network ins
DESCRIPTION
NetworkingTRANSCRIPT
![Page 1: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/1.jpg)
Верица Васиљевић
Висока школа електротехнике и рачунарства струковних студија
Рачунарске мрежe
Поглавље 4 и 5Комуникациони модел
Аналогни и дигитални пренос података
![Page 2: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/2.jpg)
Рачунарске мреже
Пренос Све информације
• говор• подаци• слика
Преносе се електромагнетским таласима
![Page 3: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/3.jpg)
Рачунарске мреже
Термини
Предајник
Пријемник
Медијум (средина)• Жични• Бежични
![Page 4: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/4.jpg)
Рачунарске мреже
Комуникациони модел
![Page 5: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/5.jpg)
Рачунарске мреже
Комуникациони модел - пример
![Page 6: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/6.jpg)
Рачунарске мреже
Комуникациони модел
![Page 7: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/7.jpg)
Рачунарске мреже
Податак је репрезентација чињеница, концептаили инструкција форматизованих наодговарајући начин.
Информација је значење које човек додељујеподацима.
Податак и информација
![Page 8: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/8.jpg)
Рачунарске мреже
Директна веза
Тачка тачка
Више тачака
Термини
![Page 9: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/9.jpg)
Рачунарске мреже
Симплекс• једносмерно
Полудуплекс• двосмерно, не истовремено
Потпуни дуплекс• двосмерно, истовремено
Термини
![Page 10: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/10.jpg)
Рачунарске мреже
Временски домен (концепт временскогдомена):• Аналогни сигнал• Дигитални сигнал
Врсте сигнала
![Page 11: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/11.jpg)
Рачунарске мреже
Апериодични сигнал
Периодични сигнал
Врсте сигнала
![Page 12: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/12.jpg)
Рачунарске мреже
Максимална амплитуда (Am, A)
Учењстаност (f)• T = 1/f
Фаза (, θ)• Релативна позиција у времену
Синусни сигнал(простопериодични сигнал)
![Page 13: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/13.jpg)
Рачунарске мреже
Синусни сигналs(t) = A sin(2ft +θ)
![Page 14: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/14.jpg)
Рачунарске мреже
Сигнал се може представити преко компоненантаразличите учестаности
Компонете су простопериодични синусни иликосинусни сигнали
Фреквенцијски домен
![Page 15: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/15.jpg)
Рачунарске мреже
Сваки сигнал може се представити као скуп одпростопериодичних комонената сигнала(синусних или косинусних).
Фуријеова анализа
Може се нацртати функција у фреквенцијскомдомену
Фреквенцијски домен
![Page 16: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/16.jpg)
Рачунарске мреже
Сабирање f и 3 f (T=1/f)
![Page 17: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/17.jpg)
Рачунарске мреже
Представљање у фреквенцијскомдомену
![Page 18: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/18.jpg)
Рачунарске мреже
Спектар• Опсег учестаности које неки сигнал садржи
Апсолутни опсег• Ширина спектра
Ефективан опсег• Често само опсег• Узак опсег учестаности садржи (носи) највећи деоенергије сигнала
Једносмерна компонента (DC)• Компонента нулте учестаности
Спектар и опсег учестаности
![Page 19: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/19.jpg)
Рачунарске мреже
Сигнал са једносмерномкомпонентом
![Page 20: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/20.jpg)
Рачунарске мреже
Сигнал са три компоненте
![Page 21: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/21.jpg)
Рачунарске мреже
Апроксимација дигиталног сигнала
![Page 22: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/22.jpg)
Рачунарске мреже
Однос брзина преноса података иопсега
Сваки систем за пренос има ограничење којеучестаности пропушта (огрaничени пропусниопсег)
Због тога постоји ограничење у брзини податакакоје се могу остварит.
![Page 23: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/23.jpg)
Рачунарске мреже
Аналогни и дигитални преносподатака
Подаци (Data)• Целине које “носе” “имају” значење
Сигнали (Signals)• Електрична или електромагнестка репрезентацијаподатака
Пренос - трансмисија (Transmission)• Пропагација и обрада сигнала
![Page 24: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/24.jpg)
Рачунарске мреже
Аналогно• звук, видео сигнал
Дигитални• текст, цели бројеви
Аналогни и дигитални подаци
![Page 25: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/25.jpg)
Рачунарске мреже
Спектар звучног таласа
![Page 26: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/26.jpg)
Рачунарске мреже
Спектар говора
![Page 27: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/27.jpg)
Рачунарске мреже
Фреквенцијски опсег људског уха иде од 20 Hz до 20 kHz• Човек опажа разлику од 2 Hz
Неке животиње, посебно пси могу чути и вишефреквенције
Начин на који људско ухо чује може да сепредстави логаритамском функцијом
Како човек чује?
![Page 28: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/28.jpg)
Рачунарске мреже
Однос два снаге P1 и P1 изражава у децибелимапрема формули:
• PdB = 10log10 (Pa / Pb)
Како човек чује?
![Page 29: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/29.jpg)
Рачунарске мреже
Снага сигнала: • обично опада експоненцијално• губитак се једноставно описује прекодецибела који су логаритамска јединица
Добитак и губитак у каскадном преносномпуту се може израчунати једноставнимсабирањем или одузимањем.
Снага сигнала
![Page 30: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/30.jpg)
Рачунарске мреже
Децибели су мера за разлику између нивоадва сигнала
NdB=10log (P2/P1) • где je:• NdB = број децибела,• P1,2 = снага сигнала,
• log10 = логаритам за основу 10.
P1 P2
Снага сигнала
![Page 31: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/31.jpg)
Рачунарске мреже
Када је однос снага дефинисан: NdB=10log (P2/P1) онда:
• појачање (G - Gain) има позитивну вредност а• слабљење (L - Loss) негативну вредност.
Слабљење се може дефинисати као односснаге сигнала на улазу и излазу преносногсистема• тада је његова вредност позитивна.
Снага сигнала
![Page 32: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/32.jpg)
Рачунарске мреже
P2 = P1*10 **(NdB/10)• Губитак = 10 log (5/10) = 10 (-0.3) = - 3dB• Појачање = 10 log (10/5) = 10 (0,3) = 3dB
Пример 1: P2=P1
• NdB=10log10 (P2/P1) =10 log 10 (P2/P1) =• NdB=10 log 10 1 =0• 100 = 1
Снага сигнала
![Page 33: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/33.jpg)
Рачунарске мреже
Снага (dBW)= 10 log [Снага(W) /1W] NdBW=10log10 (P2/ 1W)
Снага (dBmW)= 10 log [Снага(W) /1mW] NdBmW=10log10 (P2/ 1mW)
Снага сигнала
![Page 34: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/34.jpg)
Рачунарске мреже
Претпостављамо да је P1 = 1 W и да желимо даизмеримо снагу релативно у односу на 1 W.
Пример 2: за 1 kW (1000 W) у децибелимаупотребићемо формулу:• NdBW=10log10 (P2/ 1W) =• 10log10 (1000/ 1) =10 log10 (103) • = 3*10 log10 (10) • = 30dB
Снага сигнала - примери
![Page 35: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/35.jpg)
Рачунарске мреже
Пример 3: за 1mW (0,001 W) у децибелимаупотребићемо формулу:• NdBW=10log10 (P2/ 1W) =10log10 (0,001/ 1) =10
log10 (10-3) • =(-3)*10 log10 (10)• = -30dB
Снага сигнала - примери
![Page 36: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/36.jpg)
Рачунарске мреже
dBi• dB(isotropic) — појачање антене у односу наидеалну изотропску антену која равномерноемитује енергију у свим правцима
Снага сигнала
![Page 37: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/37.jpg)
Рачунарске мреже
Предност и мана дигиталногпреноса
Јефтинији
Мање осетљив на шум
Веће слабљење
![Page 38: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/38.jpg)
Рачунарске мреже
Слабљење дигиталних сигнала
Веће слабљење снаге сигнала на вишимучестаностима Импулси су постали:
• заобљени и• смањени
![Page 39: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/39.jpg)
Рачунарске мреже
Предајник на телефону претвара (конвертује) долазећи говорни (звучни) сигнал уелектромагнетски сигнал у опсегу 300Hz до3400Hz.
Пренос говора
![Page 40: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/40.jpg)
Рачунарске мреже
Пренос говора кроз телефонскумрежу
Овај сигнал се преноси кроз телефонску мрежука пријемнику Пријемник репродукује звучни сигнал издолазећег електромагнетског сигнала.
![Page 41: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/41.jpg)
Рачунарске мреже
Пренос бинарних података Често коришћени сигнал за бинарне податке судва константана напонска нивоа:• један ниво за бинарно „1” и• један ниво за бинарно „0”
![Page 42: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/42.jpg)
Рачунарске мреже
представљају податке са континуалнопроменљивим електромагнетским таласима
Аналогни сигнали
![Page 43: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/43.jpg)
Рачунарске мреже
представљају податке са секвенцаманапонских импулса
Дигитални сигнали
![Page 44: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/44.jpg)
Рачунарске мреже
Аналогни сигнал преноси се без залажења уњегов садржај Слаби се простирањем (са раздаљином) Користе се појачавачи
• Појачавачи појачавају и шум
Аналогни пренос
![Page 45: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/45.jpg)
Рачунарске мреже
Дигитални преносни систем бави се (анализирасадржај) Користе се обнављивачи сигнала -рипитери
(Repeaters)• рипитери примају сигнале• поново их “обновљене” шаљу• превазилази слабљење• шум се не појачава (већ одбацује)
Дигитални пренос
![Page 46: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/46.jpg)
Рачунарске мреже
Грешка
Дигитални пренос и шум
![Page 47: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/47.jpg)
Рачунарске мреже
Дигитална технологија• Ниске цене LSI/VLSI технологије
Искоришћење капацитета• Економичан је за везе великог пропусног опсега• Мултиплексирање је једноставније коддигиталних техника
Сигурност и приватност• Шифрирање (Encryption)
Предност дигиталног преноса
![Page 48: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/48.jpg)
Рачунарске мреже
Релативно
слабљењ
еизраженоу
[dB
]
Учестаност [Hz]
Амплитудско слабљење
![Page 49: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/49.jpg)
Рачунарске мреже
Узрок је различита брзина простирања сигнала узависности од учестаност кроз жичнетрансмисионемедијуме
Релативно
кашњењ
обвојницеизраженоу
[mse
c]
Учестаност [Hz]
Кашњење говорног канала
![Page 50: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/50.jpg)
Рачунарске мреже
Додатни нежељени сигнал који се умеће измеђупредајника и пријемника
Шум
Сигнал + шум
Сигнал
Шум - сметња
![Page 51: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/51.jpg)
Рачунарске мреже
Термички шум• Последица је термичког кретања електрона• Равномерне је расподеле (његова снага је иста насвим учестаностима)
• Бели шум
Врсте шумова
![Page 52: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/52.jpg)
Рачунарске мреже
Интермодулациони• Сигнали који су збир иразлика оригиналнеучестаности које делемедијум
• На пример појавља секомпонента 2f0 и 4f0.
Врсте шумова
![Page 53: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/53.jpg)
Рачунарске мреже
Преслушавање• Сигнал из једне линије “покупљен” од странедруге линије (укрштање путева)
Имулсни• Нерегуларни импулси• нпр. спољашње електромагнетске сметње• Кратког трајања• Великог интензитета
Врсте шумова
![Page 54: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/54.jpg)
Рачунарске мреже
Брзина података• У битима у секунди – bps (b/s)• Брзина којом се могу преносити подаци
Ширина опсега• У циклусима у секунди - Hz• Ограничена је предајником и медијумом
Капацитет канала
![Page 55: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/55.jpg)
Рачунарске мреже
За задати опсег B, највећа брзина сигнала је 2B
За задати бинарни сигнал, брзина податка којуможе да обезбеди са B Hz је 2B b/s
Никвистов опсег
![Page 56: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/56.jpg)
Рачунарске мреже
Може се увећати употребом M сигнализационихнивоа
Никвист: C= 2B log2M
Никвистов опсег
![Page 57: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/57.jpg)
Рачунарске мреже
Т= 2*tb => f=1/(2*tb)• R=1000b/s =>tb=1/1000=1ms,• Т= 2*tb = 2ms, f=1/(2* 10-3) • f1 = 0,5kHz
• R= 1M b/s => tb=1/ 106 =1μs, • T = 2*10-6 = 2μs, f = 1/(2* 10-6)= • f1 = 0,5 MHz
Опсег
![Page 58: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/58.jpg)
Рачунарске мреже
Опсег
![Page 59: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/59.jpg)
Рачунарске мреже
R=1kb/s => f1 = 0,5kHz
B = 5f1 - f1 = 4 f1 = 4*0,5kHz = 2kHz
R=1Mb/s => f1 = 0,5MHz
B = 5f1 - f1 = 4 f1 = 4*0,5kHz = 2MHz
Опсег
![Page 60: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/60.jpg)
Рачунарске мреже
Опсег
![Page 61: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/61.jpg)
Рачунарске мреже
Узима у обзир: • брзину података, • шум, и• ниво грешке
Већа брзина података, краће је трајање свакогбита, тако да шум утиче на већи број битова
За задати ниво шума, велика брзина значи већу(вероватноћу) грешке.
Шенонова формула за капацитетканала
![Page 62: Network ins](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020117/563dbb11550346aa9aa9fd4c/html5/thumbnails/62.jpg)
Рачунарске мреже
Однос сигнал шум (изражава се у децибелима) –db.
SNdB=10 log10 (S/N),
• S- снага сигнала, • N - снага шума.
Капацитет: C = B log2(1+ S/N)
За S/N = 30dB и B=3000 Hz, C=30000 b/s
Шенонова формула за капацитетканала