώδικες.

37. Κώδικες αναπαράστασης (2/6) • Οι κώδικες συνήθως περιλαμβάνουν τα παρακάτω σύμβολα: • 10 αριθμητικά ψηφία 0 έως και 9 • 26 λατινικά κεφαλαία γράμματα • 26 λατινικά μικρά γράμματα • Σύμβολα και σημεία στίξης .΄,;?:+-/()\&@ κλπ • Χαρακτήρες ελέγχου STX, EOT, SYN, ACK κλπ • Ελληνικά γράμματα !!

38. Κώδικας ASCII (3/6) • Ο ASCII (American Standard Code for Information Interchange)‏ είναι ο πιο διαδεδομένος κώδικας αναπαράστασης χαρακτήρων. • Αρχικά η κωδικοποίηση ASCII ικανοποιούσε τις ανάγκες των προγραμμάτων που απαιτούσαν ένα περιορισμένο σύνολο κωδικοποιημένων χαρακτήρων. • Η εξέλιξη όμως των υπολογιστών δημιούργησε την ανάγκη νέων μορφών κωδικοποίησης του κειμένου όπως είναι οι ISO και Unicode καθώς και νέες γλώσσες περιγραφής όπως η κωδικοποίηση ιστοσελίδας HTML.

39. Η Ε L L O ASCII (δεκαδικός)‏ 72 69 76 76 79 Δυαδική απεικόνιση 1001000 1000101 1001100 1001100 1001111 Ένα παράδειγμα ASCII κωδικοποίησης (7bit) της λέξης “HELLO”(4/6)

40. Κωδικοσελίδες ISO (International Standards Organisation)‏ (5/6) • Σημαντικό μειονέκτημα της ASCII είναι ότι περιλαμβάνει μόνο λατινικούς χαρακτήρες. • Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκαν επεκτάσεις της (χρήση 8 bit),οι οποίοι μπορούσαν να αντιστοιχήσουν ακόμα άλλους 2^8=256 χαρακτήρες. • Οι πρώτες 128 θέσεις είναι ίδιες με την ASCII και οι επιπλέον 128 χαρακτήρες είναι για ειδικά σύμβολα άλλων αλφάβητων • Γνωστοί κώδικες που χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα: • IBM 851, IBM 869, 737 ή αλλιώς ελληνικός 437 (γιατί προέκυψε από την αμερικάνικη κωδικοσελίδα 437) • ΕΛΟΤ 928 είναι η πιο σύγχρονη τυποποίηση και καθιερώθηκε αρχικά από τον ΕΛΟΤ και αργότερα έγινε αποδεκτή από τον ISO-Latin-8859-7 ή απλά Latin 7.

41. Unicode κωδικοποίηση (6/6) • Η ανάπτυξη κωδικοσελίδων ISO έλυσε μερικώς το πρόβλημα με τα διάφορα αλφάβητα. • Η Ευρωπαϊκή Ένωση χρειαζόταν πλήθους κωδικοσελίδων για να καλύψει όλες τις χώρες μέλη της και έτσι δημιουργήθηκε η κωδικοσελίδα Unicode, που προτείνει για κάθε χαρακτήρα, ένα μοναδικό αριθμό ανεξάρτητα από το λειτουργικό σύστημα, το λογισμικό και τη γλώσσα. • Κάθε κωδικοποιημένη λέξη Unicode έχει μήκος 16 bit δηλαδή επιτυγχάνονται 2^16=65536 συνδυασμοί • Η Unicode παρέχει κωδικοποίηση για τους χαρακτήρες όλων των γλωσσών συμπεριλαμβανομένων των Ευρωπαϊκών, της Μέσης Ανατολής και της Ασίας.

42. Μορφές μετάδοσης (1/5) • Παράλληλη επικοινωνία: (8 bits) στέλνονται ταυτόχρονα, άρα χρειάζονται 8 ανεξάρτητες γραμμές • Σειριακή επικοινωνία: (1 bit) και χρειάζεται 1 γραμμή σύνδεσης. • Σύγχρονη μετάδοση • Ασύγχρονη μετάδοση

43. Σειριακή μετάδοση (2/5)

44. Παράλληλη μετάδοση (3/5)

45. Σύγχρονη μετάδοση (4/5) • Μετάδοση μιας πληροφορίας τεμαχισμένη σε πακέτα • Απαραίτητη προϋπόθεση για τη μετάδοση των δεδομένων είναι ο συγχρονισμός μεταξύ πομπού και δέκτη. • Στόχος είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας του δέκτη να ταυτίζεται με τον ρυθμό μετάδοσης των bit. • Κυκλώματα χρονισμού καθορίζουν τον ρυθμό μετάδοσης. • Ο δέκτης πρέπει να ‘κοιτάζει’ στην μέση της διάρκειας του bit για να προσδιορίζει την τιμή του αποστελλόμενου bit (0 ή 1). • Μεγάλα πακέτα δεν μπορούν να μεταδοθούν σε ασύγχρονη ζεύξη.

46. Ασύγχρονη μετάδοση (5/5) • Η αποστολή των δεδομένων γίνεται υπό μορφή χαρακτήρων, οι οποίοι μεταδίδονται ένας-ένας, με κάποιο κενό χρονικό διάστημα μεταξύ τους για να διακριθούν από το δέκτη.

47. Κατεύθυνση Μετάδοσης Δεδομένων (1/3) Η κατεύθυνση της μετάδοσης των δεδομένων μπορεί να είναι: • Απλή ή μονόδρομη (Simplex) • Ημίαμφίδρομη (Half-Duplex) αν μπορεί να γίνει μετάδοση και προς τις δύο κατευθύνσεις αλά όχι την ίδια στιγμή. • Αμφίδρομη (Full-Duplex) αν μπορεί να γίνει μετάδοση και προς τις δύο κατευθύνσεις κάθε στιγμή.

48. Μονόδρομη (2/3) • Στη μονόδρομη μεταφορά τα δεδομένα έχουν την ίδια φορά στο κανάλι μετάδοσης • Παράδειγμα - Σύνδεση Η/Υ με Εκτυπωτή

49. Αμφίδρομη εναλλασσομένη μετάδοση Μετάδοση και προς τις δύο φορές αλλά όχι ταυτόχρονα Αμφίδρομη Εναλλασσόμενη (3/3) • Τα δεδομένα κινούνται και προς τις δύο κατευθύνσεις αλλά όχι ταυτόχρονα (Ημίαμφίδρομη). • Παράδειγμα – Walkie Talkie

50. Μετάδοση σημείου προς σημείο Οι κόμβοι (ή τερματικά) είναι συνδεμένοι απευθείας μεταξύ τους.