Számítógéphálózatok A fizikai réteg. Hálózatok 2003/2004. tanév II. félév Wagner György



Hasonló dokumentumok
Számítógép-hálózatok A fizikai réteg

Hálózatok I. (MIN3E0IN-L) ELŐADÁS CÍME. Segédlet a gyakorlati órákhoz. 2.Gyakorlat. Göcs László

Számítógép-hálózatok A fizikai réteg

Számítógép hálózatok. A tárgy célja. Számítógép hálózat. Bevezetés

Adatátviteli eszközök

Számítógépes hálózatok

Hálózati alapismeretek

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Számítógép hálózatok

Fénytávközlő rendszerek és alkalmazások

Híradástechnika I. 7.ea

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Hálózatok I. Várady Géza. Műszaki Informatika Tanszék Iroda: K203

Számítógép-hálózat. Célok: Erőforrás megosztás. Megbízhatóság növelése. Sebességnövelés. Emberi kommunikáció.

TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK MÉRTÉKADÓ MŰSZAKI KÖVETELMÉNYEI

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 2.ea. Dr.Varga Péter János

Az optika és a kábeltv versenye a szélessávban. Előadó: Putz József

Fizikai Réteg. Kábelek a hálózatban. Készítette: Várkonyi Zoltán. Szeged, március 04.

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

ÁTVITELI ALAPOK, ALAPFOGALMAK

Számítógép-hálózat fogalma (Network)

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. Jákó András BME EISzK

Tartalom. 1. és 2. rétegű eszközök. Hálózati kábelek. Első réteg. UTP kábel. Az UTP kábel felépítése

Mobil kommunikáció /A mobil hálózat/ /elektronikus oktatási segédlet/ v3.0

A számítógépes hálózat célja

Sodort érpár típusok: Vezeték és csatlakozó típusok

Vezetékes átviteli közegek

Az LTE. és a HSPA lehetőségei. Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat

13. KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK

Kialakulása, jellemzői. Távközlési alapfogalmak I.

Számítógépek, perifériák és a gépeken futó programok (hálózati szoftver) együttese, amelyek egymással összeköttetésben állnak.

Régi-új veszélyforrás: a soros port Biró László Miklós

INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK

FIZIKAI SZINTŰ KOMMUNIKÁCIÓ

OFDM technológia és néhány megvalósítás Alvarion berendezésekben

Informatikai hálózattelepítő és - Informatikai rendszergazda

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 7.ea. Dr.Varga Péter János

4. Csatlakozás az Internethez. CCNA Discovery 1 4. fejezet Csatlakozás az internethez

Hálózatok. Alapismeretek. A hálózatok célja, építőelemei, alapfogalmak

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 3. Kocsis Gergely

Busz... LAN. Intranet. Internet Hálózati terminológia

Tartalom. 1. és 2. rétegű eszközök. Hálózati kábelek. Első réteg. UTP kábel. Az UTP kábel felépítése

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 2.ea. Dr.Varga Péter János

Hálózatok Rétegei. Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök. TCP/IP-Rétegmodell. Az Internet rétegei - TCP/IP-rétegek

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Programozható vezérlő rendszerek KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK 2.

Procontrol RSC-24B. Kezelői, telepítői kézikönyv. RS232 / RS485 adatkonverter. Verzió:

Hírközléstechnika 2.ea

NOVOFER Távközlési. Innovációs Zrt.

WDS 4510 adatátviteli adó-vevő

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Wireless technológiák Meretei Balázs

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK

Tájékoztató. Értékelés. 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

Választható önálló LabView feladatok A zárójelben szereplő számok azt jelentik, hogy hány főnek lett kiírva a feladat

MERRE TART A HFC. Koós Attila Gábor, Veres Zoltán , Balatonalmádi

Választható önálló LabView feladatok 2017

Számítógépes Hálózatok

HÁLÓZATOK I. Segédlet a gyakorlati órákhoz. Készítette: Göcs László mérnöktanár KF-GAMF Informatika Tanszék tanév 1.

A hálózatok célja, alkalmazása, alapfogalmak

OPTIKAIKÁBEL ILLESZTŐ INT-FI

Választható önálló LabView feladatok 2013 A zárójelben szereplő számok azt jelentik, hogy hány főnek lett kiírva a feladat

MWS-3.5_E1 pont-pont adatátviteli mikrohullámú berendezés

Hálózatok II. A hálózati réteg funkciói, szervezése

I 2 C, SPI, I 2 S, USB, PWM, UART, IrDA

s!nus-elektrotechnikai bt. SEIK 104 PP RS-232<>RS-485 PORT ÁLTAL TÁPLÁLT INTERFÉSZ KONVERTER HASZNÁLATI UTASÍTÁS ! RS-485 (2/4-vezetékes)

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 7.ea. Dr.Varga Péter János

Hálózatok I. A tárgy célkitűzése

Roger UT-2. Kommunikációs interfész V3.0

Hálózatok. Alapismeretek. A kommunikáció alapjai (általános távközlés-technikai fogalmak)

Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök

A klasszikus Ethernet leggyakoribb típusai. 185 m BNC. 10Base-T sodrott érpár 100 m RJ45 A kábel 4 érpárjából 2 érpárat használ.

Időjárásállomás külső érzékelőjétől érkező rádiójel feldolgozása

AMP NETCONNECT XG Rendszer Korszerő kábelösszekötık, végelzárók.

I 2 C, RS-232 és USB. Informatikai eszközök fizikai alapjai. Oláh Tamás István

A kommunikáció evolúciója. Korszerű mobil rendszerek

Rohonczy János: Hálózatok

Járműinformatika Multimédiás buszrendszerek (MOST, D2B és Bluetooth) 4. Óra

HiCap a legjobb megoldás ha Gigabit Ethernetről

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

A fizikai réteg. Hardver építőelemek. Az adat kommunikáció elméleti alapjai

DOCSIS és MOBIL békés egymás mellett élése Putz József Kábel Konvergencia Konferencia 2018.

Irányítástechnika fejlődési irányai

GSM azonosítók, hitelesítés és titkosítás a GSM rendszerben, a kommunikáció rétegei, mobil hálózatok fejlődése

6.óra Hálózatok Hálózat - Egyedi számítógépek fizikai összekötésével kapott rendszer. A hálózat működését egy speciális operációs rendszer irányítja.

Számítógép hálózatok kábelezése

Szg.-hálózatok kialakulása, osztályozása, hálózati topológiák, OSI modell

Kommunikációs rendszerek programozása. Wireless LAN hálózatok (WLAN)

Számítógépes hálózatok

Kommunikációs hálózatok 2 Analóg és digitális beszédátvitel

KÁBELHÁLÓZATOK FEJLŐDÉSE GRÓF RÓBERT HFC TECHNICS KFT.

XII. PÁRHUZAMOS ÉS A SOROS ADATÁTVITEL

Vezetékes gyorsjelentés, június

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Vezetékes gyorsjelentés, április

HÁLÓZATOK I. Segédlet a gyakorlati órákhoz. Készítette: Göcs László mérnöktanár KF-GAMF Informatika Tanszék tanév 1.

Számítógépes hálózatok

Átírás:

Számítógéphálózatok A fizikai réteg Hálózatok 2003/2004. tanév II. félév Wagner György

A legalsó réteg. A fizikai réteg Itt nézzük az adatok analóg és digitális jelként való továbbításának lehetőségeit Most folytassuk a fizikai közeggel. Wagner Ea2 2

A fizikai közegek Az átviteli közegek. Céljuk: a nyers bitfolyam szállítása Jellemzőik: az elérhető adatátviteli sebesség Az erősítés nélkül áthidalható maximális távolság, a zavarvédettség, megbízhatóság (mechanikai tulajdonságok), üzenetszórásra, pont-pont átvitelre, esetleg mindkettőre való alkalmasság, ár, költségek. Wagner Ea2 3

Az átviteli közeg Fémes vezetők (elektromos áram) Sodrott érpár Koaxiális kábel Üveg, műanyag (fényhullámok) Fiber optic Vezetéknélküli átvitel (elektromágneses hullámok) mikrohullám, műholdas stb. Wagner Ea2 4

Sodrott érpár Elsősorban pont-pont kapcsolatra. Telefondrót Közeli központig (2-4 Km), modulált átvitel, néhány Mbps (pl E1: 2,048 Mbps), közepes zavarvédettség és megbízhatóság, olcsó megoldás. Sodrás: nem sodrott vezetők "antennák"; a sodrás csökkenti közöttük az interferenciát. Vezető Dielectrikum Ér védő Fonat védő Köpeny Wagner Ea2 5

STP STP (Shielded TP) árnyékolt csavart érpár Az ér-védő árnyékolás földként használható Csökkenti az interferenciát és áthallást (jó zavarvédettség, jó megbízhatóság) Növeli (azonban) a csillapítást. Nagy sebességű átvitelnél (pl. Token Ring) Valamivel drágább Vastagabb kötegek Wagner Ea2 6

UTP UTP (Unshielded Twisted Pair) árnyékolatlan csavart érpár Közepes zavarvédettség és megbízhatóság Valamivel olcsóbb, könnyű szerelni Tipikus 10BaseT Ethernet kábelezéshez 4 vezeték, adás és vétel ág, max 100 m, alapsávú impulzusátvitel Wagner Ea2 7

UTP kategóriák Category 1: hangátvitel, telefonok Category 2: adatátvitel, 4Mbps, 1 MHz, régi tokenes LAN Category 3: hangátvitel, és régebbi 10BaseT (10Mbps, 16 MHz) Category 4: tipikus a 10BaseT és a tokenes hálózatokban, 20 MHz Category 5: most ez a kedvelt. Képes 100 Mbps-re (Fast Ethernet), ezért a 100BaseT hálózatban használják. 100 MHz. (3-4 csavarás-inch) Wagner Ea2 8

Koaxiális kábel Mind pont-pont, mind üzenetszórásra alkalmas Tipikus TV és LAN alkalmazás. Ethernet - üzenetszórásos 10Base5 vastag Ethernet 10Base2 vékony Ethernet Felépítés rézmag, szigetelő dielektrikum, fonott külső vezető, műa. burok Wagner Ea2 9

Koaxiális kábelek Tipikus hullámimpedanciák: 50 : adat és rádiós kábel 75 : TV koax, 93 : ARCNET kábel (Novell) Alapsávú átvitel esetén: 10 Mbps (Ethernet): 500 m: vastag koax, 187 m: thin koax. Moduláltan: kb. 150 Mbps, 100Km távolságig Kábeltelevízió használja a moduláltat műsorszórás Számítógép kapcsolat Wagner Ea2 10

Koax kábel A koax kábel (1 ponton földelni) jó zavarvédettségű, jó megbízhatóságú. Közepesen drága (a thin E olcsóbb, mint az UTP). Üzenetszórásos csatorna (bus) kialakítás koax kábelen: egyetlen tápvonal, a végén hullámimpedanciával lezárni. Nagyimpedanciás csatlakozások (transiever: adóvevő), feszültségfigyelés, áramgenerátoros hajtás. T dugó, vagy rászúrható, vámpír csatlakozás (működés közben is) Wagner Ea2 11

Optikai kábel Hajszálvékony üveg (szilikát) szál, fényhullámokat "vezet" Kiváló zavarvédettség, jó megbízhatóság. 100 Mbps-2000 Mbps szinte természetes, de már demonstráltak 4 Gbps-t 10 km távolságon Tipikusan pont-pont kapcsolatokra. Magas költségek (csatlakozások, toldások, adók/vevők). Csatlakozók: SMA: csavaros; ST bajonett; MIC: FDDI dupla Wagner Ea2 12

Az optikai kábel Hajszálvékony üveg (szilikát) szál. Mag (magasabb törésmutató), magátmérő:2-125 µm(tipikus: 62,5 µm) alacsonyabb törésmutató kívül (clad) (tipikus átm: 125 µm). Laser/light 2-125 µm Cladding Üveg mag (core) Speciális védőburkolat Beesési szög Visszaverődési szög Wagner Ea2 13

Fénykábelek A fény a kritikus szög alatt visszaverődik, fölötte: elnyelődik Látható fény frekvencia: közel 10 8 MHz: potenciálisan óriási sávszélesség! A fényhullámhossz és a magátmérő viszonyától függően lehet Multimódusú (Non Axial), vagy Monomódusú (Single; Axial) üvegszálas kábel. Wagner Ea2 14

Multimódusú szál Magátmérő > fényhullámhossz A fény a határfelületeken visszaverődve halad, a különböző hullámhosszú fényhullámok különböző időben érkeznek (modal dispersion). Szokásosan az adó: LED (Light Emitting Diode), vörös látható (hullámhossz: 850 nm), a vevő fotodióda/tranzisztor. Áthidalható < 10Km, opt. Ethernet 2 Km, FDDI Adatátviteli sebesség: < 1 Gbps (eszközfüggően több is). Wagner Ea2 15

Monomódusú (axial) szál Magátmérő = fény hullámhossz hullámőrző tulajdonság: a fény elhajlik a szállal. Az adó félvezető lézer, infravörös 1300 nm hullámhossz, kisebb csillapítás, nagyobb áthidalható távolság, kb. 100 Km. Gyors, az adatátviteli sebesség < 10Gbps (eszközfüggően több is lehet). Wagner Ea2 16

Vezetéknélküli átvitel 10 2 Hz 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 Csavart érpár 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16 Telefonszolgálat Coaxális kábel FM rádio és TV AM rádio Földi mikrohullámú Satellite Optical fiber Rádio Microhullám Infravörös Ultraviola Látható Eletromágneses hullámok terjedése a "levegőben" (nem kell fizikai összeköttetés) Nagy távolságokra is Wagner Ea2 17

URH rádió Kis távolságú, alacsony sebességű mobil összeköttetés a bázis állomás és a terminálok között. Kielégítő rendelkezésre állás, időjárás és pozíciófüggő bit-hiba arány. Radio field of coverage of base station BS F 2 F 3 F 1 F 2 F 3 F 1 F 2 F 3 F 1 BS = Base station F 2 F 3 F 1 F 2 = User computer/terminal F 1, F 2, F 3 = Frequencies used in cell Wagner Ea2 18

Földi mikrohullámú Közepes, vagy nagy távolság áthidalása (költséges kábel helyett), stabil állomások között, ahol van mikrohullámú rálátás. Nagy sebesség, időjárásfüggő. föld földi állomás közötti direkt vonal Mikrohullámú adó/vevő torony Két földi állomás között távolság kb. 50 km Wagner Ea2 19

Távközlési műholdak Mikrohullámú átvitel (nagytávolságú számítógép hálózatokhoz is) földi állomás és műholdak között. nagy sebesség van (bár időjárásfüggő: az eső elnyel), gond a magas terjedési késleltetés. Transzponder: bizonyos spektrumot figyelnek, erősítenek és visszaadnak (interferencia elkerülés miatt más spektrumon, különböző polarizációval). Nemzetközi egyezmények a frekvenciasávokra. Geostacionárius műholdak kb. 36000 Km magasságban: 250-300 msec késleltetést is okozhatnak. Három műhold az egész földet "lefedheti". Wagner Ea2 20

Műhold frekvenciák Optimális az 1-10 GHz. Alatta atmoszférikus zajok, elektromos eszközök zajai; Fölötte erős atmoszférikus csillapítás. C band 4/6 GHz "fölfelé" (uplink) 5.925-6.425 GHz "lefelé" (downlink) 3.7-4.2 GHz KU band 12/14 GHz (nagyobb transponder érzékenységet kíván) uplink 14-14.5 GHz downlink 11.7-12.2 GHz Wagner Ea2 21

Lézeres optikai Kistávolságú, stabil telepítésű (pl. épületek között), nagy sávszélesség, időjárásfüggő. Wagner Ea2 22

A közeg kiválasztásának tényezői Sávszélesség és adatátviteli sebesség: a szükségletünknek megfelelőt válasszuk Távolság: figyelembe venni, milyen távolságot hidalhatunk át. Figyelembe kell venni a késleltetést is! Minőség: tolerálhatók bizonyos hibák, vagy sem (zavarvédettség, megbízhatóság) Üzenetszórásra való alkalmasság Költség: a közeg és az eszközök különböző költségűek Wagner Ea2 23

Hasonlítsunk össze Földi rádiós Lézeres Mikrohull Műholdas Adatátviteli seb. 16 Kbps 10 Mbps 100 Mbps 500MHz több 500 Mbps Áthidalható táv. 10-50 Km 1-2 Km 100 Km kontinensre Késleltetés 3 µs/km - 3 µs/km 250-300 msec Zavarvédettség időjárásfüggő Megbízhatóság közepes jó jó kiváló Üzenetszórás alkalmas pont-pont pont-pont alkalmas Ár magas (költséges berendezések) Wagner Ea2 24

Alapsávú impulzusátvitel: jelkódolás Az átviteli módok lehetnek Alapsávú átvitel: jelkódolással Szélessávú átvitel: modulálással Egyszerű bináris jelkódolás bináris értékekhez a jelszintek (feszültség vagy áram): pl. 1: 1V; 0: 0V Probléma szinkronizálás, ha csupa 0 jön (nincs jelváltozás). Ezen segíthet pl. a Manchester kódolás Wagner Ea2 25

Manchester kódolás A Manchester-kódolás Minden bitperiódus 2 részre oszlik, mindig van átmenet: 1: magas-alacsony, 0: alacsony-magas átmenet. Hátránya: kétszeres sávszélesség igény (fele olyan széles impulzusok). Különbségi Manchester kódolás (a M-kódolás variánsa) 1: a bitidő elején hiányzó átmenet, 0: a bitidő elején jelenlévő átmenet és a bitidő közepén mindig van átmenet! Wagner Ea2 26

Példa 3 különböző jelkódolásra A bitidő közepén: 1: ; 0: 1: bitidő elején hiányzó, 0: bitidő elején meglévő, és közepén mindig! Wagner Ea2 27

Jelek modulálása Ilyen kell pl. analóg távbeszélőrendszeren való digitális jelátvitelhez A távbeszélőrendszer: nyilvános kapcsolt hálózat az egész világot behálózó (analóg) kapcsoltvonali hálózat Gond a digitális jelek analóg kapcsoltvonali továbbítása. Modem (modulátor-demodulátor) kell. Feladata: kapcsolat felépítés és bontás (mint a telefon) tárcsázás, sávon belüli jelzés DTMF jelek a digitális bitfolyam modulált vivőjellé alakítása (és vissza). Wagner Ea2 28

Digitális bitfolyam modulált vivőjellé alakítása Modulációs módszerek. A szinuszos vivőhullámon amplitúdó moduláció: a vivőjel amplitúdóját változtatják; frekvencia moduláció: a vivőjel frekvenciáját változtatják; fázis moduláció: a vivőjel fázisát változtatják. És kombinált. Wagner Ea2 29

A moduláció formái Wagner Ea2 30

Kombinált amplitúdó és fázismoduláció 0, 90, 180 és 270 fokos fázisonként (4 db) két amplitúdószint: ez 8 lehetséges jelzés. Ez 3 bit/baud-os technika. 30 fokos fázisváltások, ezekből 8-hoz egy, négyhez két amplitúdószint: 16 jelzéskombináció lehet. Ez 4 bit/baud-os technika. Ez 2400 baud-os vonalon 9600 bps-t biztosít. Wagner Ea2 31

Az RS-232-C interfész Számítógép és terminál/modem közötti interfész. Szabványos elnevezések: Számítógép v. terminál: adatvég berendezés: DTE (Data Terminal Equipment); Modem v. adatátviteli berendezés: DCE (Data Circuit-Terminating Equipment). Fizikai réteg protokoll: mechanikai villamos interfészek meghatározása. funkcionális eljárás Wagner Ea2 32

RS-232-C Az RS-232-C az RS-232 harmadik, javított változata Alkotója: Electronis Industries Association EIA RS-232-C CCITT változata: V.24 (nagyon hasonló) (ENSZ szervezet a CCITT) CCITT: Comite Consultatic International de Télégraphique et Téléphonique Wagner Ea2 33

Az RS-232-C interfész folyt. A mechanikai meghatározás: 47,04+-0,13 mm szélességű 25 tüskés (D-CANNON) csatlakozó A felső sor tűi 1-13-ig balról jobbra, az alsó 14-25-ig számozva A villamos specifikáció -3 V-nál kisebb feszültség jelent bináris 1-et, +4 V-nál nagyobb: bináris 0-át. Legfeljebb 15 m kábelek, 20 Kbps sebesség a megengedett. Wagner Ea2 34

Az RS-232-C interfész folyt. Funkcionális specifikáció: a tűkhöz tartozó áramkörök kijelölése és azok leírása DTE Védőföld Adás Vétel Adáskérés Adásra kész Adat kész Közös vissztérés Vevőérzékelés Adatterminál kész (1) (2) TxD Transmit (3) RxD Receive (4) RTS Request To Send DCE (5) CTS Clear To Send (Modem felkészült) (6) DSR Data Set Ready (7) (8) CD Carrier Detect (20) DTR Data Terminal Ready A többi - fel nem tüntetett - áramkör gyakorlatilag alig használt funkciókra való (pl. adatátviteli sebesség kiválasztása; modem tesztelésére; csengető jelek érzékelésére stb.) Wagner Ea2 35

A null-modem DTE-DTE kapcsolatra alkalmas kábel: R - T/T - R csere és néhány átkötés (és visszahurkolás) DTE Védőföld (1) TxD (2) RxD (3) RTS (4) CTS (5) DSR (6) Közösvissztérés(7) CD (8) DTR (20) DTE (1) (2) TxD (3) RxD Receive (4) RTS Request To Send (5) CTS Clear To Send (6) DSR Data Set Ready (7) (8) CD Carrier Detect (20) DTR Data Terminal Ready Wagner Ea2 36

És még... Az eljárás specifikáció: protokoll, mely az események érvényes sorrendjeit határozza meg. Akcióreakció eseménypárokon alapul. Pl. egy "eljárás": Terminál kiad Adáskérés jelet; Modem Adásrakész-szel válaszol (ha képes fogadni az adatokat) stb. Wagner Ea2 37

A bitidők behatárolása Aszinkron eset: start-stopbites startbit 8 bit adat megoldás olyan pontos időzítés kell, hogy az átvitt adatok alatt ne essen ki a bitidőből szabványos sebességek kellenek, amiben a DTE és DCE megegyeznek (vagy kézzel konfigurálnak): 1200, 2400, 4800, 9600 stb. bps A start-stopbitek: veszteség (rossz csatornakihasználás) Szinkron eset: külön bitidőzítés tüske A DCE diktálja a vétel-adás sebességét a DTE-ben nem kell sebességet konfigurálni A kerethatárokhoz speciális bitminta (szinkron karakter, vagy flag). Wagner Ea2 38 1 v.2 stopbit

További szabványok Az RS-232 elég régi vannak "pajtásai" RS-449: szabványcsoportok (mechanikai) RS-432A (aszimetrikus átvitel) hozzá 2 féle RS-422A (szimetrikus) villamos spec. Wagner Ea2 39

Analóg jelek digitális vonalon A telefoniában a trönkökön digitális átvitel van... Viszont az előfizetői hurkok analógok. Szükséges tehát kódoló-dekódoló (coder-decoder: codec): ami analóg jeleket digitális bitsorozattá (és vissza) alakítja Wagner Ea2 40

Analóg beszédcsatornán digitális adatok Az analóg beszédcsatorna 0-4 KHz a sávszélesség, ez (Nyquist szerint) 8000 minta/sec-kel visszaállítható. Azaz 125 µsec/minta (125 µsec-enként egy keret), és ezt egy 8 bites (USA-ban 7 bites) számmá konvertálni PCM (Pulse Code Modulation) a neve Egy hangcsatorna 2*4K*8 64Kbps sebességű (Amerikában csak 7 bit ott csak 56 Kbps) Szabványos PCM sebességek USA, Japán (CCITT, Bell System) T 1 : 1,544 Mbps 24 PCM csatorna T 2 : 6,312 Mbps T 3 : 44,736 Mbps T 4 : 274,176 Mbps Európa (CCITT) E 1 : 2,048 Mbps : 30PCM + 2 jelzés csat. E 2 : 8,848 Mbps E 3 : 34,304 Mbps E 4 : 565,148 Mbps Wagner Ea2 41

PCM vivők A T1 vivő 24 PCM csatornát multiplexál egy csatornán 7 adat + 1 vezérlőbit, 56 Kbps; egy keret: 24 * 8 bit + 1 keretképzési bit = 193 bit; 1 keret (193 bit)/ 125 µsec: 1,544 Mbps Az E1 vivő 30 PCM+2 jelzéscsatornát nyalábol a 125 µsec-os keretbe 32*8 bites minta; 256 bit / 125 µsec: 2,048 Mbps Szabványos PCM sebességek USA, Japán (CCITT, Bell System) T 1 : 1,544 Mbps 24 PCM csatorna T 2 : 6,312 Mbps T 3 : 44,736 Mbps T 4 : 274,176 Mbps Európa (CCITT) E 1 : 2,048 Mbps : 30PCM + 2 jelzés csat. E 2 : 8,848 Mbps E 3 : 34,304 Mbps E 4 : 565,148 Mbps Wagner Ea2 42

Kódolási rendszerek Hogy lehetne kódolással az átviendő bitek számát csökkenteni? Különbségi impulzusmodulációval (differential pulse code modulation): az aktuális és a megelőző minta különbségét viszik át Delta modulációval: csak 1 bittel jelzik, hogy a jel nő, vagy csökken (lemaradhat) Prediktív kódolással (predictive encoding): előző néhány értékből extrapolálva megjósolják a következő értéket, majd az aktuális és a becsült érték különbségét továbbítják. A dekódoló is ugyanezzel a módszerrel becsül. Wagner Ea2 43

Kapcsolt hálózatok Kommunikációs csomópont (kapcsoló) Hálózati végpont Communication Network A végpontok közötti adatcsere kapcsoló csomópontokon át történhet Wagner Ea2 44

Kapcsolási technológiák Vonalkapcsolás (Circuit Switching, CS) Üzenetkapcsolás (Message Switching, MS) Csomagkapcsolás (Datagram or Packet Switching, PS) Virtuális vonalkapcsolás (Virtual Circuit Switching, VCS) Wagner Ea2 45

Kapcsolási technológiák Connection Circuit Switching Message Switching Datagram Switching Virtual Circuit Switching Wagner Ea2 46

Vonalkapcsolás Vonalkapcsolt hálózat Kapcsolat felépítés (connection) a végpontok között (hátrány: ez időigényes lehet), a dedikált vonalon kommunikáció a végpontok között (előny: nincs csat. elérési késleltetés, nincs torlódás), végül kapcsolat bontás. Impulzusszerű (burst-ös) forgalom esetén nem kedvező (kihasználatlanság léphet fel). Pl. a nyilvános kapcsolt telefon hálózat ilyen. Wagner Ea2 47

Üzenetkapcsolás Üzenetkapcsolt hálózat Teljes üzenet feladása megtörténik, a csomópontok tárolják, majd továbbítják (storeand-forward) az üzenetet. Nincs korlát az üzenet méretére. Nagy késleltetés (nem interaktív, nem lehet valós idejű), bár prioritások kialakíthatók, továbbá nagy tárolókapacitás igény a csomópontokon. A torlódás kontrollálható, jól kihasználja a mediát, Wagner Ea2 48

Csomagkapcsolás Csomagkapcsolt hálózat Felülről korlátos méretű csomagokat (packets) állítanak elő az üzenetek feldarabolásával. A csomópontok között kapcsolaton (link-en) "dinamikusan osztoznak" a csomagok Korlátos tárolókapacitás igény a csomópontokon, kisebb késleltetés lehetséges (interaktív kommunikációra is alkalmas). Nagyobb lehet az átbocsátó képesség. Átlapolt működés valószínű (hosszabb üzenet első csomagjait már feldolgozzák, mikor a többit még csak adják). Wagner Ea2 49

Virtuális vonalkapcsolás Csomagkapcsolás, de logikai útvonal alakul ki a végpontok között, a csomagok ugyanazt az útvonalat használják (ezért feladási sorrendjükben érkeznek). Hasonlít a vonalkapcsoláshoz, de az útvonal nem dedikált (más csomagok is osztoznak egyes linkeken). A logikai útvonal létesítéséhez kapcsolat felépítés kell! Szembesítve a datagram kapcsolással: ennél minden csomag függetlenül továbbítódik, sorrend "felborulhat" (rendező protokoll kell), nem kell kapcsolat felépítés. Wagner Ea2 50

Virtual Circuit Switching A 1.3 1.2 1.1 2.3 2.2 2.1 virtual circuit #1 2 1.3 1.2 1.1 2.3 2.2 2.1 4 B B C Logikai kapcsolat (logical connection, virtual circuit: VC) létesül két állomás között. A csomagok a VC számmal és a sorszámukkal címkézettek A 1 3 virtual circuit #2 5 C Wagner Ea2 51

Datagram Switching A B.3 B.2 B.1 C.3 C.2 C.1 2 B.3 B.2 B.1 B.3 B.2 4 C.3 C.2 C.1 B B C Minden csomag függetlenül továbbítódik A csomagok a cél címmel és a sorszámukkal címkézettek. Sorrendjük "felborulhat". A 1 C.1 B.1 3 C.3 C.2 5 C Wagner Ea2 52

Gyors vonalkapcsolt hálózat: ISDN ISDN (Integrated Services Digital Network): integrált szolgáltatású digitális hálózat Kialakítási cél volt: integrálni a hang és a digitális átviteleket; a távbeszélőrendszert újratervezni ezért a CCITT szabványosította (nem az ISO). 1984-ben jóváhagyták, 1988-ban finomították Olyan, mint a vonalkapcsolás, csak nagyon gyorsan épít/bont... Wagner Ea2 53

Az ISDN alapgondolata A digitális bitcső (digital bit pipe), amin a bitek mindkét irányban folyhatnak Külön jelzéscsatorna a kapcsolat menedzselésére, de ha a kapcsolat felépült, tetszőleges digitális adat (telefon, fax, digitális adat, pl. kép stb.) továbbítható. A bitcső nyalábolható: időosztásos multiplexeléssel több független csatornát támogat. Wagner Ea2 54

A felépítés 2 vezeték (192 Kbps), fiber NT: Network Termination 8 vezetékes ISDN busz, 2 adás, 2 vétel, 4 táp; passzív, max 1 km ISDN központ Előfizetői végződés (NT) T U Az NT után lehet ISPBX, ami S referenciapontos eszközöket, pl LAN-t kapcsolhat... Címezhető ISDN eszközök A címeket az NT osztja ki bekapcsoláskor. Az ISDN bitcsőhöz a "hozzáférést" is az NT intézi. A T interfészhez max 8 TE1 berendezés csatlakozhat. Wagner Ea2 55

A felépítés TE1 TE1 U ET LT REG NT1 T TA R TE2 U,T,S,R: referenciapontok ET: Központvégződés (Exchange Termination) LT: Vonalvégződés (Line Termination) NT1: 1-es hálózatvégződés NT2: 2-es hálózatvégződés TA: Végberendezés illesztő (Terminal Adaptor) TE1: ISDN végberendezés (Terminal Equipment No1) TE2: Nem ISDN végberendezés REG: Regenerátor NT2 S TE1 TA R TE2 Wagner Ea2 56

CCITT csatornatípusok A: 4 KHz-es analóg telefoncsatorna B: 64 Kbps PCM csatorna hang és adatátvitelre C: 8 v. 16 Kbps digitális csatorna D: 16 v. 64 Kbps digitális csatorna az átvivősávon kívüli jelzések számára E: 64 Kbps digitális csatorna az átvivősávon belüli jelzések számára H: 384 v, 1536 v. 1920 Kbps digitális csatorna Szabványos kombinációk: 1) Alaphozzáférés: 2 B + 1 D 16 2) Primer hozzáférés: USA és Japan: 23 B +1 D 64 (~ T1) Európa: 30 B + 1 D 64 (~E1) 3) Hibrid: 1 A + 1 C (gyakorlatilag nem használják) Wagner Ea2 57