Információátvitel Fizikai átviteli jellemzők és módszerek 1. Aktív és passzív eszközök 1.1. Hub (elosztó) 1.2. Bridge (híd)

Átírás

1 Információátvitel Fizikai átviteli jellemzők és módszerek A fizikai közeg a jelek hordozója, fémvezeték, fényvezeték vagy a puszta "éter". Attól függően, hogy vezetékes, ill. vezeték nélküli átvitelmódról beszélünk. Átvivőközegen többet értünk, mint csupán jelek egyszerű hordozóját; a fizikai közegen kívül hozzászámítjuk még az átvitelben részt vevő egyéb elemeket, így pl. erősítőket, jelismétlőket, sugárzókat, kapcsolókat stb. is. Az átvitel történhet vonalszerűen, pl. vezeték, lézersugár; infravörös vagy mikrohullámú nyaláb útján, és történhet térben, irányítatlan rádióhullámmal. 1. Aktív és passzív eszközök Egy jel megy a kábelen. Elérkezik egy eszközhöz, ami ezeket a jeleket szétosztja. Ez az eszköz lehet aktív és passzív abból a szempontból, hogy a rajta átfolyó jelekkel mit csinál. Ha csak simán továbbadja/szétosztja, akkor passzív eszköz, mert nem csinál mást, mint továbbítja a bemenetén kapott jelet. Amennyiben ezen jeleket erősíti is, akkor már aktív. Jelerősítés akkor lehet fontos, ha a hálózat szegmense túl nagy ahhoz, hogy a jelek biztonságosan (jelveszteség nélkül) eljussanak a célállomásra. A jelvesztés akkor fordul elő, amikor túl hosszú a kábel a célállomás felé. Ilyen esetben van szükség erősítőre, jelismétlőre Hub (elosztó) A hub a strukturált számítógép-hálózatok alapköve, nélküle nem lehetne a strukturált hálózatot kialakítani. Feladata a munkaállomások, szerverek és egyéb hálózati eszközök közti adatforgalom biztosítása. A hub egy doboz, rajta port-oknak nevezett, telefoncsatlakozókhoz nagyon hasonlító csatlakozó aljzatokkal. Minden port egy munkaállomástól, szervertől vagy egyéb hálózati egységtől érkező kábelt fogad. A hub-ok számos formában és méretben kaphatók: 4 portostól egészen a 124 port-osig Bridge (híd) Az adatkapcsolati réteg szintjén működik a bridge. Feladata az egyes hálózati részek forgalmának elválasztása. Amikor a bridge-t a hálózatba kapcsolják, a címeket rögtön tanulni kezdi és ezek után már önállóan végzi a forgalomirányítást Repeater (jelismétlő) Az azonos típusú sínhálózatok egyszerű jelismétlőkkel kapcsolhatók össze nagyobb hálózattá. A jelismétlők a kábeleket úgy egyesítik, hogy az összetett hálózat minden állomásának jelét (üzenetét) egyidejűleg az összes állomás hallja Switch (kapcsoló) A switchek a bridge-ekhez hasonlítanak, csak annyiban térnek el egymástól, hogy a switch képes bármely két portját összekötni egymással a többi porttól teljesen függetlenül, ezáltal a maximális sávszélesség nem csökken. Továbbá a switch-eknek van egy

2 vagy több nagysebességű portja is. A switch az az eszköz mely egy számítógép-hálózat strukturáltságát, szegmentálhatóságát hatékonyabbá teszi Router (forgalomirányító) A router olyan forgalomirányító eszköz, amely lehetővé teszi, hogy egymással közvetlen módon nem összekötött számítógépek kommunikálni tudjanak egymással. A routerek is hasonlóságot mutatnak a bridge-ekhez, de azokkal ellentétben nem az adatkapcsolati, hanem a hálózati rétegben helyezkednek el Gateway (átjáró) Ez a legbonyolultabb hálózat összekapcsolási módszer. Akkor alkalmaznak átjárót, ha egymástól teljesen különböző hálózatot akarnak összekapcsolni. Mivel eltérő architektúrát használnak, a protokollok minden hálózati rétegben különbözhetnek. Az átjáró minden átalakítást elvégez, ami az egyik protokollkészletből a másikba való átmenet során szükséges. 2. Vezetékes átviteli közegek 2.1. Csavart érpár (UTP, STP) A legrégebbi és még ma is elterjedt átviteli közeg a csavart érpár vagy más néven sodrott érpár (Unshielded Twisted Pair = UTP). Ez a vezetéktípus két szigetelt, egymásra spirálisan felcsavart rézvezeték. Ha ezt a sodrott érpárat kívülről egy árnyékoló fémszövet burokkal is körbeveszik, akkor árnyékolt sodrott érpár-ról (Shielded Twisted Pair = STP) beszélhetünk. Manapság a számítógépeket a LAN hálózatban is ez a vezetékfajta köti össze. Strukturált hálózat építéséhez UTP, FTP, S-FTP kábel használható. Az UTP olcsóbb, mint az FTP, S-FTP, viszont nem rendelkezik zavarvédelemmel. Különféle kábeltípusok 2.2. Koaxiális kábelek Ez a széles körben használt átviteli közeg egy tömör rézhuzalból áll, amely körül szigetelő van. A szigetelőt egy külső hengeres vezető veszi körbe, amelyet egy védő műanyagburkolat zár körül. Felépítésének köszönhetően nagyon védett zajokkal szemben, és hoszszú távú átvitelre is alkalmas.

3 Koaxiális kábel 2.3. Üvegszálas kábel A jelenlegi legkorszerűbb vezetékes adatátviteli módszer az üvegszál vagy más néven optikai technológia alkalmazása. Üvegszálas hálózat kiépítésére akkor kerül sor, ha különösen nagy elektromágneses hatások érik a vezetékeket vagy nagy távolságokat kell áthidalni. Itt a fényáteresztő anyagból készült optikai szálon tovahaladó fényimpulzusok szállítják a jeleket. Az optikai kábel egy olyan vezeték, amelynek közepén üvegszál fut. Ezt az üvegszálat gondosan kiválasztott anyagú burkolat veszi körül. A különleges anyag tulajdonsága, hogy az ide-oda cikázó fény sohasem tudja elhagyni a kábelt. Ezért a fény a vezeték elején lép be és a végén lép ki belőle. De így is meg kell erősíteni és újra kell rendezni a fényt. A legnagyobb áthidalható távolság manapság 80 kilométer, ami lényegesen hosszabb táv a hasonló rendű kábelekhez képest. Az optikai kábel előnyei, hogy érzéketlen az elektromágneses zavarokra és nagy a sávszélessége, valamint erősítés nélkül igen nagy távolságra vihető el a jel vele. És még egy nagy előnye biztonságtechnikai szempontból, hogy nem hallgatható le. 3. Vezeték nélküli átviteli közegek A rádiófrekvencia kifejezés olyan tulajdonságú váltóáramra utal, amelyet ha antennába vezetünk, akkor elektromágneses tér keletkezik, amely alkalmas vezeték nélküli sugárzásra és\vagy kommunikációra. Ezek a rezgésszámok az elektromágneses spektrum nagy részét lefedik kilenc kilohertztől, ami még az emberi hallásküszöbön belül van, egészen három gigahertzig. Rengeteg készülék hasznát veszi a rádiófrekvenciás térnek: vezeték nélküli telefonok, mobiltelefonok, műholdas sugárzórendszerek, CB rádiók. Magyarországon a rádióhullámon történő adatátvitel főképp a mobil szolgáltatókra korlátozódik. Eleinte szenzációnak számított a vezeték nélküli vonal, majd elterjedt a rövid szöveges üzenet, s most már akár képet is küldhetünk ugyanazon a készüléken Infravörös átvitel Ezt az átviteli technikát kistávolságú adatátvitel során használják előszeretettel. A televíziók, videomagnók és hifik távirányítóiban infravörös adóegység található. Jellemzője, hogy viszonylag jól irányítható, olcsó és könnyen előállítható. Hátránya, hogy szilárd testeken nem képes áthatolni.

4 3.2. Rádiófrekvenciás átvitel A rádióhullámok egyszerűen előállíthatók, nagy távolságra jutnak el és könnyen áthatolnak az épületek falain. A rövidhullámú rádióhullámok képesek áthatolni az ionoszférán - a földfelszín felett 100 és 500 km közötti magasságban található légréteg, amelyben elektromosan töltött részecskék mozognak - és így műholddal nagy távolságra lehet információkat továbbítani. Ezzel szemben a hosszúhullámok megtörnek, és visszaverődnek az ionoszférán, ezért a földfelszín közelében nagy távolságra is hordozzák az információt Mikrohullámú átvitel A mikrohullám az az elektromágneses spektrum, amely 3 GHz-től 300 GHz-ig terjed. Az adatátvitelben a nagyobb sávszélességet kívánó vezeték nélküli helyeken alkalmazzák Műholdas átvitel, VSAT rendszer A világűrben lévő mikrohullámú ismétlőknek foghatjuk fel a távközlési műholdakat. A műhold alapvetően és eredendően kommunikációs eszköz, de arra is jó, hogy átjátszóállomásként vegye a Föld egyik pontjáról kiinduló rádióadást, felerősítse, majd adóként tovább sugározza a Földnek egy másik helyére. Ezen a felismerésen alapul a műholdas adattovábbítás, a műholdas műsorszórás és a műholdas telefonálás. 4. Analóg átvitel 4.1. Mobil rádiótelefonok A celluláris rádiótelefon struktúrája a rendszerhez tartozó földrajzi területet cellákra osztja. A cellákon belül bázisállomásnak nevezett központi rádióállomás tartja a kapcsolatot egyrészt a rádiócsatornán keresztül a mozgó előfizetői állomással, másrészt vezetékesen a "mobil" kapcsoló központtal, amelyen keresztül összeköttetésben áll a hagyományos, nyilvános kapcsolt távbeszélő hálózattal. A GSM (Global System for Mobile Communications) egy páneurópai celluláris digitális mobil rádiótelefon szolgáltatás. A GSM rendszer rövid idő alatt kinőtte Európát, és a "global" jelzőnek megfelelően az egész világra kiterjedő, világméretű hálózat lett. A mobilszolgáltatások legfontosabb fejlődési mérföldkövei napjainkban a mobil Internet és WAP technológia, valamint a GPRS (General Packet Radio Service - általános csomagkapcsolt rádiós átvitel) A WAP (Wireless Application Protocol - vezeték nélküli protokoll) alkalmazásai során - a telefonbeszélgetésen túl - írásos, képes, szöveges, de akár mozgóképes információkhoz is hozzájuthatunk. A technológia kifejlesztésére azért volt szükség, mert a telefonok kijelzői "butábbak", mint egy számítógép-monitor, és mert a GSM rendszerek sávszélessége kicsi. Így a klasszikus internetes adatátvitelre nem képes Modemek A modem a modulátor/demodulátor szavak rövidítése. Egy olyan eszköz, amely a számítógépek digitális jeleit analóg jelekké alakítja (moduláció), és ezeket már tovább lehet küldeni a telefonvonalon keresztül. A fogadó modem visszaalakítja az analóg jeleket digitálissá (demoduláció), így ezekkel a számítógép már dolgozni tud.

5 5. Digitális átvitel 5.1. ISDN Az ISDN (Integrated Services Digital Networks / Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózat) a felhasználó számára lehetővé teszi, hogy egy vagy több digitális összeköttetésen keresztül nagy sebességű és kiváló minőségű hang-, adat-, szöveg- és képinformációk bármiféle kombinációját küldje, fogadja és vezérelje ugyanolyan könnyen és egyszerűen, amint az a távbeszélő-szolgáltatás esetében történik ATM Az ATM az aszinkron átviteli mód angol megfelelőjének (Asynchronous Transfer Mode) kezdőbetűiből képzett mozaikszó. A számítógép-hálózatokkal, az adatkommunikációval foglalkozó szakmai folyóiratok kulcstechnológiaként, korlátlan átviteli sávszélességet nyújtó technológiaként emlegetik. A jövő telekommunikációjában a jelenlegi adatátvitelen túl olyan új szolgáltatásokra is igény jelentkezik, mint amilyen a képtelefon, videokönyvtár, multimédiaanyagok hálózati terjesztése és nagy sebességű adatátvitel. Annak ellenére, hogy a szolgáltatások nem egyforma sebességű adatátvitelt kívánnak, célul tűzték ki, hogy egységes, integrált szolgáltatásokat nyújtó digitális hálózatot (ISDN) hozzanak létre. Az egyre növekvő igények kielégítéséhez, a szélessávú integrált szolgáltatásokat nyújtó digitális hálózat (BISDN) megvalósításához új adatátviteli módot kellett kifejleszteni 5.3. Egyéb átviteli technológiák: kábeltelevíziós Internet, ADSL Az analóg telefon, az ISDN és a bérelt vonal mellett egyre inkább teret hódít a kábeltelevízió. A kábeltévés internetezéshez nincs másra szükség, mint kábeltévé előfizetésre, egy megfelelő számítógépre és hálózati kártyára. Előnyei más átviteli technikával szemben: Nagy adatátviteli sebességet biztosít a járulékos telefonköltségek megszűnése mellett. Állandó és folyamatos hozzáférést biztosít a nap 24 órájában, forgalom- és időkorlátozás nélkül. Telefonvonalat nem vesz igénybe. Az ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line=aszimmetrikus digitális előfizetői vonal) Internet-hozzáférés a közeljövőben egyre inkább kiszoríthatja a telefonos Internetet. A réz érpáras telefonhálózatokra alapuló technika jóval nagyobb, 6-10-szeres letöltési sebességet és alacsony átalánydíjt tesz lehetővé a sokat Internetező otthoni felhasználók részére. A hálózatból nem is használ egyebet, csak a réz érpárt és további két csatornát; az egyiket adatfeltöltésre, a másikat adatletöltésre. Ez a két csatorna nem egyforma sávszélességű, vagyis aszimmetrikus, hiszen a felhasználók gyakrabban töltenek le adatokat, mint fel. A felhasználó és a központ oldalán egy-egy szűrő különíti el a beszéd- és adatforgalmat. A felhasználó oldalán a szűrőn kívül kell még egy speciális DSL-modemet felszerelni.