บทที่ 5-2 วิธีการตรวจสอบและลดข้อผิดพลาดในการสื่อสารข้อมูล

Slides:



Advertisements
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
Strength of Materials I EGCE201 กำลังวัสดุ 1
Advertisements

E-COMMERCE WEBSITE Smartzap Co., Ltd.. Company Profile บริษัท สมาร์ทแซป จำกัด ก่อตั้งเมื่อปี 2543 (13 ปี ) ในช่วงยุค Internet เพิ่ง เริ่มต้น เป็นบริษัทที่ดำเนินงานทางด้าน.
John Rawls  John Rawls is the most famous American social contract theorist argued that “Justice is fairness” He Thought human natural have a appropriate.
Set is a basic term in Mathematics. There is no precise definition for term “set”, But roughly speaking, a set is a collection of objects, Things or symbols,
Finite and Infinite Sets, Null set
Arithmetic Verb Template. ADD MOVE ZERO TO NO. ADD 1 TO NO. 0 1.
จำนวน สถานะ NUMBER OF STATES. ประเด็นที่ สนใจ The number of distinct states the finite state machine needs in order to recognize a language is related.
INTELLECTUAL CAPITAL : IC Group 3: Tipada Subhasean Nongluk Charoeschai Nerisa Wangkarat
การซ้อนทับกัน และคลื่นนิ่ง
Braille OCR Mobile Application
รู้จักกับเทคโนโลยี RFID เบื้องต้น
Emergency Response System for Elderly and PWDs: Design & Development
การอบรมเชิงปฏิบัติการเรื่อง “การสร้างข้อสอบ OSCE”
VARIABLES, EXPRESSION and STATEMENTS. Values and Data Types Value เป็นสิ่งพื้นฐาน มีลักษณะเป็น ตัวอักษร หรือ ตัวเลข อาทิ 2+2 หรือ “Hello world” Value.
อาจารย์ มธ. อธิบายการใช้ โมเดลของ
ระบบการจัดเก็บในคลังสินค้า
: Chapter 1: Introduction 1 Montri Karnjanadecha ac.th/~montri Image Processing.
Color Standards A pixel color is represented as a point in 3-D space. Axis may be labeled as independent colors such as R, G, B or may use other independent.
ออโตมาตาจำกัด FINITE AUTOMATA
FINITE STATE AUTOMATA WITH OUTPUT
REGULAR EXPRESSION การบรรยายแบบสม่ำเสมอ
Data Transmission Encoding Techniques and Transmission mode
Data Link Control Line discipline, Flow Control, Error Control
Data Link Control Error Detection and Correction
Chapter 19 Network Layer: Logical Addressing
Inductive, Deductive Reasoning ผศ.( พิเศษ ) น. พ. นภดล สุชาติ พ. บ. M.P.H.
Course Software Engineering SE Overview and Introduction.
Chapter 12 Riveted, Bolted & Welded Connections
Data Communication and Computer Network
INC341 Steady State Error Lecture 6.
Chapter 3 Solution by Series. Introduction Complementary Function Particular Integral  Chapter 2 If F(x),G(x) are constant.
        วงจรดิจิตอลลอจิก 3(2-1-3)
การออกแบบและพัฒนาซอฟต์แวร์ บทที่ 7 การทดสอบโปรแกรม
MAT 231: คณิตศาสตร์ไม่ต่อเนื่อง (3) Function Growth & Time-Complexity
8/3/2014The Realities of software Testing1 Software testing Realities What is the realities of software testing Why does the software testing not complete.
Merchant Marine Training Centre วิชาการเป็นเลิศ เชิดชู คุณธรรม ผู้นำ.
วิชาการเป็นเลิศ เชิดชูคุณธรรม ผู้นำ
บทที่ 2 งบการเงินพื้นฐาน BASIC FINANCIAL STATEMENTS 2.
By Dr Nongyao Premkamolnetr Policy Innovation Center, KMUTT 17 January 2009.
Exercise 4: Page 41.
Kampol chanchoengpan it สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ Arithmetic and Logic Unit 1.
Chapter Four Making Connections. Objective สามารถระบุองค์ประกอบทั้ง 4 ของมาตรฐานการ เชื่อมต่อ สามารถอธิบายโอเปอร์เรชั่นพื้นฐานของ EIA- 232F และมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบ.
Chapter 8 Local Area Networks - Internetworking
Menu and Interactive with Powerpoint ให้นำเรื่อง Input /Output Technology มา จัดทำ การนำเสนอ โดยใช้หลักการ Menu and Interactive with powerpoint มาประยุกต์
1 Spectroscopy Introduction Lecturer: Somsak Sirichai Chemistry department, Burapha University.
วิธีการ Auto ship.
Introduction to Earned Value Analysis.
Lecture on Grading. Instructor: Ajarn Neill Grant Office: Room Course Website: (NO
 Fungi reproduce using spores produced in the sporangium.  Spores contain the genetic material for growth of a new organism, protected by a tough coat.
จัดทำโดย นางสาวทิพยรัตน์ กำลังมาก เลขที่ 19 นางสาวปัญณิศา ป้องขันธ์ เลขที่ 26 นางสาวพรวษาทวีกุล เลขที่ 27 นางสาววลัยลักษณ์ ขวัญคุ้ม เลขที่ 34 นางสาวอมรรัตน์
การสร้าง WebPage ด้วย Java Script Wachirawut Thamviset.
ทุนทางปัญญา Intellectual Capital KM743 Session 3.1
Chapter 3 Simple Supervised learning
Chapter 1/1 Arrays. Introduction Data structures are classified as either linear or nonlinear Linear structures: elements form a sequence or a linear.
An Online Computer Assisted Instruction Development of Electronics Devices Subject for Learning Effectiveness Testing By Assoc.Prof. Suwanna Sombunsukho.
Physical Chemistry IV The Ensemble
Bitcoin Mining. Hello, I’m Pawaris and I love Bitcoin.
 Mr.Nitirat Tanthavech.  HTML forms are used to pass data to a server.  A form can contain input elements like text fields, checkboxes, radio-buttons,
ว เคมีพื้นฐาน พันธะเคมี
ภาษาอังกฤษ ชั้นมัธยมศึกษาปึที่ 4 Grammar & Reading ครูรุจิรา ทับศรีนวล.
Concept and Terminology Guided media (wired) Twisted pair Coaxial cable Optical fiber Unguided media (wireless) Air Seawater Vacuum Direct link Point.
1. นี่เป็นสิ่งที่พระเยซูทรงทำ พระองค์ทรงรักษาทุกคน ที่เจ็บป่วยให้หายดี
อาจารย์อภิพงศ์ ปิงยศ บทที่ 5 : การตรวจจับข้อผิดพลาด การควบคุมการไหลของข้อมูล และการควบคุมข้อผิดพลาด Part2 สธ313 การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทางธุรกิจ.
N I T DATA. N I T DATA Data Link Layer Flow Control 1. Stop-and-Wait Flow Control 2. Sliding-Window Flow Control.
1. พระเยซูทรงต้องการให้เราเป็น เหมือนพระองค์
<insert problem title>
Forces and Laws of Motion
Natural Selection and Mutation
Year 9 Term 1 Foundation (Unit 1) INTEGERS, ROUNDING AND PLACE VALUE
ใบสำเนางานนำเสนอ:

บทที่ 5-2 วิธีการตรวจสอบและลดข้อผิดพลาดในการสื่อสารข้อมูล บทที่ 5-2 วิธีการตรวจสอบและลดข้อผิดพลาดในการสื่อสารข้อมูล อ. ณรงค์ฤทธิ์ มณีจิระปราการ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร

วัตถุประสงค์(Objective) สามารถอธิบายสาเหตุที่ทำให้ข้อมูลเกิดความผิดเพี้ยนได้ อธิบายวิธีการตรวจหาความผิดพลาดของข้อมูล โดย เทคนิค Parity และ CRC อธิบายวิธีการแก้ไขความผิดพลาดของข้อมูล แบบไม่ส่ง ข้อมูลซ้ำ และส่งข้อมูลซ้ำ อธิบายวิธีการป้องกันความผิดพลาดของข้อมูลได้

ความผิดเพี้ยนของข้อมูล ข้อมูลผิดเพี้ยน(error) หมายถึง ข้อมูลที่ผู้รับได้รับไม่เหมือนกับที่ผู้ส่งส่งให้ โดยปกติแล้วในระหว่างการรับ-ส่งข้อมูล หรือระหว่างการถ่ายทอดข้อมูลนั้น ข้อมูลมักจะถูกทำให้ผิดเพี้ยนไปจากเดิมเนื่องจากการรบกวนจากสิ่งต่างๆ ภายนอกระบบเครือข่ายซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงได้แต่ไม่สามารถแก้ไขได้ และอีกส่วนหนึ่งเกิดจากปัญหาภายในระบบเองซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงและแก้ไขได้

สาเหตุที่ทำให้ข้อมูลผิดเพี้ยน สาเหตุหลักที่ทำให้ข้อมูลผิดเพี้ยน สัญญาณอิมพัลส์ (Impulse Noise) สัญญาณกัสเสี้ยน(Gaussian noise or white noise) สัญญาณอ่อนกำลัง (Attenuation) ครอสทอล์ก (Crosstalk) การผิดเพี้ยนสัญญาณเนื่องจากดีเลย์ (Delay distortion) ปัญหาของสายสื่อสาร (Line Outages or line failure)

Sources of errors include: Impulse noise (spikes) are an important source of burst errors and can be caused by lightning, power surges, and poor connections White noise caused by thermal energy (hiss) Attenuation is the weakening of a signal over a distance Cross-talk occurs when one circuit picks up signals from another Delay distortion occurs when an amplifier does not correctly amplify its input signal Line outages in which a circuit fails

สัญญาณอิมพัลส์ – Impulse Noise One of the most disruptive forms of noise. Random spikes of power that can destroy one or more bits of information. Difficult to remove from an analog signal because it may be hard to distinguish from the original signal. Impulse noise can damage more bits if the bits are closer together (transmitted at a faster rate).

The bottom figure should show much more distortion, completely blowing out one or two bits of information.

สัญญาณกัสเสี้ยน – White Noise Also known as thermal or Gaussian noise. Relatively constant and can be reduced. If white noise gets too strong, it can completely disrupt the signal. Solution to avoid this problem by Control media in low temperature.

สัญญาณอ่อนกำลัง - Attenuation The continuous loss of a signal’s strength as it travels through a medium. All media and all signal high power of signal is more prevent from noise Solution for attenuation is regenerate signal by Amplifier (in case analog signal) or Repeater (in case digital Signal)

ครอสทอล์ก - Crosstalk Is unwanted coupling between two different signal paths. Cause of Noise damage of cladding too small core media too high signal For example, hearing another conversation while talking on the telephone. Relatively constant and can be reduced with proper measures.

การผิดเพี้ยนสัญญาณเนื่องจากดีเลย์ – Delay Distortion Cause is Occurs because the velocity of propagation of a signal through a medium varies with the frequency of the signal. Can be reduced. Solution is use equalizer device for adjust the velocity of propagation of a signal

ปัญหาของสายสื่อสาร - Line Outages or Line failure Cause is corrupt or damage of medium. Can be terminate transmission of signal. Solution is repair only by media provider

Sources of errors and ways to prevent or minimize them   Source of Error   What causes it How to prevent it Line Outages Storms, accidents White Noise Movement of electrons Increase signal strength Impulse Noise Sudden increases in electricity (e.g., lightning) Shield or move the wires Cross-talk Multiplexer guard bands are too small or wires too close together Increase the guard bands, or move or shield the wires Echo Poor connections Fix the connections, or tune equipment Attenuation Gradual decrease in signal over distance Use repeaters or amplifiers Intermodulation Noise Signals from several circuits combine Move or shield the wires Jitter Analog signals change phase Tune equipment Harmonic Distortion Amplifier changes phase Sources of errors and ways to prevent or minimize them  

วิธีการตรวจหาความผิดเพี้ยนของข้อมูล

Error Detection Techniques Despite the best prevention techniques, errors may still happen. To detect an error, something extra has to be added to the data/signal. This extra is an error detection code. Let’s examine two basic techniques for detecting errors: parity checking and cyclic redundancy checksum.

Most error detection techniques work in the same way: An error detection value is first calculated by the sender and transmitted along with the data. At the receiving end, the error detection value is recalculated and checked against the received value. If the two values are the same, the data has been received correctly If they differ, however, an error has occurred and the data needs to be sent again. Three common forms of error detection techniques are currently in use: parity checks, longitudinal redundancy checking, and polynomial checking.

Parity checking is one of the oldest and simplest error detection techniques. In parity checking, a single bit is added to each character. For even parity, the sum of the bits (including the parity bit) remains even, for odd parity, the sum remains odd. At the receiving end, the parity bit is recalculated. If one bit has been transmitted in error the received parity bit will differ from the recalculated one. Parity checking is simple, but doesn’t catch all errors. If two (or an even number of) bits have been changed at the same time, the parity check appears to be correct even though an error has occurred.

Parity Checks Simple parity - If performing even parity, add a parity bit such that an even number of 1s are maintained. If performing odd parity, add a parity bit such that an odd number of 1s are maintained. For example, send 1001010 using even parity For example, send 1001011 using even parity

Assume we are using even parity with 7-bit ASCII. The letter V in 7-bit ASCII is encoded as 0110101. Because there are four 1’s (an even number), Parity is set to 0, so that the sum of all the bits remains even. This would be transmitted as: 01101010.   Assume we are using odd parity with 7-bit ASCII. Again, the letter V in 7-bit ASCII is encoded as 0110101. Parity is set to 1, so that the sum of all the bits remains odd. This would be transmitted as: 01101011.

Parity Checks What happens if the character 10010101 is sent and the first two 0s accidentally become two 1s? Thus, the following character is received: 11110101. Will there be a parity error? Problem: Simple parity only detects odd numbers of bits in error.

Parity Checks Longitudinal parity adds a parity bit to each character then adds a row of parity bits after a block of characters. The row of parity bits is actually a parity bit for each “column” of characters. The row parity bits plus the column parity bits add a great amount of redundancy to a block of characters.

Parity Checks Both simple parity and longitudinal parity do not catch all errors. Simple parity only catches odd numbers of bit errors. Longitudinal parity is better at catching errors but requires too many check bits added to a block of data. We need a better error detection method. What about cyclic redundancy checksum?

Error Detection: Parity Bits Bit added to each character to make all bits add up to an even number (even parity) or odd number (odd parity) Good for detecting single-bit errors only High overhead (one extra bit per 7-bit character=12.5%)

Cyclic Redundancy Checksum The CRC error detection method treats the packet of data to be transmitted as a large polynomial. The transmitter takes the message polynomial and using polynomial arithmetic, divides it by a given generating polynomial. The quotient is discarded but the remainder is “attached” to the end of the message.

Cyclic Redundancy Checksum The message (with the remainder) is transmitted to the receiver. The receiver divides the message and remainder by the same generating polynomial. If a remainder not equal to zero results, there was an error during transmission. If a remainder of zero results, there was no error during transmission.

Polynomial Checking Polynomial checking, the most powerful error checking technique currently in widespread use, adds 1 or more characters to the end of the message based on a mathematical algorithm. Checksum is a 1-byte calculation made by adding the byte values of the message, dividing the total by 255 and saving the remainder (95% effective). Cyclic Redundancy Check (CRC) is also computed by calculating the remainder to a division problem. CRC- 16 (99.969% effective) and CRC-32 (99.99%) are in common use today.

Cyclic Redundancy Check (CRC) Data in frame treated as a single binary number, divided by a unique prime binary, and remainder is attached to frame 17-bit divisor leaves 16-bit remainder, 33- bit divisor leaves 32-bit remainder For a CRC of length N, errors undetected are 2-N Overhead is low (1-3%)

วิธีการแก้ไขความผิดเพี้ยนของข้อมูล

Forward Error Correction ARQ techniques are also called backward error correction. The alternative, forward error correction, means the receiving device can correct incoming messages itself instead of having them resent. To do this, extra corrective information needs to be sent along with the data that allows the data to be checked and corrected by the receiver. The amount of extra information needed is usually quite a lot (50-100% of the data). This technique is useful for one way transmissions or when transmission times are very long (as with communications to spacecraft).

Forward Error Correction (Figure 5-26) One forward error correction technique, called a Hamming Code, work a bit like LRC. Extra parity values are calculated so that each data bit figures into two parity bit calculations. That means that if any one bit, either parity or data, gets changed in transmission, the change in the received data can be detected and corrected (see Figure 5-26). This technique, however, only works for one bit errors.

Figure Forward Error Correction

Error Correction via Retransmission When an error is detected, it is corrected by retransmission of the data along with its error detection value. The process of requesting that a data transmission be resent is called an Automatic Repeat Request or ARQ. The three main ARQ protocols are: Stop and Wait ARQ go-back-N ARQ Continuous ARQ

Stop-and-Wait ARQ Stop-and-Wait ARQ is a half duplex technique that works just like it sounds. The sender first sends a packet, then waits to hear from the receiver. If the packet has been received without error, an acknowledgement (ACK) is sent back by the receiver and the next packet is sent. If the receiver detects an error in the packet that was just sent, the receiver sends back a negative acknowledgement (NAK) and the sender resends the packet again.

Figure 4-5. Stop and Wait ARQ

Go-Back-N ARQ Uses sliding-window flow control When receiver detects error, it sends negative acknowledgment (REJ) Sender must begin transmitting again from rejected frame Transmitter must keep a copy of all transmitted frames

Continuous ARQ Continuous ARQ is a full duplex technique that allows the sender to continue sending packets without waiting for the receiver to acknowledge that they have been received correctly. Acknowledgements are still sent back by the receiver once they have been processed and include some kind information to identify which packet was acknowledged. If a packet is received in error, the receiver sends back a NAK for a specific packet to be resent.

Figure Continuous ARQ

Error Detection and Error Control in Action Asynchronous transfer mode (ATM) incorporates many types of error detection and error control. ATM inserts a CRC into the data frame (the cell), which checks only the header and not the data. This CRC is also powerful enough to perform simple error correction on the header. A second layer of ATM applies a CRC to the data, with varying degrees of error control.

การป้องกันความผิดเพี้ยนของข้อมูล

Error Prevention To prevent errors from happening, several techniques may be applied: - Proper shielding of cables to reduce interference - Telephone line conditioning or equalization - Replacing older media and equipment with new, possibly digital components - Proper use of digital repeaters and analog amplifiers - Observe the stated capacities of the media