Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna
Model OSI
Model TCP/IP
Aplikacji
Prezentacji
Aplikacji
Sesji
Transportowa
Transportowa
Sieciowa
Sieciowa
Łącza danych
przesłanie informacji
przez nośnik fizyczny
Fizyczna
Dostępu
do sieci
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Przegląd mediów transmisyjnych
●
medium miedziane
- Oparte na przewodnictwie elektrycznym w kablach miedzianych.
- Stosowane najczęściej w sieciach lokalnych, na krótkim zasięgu.
●
medium optyczne
- Oparte na emisji fal świetlnych kablach szklanych wykorzystując zjawisko
całkowitego wewnętrznego odbicia .
- Stosowane najczęściej w sieci szkieletowej (transmisja szerokopasmowa) na
długich odcinkach typu punkt-punkt.
●
medium bezprzewodowe
- Oparte na emisji fal elektromagnetycznych (rzędu 2-5GHz).
- Stosowane gdy mobilność użytkowników jest priorytetem.
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Pojęcia związane z fizycznymi
aspektami transmisji informacji
TWORZENIE SYGNAŁU BINARNEGO Z ANALOGOWEGO:
+
+ ... =
MULTIPLEKSACJA:
A
- z podziałem czasu
(time-division multiplexing -TDM )
system
X
system system
Y
Z
- z podziałem częstotliwości
(frequency-division multiplexing - FDM )
A
t[s]
system
X
system system
Y
Z
f[Hz]
RODZAJE TRANSMISJI:
simplex

half-duplex

duplex

(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Rodzaje zakłóceń podczas
transmisji w mediach
nadajnik
odbiornik
tłumienie
t
t
t
t
t
t
odbicie
dyspersja
szum
+
=
t
t
t
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Kodowanie bitów
w medium transmisyjnym
Szyfrowanie
1
1
1
0
1
0
Modulacja
0
bity
0
1
0
1
1
bity
0
zegar
FM
TTL
NRZ
AM
NRZI
Manchester
PM
Manchester
różnicowy
t[s]
t[s]
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Kabel koncentryczny,
wtyczka BNC
gumowy płaszcz ochronny
plastikowa izolacja
kabel miedziany
spleciona miedziana siatka
wtyczka
BNC
zalety:
●niska cena
●większy zasięg (niższa tłumiennność)
●mniejsza podatność na szum
wady:
●tylko half-duplex!
●mała ergonomia (gruby kabel)
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Skrętka UTP, wtyczka RJ45
standard EIA/TIA 568-A, 568-B
gumowy płaszcz ochronny
4 pary
kabli
wtyczka
RJ45
Zastosowanie kabli prostych (A-A, B-B):
K
S
R
Zastosowanie kabli skrosowanych (A-B):
K
S
R
K
S
R
EIA/TIA 568-A
EIA/TIA 568-B
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Specyfikacje warstwy fizycznej
(Ethernet) ze względu na rodzaj pasma
pasmo “szerokie” (broadband) [jednokierunkowe]
częstotliwość “w prawo”
Terminator
zamieniający
częstotliwości
częstotliwość “w lewo”
pasmo “podstawowe” (baseband) [dwukierunkowe]
wspólna częstotliwość
we wszystkich kierunkach
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Medium optyczne
osłona zewnętrzna
plastikowa izolacja
powłoka optyczna
rdzeń optyczny
włókna wzmacniające Kevlar
wtyczki:
LC
SC
(jednomod.)
ST
(wielomod.)
zalety:
●całkowita odporność na zakłócenia
elektromagnetyczne!
●duży zasięg
●najlepsze parametry transferu
wady:
●cena
●wymagana szczególna precyzja i
staranność w montażu i konserwacji
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Światłowód wielo- i jednomodowy
WIELOMODOWY
- większa dyspersja
(straty sygnału)
- mniejszy zasięg (do ok 2km)
- tańszy niż jednomodowy
- emisja światła przez LEDy
(850nm)
JEDNOMODOWY
- mała dyspersja
(mniejsze straty sygnału)
- większy zasięg (do ok 3km)
-wysoka cena
- emisja światła przez lasery
(1300nm)
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Specyfikacje warstwy fizycznej c.d.
(Ethernet)
przepustowość
(Mbps)
rodzaj
pasma
zasięg lub
typ kabla
10
Base
5
kabel koncentryczny (“gruby” Ethernet), zasięg 500 m
10
Base
2
kabel koncentryczny (“cienki” Ethernet”), zasięg 185 m
opis
10 Broad 36
kabel koncentryczny,
zasięg 1800m
10
Base
T
“skrętka”, sygnał na 2 parach kabli,
zasięg 100m
10
Base
FL
światłowód
zasięg 2000m
100
Base
FX
światłowód
zasięg 2000m
1000
Base
LX
światłowód (“długa” długość fali , 1300nm)
zasięg 5000m
T
“skrętka”, sygnał na 4 parach kabli
zasięg 100m
1000
Base
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej
Medium bezprzewodowe –
standard 802.11
Standardy 802.11
Szybkości
Nazwa
Pasmo
(Mb/s)
(GHz)
802.11
1, 2
2,4
802.11a
6, 9, 12, 18,
24, 36, 48, 54
5,0
802.11b
1, 2, 5.5, 11
2,4
1, 2, 5.5, 6, 9,
802.11g 11, 12, 18,
24, 36, 48, 54
802.11n
100, 250
2,4
Typ sygnału
DSSS, OFDM
AP
)))
)
)
)))
)))
Zgodny w dół z 802.11b, 2003
Wyższe wymagania co do prędkości (prace trwają)
))))))))))))))))
)))
Uwagi
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
Pierwszy standard czasami określany jako 802.1y,
FHSS (Frequency-hopping spread spectrum) pierwotnym medium IR, publikacja 1999
OFDM (Orthogonal Frequency Division
Publikacja 1999, urządzenia w 2001
Multiplexing)
Rozszerzenie 802.1y do pracy z prędkością 5.5
DSSS
oraz 11 Mb/s (publikacja 1999)
zalety:
●mobilność!
Metody połączenia:
))
)))
(źródło: http://pl.wikipedia.org)
Ad-hoc
Access
Point
wady:
● KONIECZNOŚĆ implementacji silnych algorytmów
szyfrujących i autentykacji
● zasięg (ok 50m w budynkach i 100m otwarta przestrzeń
[bez anten wzmacniających] )
● małe szybkości transferu
(c) mgr inż. Adam Mencwal, Katedra Informatyki Stosowanej