Bilaglders1

• Hata denetim süreçleri

  1. Hatanın saptanması

  2. Hatanın düzeltilmesi
• Hata saptama yöntemleri


  • İleri hata denetimi (forward error control)
  • Geribeslemeli hata denetimi (feedback error control)
• İleri hata denetimi (forward error control)

  Gönderilen her karakter veya çerçeve bilgisinin (bitlerinin) yanı sıra, fazla ve yinelenen bilgi içeren bitler gönderilir. Alıcı hatayı fark eder ve çerçeve ile birlikte gönderilen ek bilgi bitleri bunu saptayacak bilgiler içerdiğinde hatanın hangi bit veya bitlerde olduğunu da bulur. Hatasız veri, ek bilgi bitlerinden elde edilir.

  
• Geribeslemeli hata denetimi (feedback error control)


  Gönderilen her karakter veya çerçeve, alıcının yalnızca veride hata bulunduğunu saptamasına yetecek kadar ek bilgi biti içerir. Alıcı, bu bilgi bitlerini kullanarak veride hata olup olmadığını denetler. Veride hata saptandığında, alıcı gönderilmiş olan hatalı verinin doğru bir kopyasının gönderilmesi için istekte bulunur.
• Geribeslemeli hata denetimi aşamaları

  • Güvenli bir şekilde hatayı saptamayı sağlayan teknikler
  • Hata durumunda, yeniden gönderim denetim tekniklerini sağlamak için kullanılan algoritmalar
• BER (Bit Error Rate)

  Bir iletişim sistemi üzerinden iletilen bir bit in belli bir zaman aralığındaki bozulma olasılığı
• Hata patlaması


  Yıldırım ve benzeri doğal olayların, çevre koşullarının veya iletişim ortamındaki şiddetli bir elektromanyetik etkileşimin, olay süresince iletişim ortamından geçen bitleri etkileyip bozmasıyla oluşan hatalar
• Hata patlaması uzunluğu


  Birbirini izleyen hatalı 2 bit arasındaki bitlerin sayısı, hatalı 2 bit de dahil
• Hata türü önemlidir, çünkü farklı hata türleri için farklı hata bulma yöntemleri kullanılır
• En fazla kullanılan hata bulma yöntemleri

  • Eşlik biti denetimi (parity)
  • CRC dönüşümlü fazlalık denetimi
• Eşlik biti (parity bit)


  İkili gösterimdeki bir sayıda 1'lerin toplamının her zaman tek (ya da çift) olmasını sağlayacak şekilde sözcüğe eklenen bit
• Çift eşlik (even parity)


  Eşlik biti de içinde olmak üzere bir karakterin içerisindeki 1 bitlerinin sayısının çift olması
• Tek eşlik (odd parity)


  Eşlik biti de içinde olmak üzere, karakterdeki 1'lerin sayısının tek olması
• Eşlik biti yöntemi, çok güvenilir olmayan hata denetimleri yapabilir ve çift bit hatalarını fark edemez
• İki-Boyutlu Eşlik İkili Yöntemi (2-Dimensional Parity)


  Bir çerçevenin içerdiği karakterlerin her birine karşı gelen her bit konumu için benzer bir hesaplama yaparak, her karakter için bir eşlik bitine ek olarak, fazladan bir eşlik byte'ından oluşur

  
• CRC (cyclic redundancy check), Dönüşümlü Fazlalık Sınama Kodu


  Çerçeveyi gönderen bilgisayar tarafından çerçevenin içeriğine göre ve çerçevenin sonuna eklenecek şekilde her çerçeve için ayrı bir denetim seti (check digits) hesaplanır. Alıcı, çerçeve ve denetim sayıları üstünde benzer bir hesaplama yapar. İletilen çerçevede hiç hata yoksa, bilinen bir sonuç elde edilmelidir. Farklı bir cevap bulunursa bu bir hata olduğunu gösterir.

  
• 16 ve 32 bit denetim sayıları, en sık kullanılan CRC denetim sayılarıdır
• CRC tekniği


  Gönderilecek olan ileti ikili düzende kodlanmış (binary) uzun bir sayıdır (çerçevedir). Bu sayı, bir başka ikili asal sayıya (asal bir üreteç polinoma) bölünür. Bu bölme işlemi sonucunda kalan bitler gönderilecek olan iletinin sonuna eklenir ve ileti gönderilir. Alıcı, iletiyi aynı asal polinoma böler. Bu bölme işlemi sonucunda kalan, 0 olmalıdır. Kalan 0 değilse alıcı bir hata olduğunu anlar ve çerçevenin yeniden gönderilmesini ister.

  
• Çerçeve


  Bir sayıdır
• Çerçeve


  • Bu sayı, bir başka ikili asal sayıya (asal bir üreteç polinoma) bölünür
  • Bölme işlemi sonucunda kalan bitler gönderilecek olan iletinin sonuna eklenir ve ileti gönderilir

  
• Alıcı tarafındaki işlemler


  1. Iletiyi aynı asal polinoma böler

  2. Bölme işlemi sonucunda kalan 0 olmalıdır

  3. Kalan 0 değilse alıcı bir hata olduğunu anlar ve çerçevenin yeniden gönderilmesini ister

  
• Bu yöntemin matematiksel temeli şudur. Polinom kodları mod-2 aritmetiği kullanılarak 2'li düzendeki sayıların aşağıdaki özelliğini kullanır
• M(x)


  Gönderilecek k bitli bit dizisi (gönderilecek olan çerçeve)

  
• G(x)


  (n+l) bitli sayı (bölen, yani üreteç polinom)
• R(x)


  Kalan n bitli sayı (k>n)
• Buradan aşağıdaki eşitlik yazılabilir: (M(x) * 2n + R(x) ) /G(x) = Q(x) + (R(x) /G(x))+(R(x) /G(x))
• Bu da Q(x)'e eşittir. Çünkü biti düzende bir sayının kendisiyle toplamı 0'dır. Bu da kalanın 0 olacağını gösterir
• Bu işlemleri gerçekleştirirken, ikili düzende bölme işleminin EXCLUSIVE -OR (eldesiz toplama) işlemi ile gerçekleştirildiğini anımsayalım
• CRC algoritması karmaşık görünmekle birlikte, donanım üzerinde kolayca gerçekleştirilir
• CRC algoritmasının adımları


  1. Gönderilecek olan iletiyi M ile tanımlama

  2. İletinin sonuna n tane 0 ekleme

  3. İletiyi, önceden belirlenmiş bir üreteç polinomuna bölme

  4. Bölme işleminden kalan n tane biti, gönderilecek olan iletinin sonuna ekleme

  5. İletiyi bir iletişim hattı üzerinden alıcısına gönderme

  6. Alıcının iletiyi aynı üreteç polinoma bölmesi ve kalanın 0 olup olmadığını kontrol etmesi
• Üreteç polinomunun seçimi çok önemlidir, çünkü polinom hangi tür hataların fark edileceğini tanımlar
• CRC yöntemiyle belirlenebilen hatalar


  • Tüm tek bit hatalarını
  • Tüm çift bit hatalarını
  • Tüm tek sayılı bit hatalarını
  • R'den küçük tüm hata patlamalarını (R üreteç polinomun derecesidir)
  • R'den büyük çok fazla hata patlamasını
• CRC örnekleri


  • CRC-16 (16- bit CRC kod), 1 1000 0000 0000 0l0l
  • Ethernet CRC-32 (32-bit CRC kod)
• CRC yöntemi ile iletilecek veri oluşturma

  1. İletinin sonuna n tane sıfır ekleme

  2. İletiyi ve üreteç polinomunu xor'lama
• CRC yöntemi kadar kesin koruma yöntemi sağlayamaz, fakat veri bağlantı katmanının üstündeki katmanlar için güvenle kullanılabilir
• İnternet sağlama-toplamı (Checksum) algoritması


  1. Gönderdiğin tüm kelimeleri (word) toplama

  2. Elde ettiğin toplamı sağlama toplama olarak gönderme
• Alıcı tarafındaki işlemler


  1. Aynı işlemleri tekrar ederek, bulduğu sağlama toplamını gönderilenle karşılaştırma

  2. Sonuçlar farklı çıkarsa, alıcıyı iletimde bir hata olduğu konusunda uyarma

  
• İnternet protokolü (IP) 16 bit uzunluğunda bir sağlama toplamı kullanır
• Hata düzeltme teknikleri


  • Hatanın saptanıp, iletinin yeniden gönderilmesinin sağlanması
  • Hatanın alıcıda düzeltilebilmesinin sağlanması
• Hamming kodlaması, hatanın alıcıda düzeltilebilmesini sağlayan en sık kullanılan yöntemdir