Tehnološke osnove komunikacije
Uporaba prosojnic je namenjena izključno za interno uporabo študentov Višje šole za informatiko na TŠC Nova Gorica
TŠC NOVA GORICA
VIŠJA ŠOLA ZA INFORMATIKO
PREDMET: RAČUNALNIŠKE KOMUNIKACIJE IN OMREŽJA
Nova Gorica, oktober 2004 SIMON ABOLNAR, univ. dipl. ing.
Tipi prenosnih kanalov
• Glavne lastnosti prenosnih kanalov so:
- smernost
- organizacija podatkov
- način kodiranja podatkov
- način sinhronizacije posameznega bita - število priključkov na prenosnem mediju
• Pomembna lastnost prenosnega kanala je tudi kapaciteta prenosnega kanala (bit/s)
Smernost prenosnega kanala
• Prenosni kanal je lahko dvosmeren (duplex) ali enosmeren (simplex).
• Dvosmeren kanal ima dve različici:
- sočasno dvosmeren kanal (full duplex) in - izmenično dvosmeren kanal (half duplex)
Zaporedni in vzporedni kanal
• Prenosni kanal lahko podatke prenaša na dva načina
• Prenosne kanale tako lahko razdelimo na:
- zaporedne (serijske) kanale in - vzporedne (paralelne) kanale
• Pri zaporednih kanalih je potrebna konverzija
Kodiranje podatkov
• V računalniku se podatki vedno prenašajo v
binarni obliki, kar pomeni, da so predstavljeni z zaporedjem logičnih ničel in enic
• Ločimo:
- digitalne kanale - analogne kanale
Sinhronizacija prenosa
• Glede na sinhronizacijo govorimo o:
- asinhronih prenosnih kanalih
oddajnik in sprejemnik se sinhronizirata za vsak prenesen bajt
- sinhronih prenosnih kanalih
oddajnik in sprejemnik se sinhronizirata za prenesen paket
• V praksi se v veliki večini primerov uporablja sinhrone prenosne kanale
• Izkoriščenost sinhronih prenosnih kanalov je veliko večja od izkoriščenosti asinhronih prenosnih kanalov
Število priključkov na prenosni medij
• Prenosne kanale lahko delimo na:
- dvotočkovne prenosne kanale - skupinske prenosne kanale
• Dvotočkovni prenosni kanal povezuje dve točki (računalnik-računalnik, računalnik-vozlišče,
vozlišče-vozlišče)
• Skupinski kanal povezuje več aktivnih elementov (računalnikov, vozlišč) na en prenosni kanal
Kapaciteta prenosnega kanala
• Kapaciteta prenosnega kanala določa maksimalno število bitov na sekundo, ki jih še lahko prenese prenosni kanal
• Primer: 10 Mbit/s
Prenosni mediji
• Osnova fizične plasti je prenosni medij, ki povezuje notranja vodila dveh ali več
računalnikov ali drugih elementov določenega sistema
• Prenosni mediji so naprave, ki omogočajo prenašanje bitov v obliki digitalnega ali analognega signala od izvora do ponora
• Bistvena lastnost prenosnega medija je njegova frekvenčna karakteristika
Frekvenčna karakteristika in pasovna širina
• Frekvenčna karakteristika prenosnega medija opredeljuje najnižjo in najvišjo frekvenco
sinusnega signala, ki jo medij lahko prenese
• Pasovno širino lahko definiramo kot razliko med najvišjo in najnižjo frekvenco sinusnega signala, ki jo še lahko prenašamo preko prenosnega
medija
Frekvenčna karakteristika in pasovna širina
• Frekvenčna karakteristika prenosnega medija pogojuje sposobnost prenosa signalov, ker
previsoke frekvence (harmonske komponente) izloča iz njihovega spektra
• Frekvenčna karakteristika prenosnega medija pogojuje kapaciteto prenosnega kanala
Fizikalne omejitve fizičnega omrežja
• V računalniških omrežjih se podatki vedno prenašajo v binarni obliki, kar pomeni, da so
predstavljeni z zaporedjem logičnih ničel in enic
Fizikalne omejitve fizičnega omrežja
• Po Fourierjevi teoriji je tak signal sestavljen iz
neskončnega niza sinusnih signalov. Vsak sinusni signal lahko podamo v odvisnosti od časa in
frekvence in je določen z amplitudo, frekvenco in fazo
Fizikalne omejitve fizičnega omrežja
Modulacija in demodulacija
• Kodiranje logičnih ničel in enic z analognimi signali, imenujemo modulacija, dekodiranje analognih signalov pa demodulacija
• Modulacijo in demodulacijo moramo izvesti pri brezžičnih komunikacijah
• Modulacijo razumemo kot spreminjanje neke lastnosti nosilnega sinusnega signala v skladu s trenutno vrednostjo bita (ničla ali enica)
• Nosilni signal je določen s frekvenco, amplitudo in fazo
Modulacija in demodulacija
• Glede na to, katero od lastnosti nosilnega sinusnega signala spreminjamo, ločimo:
- amplitudno modulacijo, - frekvenčno modulacijo in - fazno modulacijo
Modulacija in demodulacija
Prenosni mediji
• Prenosni medij je naprava, ki omogoča
razširjanje elektromagnetnih, radiofrekvenčnih in svetlobnih (laserskih in infrardečih) valov
• Ločimo več vrst prenosnih medijev:
- neoklopljena sukana parica (UTP) - oklopljena sukana parica (STP)
- koaksialni kabel - optični kabel
- brezžične povezave (WLAN)
UTP kabel
• UTP kabel se najpogosteje uporablja v današnjih lokalnih računalniških omrežjih
Kategorije UTP kablov
Kategorija Uporaba Frekvenčno
območje Cat1 Samo telefonski pogovor 1,2 Kbit/s (telefonski kabel) ******
Cat2 Prenos podatkov 4 Mbit/s (LocalTalk) do 1 Mhz Cat3 Prenos podatkov to 10 Mbit/s (Ethernet) do 16 MHz Cat4 Prenos podatkov 20 Mbit/s (Token Ring) do 20 MHz Cat5 Prenos podatkov 100 Mbit/s (Fast Ethernet) do 100 MHz
Cat6 Prenos podatkov do 2,4 Gbit/s do 250 MHz
Cat7 Prenos podatkov do 100 Mbit/s do 600 Mhz
• Pomembna razlika med kategorijami je v prepletanju
• Pogosteje kot je kabel prepleten, večja je prenosna hitrost
UTP konektor
• Standardni UTP konektor nosi oznako RJ-45
Oklopljena sukana parica (STP)
• Slabost UTP kabla je občutljivost na
elektromagnetne (radijske) motnje (šum, brum, presluh)
• STP kabel ni občutljiv na motnje
• Oklop povečuje volumen kabla
Koaksialni kabel
• Koaksialni kabel ima bakren vodnik na sredini kabla. Plastični ovoj preprečuje stik z bakrenim opletom
• Kovinska zaščita preprečuje zunanje motnje
• Za računalniške mreže se uporablja koaksialni kabel z upornostjo 50
Koaksialni kabel
• Ločimo dve vrsti koaksialnega kabla:
- tanek koaksialni kabel in - debel koaksialni kabel
• Slabosti:
- težavna instalacija
- večje število napak na priključkih - težje servisiranje
Konektor koaksialnega kabla BNC
Optični kabel
• Optični kabel je sestavljen iz optičnih vlaken
• Optično vlakno je izdelano iz stekla z različnimi lomnimi količniki in ima obliko koncentričnega valja
• Optično vlakno prenaša informacije s pomočjo svetlobe
Optični kabel
• Optični kabel omogoča povezave na večje razdalje pri večjih prenosnih hitrostih
• Spajanje optičnih kablov zahteva drago opremo in več znanja o optičnih vlaknih
Označevanje Ethernet kablov
• Komisija IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) je določila, da naj za
označevanje kablov v omrežju Ethernet (802.3) veljajo oznake:
Oznaka Tip kabla Največja razdalja 10BaseT Unshielded Twisted Pair 100 m
10Base2 Thin Coaxial 185 m
10Base5 Thick Coaxial 500 m
10BaseF Fiber Optic 2000 m
Brezžična omrežja (WLAN)
• V brezžičnih omrežjih (WLAN) so nekateri elementi povezani brezžično
• Uporabljajo radijske signale visokih frekvenc (2,4 GHz) ali pa infrardečo svetlobo
• Za večje razdalje se bo izkoriščalo omrežje mobilne telefonije 3. in 4. generacije
• Pomembna so predvsem za omreženje
prenosnih računalniških sistemov (prenosni računalniki, dlančniki, WAP, ipd.)
• Primer je BlueTooth (razdalja do 10 m)
