P enosová média
(metalická vedení a vlastnosti)
Robert Beš ák
• Mezi telekom. za ízeními se signály p enášejí elektromag. vlnami
• Elektromagnetická vlna
Kmito et f
Vlnová délka λ
…závisí na rychlosti ší ení vlny v p enosovém prost edí
(rychlost ší ení ve volném prostoru = 3 108 m/s)
c
λ =
f
[m ; m / s , Hz ]
2
3
•
Typy
•
Každá p enosová cesta má n které p ednosti - vzájemn se dopl ují
•
Metalické vedení jsou zatím stále nejb žn jší
perspektivními z hlediska
využitelné p enosové rychlosti se jeví optická vlákna (finan n náro n jší)
Metalické
Optické
Rádiové
ešení záleží na technicko-ekonomickém hledisku
úst edna
úst edna
Internet
4
• Telekomunika ní vedení
Zjednodušen lze považovat za homogenní vedení s rovnom rn
rozloženými elektrickými parametry
Homogenní vedení - ve všech svých ástech má stejné elekt. vlastnosti
Charakteristika vedeni
Primární parametry vedení
Sekundární parametry vedení
5
•
•
•
•
M
M
M
M
rný odpor R [ /km]
rná induk nost L [mH/km]
rná kapacita C [nF/km]
rný svod G [ S/km]
Pro daný typ vedení a danou
frekvenci se jedná o konstanty
∆U = I ( R + jωL) ∆x
∆I = U (G + jωC ) ∆x
6
!
Charakteristická(vlnová) impedance - Zc
Pom r nap tí a proudu v libovolném bod homogenního vedení je konstantní
a vyjad uje se pomocí Zc (v komplexním tvaru)
U ∆U
R + jωL
Zc = =
=
= Z c ⋅ e jφc
∆I
I
G + jωC
Modul Zc
Argument Zc
|Zc| - udává pom r velikosti nap ové a proudové vlny v každém bod homog. vedení
c
- udává rozdíl mezi fází nap ové a proudové vlny v každém bod homog. vedení
7
!
M rná vlnová míra p enosu - γ
Relativní zm na nap tí a proudu v libovolném elementu vedení vztažená na
jednotkovou délku je konstantní a nazývá se γ
γ=
∆U
∆I
=
= (R + jωL)(G + jωC) = α + jβ
U ⋅ ∆x I ⋅ ∆x
M rný útlum
(dB/km)
β udává zpožd ní fáze ší ící se vlny na jednotku délky
(…zpožd ní fáze o 2 nastane ve vzdálenosti 1 délky vlny :
Rychlost ší ící se fáze postupující harmonické
vlny, je dána fázovou rychlostí ší ení vf,
vf =
λ
T
=λ⋅ f =
M rný fázový posun
(rad/km)
βλ = 2π
2πf
β
=
λ=
2π
β
ω
[km / s ]
β
8
"
•
•
#
Telekomunika ní vedení je tvo eno nej ast ji dvojicí soub žných
metalických vodi (m , bronz, hliník nebo ocel)
Dle uspo ádání vodi
Symetrické vedení (dvojice paralelních nebo spirálov sto ených vodi
Koaxiální vedení (dvojice souosých vodi )
$
)
9
"
%
Nadzemní vedení
• Symetrická vedení (v tšinou)
• Nevýhoda - p enosové vlastnosti vedení
Závisí na klimatických podmínkách
Jsou zna n ovlivn ny cizími elektromagnetickými poli
(silnoproudá vedení, rozhlasové vysíla e, elektrospot ebi e atd.)
Kabelová vedení
• Symetrická vedení í koaxiální páry
• Odstra ují nevýhody nadzemních vedení
Umíst ny v zemi (v hloubce asi 80 cm) …chrán na proti mechanickému
poškození a proti vlivu klimatických zm n
Konstrukce i áste n chrání proti p sobení rušivých elektromagnetických polí
10
!
%
&
'
&
Vodi e symetrického kabelového prvku mají v
jsou v i zemi symetrické
•
Jádro
•
Žíla (kabelu)
i zemi tém
shodné impedance
M d ný vodi
Jádro + izolace
Plastová izolace (plná nebo p nová)
…d íve: izolace papír, papír-vzduch nebo styroflex-vzduch
(vzduchová mezera dána kordelem - spirálovit vinutý
provázek i um lohmotné vlákno)
•
Kabelový prvek
•
Duše kabelu
N kolik sto ených žil
Soust e uje n kolik kabelových prvk
Ochrana duše kabelu
Olov ný, hliníkový nebo plastový pláš proti vnikání vlhkosti
Ocelový pancí proti mechanickému poškození (…zajiš uje také elektromag. stín ní)
11
!
%
&
&
• Symetrický pár - dv žíly sto ené s ur itou délkou skrutu
• K ížová ty ka X
ty i žíly sto ené se stejnou délkou skrutu, p i emž k p enosu
elektromagnetické vlny se vždy využívá dvojice protilehlých žil
• DM ty ka (Dieselhorst-Martin)
Dva páry stá ené s jinou délkou skrutu a oba páry jsou stá eny
dohromady s další délkou skrutu
12
!
%
&
(
&
• Místní telefonní kabely
V p ístupových sítích byly ur eny p vodn pro p enos hovorových
signál (analog. telefonní p ípojka)
Tvo eny páry i u nás ast ji ty kami sto enými do vrstev i do skupin
• Vlastnosti kabelu
Izolace žil – polyetylén (PE)
PE m že být nap n ný (…p ím s vzduchu snižuje m rnou kapacitu)
Pr m ry m d ných jader
R - 0,4; 0,6 nebo 0,8 mm
Jinde - jako v R plus je možné se setkat i s pr m ry 0,32; 0,5; 0,9 mm
V sou asnosti je snaha maximáln využít existující metalické páry v místních
sítích i pro p enos dat vysokými p enosovými rychlostmi (nutnost provozovat
metalické páry do vysokých kmito t - až desítky MHz)
13
!
%
&
(
&
)
Uspo ádání kabelu obsahujícího 25- ty kovou (50-párovou) skupinu
tvo enou sto ením p ti 5- ty kových (10-párových) podskupin
14
!
&
'
Konstruovány speciální kabely pro datové sít uvnit budov
strukturovaná kabeláž
• Vlastnosti
P enos signál do kmito t stovek MHz na vzdálenost max. 100 m
N kolik kategorií (podle ší ky pásma)
• Kategorie
Kategorie CAT5
Ur ena pro p enos do 100 MHz
Primárn ur eny pro sít LAN s rozhraním Fast Ethernet (100 Mbit/s)
Kategorie CAT6 (do 250 MHz)
Kategorie CAT7 (do 600 MHz)
15
!
&
'
•
Pro kabely (se symetrickými páry) pro vnit ní instalaci se užívají zkratky
•
Složení kabel
STP (Shield Twisted Pair)
UTP (Unshield Twisted Pair)
Obvykle 4 páry s délkou skrutu menší než u pár pro b žné telefonní p ípojky
z d vod omezení p eslech na vysokých kmito tech
Pr m r jádra: 0,5 mm
Izolace: polyetylén(PE)
menší m rná kapacita (a tím útlum) než u izolace z PVC
16
*
+
&
•
Koaxiální pár – prvek koaxiálního kabel
•
Koaxiální pár
Vnit ní (st edový) vodi – pr m r d
Vn jší vodi (trubka) – vnit ní pr m r D
D
d
M d ný pásek (tlouš ka 0,1 až 0,15 mm)
Ocelový pásek
Zajiš ují ochranu proti mechanickým deformacím
P sobí jako elektromagnetické stín ní
Dielektrikum - tvo í vzduchová mezera
…souosé umíst ní obou vodi je zajišt no st edícími
izola ními disky nebo použitím tzv. balónkové izolace
Pom r D/d je volen z hlediska minimálního m rného útlumu koaxiálního páru
Pro m d né vodi e se vzduchovým dielektrikem je optimální pom r D/d = 3,6
17
*
+
&
• Nejrozší en jší typy v telekomunikacích
Malý koaxiální pár (D/d = 4,4/1,2 mm)
St ední(standardní) koaxiální pár (D/d = 9,5/2,6 mm)
• U koaxiálních pár platí: R <
L
Zc =
C
L aG<
R C G L
α=
+
2 L 2 C
C
β = ω LC
18
Optické vlákno,
optické p enosové systémy
,
• Frekven ní oblast využitelná pro p enos dat okolo 102 THz
Elektromag. vlny o vysoké f - sv telné vlny (sv tlo)
• P enášená data - sv telné impulsy
Logická 1 - p ítomnost sv telného impulsu
Logická 0 - nep ítomnost sv telného impulsu
• Optický p enosový systém
Emitor (zdroj) zá ení
Elektroluminiscen ní dioda (LED, Light Emitting Diode)
Laserová dioda (LD, Laser Diode)
Detektor (p ijíma ) zá ení
Fotodioda (Photodiode) …p evod sv telných impuls na elekt.signál
P enosové médium = optické vlákno (optický vlnovod)
20
,
emitor
p ekážka
Mezi vysíla em a p ijíma em není t eba p ímá viditelnost
Optické vlákno
(sv tlo je vláknem vedeno)
detektor
Optické vlákno = simplexní (jednosm rný) spoj
…Duplexního spoj
je t eba dvojice vláken (pro každý sm r jedno)
21
,
• Optické vlákno (Optical Fibre)
Jádro (Core)
Pláš (Cladding)
• Vlastnosti jádra
Pr m r = jednoty ÷ desíteky mikrometr (8 až 10, 50, 62,5, 100 m)
Použité materiály - r zné druhy skla (SiO2), eventueln plast
Pro pochopení zp sobu, jakým je sv telný paprsek optickým vláknem veden, je
nutné si uv domit jeden základní poznatek:
„Dopadá-li sv telný paprsek na rozhraní dvou prost edí s r znými optickými
vlastnostmi (nap . na rozhraní mezi jádrem a plášt m), pak v obecném
p ípad se ást tohoto paprsku odráží zp t do p vodního prost edí, a ást
prostupuje do druhého prost edí. Záleží však na úhlu, pod jakým paprsek
dopadá na rozhraní (které je dáno též optickými vlastnostmi obou
prost edí). Je-li tento úhel v tší než ur itý mezní úhel, dochází k úplnému
odrazu paprsku zp t do p vodního prost edí.“
22
-
.
/
Opakováním úplných odraz , které probíhají beze ztrát, sv telný paprsek
sv telný paprsek je jádrem veden
sleduje dráhu jádra optického vlákna
•
Numerická apertura NA
Rozmezí úhl , pod kterými m že paprsek na vlákno dopadat tak, aby byl následn veden
…charakterizuje schopnost vlákna navázat z okolního prost edí do svého jádra ur itý
optický výkon ( ím je NA v tší tím je tato schopnost v tší)
NA = n0 ⋅ sin ϕ m = n12 − n22
NA < 1
n0
(index lomu okolí)
ϕm
mezní úhel
pro úplný odraz
úpln odražený paprsek
ϕ0
n1 (jádro)
n2 (pláš )
Podmínka pro optické
vlákno: n1 > n2
23
0 12
3
12
2
• Výhody
Systémy využívající vysoké p enosové rychlosti
Necitlivost v i elektromag. rušení (pr myslové aplikace)
Vysoká bezpe nost proti odposlechu
Malý pr m r kabel a nízká hmotnost
• Nevýhody
Pom rn vysoká cena
Vysoké nároky na výrobní proces
(požadovaná istota sklen ného materiálu je ádu 109 až 1010)
24
1 2
• Jednovidová vlákna (Single Mode Fiber)
• Mnohovidová vlákna
• Se skokovou zm nou indexu lomu (Multi Mode Fiber)
• S gradientní zm nou indexem lomu (Graded Index Fiber)
25
4
)
• P enosová rychlost
Nejvyšší ze všech typ vláken (…až Gbit/s na 1 km)
• Po et vid
1 vid (…dosaženo malým
• Cena
jádra, i malým pom rným rozdílem n1 a n2)
Dražší než vlákna mnohovidová
• Použití
P enosy na velké vzdálenosti (…až 100 km bez opakova
e)
• Buzení vlákna (emitor)
Vyžadují laserové diody (LD)
26
"
2
)
• Po et vid
Více
…v tší pr m ry jádra (snazší mechanismus spojování vláken)
• Cena
Relativn nízká výrobní cena
• Buzení vlákna (emitor)
Možnost použít luminiscen ní diodou (LED)
…velká hodnota NA
snazší navázání paprsku do vlákna
27
2
Jednovidová optická
vlákna
M rný
útlum
Ší ka
pásma
./
./
0
0
./
0 1 & %2
3
3
Mnohovidová optická vlákna
se skokovou zm nou
indexu lomu
./
0
3
-*+,
)*+,
s gradientní
zm nou indexu lomu
./
0
3
./
0
3
./
0
3
)*+,
Pr m r
jádro/pláš
NA
Použití
7# 8
('%
%#
98#
%
!
!
!
"
&'
#$
(
456
* (1km=100GHz , 10 km=10GHz)
28
0
1
+ 5 6"
• WDM = Wavelength Division Multiplex
Sdružení n kolika opt. kanál do 1 vlákna pomocí vlnového d lení (…FDM)
u1
un
λ2
:
λ3
optické vysíla e
(elektricko-optický p evod)
optické vlákno
optické
filtry
u2
slu ovat
λ1
λ1
u1
λ2
u2
λ3
:
un
optické p ijíma e
(optický- elektrický p evod)
• Typy WDM
DWDM (Dense WDM) ….hustý vlnový multiplex
CWDM (Coarse Wavelength) … ídký vlnový multiplex
29
6 5 6 " 7 85 6 "
• DWDM (…hustý WDM)
Pásmo = 1528,77 nm ÷ 1560,61 nm (192,1 THz ÷ 196,1 THz )
Po et nosných (kanál ) = 80 (40)
Vzdálenost nosných od sebe ≈ 0,4 (0,8) nm
P enosová rychlost = 40 ÷ 80 Gbit/s
…p enos až na vzdálenost 500 km bez opakova e (u SM vláken)
• CWDM (… ídký WDM)
Pásmo = 1270 nm ÷ 1610 nm
Po et nosných (kanál ) = 18
Vzdálenost nosných od sebe ≈ 20 nm
P enosová rychlost do 2,5 Gbit/s
30
,
5 6"
31
5 6" # .
/ .
• Požadavky
Výkon
D raz na schopnost jednozna né detekce (rozpoznání) signálu s
požadovanou p esností
P enosová rychlost
Optický zdroj musí umožnit odpovídající modulaci
Nominální poloha st edu spektrální áry
Vysoké nároky na stabilitu jednotlivých nosných frekvencí
Šum
Zdroj nesmí vykazovat náhodné fluktuace
Jiné…
stabilita
Mechanická odolnost, necitlivost na zm ny okolního prost edí (teplotní
stabilita), spolehlivost, nízká cena a dlouhá životnost
• Zdroje
Luminiscen ní diody (LED)
Laserové diody (LD)
λ1
32
5 6" #
.
• Není t eba p evod optický sig. – elektrický sig. – optický sig.
• Zesílení všech p ísp vkových kanál ve WDM signálu najednou
• Požadavky
P ibližn konstantní zisk na v celém frekven ním pásmu signálu WDM
Dostate ný zisk p i nízkém šumu
Teplotní stabilita
Spolehlivost
OA
Nízká cena
• Typy
Vláknový zesilova EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Nejvhodn jším (a nejužívan jší)
… založen na principu laseru, tzn. zesílení sv tla stimulovanou emisí zá ení
33
5 6" #
+
7
• Demultiplexor - soustava dielektrických filtr
První filtr odrazí kanál λ1 a zbytek kanál propustí
Druhý filtr odrazí kanál λ2 a zbytek kanál propustí, atd
DMUX
• Detektory
Fotodiody PIN
Lavinová fotodioda APD (Avalanche Photo Diode)
λ1
34
,
2
2
, 9
• Cíl OTH
Vytvo it spole nou platformu pro r zné typy sítí (SDH, ATM, IP) s
vysp lou podporou služební ásti sít (monitoring, management)
• OTM
…Optical Transport Modul
Základní signály optické hierarchie
CA<-= !
:
A<-= !
A<-= !
D
B
OTM – n – m
po et
vlnových délek
(optických kanál )
C-
typy p enášených
signál
D
:?3@ )
:
:;<-=
: B >
:?3@
)
:>>
:;<-=
:
:?3@
)
: >
:;<-=
CBR (Constant Bit Rate) – signál s konstantní p enosovou rychlost
35
2
2
PDH
SDH
OTH
Multiplex
TDM
TDM
WDM
P enosové
medium
Optické vlákno
Metalický kabel
Rádio
Optické vlákno
Metalický kabel
Rádio
Optické vlákno
P enosové
rychlosti
P ísp vkové
signály
565 Mbit/s
(PCM 5. ádu)
40 Gbit/s
(STM-256)
PDH, ATM, IP,
Ethernet
40 Gbit/s
(STM-256 =
OTM-n.3)
SDH
36
Páte ní a p ístupové sít ,
datové spoje
!
•
:
Struktura sít (…poskytující r zné typy služeb)
i.
Za ízení sí ových uzl
Spojovací za ízení (úst edny, sm rova e, atd.)
Informa ní zdroje (servery, databanky, atd.)
ii. Páte ní sí
P enosu signál mezi uzly telekomunika ní sít
iii. P ístupová sí
P enosu signálu mezi ú astníky a sí ovými uzly
Sí ový uzel
Sí ový uzel
(úst edna, server, atd.)
P ístupová
sí
(úst edna, server, atd.)
Páte ní sí
Sí ový uzel
(úst edna, server, atd.)
Metalické kabely
Optické kabely
Rádiové prost edky
38
!
•
:
Struktura sít (…poskytující r zné typy služeb)
iv.
ídicí sí
TMN (Telecommunication Management Network)
Dohled a ízení všech technických prost edk , pro pružné z izování,
monitorování a rušení požadovaných služeb
(zahrnuje i ú tování služeb a ízení vnit ní organizace provozovatele)
Sí ový uzel
Sí ový uzel
(úst edna, server, atd.)
P ístupová
sí
(úst edna, server, atd.)
Páte ní sí
Sí ový uzel
(úst edna, server, atd.)
39
• Telekomunika ní sí zajiš uje p enos na zna né vzdálenosti a lze ji
ztotožnit s pojmem WAN (Wide Area Network)
• MAN (Metropolitan Area Network)
…Metropolitní sít
Sou ást p ístupové sít
• LAN (Local Area Network)
…Lokální sít
Místní komunika ní struktura v objektu ú astníka telekomunika ní sít
• PAN (Personal Area Network)
Komunika ními prost edky v rámci místností s p enosem pomocí
infra erveného zá ení nebo radiových vln (nap . Bluetooth)
40
!
: )
•
Zesilova
•
LTE (Line Terminal Equipment) …Linkové zakon ení
•
P enosové za ízení
2
Zesiluje (regeneruje) signál
P izp sobuje vysílaný signál p enosové cest (nap . optické LTE - m ní Ele/Opt signál),
a v opa ném sm ru obnovuje p ijímaný signál z p enosové cesty do p vodního tvaru
Sdružuje signály ze spojovacích za ízení (úst edna, sm rova e), i z pevných pronajatých
okruh , a jejich následný transport do požadovaného cílového uzlu telekomunika ní sít
P ístupová sí
Páte ní sí
uzel
LAN
PAN
Pronajatý okruh
MAN
LTE
LTE
úsek vedení
LTE
Zesilova
(opakova )
zesilovací (opakovací) úsek
LTE
P enosové
za ízení
Spojovací
za ízení
P enosové
za ízení
Informa ní
zdroje
uzel
radioreléový spoj
Informa ní
zdroje
Spojovací
za ízení
linkový trakt
WAN
MAN
41
:
• P epravují
Data mezi jednotlivými uzly sít
Data p enosovými rychlostmi ádov stovky Mbit/s až stovky Gbit/s
Data na zna né vzdálenosti
Velké objemy dat
vysoké nároky na spolehlivost p enosu
• P enosová za ízení - umíst na p ímo v objektech provozovatel
• P enosové cesty
Optické spoje
… v p ípad pot eby radioreléové spoje (p ípadn družicové)
s metalickými kabely se perspektivn nepo ítá
• Realizace
Systémy SDH (+ optické vlákno) …2,5 Gbit/s (STM-16) až 40 Gbit/s (STM-256)
Systémy WDM (8, 16, 32 optických kanál ) …80 Gbit/s (STM-16)
42
:
• P epravují
Data k uzl m sít (…soust e ují provoz z dané oblasti k uzlu sít )
Data p enosovými rychlostmi od desítek kbit/s do stovek Mbit/s
Data na krátké a st ední vzdálenosti
• P enosová za ízení - umíst na u uživatel
… problémy s napájením, ochranou proti neoprávn nému zásahu, atd.
• P enosové cesty
Optické
Rádiové (radioreléové)
Metalické
Sí ový uzel
(úst edna, server, atd.)
43
:
P ístupová sí musí plnit
•
P enos (transport)
•
Sdružování (multiplexování)
•
T íd ní
•
P izp sobení (adaptaci)
Signálu mezi velkým po tem ú ast. za ízení a uzlem poskytovatele služeb
Signál k efektivnímu využívání p enosových médií a prost edk a pružnému
p izp sobování pot ebné provozní kapacity dle prom nných požadavk ú ast. i
služeb
Provozní zát že (tzv. grooming) umož ující sm rovat sdružené signály
v p ístupové síti na p íslušná rozhraní poskytovatel dostupných služeb
Ú astnického rozhraní a rozhraní poskytovatele služeb
44
• P edpokladem pro uskute n ní p enosu datových signál je
vytvo ení tzv. datového spoje
• Z d vodu zna né r znorodosti
koncových datových za ízení
používaných p enosových sítí a médií
je nutné p esn definovat vlastnosti jejich jednotlivých ástí
i parametry rozhraní na jich styku
spolupráce datových za ízení r zných výrobc
45
• DTE (Data Terminal Equipment)
Koncové datové za ízení
• DCE (Data Circuit terminating Equipment)
Ukon ující datové za ízení
datová stanice
I3
DTE
I2
DCE
telekomunika ní okruh
I1
datová stanice
I1
DCE
I2
DTE
I3
46
# 6
%*
.
.
Obecn datový terminál
(PC s p íslušným telekomunika ním programovým vybavením)
•
PC ve funkci DTE musí mít k dispozici komunika ní program, který umož uje
•
Komunika ní protokol
Nastavení a ovládání r zných funkcí u ukon ovacího za ízení datového okruhu (DCE)
Základní funkce datové komunikace
(vysílání a p íjem datových soubor prost ednictvím vhodného komunika ního protokolu)
Soubor pravidel, podle kterých se p enáší mezi koncovými za ízeními p enosu dat soubory
Rozd luje soubor na menší ásti, definuje záhlaví souboru a zp sob detekce/korekce chyb
datová stanice
I3
DTE
I2
DCE
telekomunika ní okruh
I1
datová stanice
I1
DCE
I2
DTE
I3
47
# 68
%;
/
.
.
Obecn název pro r zná za ízení
(m ni e datových signál , modemy a ukon ující jednotky datových sítí)
•
Úkolem DCE
P em na datového signálu (rozhraní I2) na jiný datový signál (rozhraní I1),
který je technicky/ekonomicky výhodn jší pro p enos po daném telek. okruhu
Vytvá ení interaktivních vazeb mezi DTE a vzdáleným DCE+DTE, které umož ují
Automatizované zahájení
Kontrolu a ukon ení datového p enosu
…V n kterých p ípadech p ebírá DCE i ur ité synchroniza ní a zabezpe ovací funkce
datová stanice
I3
DTE
I2
DCE
telekomunika ní okruh
I1
datová stanice
I1
DCE
I2
DTE
I3
48
6
1
•
Datový spoj
•
Datový okruh
/7 6
1
2
Za íná uvnit koncového za ízení v míst , kde vzniká prvotní elekt. datový signál
Za íná a kon í na rozhraní mezi DTE a DCE (rozhraní I2)
Soubor prost edk , které umož ují dálkový p enos datového signálu pomocí
dvou protism rných datových kanál
datová stanice
I3
DTE
I2
DCE
telekomunika ní okruh
I1
datová stanice
I1
DCE
I2
DTE
I3
datový okruh
datový spoj
49
6
.2
#
.2
<
• Datový signál je vyjád en v takové form , která je vhodná
pro p enos p íslušným úsekem sít
• Úseky sít mohou mít r zné p enosové vlastnosti
odlišné parametry rozhraní I1
vlastnosti rozhraní I1 jsou stanoveny doporu eními ITU-T ( ada V)
datová stanice
I3
DTE
I2
DCE
telekomunika ní okruh
I1
datová stanice
I1
DCE
I2
DTE
I3
50
6
.2
#
.2
<
Definovány ty i skupiny charakteristik
Mechanické
Definují typ konektoru (geometrické uspo ádání, zna ení jeho vývod )
Elektrické
P i azují log. binárním stav m ele. vyjád ení (polarita, rozmezí amplitudy)
Definují rozsah p enosových rychlostí
Popisují náhradní elektrická schémata obvod rozhraní, atd.
Funk ní
Definují jednotlivé obvody rozhraní a jejich ú el
Protokolové
Definují pravidla vým ny signál na obvodech a jejich interpretace
datová stanice
I3
DTE
I2
DCE
telekomunika ní okruh
I1
datová stanice
I1
DCE
I2
DTE
I3
51
= .2
<
"
2
2
• I2 definovaná doporu eními ITU-T ady V
Nej ast ji
25-pólový konektor DB-25 (typ Canon)
Redukovaný 9-pólový konektor (typ Canon)
• I2 definovaná doporu eními ITU-T ady X (paketová datové sít )
Nej ast ji
15-pólový konektor DB-15 (typ Canon)
52
= .2
<
2
!
E!
E!
E!
K!
K!B
"#
$
%
% 9$
(
$
% % 9$
(
$
%FG H I E
&FG J = E
%FG H I E
&FG J = E
%FG5 H G3
% 9$
&FG5 J G3
(
$
GHI E
%FG5 H G3
2
% % 9$
2
&FG5 J G3
%FG5 H G3
2
% 9$
2
&FG5 J G3
E"
E"
E"
E"
-
Nej ast ji doporu ení V.28
Komunika ní rozhraní po íta PC (COM port)
… asto slouží k p ipojení tel. modemu pro komunikaci p es hostitelskou telefonní sí
53
= .2
<
2
%0 3 >
Definováno jednozna né vyjád ení stav pro obvody p enášející
data (0, 1) a pro ídicí obvody (ON – zapnuto, OFF – vypnuto)
polaritou a velikostí amplitudy elektrického signálu
54
= .2
<
• Doporu ení V.24
• V.24 definuje
?
2
funk ní charak. rozhraní I2 v telefonní síti
Obvody ady 100 - 42 vazebních obvod všeobecného použití
Každý z obvod je p ipojen k definovanému kontaktu konektoru a plní
ur itou funkci, která je ízena bu ze strany DTE nebo DCE
Konkrétní DCE a DTE vyžadují pro svou innost jen n které obvody
Obvody ady 200
Používány pro automatické navazování spojení prost ednictvím modemu
…v sou asnosti se již nepoužívají (existují vhodn jší prost edky)
• Norma EIA RS232C
Parametry tém
shodné s dvojicí dop. V.24/V.28 – sériové rozhraní PC
55
= .2
<
'
()*+
+% 9
( #%L
8#
#
% #%O
&
#
' +%
8#
>
B
#
>
' +%
% #%O
&
#
?
,
.
/0
12*3*4 5
)67
53
<K7
@K7
;K-<
;@?E
?74
7<@
7;@
@<;
?<;
7?7
;@<;
;?<;
;7?7
;N4
35
33
;35
;33
#
(
-
2
%Q
,6
B
?7
??
?5
?3
?P
;?5
;?3
;?P
?*
?R
?
>
75
73
7?
?)
?N
B
B
L
+ #
<?
K?
@?
;S7
@6)
.
"
=
7<N
7?N
7<N
7?N
7<N
7<N
7?N
7<N
7?N
7?N
7<N
7?N
7?N
7<N
7?N
7<N
7<N
7<N
7?N
7?N
7?N
7?N
M #
+%
#
(' O
#
(' O
('%(
( 8
7<N
7?N %2
$+
#
7?N %2
#
%% #
8 M #
$+
#
7?N %2
#
%% #
8 M #
+ # && 98#
+ # && 98#
+ # &&
# 9(
+ # && (' O 9 (
#
+7<N
#
+7?N
(' O
%
+7?N
%%
#
M #
9% + 198 M #
56
= .2
<
2
• Popis vým ny ídicí informace na obvodech datového rozhraní
• Pro rozhraní I2 užívané na datových okruzích v telefonní síti nejsou
protokolové charak. v tšinou za len ny do zvláštních doporu ení
jsou zakotveny v doporu eních pro p íslušné DTE a DCE
57
= .2
• Význam výše uvedených doporu ení klesá díky integraci
komunika ních funkcí do koncových za ízení
Nap .: integrací tel. modem do PC, se snižuje význam V.24/V.28
• Vysokorychlostní ukon ující za ízení se p ipojují pomocí
USB (verze 1.1, resp. 2.0)
Ethernet (konektor RJ-45)
Rozhranní se sít LAN si našlo cestu do sítích rozlehlých a v
sou asnosti se používá v ad modifikací pro metalické, optické i
bezdrátové prost edí jako univerzální datové rozhraní
58
P epojování: okruh , paket
,
2
• Komutované
Spojení dle požadavku uživatele/stanice
Spojení na dobu komunikace
• Pevné
Spojení mezi stanicemi existuje (p enos dat kdykoliv)
Spojení: Trvalé, Pronajaté
60
*
Komutace (p epojování, p epínání)
• P epojování okruhu (Circuit switching)
• P epojování paket (Packet switching)
• P epojování zpráv
61
/
•
2$
Pro pot eby komunikujících stran se vyhradí p enosový kanál (okruh) o
ur itých vlastnostech, který tyto strany mají vyhrazen pouze pro sebe
Ur ité vlastnosti - kapacita, zpožd ní, atd.
•
Komunikující strany samy rozhodují o tom, jak budou komunikovat
•
Tarifikace: dle asu
Souvislý p enos dat, p enos po blocích (a jak velikých)
P enosová
cesta
P epojovací uzel
Vyhrazené kanály
62
/
•
•
•
$
P enášena data – bloky
P enos blok (r zní odesilatele a p íjemci) spole ným kanálem
Komunikující strany musí dodržovat konvence formátu blok
P enosová
cesta
P epojovací uzel
Bloky
(pakety, rámce, bu ky,…)
vyrovnávací pam
Store and Forward (…ulož a p edej dál, st áda ové spojování)
Zpracování blok v uzlu: uložení do pam ti / zpracování /vyslání
zpožd ní, jitter
63
/
•
Datagramová služba
•
Služba virtuálních okruh
$
Cílová adresa - každý paket (datagram)
Sm rování - každý datagram, v každém uzlu
P enos - r zné cesty
r zné po adí datagram na p ijímací stran
Reakce na stav sít - ano
Ukon ení spojení v uzlech - ne
Cílová adresa - prvý paket (…ostatní pakety – id. virtuálního okruhu)
Sm rování – jednou, p i navazování spojení
P enos - stejná cesta
stejné po adí datagram na p ijímací stran
Reakce na stav sít - ne
Ukon ení spojení v uzlech - ano
Poznámka: P epojování zpráv
Spole ný p enosový kanál
P enášená zpráva = 1 blok
64
Download

Přenosová média (metalická vedení a vlastnosti)