TŠC NOVA GORICA VIŠJA ŠOLA ZA INFORMATIKO PREDMET: RAČUNALNIŠKE KOMUNIKACIJE IN OMREŽJA Tehnološke osnove komunikacije Uporaba prosojnic je namenjena izključno za interno uporabo študentov Višje šole za informatiko na TŠC Nova Gorica 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 Pomembna razlika med kategorijami je v prepletanju Pogosteje kot je kabel prepleten, večja je prenosna hitrost 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

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)