prenoso va media - masaryk university · pdf file 2020. 7. 4. · 2 rezimy s ren...

Click here to load reader

Post on 31-Jan-2021

0 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • P�renosov �a m�edia

    PV169 � Z �aklady p�renosu dat

    Jan Staudek

    http://www.�.muni.cz/usr/staudek/vyuka/

    } w�������� �� ������������ !"#$%&'()+,-./012345

  • Kroucen �a dvoulinka, twist pair, twist

    2 Minim�aln�� induk�cn�� odpor, maxim �aln�� kapacitn�� odpor,

    sign �aly s vysokou frekvenc�� se siln�e utlumuj��

    2 V telefonn�� s��ti tzv. m��stn�� smy�cka, �u�castn��k{m��stn�� �ust�redna

    2 V budov�e spoj do pobo�ckov �e �ust�redny

    2 LAN spoj pro rychlosti p�renosu dat 10 Mb/s a�z 100 Mb/s

    2 �Casto je instalov �ana do budovy u�z p�ri v �ystavb�e. �Casto se slu�cuje v��ce kroucen �ych dvoulinek do 1 kabelu.

    2 Klady { levn �e m�edium, snadn �a manipulace

    2 Negativa { mal �e rychlosti p�renosu dat (do 100 Mb/s),

    { mal �a �s���rka p �asma (cca 1 MHz), kr �atk �y dosah

    2 Analogov �y p�renos { zesilova�ce po 5{6 km

    2 Digit �aln�� p�renos { opakova�ce po 2{3 km

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 4

    Kroucen �a dvoulinka, twist pair, twist

    2 nest��n�en �a, Unshielded Twisted Pair (UTP) X norm�aln�� telefonn�� vodi�c X nejlevn�ej�s�� X snadno instalovateln �e m�edium X snadn �a mo�znost p�reslech �u

    2 st��n�en �a, Shielded Twisted Pair (STP) { produkt IBM X kovov �y �uplet redukuj��c�� interference {

    ochrana proti penetraci elektronick �ym �sumem

    X dra�z�s�� X obt���zn�ej�� manipulovateln �e (hmotn�ej�s��, t �e�z�s��) m �edium

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 5

    Kroucen �a dvoulinka a UTP konektor RJ45

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 6

    Kroucen �a dvoulinka, twist pair, UTP, kategorie EIA

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 7

  • Koaxi �aln�� kabel

    X �re�s�� probl �em twistu { p�ren �a�s�� vy�s�s�� frekvence

    X minim �aln�e vyza�ruje a absorbuje energii

    X rychlost �s���ren�� elmag sign �alu je pro koaxi �al a twist shodn �a, cca 2/3 rychlosti �s���ren�� ve vakuu (tj. cca 200 000 km/s)

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 8

    Koaxi �aln�� kabel

    2 p�renosov �e m�edium vyu�ziteln �e v �sirok �e �sk �ale sf �er

    X LAN X kr �atk �e po�c��ta�cov �e spoje X d �alkov �e telefonn�� veden�� (desetitis��ce soub�e�zn �ych hovor �u)

    (zde postupn�e nahrazovan �y optick �ymi vl �akny)

    X distribuce TV sign �alu 2 Analogov �e vys��l �an�� { a�z do 500 MHz

    X zesilova�ce po kilometrech, p�ri vy�s�s��ch frekvenc��ch bl���ze sob�e

    2 Digit �aln�� vys��l �an�� {

    X opakova�ce po 1 km, p�ri vy�s�s��ch rychlostech p�renosu dat bl���ze sob�e

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 9

    Koaxi �aln�� kabel, BNC Konektor / Aplikace

    2 BNC { Bayone-Neil-Concelman

    2 Aplikace

    X analogov �e telefonn�� s��t �e { p�renos a�z 10 000 hlasov �ych sign �al �u

    X digit �aln�� telefonn�� s��t �e { p�renos digit �aln��ch dat a�z do 600 Mb/s

    X v sou�casnosti v telefonn��ch s��t��ch m�edium �casto nahrazovan �e optick �ym kabelem

    X LAN (10 Mb/s, dosah jednotky km), kabelov �a TV

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 10

    Optick �e vl �akno

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 11

  • Optick �e vl �akno, konstrukce

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 12

    Optick �e vl �akno

    2 v�et�s�� p�renosov �a kapacita { rychlosti p�renosu dat a�z 102 Gb/s

    X �s���rka p �asma rozsahu vln 1 000{1 200 nm, (p�ripom. f = c/λ, rychlost �s���ren�� sv�etla vl �aknem 2× 108 m/s) je B = (2×108)/(1000×10−9)−(2×108)/1200×10−9 = 33 THz

    X a �s���rka p �asma rozsahu vln 1 000{1 400 nm je

    B = (2×108)/(1000×10−9)−(2×108)/1400×10−9 = 57 THz

    2 mal �y rozm�er, n��zk �a v �aha

    2 mal �y �utlum

    2 elektromanegick �a izolovanost

    2 v�et�s�� mezery mezi opakova�ci | des��tky km

    2 aplikace { d �alkov �a veden��, MAN, LAN, �u�castnick �e smy�cky, . . .

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 13

    Optick �e vl �akno

    2 p�renosov �e charakteristiky

    X vede vlny s frekvencemi 1014 a�z 1015 Hz { infra�cerven �e sv�etlo a�z viditeln �e sv�etlo

    X zdroj sv�etla { LED, Light Emitting Diode { levn�ej�s�� X zdroj sv�etla { ILD, Injection Laser Diode { dra�z�s��, vy�s�s�� rychlosti

    2 re�zimy �s���ren�� sign �alu, vys��l �an��

    X multimode step-index

    X multimode graded-index

    X single-mode

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 14

    Optick �e vl �akno

    2 multimode step-index

    X konstantn�� hustota j �adra X v��ce paprsk �u z jednoho zdroje se �s���r�� j �adrem r �uzn �ymi cestami X na p�r��jmov �em rozhran�� neur�cit �y v �ysledek, v�et�s�� disperze

    2 multimode grade-index

    X hustota j �adra je v centru j �adra vy�s�s�� ne�z na okraj��ch X v��ce paprsk �u z jednoho zdroje se �s���r�� j �adrem stojat �ym vln�en��m X na p�r��jmov �em rozhran�� ur�cit �y v �ysledek, men�s�� disperze X rychlosti p�renosu dat des��tky a�z stovky Mb/s i na des��tky km

    2 single-mode

    X konstantn�� mal �a hustota j �adra, j �adro velmi tenk �e, X mal �y index lomu, paprsky ze zdroje se �s���r�� t �em�e�r rovnob�e�zn�e X na p�r��jmov �em rozhran�� velmi p�resn �y v �ysledek, �z �adn �a disperze X rychlosti p�renosu dat des��tky a�z stovky Gb/s

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 15

  • Optick �e vl �akno, re�zimy vys��l �an��

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 16

    Optick �e vl �akno, re�zimy vys��l �an��

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 17

    Optick �e vl �akno, konektory / Kategorie optick �ych vl �aken

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 18

    Optick �e vl �akno, aplikace

    2 m�edium p �ate�rn��ch s��t��, p �ate�re s��t�� kabelov �e TV

    X velk �a �s���rka p �asma, cenov �a efektivita

    X p�ri aplikaci WDM a�z 1 600 Gb/s

    2 LAN { 100Base-FX (Fast Ethernet) a 1000Base-X

    2 V �yhody

    X velk �a �s���rka p �asma (sou�casn �e gener �atory sign �alu ji nevyu�zij��)

    X mal �y �utlum, odolnost v �u�ci elmag interferenc��m, nerezav��, n��zk �a v �aha, odolnost v �u�ci,,nap��chnut��"

    2 Nev �yhody

    X obt���zn�ej�s�� instalace a �udr�zba

    X jednosm�ernost �s���ren�� sign �alu, pro duplex jsou nutn �a 2 vl �akna

    X vy�s�s�� cena ne�z jin �e vodi�ce

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 19

  • Optick �e vl �akno, multiplexov �an��

    2 lze aplikovat multiplexov �an�� typu

    WDM, Wavelength Division Multiplexing

    X logick �y ekvivalent FDM pro optick �a vl �akna X data jsou modulovan �a do r �uzn �ych �c �ast�� sv�eteln �eho spektra

    2 pou�z��v �a se rovn�e�z DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing

    X protokolov�e nez �avisl �a technologie

    X rychlosti p�renosu dat a�z do 200 Gb/s

    X typicky 80 paraleln��ch kan �al �u ve frekven�cn��m spektru

    X v ka�zd �em kan �alu lze uplatnit jin �e p�renosov �e mechanismy

    { (nap�r. TDM, resp. ATM, SONET/SDH, Ethernet , . . . )

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 20

    Nevod�en �a m�edia

    2 Bezdr �atov �e vys��l �an�� (Wireless Transmission) 2 �S���ren�� elektromagnetick �ych vln bez pou�zit�� fyzick �eho vodi�ce

    2 Sign �aly se �s���r�� �eterem a jsou dostupn �e komukoliv,

    kdo provozuje za�r��zen�� schopn �e je p�rij��mat

    2 Pro bezdr �atov �e komunikace se pou�z��vaj�� tato spektra

    elektromagnetick �ych vln:

    X Pro komunikace se nevyu�z��v �a elmag vln�en�� z p �asem frekvenc��: šı́řenı́ energie a {ultrafialové světlo, X, gama a kosmické zářenı́}

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 21

    �S���ren�� sign �alu �eterem

    Jan Staudek, FI MU Brno | PV169 { P�renosov �a m�edia 22

    P �asma r �adiov �ych vln a mikrovln a jejich vyu�z��v �an��

    Ja