Sygnały, media, kodowanie Media Transmisji

Sygnały, media, kodowanie
Warstwa fizyczna
‰
‰
‰
‰
‰
‰
‰
Częstotliwość, widma, pasmo
Pojemności kanałów komunikacyjnych
Rodzaje danych i sygnałów
Zagrożenia transmisji
Rodzaje i charakterystyka mediów
Techniki kodowania
Techniki modulowania
Media Transmisji
przewodowe i bezprzewodowe
charakterystyka i jakość przekazywania sygnału
oferowana przez medium
zasadniczy konflikt występuje między
yszybkością transmisji i zasięgiem
yjakością transmisji i ceną
1
Kryteria wyboru medium
Pasmo częstotliwości
ySzersze pasmo zapewnia wyższe szybkości
Niedoskonałości medium
yTłumienie
Zakłócenia
Liczba odbiorców
yw medium przewodowym zwiększona liczba
odbiorników powoduje wzrost tłumienia
Widmo sygnałów
elektromagnetycznych
2
Media przewodowe
Skręcona para przewodów - skrętka
Kabel koncentryczny
Włókno światłowodowe
Skrętka - TP
•Osobno izolowane
•skręcone
•zwykle w wieloparowym
kablu
•instalowane w budynkach
w czasie budowy
3
Skrętka - zastosowanie
Bardzo rozpowszechnione medium
do sieci telefonicznych
ypomiędzy centralą operatora i abonentem
Wewnątrz budynków
ypomiędzy centralką lokalną i aparatami
do sieci (LAN)
y10Mbps or 100Mbps
Skrętka - wady i zalety
Instalowana w budynkach na „zapas” zgodnie z
zaleceniami normy EIA 568
tania (1 zł za metr)
łatwa w obróbce i instalacji
wiele standardów transmisji danych może ją
wykorzystywać
niskie szybkości transmisji
mały zasięg
4
Skrętka - cechy fizyczne
Transmisja analogowa
yna odcinkach 5km to 6km bez wzmacniaczy
yzasięg maleje ze wzrostem częstotliwości
Transmisja cyfrowa
yz użyciem różnorodnych metod kodowania
ywzmacniacze co 2km do 3km
Ograniczony zasięg
Ograniczone pasmo (100MHz)
Ograniczone szybkości transmisji (100Mb/s)
Wrażliwa na zakłócenia i szumy
Skrętka UTP i STP
Skrętka nieekranowana (UTP)
yPodobna do typowego kabla telefonicznego
ynajtańsza
ynajłatwiejsza w montażu
ynarażona na zewnętrzne elektromagnetyczne
Skrętka ekranowana (STP)
yOtoczona metalową folią lub oplotem chroniącym
przed zakłóceniami
ydroższa
ytrudniejsza w montażu i układaniu (sztywniejsza i
wymaga starannego montażu)
5
Kategorie skrętki UTP
Kategoria 3
y do 16MHz
y Do transmisji głosu i danych
y Długość skrętu 7.5 cm do 10 cm
Kategoria 4
y do 20 MHz ( sieć Token Ring 16 MB/s )
Kategoria 5
y do 100MHz
y Typowo instalowana w nowych budynkach
y Długość skrętu 0.6 cm to 0.85 cm
Kategoria 6 (2003 r)
y Do 250 MHz
Kategoria 7 ( w przygotowaniu)
y Do 600MHz lub 800MHz
Skrętka
(a) Kategoria 3 UTP.
(b) kategoria 5 UTP.
6
Przesłuch zbliżny NEXT
Sprzężenie sygnału z jednej pary do sąsiedniej
Sprzężenie następuje, gdy sygnał
transmitowany jedną parą wnika do innej pary
Kabel koncentryczny
7
Kabel koncentryczny zastosowania
Najbardziej wszechstronne medium
Dystrybucja przekazu telewizyjnego
yTelewizja przemysłowa
yTelewizja kablowa
Dalekosiężne linie telefoniczne
ymoże przenosić 10,000 rozmów jednocześnie
ystopniowo wypierany przez światłowód
Połączenia transmisji danych na krótkie
odległości
Sieci LAN
Kabel koncentryczny cechy fizyczne
Sygnały analogowe
ywzmacniacze co kilka km
yzasięg maleje ze wzrostem częstotliwości
ydo 500MHz
Sygnały cyfrowe
ywzmacniacze co max. 1km
yzasięg maleje ze wzrostem częstotliwości
8
Włókno optyczne - światłowód
Światłowód - zalety i wady
Wielka przepustowość
yszybkości do setek Gb/s
Mały rozmiar i waga
Niskie tłumienie
Niewrażliwość na zakłócenia elektromagnetyczne
Duży zasięg
ydziesiątki km bez wzmacniaczy
Wysoka cena medium i koszty instalacji
yCena 5 do 100 zł za metr
yspecjalistyczny sprzęt do instalacji i testowania
9
Światłowód - zastosowania
Łącza dalekosiężne
Łącza miejskie
sieci miejskie MAN
łącza dostępowe dla abonentów
sieci lokalne LAN
Światłowód - właściwości
Działa jako falowód fal 1014 to 1015 Hz
yw zakresie podczerwieni i części światła widzialnego
Dioda luminescencyjna (LED)
yTania
yszerszy zakres temperatur pracy
ydługi czas pracy
Dioda laserowa (ILD)
ywiększa sprawność
ywiększe szybkości transmisji
10
Światłowód - mody światła
Transmisja bezprzewodowa
Światło i fale elektromagnetyczne
Nadawanie i odbiór za pomocą anten - typowo
Transmisja kierunkowa
yskupiona wiązka sygnału
ywymagana widoczność nadajnik odbiornik
ywymagane dokładne ustawienie i śledzenie ruchu
Transmisja bezkierunkowa
ySygnał rozsyłany w wielu kierunkach
ymoże być odebrany przez wiele odbiorników
ymniejszy zasięg
11
Zakresy częstotliwości
2GHz to 40GHz
yMikrofale
yKierunkowa punkt-punkt
ySatelitarna
30MHz to 2,5 GHz
yTransmisja bezkierunkowa
yradio i telewizja publiczna
ystandard IEEE 802.11
3 x 1011 to 2 x 1014
yPodczerwień
yMały zasięg, jedno pomieszczenie, widoczność ?
Transmisja satelitarna
(mikrofale)
Satelita jako stacja przekaźnikowa
Satelita odbiera na jednej częstotliwości, wzmacnia lub
regeneruje sygnał i retransmituje na innej częstotliwości
Klasyczne - wymaga orbit geostacjonarnych
y 35 784 km
y Odległość = opóźnienia – średnio 270 ms/link
y Transpondery (36-50 MHz pasma)
y Pasma (band) – C 3,7-4,2 + 5,925-6,425 GHz
xKu 11,7-12,2 + 14,0-14,5 GHz
xKa 17,7- 21,7 + 27,5-30,5 GHz
y Problemy zakłóceń : deszcz, pasmo C – używane powszechnie,
koszty
Zastosowania:
y Telewizja
y Telefonia międzynarodowa (long distance)
y Prywatny biznes
12
Radio i Podczerwień
Wielokierunkowe
FM radio
UHF i VHF - telewizja
Podczerwień
y802.11 bez widoczności
yFSO Free Space Optics
13