http://www.badgerdata.com/content/images/PluggedInCat5.jpg
PB169 – Operační systémy a sítě
Přenos dat v počítačových sítích
Marek Kumpošt, Zdeněk Říha

Způsob propojení sítí – opak.
•Drátové sítě
–TP (twisted pair) – kroucená
– dvoulinka
•100Mbit, 1Gbit
–
–Koaxiální kabel
•vyšší přenosové rychlosti než TP
–
–Optický kabel (vlákno)
•Gbits
http://www.infocellar.com/networks/ethernet/files/twisted-pair.jpg 400px-RG-59
File:Optical-fibre.svg

Způsob propojení sítí – opak.
•Bezdrátové sítě
–mikrovlnné spoje – na vzdálenosti cca 50 km
–rádiové spoje na frekvencích 2,4 nebo 5 GHz (wifi)
–satelitní (geostacionární satelity)
–buňkové (např. GSM)
–bluetooth (na krátké vzdálenosti – do 100 m)
•

http://www.ee.unb.ca/tervo/ee4253/hamming00.gif
Kódování signálu
•Snížení chybovosti přenosového média
•0->000, 1->111
•001->0, 110->1
–Tento kód dokáže opravit jednu jednobitovou chybu
•
•Cyklické kódy – CRC
•Blokové kódy
•Kódování dig. informace na analogový signál – modulace (digitální nebo analogová)

Analogový/digitální signál
•Charakterizace signálů
–v čase spojitý / v čase diskrétní
–v hodnotách spojitý / v hodnotách diskrétní
•
•Klasifikace
–analogový signál
•spojitý v čase + spojitý v hodnotách
–digitální signál
•diskrétní v čase + diskrétní v hodnotách
http://markun.cs.shinshu-u.ac.jp/learn/osi/e_zub-3-1.gif

Základní fakta o signálech
•Transformace dat na elektromag. signály
•Amplituda signálu
•Frekvence signálu
•Rozsah frekvencí – šířka pásma signálu
•Digitální informace
–lze přenášet digitálním i analogovým signálem

Elektromagnetické vlny
•Přenos bez použití fyzického (kovového) vodiče
•V závislosti na frekvenčním pásmu se šíří
–Buď podél povrchu země
–Odrazy od ionosféry
–Na přímou viditelnost (LOS)
•Rádiové vlny, mikrovlny a infračervené vlny

http://cellphoneboosterstore.com/wp-content/uploads/2009/08/301129-radiation-graph.jpg
Bezdrátový přenos dat
•Signál se šíří vzduchem
–elektromagnetická energie/záření
•Vysílání i přijímání signálu pomocí antény
–různé typy antén podle vyzařování
–směrová/sektorová – parabola
–všesměrová – dipól
•Charakteristika antény v horizontálním i vertikálním směru
–
•

Elektromagnetické spektrum
•Dělení podle frekvence (Hz)
•ELF-VLF – 10-1000 km, jednotky – 30 kHz
–např. lodní navigace z pobřeží
–pomalé rychlosti přenosu dat
•LF-MF – 100 m – 1 km, 30 kHz – 3 MHz
–řádově stovky kilometrů
–AM rádiové vysílání, námořnictvo
–

Elektromagnetické spektrum
•HF – krátké vlny, 10-100 m, 3-30 MHz
–odrazy od ionosféry
–komunikace na dlouhé vzdálenosti, armáda, lodě, letadla
•VHF/UHF – metrové vlny, 30 MHz – 1 GHz
–antény do automobilů
–mobilní telefony
–digitální TV
–občanské radiostanice

Elektromagnetické spektrum
•SHF – centimetrové až milimetrové vlny, desítky až stovky GHz
–velké šířky pásma
•Infračervené světlo, pásmo 300 GHz až 200 THz
–2-bodové spoje
–nutná přímá viditelnost
–odrazy
–neprochází stěnou (na rozdíl od mikrovln – 1GHz až 40 GHz)

Mikrovlny
•Telekomunikační služby (hlas, TV)
•2-bodové spoje mezi budovami
•Antény
–Parabolické – úzký paprsek
–Nutná přímá viditelnost
–Anténa musí být vysoko nad zemí (překonání překážek)
–

Mikrovlny – šířka pásma a rychlosti
•2 GHz
–šířka pásma 7 MHz, rychlost 12 Mbit
•6 GHz
–šířka pásma 30 MHz, rychlost 90 Mbit
•11 GHz
–šířka pásma 40 MHz, rychlost 135 Mbit
•18 GHz
–šířka pásma 220 MHz, rychlost 274 Mbit

Optická vlákna
•Přenosovým médiem je světlo – světelné impulsy v optickém vlnovodu
•Vlnovod je buď skleněný nebo plastový
•Přenosové rychlosti v řádech Gbit
•Velké vzdálenosti
•Původně pouze jednosměrný přenos (WDM)
•Vysoká počáteční investice
•Odolné vůči elektromagnetickému záření
FIS_336 LC_connector

Optická vlákna
•Odrazy ve vlnovodu
–Mezní úhel
•Průřez optickým vláknem
–Jádro
–Obal jádra
–Primární ochrana
–Sekundární ochrana
01_lom_svetla
http://www.actewagl.com.au/education/_lib/images/communications/television/SinglemodeOpticalFibre.g
if http://www.broadband-finder.co.uk/blog/wp-content/uploads/2008/10/fibre-optic.jpg

Typy optických vláken
•Multividové (mnohavidové)
–Průměr jádra nad 10 µm
–Více nezávislých světelných signálů s různou vlnovou délkou
–Na kratší vzdálenosti (do 500 m)
–Využití zejména v budovách
–100 Mbit (2 km) až 10 Gbit (300 m)
•Jednovidové
–Průměr jádra do 10 µm
–Jeden světelný signál
–Na velké vzdálenosti
–
•
FIS_341

Optická vlákna – přenos signálů
•
http://www.go2convert.com/processed/1271147910193.png

Útlum optického vlákna
•Okna – vlnové délky s nejnižším útlumem
–850 nm – multividová vlákna
–1310 nm – multividová i jednovidová vlákna
–1550 nm – jednovidová vlákna
•Útlum
–Vlastní absorpce – materiál optického vlákna
–Nevlastní absorpce – nečistoty
–Lineární rozptyl
–Nelineární rozptyl
–Ztráty ohybu
–Ztráty při spojování na konektorech

Optická vlákna – konektory
•
konektory2