Počítačové sítě Přenos signálu

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Počítačové sítě Přenosová média
Advertisements

Tato prezentace byla vytvořena
První krok do vláknové optiky
YPOSIT – Ing. Monika Šimková.
Obvody střídavého proudu
PROGRAMOVATELNÉ AUTOMATY SÉRIOVÝ PŘENOS13 Ing. Jana Horáková Elektrotechnika
RYCHLOST PŘENOSU INFORMACE
Základy technologie line of sight (LoS) MIMO
Tato prezentace byla vytvořena
Počítačové sítě Přenos signálu
Přenos informací po vedení
Modulační metody Ing. Jindřich Korf.
 vytváření signálů a jejich interpretace ve formě bitů  přenos bitů po přenosové cestě  definice rozhraní (pro připojení k přenosové cestě)  technická.
Výrok "Věřím, že OS/2 je předurčen stát se navždy nejdůležitějším operačním systémem." (Bill Gates, Microsoft, 1982)
PŘENOSOVÉ CESTY (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved.
Signály a jejich přenos komunikačním řetězcem
Přenosová pásma Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma: základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou frekvencí.
MODULAČNÍ RYCHLOST – ŠÍŘKA PÁSMA
Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.
Základy mobilních systémů a GSM III Mobilní systémy, PF, JČU.
Tato prezentace byla vytvořena
Techniky pro komunikační kanály s násobným (sdíleným) přístupem Techniky pro dvoubodové komunikační kanály Techniky pro zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing.
Optický přenosový systém
Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.
Vestavné mikropočítačové systémy
Počítačové sítě Datový spoj (Data Link) Organizovaný komunikační kanál
Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.
Základy datových komunikací
1 Počítačové sítě Přenosový systém Jednoduchý spoj Lokální síť Rozlehlá síť.
Seminář 1 Přenosová média
Analogově digitální převodník
PB169 – Operační systémy a sítě Řízení přístupu k médiu, MAC Marek Kumpošt, Zdeněk Říha.
Modulace.
Tato prezentace byla vytvořena
Optický kabel (fiber optic cable)
Základní parametry kabelů
Úvod do počítačových sítí Lekce 03 Ing. Jiří ledvina, CSc.
Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiáluVY_32_INOVACE_ENI-2.MA-05_Modulace a Modulátory Název školyStřední odborná škola a Střední odborné.
Připojení k rozlehlých sítím Základy počítačových sítí Lekce 12 Ing. Jiří ledvina, CSc.
Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.
Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.
Metody zpracování fyzikálních měření - 2
Počítačové sítě Základní pojmy
Počítačové sítě Základní pojmy
Struktura měřícího řetězce
Počítačové sítě Přenos signálu
Obvody střídavého proudu
PB169 – Operační systémy a sítě Přenos dat v počítačových sítích Marek Kumpošt, Zdeněk Říha.
Počítačové sítě Přenos dat © Milan Keršláger
Moderní technologie linek Zvyšování přenosové kapacity Zvyšování přenosové spolehlivosti xDSL Technologie TDMA Technologie FDMA.
Přijímače pro příjem FM signálu OB21-OP-EL-ELN-NEL-M
Fyzická vrstva (PL) Techniky sériové komunikace (syn/asyn, sym/asym ) Analogový okruh (serial line) Přenos v přeneseném pásmu (modem) Digitální okruh.
Odborný výcvik ve 3. tisíciletí Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky ELIII RADIOKOMUNIKACE.
1 Počítačové sítě I 3. Přenos informace Miroslav Spousta, 2005,
Datové komunikace Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem Hlavního města Prahy.
Lekce 3. Linkový kód ● linkový kód je způsob vyjádření digitálních dat (jedniček a nul) signálem vhodným pro přenos přenosovým kanálem: – optický kabel.
PŘEDCHŮDCI POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ … od telegrafu k wifině.
Základy datových komunikací Verze 0.1. Principy datových přenosů Signál Je časová funkce fyzikální veličiny − generovaná vysílačem a přijímaná přijímačem.
Seminář 1 Přenosová média
Seminář 1 Přenosová média
Digitální měřící přístroje
Orbis pictus 21. století Přenosové schéma
Radiové přenosové cesty
Modulace, základní pojmy, amplitudová modulace
PB169 – Operační systémy a sítě
MODULACE Diskrétní/ tzn. v základním pásmu/ a digitální/tzn. s nosnými kmitočty/
T 3 / 1 Zesilovače -úvod (Amplifiers).
harmonický signál – amplitudová, kmitočtová a fázová modulace
Střední škola obchodně technická s. r. o.
v kostce Ing. Jan Stejskal
Transkript prezentace:

Počítačové sítě Přenos signálu Periodický signál s(t + T) = s(t) Signál analogový perioda - T amplituda - A fáze - Φ Signál diskrétní (digitální) Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma: základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou frekvencí (není transponován do jiné frekvence) – typicky LAN úzké pásmo narrowband – pro hlasové přenosy 50 – 64 kbps – typicky telefonní sítě široké pásmo broadband pro multiplexované přenosové kanály (frekvenčně sdílené) – typicky WAN pro TV přenosy 6 MHz Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Šířka přenosového pásma (propustnost komunikačního kanálu) vs. přenosová rychlost (rychlost přenosu dat) Čím kvalitnější přenosové médium, tím má větší šířku pásma Dostatečná šířka pásma (měřená v Hz) – předpoklad vysoké přenosové rychlosti (měřené v b/s) Přenosová rychlost je úměrná modulační rychlosti (měřené v jednotkách „Baud“ – Bd) Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Signál – fyzikální veličina sloužící k přenosu dat Modulace - projekce dat do signálu Pojmy kódování (diskrétní modulace), modulace (analogová modulace) kódování – konverze dat do diskrétního signálu modulace – konverze dat do analogového signálu Kódovací/modulační techniky prvek dat (např. bit) prvek signálu prvek signálu – taková část signálu, která zabere nejkratší interval signálového kódu diskrétní – napěťový puls konstantní amplitudy analogový – puls konstantní frekvence, fáze a amplitudy Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Množství informace (dat) v prvku signálu – nejjednodušší případ 1:1 Úrovně signálu – nejjednodušší případ 2 úrovně Příklad jednofázového kódování Bi-fázové kódování - perioda bitu je rozdělena na dvě „fáze“, časování probíhá v každé fázi, tzn. perioda bitu je dvojnásobek periody prvku signálu Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Důvody pro modulaci a kódování technické - vysílání signálu musí být technologicky proveditelné zvýšení účinnosti a využitelnosti spoje zvýšení odolnosti přenosu – menší bitová chybovost možnost detekce chyb možnost synchronizace přenosu zvýšení bezpečnosti přenosu – znemožnění odposlechu (zvláště u bezdrátových přenosů) BER (Bit Error Ratio) poměr chybně přenesených bitů k počtu celkově přenesených bitů Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu

Počítačové sítě - Přenos signálu Kódování - modulace Data se vkládají do prvků signálu bit po bitu po oktetech Pořadí bitů v signálu je specifikováno danou přenosovou technologií big-endian nebo little-endian např. technologie Ethernet používá „little-endian“ Měření charakteristiky přenosového kanálu přenosová rychlost C [bps] modulační rychlost M [baud] počet bitů v prvku signálu b (např. bi-fázový kód Manchester b = ½ ) C = M x b Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Příklady kódovacích technik Digitální data - Diskrétní signál Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Modulační techniku Manchester používá nevýznamnější technologie LAN - IEEE 802.3 (Ethernet) Počítačové sítě - Přenos signálu

Principy modulačních technik Počítačové sítě Přenos signálu Principy modulačních technik Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Modulace – digitálními nebo analogovými daty se mění (moduluje) nosný signál s nosnou frekvencí fc . Nosná frekvence určuje rychlost přenosu. Modulace – změna charakteristiky signálu Vlastnosti modulačních technik (u elektrických vodičů): amplitudová – málo odolná proti vnějšímu rušení kmitočtová – vhodná pro nižší rychlosti fázová – nejodolnější, vhodná i pro vyšší rychlosti Modulace se používá v bezdrátových technologiích v přenosech optickými vlákny v přenosech metalickými vodiči Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Princip modulace Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Modulační techniky (digitální data -> analogový signál) Víceúrovňové techniky (implementace – modem) b = 2 nebo b = 4 (b – počet bitů v prvku signálu): Kvadraturní fázová modulace Kombinace fázové a amplitudové modulace Techniky pro bezdrátové přenosy – rozprostřené spektrum (Spread Spectrum) – zabezpečení proti odposlechům a kolizím: FHSS DSSS (Podrobněji v následující přednášce Počítačové sítě - Přenos signálu

Technika DSSS Direct Sequence : Počítačové sítě Přenos signálu Původní signál Kódovaný signál (v rozloženém spektru) Dekódovaný signál Počítačové sítě - Přenos signálu

Technika FHSS Počítačové sítě Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Fázorový diagram Fázor je grafické znázornění jedné sinusové veličiny. Je to orientovaná úsečka, délka odpovídá efektivní hodnotě (amplitudě) a úhel který svírá s vodorovnou osou x vyjadřuje fázový posun vůči počátku souřadnic. Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu QPSK – Kvadraturní fázová modulace – 4 fázové posuny přenáší 2 bity 00…. 450 01….. 1350 10….. 2250 11….. 3150 Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu QAM – Kvadraturní amplitudová modulace (např. 256 QAM přenáší v jednom prvku signálu 8 bitů) 00000000 00000001 00000010 00000011 ………… 11111110 11111111 Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Modulace analogová data digitální signál Multimediální data, přenosy hlasu – CODEC Modulační technika PCM (Pulse Code Modulation) – princip „vzorkování“ – snímání amplitudy signálu v pevných časových periodách, vyhodnocení vzorků hodnotou (určitý počet úrovní). Např. : 16 úrovní …. 4 bity 256 úrovní …..8 bitů Pro přenos hlasu je postačující vzorkování v periodě 125s s rozlišením 256 úrovní (8 bitová informace), tj. přenosová rychlost 64 kbps (šířka pásma 4 kHz) Alternativa PCM – DM (Delta Modulation) – diferenciální impulsní kódová modulace Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Problémy při přenosech signálu zkreslení útlum zpoždění rušení – parazitní signál – šum Řešení – přenosové technologie specifikace elektrických a světelných charakteristik přenosových médií specifikace maximálních délek segmentů vodičů volba vhodného typu modulace nebo kódování atd. Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Prostředky pro obnovu signálu v optických a bezdrátových spojích : zesilovače, opakovače (repeaters) Satelitní spoje – retranslátory Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Kapacita přenosového kanálu – maximální přenosová rychlost v bitech za vteřinu [b/s] nebo [bps] Ideální kapacita(podle Nyquista) C = 2 W log2 M C …… přenosová rychlost [bps] W……. šířka přenosového pásma [Hz] M……. modulační rychlost - počet diskrétních pulsů nebo napěťových úrovní za sec [Bd] Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Reálná kapacita (podle Shannona) C = W log2 ( 1 + S/N ) S/N…poměr signál/šum S/N - SNR (Signal-to-Noise Ratio) (SNR)dB = 10 log (PS /PN) PS - výkon signálu AS - amplituda signálu SNR = PS /PN = (AS /AN )2 PN - výkon šumu An - amplituda šumu 3 dB – 50 % ztrát 10 dB – 10 % ztrát 20 dB – 1 % ztrát 30 dB – 0,1 % ztrát Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Útlum signálu v reálném přenosovém prostředí (Signal to Noise Ratio) Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Přenosový kanál – soubor prostředků mezi dvěma uzly sítě umožňující přenos signálu (vysílací rozhraní, přenosové médium, přijímací rozhraní) Přenosový kanál vytvářejí přenosové technologie, které specifikují rychlost přenosu pořadí bitů little endian – bit s nejmenší váhou v oktetu je vyslán první big endian – bit s největší váhou v oktetu je vyslán první přenosové médium (typ, max. a min. délku…) koncovky (typy konektorů, označení pinů…) fyzikální charakteristiky signálu zařízení pro regeneraci signálů …… Počítačové sítě - Přenos signálu

Počítačové sítě Přenos signálu Požadavky na přenosové technologie: vysoká přenosová rychlost nulová chybovost dlouhé vzdálenosti bez ztráty kvality signálu nízké provozní náklady Počítačové sítě - Přenos signálu