4.KONSTRUKTIVNA DUINA KABLA

Fiziki prenos-karakteristike komunikacionih medija

Signal je elektrina ili elektromagnetna prezentacija podataka.PodaciAnalogni podaci uzimaju kontinualne vrednosti na nekom intervalu. Na primjer, govor i video, senzori, kao to su temperatura i pritisak.Digitalni podaci uzimaju diskretne vrednosti, primer su tekst i cijeli brojevi.Nama najblii pojam analognih podataka je zvuk (audio podatak). Takoe, nama najblii primjer digitalnih podataka jeste tekst.

SignaliAnalogni signal je kontinualni promjenljivi elektromagnetni talas koji se moe prostirati preko razliitih medijuma, zavisno od njegovog spektra; Digitalni signal su sekvence naponskih (strujnih) impulsa koji se mogu prenositi preko inog medijuma; Prednost digitalnih signala je u tome to su njihovo generisanje i prenos generalno jeftiniji od analognih signala, a manje su osjetljivi na smetnje. Mana im je to su na istom rastojanju znaajnije oslabljeni od analognih signala.

Podaci i signaliDigitalni podaci mogu se predstaviti preko digitalnih signala sa razliitim naponskim nivoom za svaku od binarnih cifara. Digitalni podaci mogu se prenositi analognim signalima korienjem modema (modulator/demodulator). Modem pretvara digitalne podatke u analogni signal koji zauzima isti frekvencijski opseg kao i govorni signal. Analogni podaci mogu biti prenjeti digitalnim signalima nekom od odgovarajuih tehnika kodiranja (analogno-digitalnom konverzijom).

Transmisioni parametriSlabljenje. Snaga signala opada sa rastojanjem kod bilo kog transmisionog medijuma. Izoblienje usljed kanjenja. um (smetnje) - neeljeni umetnuti signal izmeu predaje i prijema.Kapacitet kanala - Nikvist je formulisao da je za raspoloivi opseg spektra B (Hz) najvea brzina koja se moe prenijeti 2B (b/s, bps).

MultipleksiranjeMultipleksiranje dozvoljava da podaci iz vie izvora dobiju (istovremeno koriste) veliki prenosni (transmisioni) kapacitet.

Dva najee koritena naina su frekvencijsko multipleksiranje 2 (FDM) i vremensko multipleksiranje 3 (TDM).

Frekvencijski multipleksFrekvencijski multipleks mogu je kada propusni opseg transmisionog medijuma, koji je na raspolaganju, premauje potrebe signala koji treba da prenesemo. Veliki broj signala moe se prenijeti istovremeno ukoliko svaki signal modulie razliitu noseu uestanost.

Nosee uestanosti biraju se sa meusobno dovoljno velikim razmakom, tako da ne moe da doe do znaajnog preklapanja opsega signala. Svaki modulisani signal zahvata odreeni opseg centriran oko svoje nosee uestanosti i on se naziva kanal. Da bi se spreila interferencija kanali su razdvojeni neiskorienim dijelovima spektra.

Sinhroni vremenski multipleksSinhroni vremenski multipleks koristi se kada brzina koja se moe dostii prenosnim medijumom prevazilazi brzinu digitalnog signala koji treba tim medijumom prenijeti. Vie digitalnih signala (ili analognih signala koji nose digitalne podatke) moe se prenijeti jednim transmisionim medijumom umetanjem signala u vremenski slobodne dijelove u prenosu drugog signala.

Sistemi sa proirenim spektromProirivanje spektra vana je tehnika za beine komunikacione sisteme. U samom poetku tehnika proirenog spektra iskljuivo se koristila u vojnim sistemima. Osnovna je ideja da se opseg spektra signala na predaji proiri i na taj nain ometanje i presretanje uini mnogo sloenijim. Prvo je razvijen sistem sa frekvencijskim skakanjem (FHSS) a kasnije sa direktnom sekvencom (DSSS).

Ulazni signal dovodi se do kodera koji formira analogni signal relativno uskog opsega spektra oko nosee uestanosti. Signal se dalje modulie sekvencom bitova koja se oznaava kao kd proirenja ili sekvenca proirenja. Promjena uestanosti odvija se poslije tano odreenog intervala vremena (npr. kod standarda IEEE 802.11 je manji 400ms).

Za vrijeme tog intervala alje se odreeni broj bitova uz upotrebu neke od tehnika kodiranja.

Kod sistema sa proirivanjem spektra direktnom sekvencom (DSSS) svaki bit originalnog signala predstavljen je sa vie bitova u predajnom signalu uz koritenje kda proirenja. Proirivanje spektra predajnog signala u direktnoj je zavisnosti od broja upotrebljenih bitova. Jedan od naina koji se koristi kod DSSS sistema je sledei: operacija ekskluzivno ili primjenjuje se izmeu originalne sekvence bitova i kda proirenja.

Naziv za takav bit je ip 1, jer on ne nosi nikakvu informaciju. 00=0 01=1 10=1 11=0. Treba uoiti da informacioni bit 1 invertuje kd proirenja dok informacioni bit 0 dovodi do njegovog slanja bez inverzije. Brzina sekvenci bitova koja se dobija jednaka je brzini kda proirenja tj. pseudosluajne sekvence.

Za ine transmisione medijume kapacitet prenosa, bez obzira da li se posmatra kroz brzinu prenosa ili irinu propusnog opsega, zavisi od razdaljine i od toga da li se medijum koristi kao jedna veza (taka-taka) ili kao dijeljeni (vie taaka).

Transmisioni medijum Tipino slabljenje Tipino kanjenje Propusni opseg Rastojanje ripitera

Upredene parice (sa optereenjem 1)- 0,2dB/km -1kHz 50 ms/km 0 - 3,5kHz 2km Upredene parice (vieparini kabl)- 3dB/km -1kHz 5 ms/km 0 - 1MHz 2km Koaksijalni kabl - 7dB/km -1MHz 4 ms/km 0 - 500MHz 1 - 9km Optiko vlakno - 0,2 - 0,5dB/km 5 ms/km 180 - 370THz 240km

Upredene pariceUpredene parice sastoje se od dvije izolovane bakarne ice upredene ravnomjernim korakom upredanja. ice se ponaaju kao jedna komunikaciona veza. Upredanjem se minimizira elektromagnetna interferencija izmeu parova ica. Upredene parice se koriste i za analogni i za digitalni prenos. Kod analognih sistema prenosa pojaavai su potrebni na svakih 5km do 6km. Kod digitalnih sistema prenosa ripitere treba postaviti na razmaku od 2km do 3km.

Upredene parice se izrauju u dvije varijante: neoklopljene i oklopljene. Neoklopljene, bez zatitnog omotaa, UTP1 su standardne telefonske ice (slika 6.3). Poslovni objekti najee su oieni neoklopljenim telefonskim paricama to je vie nego dovoljno kvalitetno za telefonske veze.

Ovo je najjeftiniji transmisioni medijum i uobiajeno se koristi i za lokalne raunarske mree. Neoklopljene parice su podlone spoljanjim elektromagnetskim smetnjama. Nain da se poboljaju karakteristike medijuma je da se zatite metalnim omotaem ili mreom i na taj nain sprijee neeljeni uticaji (intreferencija). Oklopljene upredene parice STP 2 boljih su osobina (naroito na veim brzinama), ali su skuplje.

Kategorije kablova

Razliite kategorije upredenih parica a) kategorije 3 b) kategorije 5

Koaksijalni kablovi

Sastoji se od dva provodnika, koji su razliito konstruisani da bi obezbijedili rad u irokom frekvencijskom opsegu.

Optiki kabloviSa dananjom tehnologijom izrade optikih vlakana propusni opseg dozvoljava brzinu od 50000Gb/s (50Tb/s). Ogranienja koja trenutno postoje posljedica su nemogunosti da se na veim brzinama izvri konverzija elektrinog u optiki signal.

Optiko vlakno je tanak (2 do 125mm), fleksibilni medijum, kroz koji moe da se prostire svetlosni zrak. Prave se od stakla ili plastike. Najmanji gubici su kod optikih vlakana koja su napravljena od silicijuma.

Jezgro je od stakla ili plastike prenika 8 do 100mm. Optiko vlakno je presvueno materijalom koji ima razliita optika svojstva od jezgra (nii indeks prelamanja). Spoj izmeu jezgra i omotaa za svjetlosni zrak ponaa se kao granina, reflektujua povrina. Omota je obino napravljen od plastinog materijala.

vei propusni opseg a samim tim i brzina je znaajno vea (10 i 100Gb/s), manje dimenzije i teina, manje slabljenje, elektromagnetska izolacija, vei razmak izmeu ripitera.

Razlikujemo tri naina prenosa a) simpleks (simplex)- signali se prenose (predaju) samo u jednom smijeru; jedna stanica je predajnik, a druga prijemnik. b) polu-dupleks (half-duplex) - obje stanice mogu vriti predaju/prijem po istom kanalu, ali ne istovremeno, (kada je jedna predajnik druga je prijemnik i obratno). c) potpuni dupleks (full-duplex) - obe stanice mogu istovremeno vriti predaju koristei posebne kanale po jedan za svaki smijer prenosa.

Podaci izmeu dva korespodenta A i B mogu da se prenose u nizu, ili seriji preko jedne jedine linije, ile ili provodnika, a mogu i da se prenose u paraleli, tj. odjednom preko vie linija. serijski paralelni

Asinhroni prenosSistem kod koga predajnik moe u bilo kom trenutku generisati bitove kaemo da koristi asinhroni prenos.

Naime, predajnik i prijemnik koriste posebne taktne impulse ije su frekvencije veoma bliske jedna drugoj. Sa ciljem da se odredi korektni poetak rada prijema koristi se metod rada poznat kao start-stop.

Podatku prethodi start-bit koji je trajanje jednog bitskog intervala i suprotnog je polariteta u odnosu na pasivno stanje. Nakon toga slijede nekoliko bitova podataka (obino je osam). Na kraju se pridruuje stop-bit koji je istog polariteta kao i pasivno stanje. (Trajanje pasivnog stanja moe biti proizvoljno). Stop bit se uvodi sa ciljem da se jasno razgranii zadnji bit preneenog znaka.

Sinhroni prenos

Predajnik i prijemnik mora da rade sinhrono, a to se ostvaruje korienjem sinhronizacionih signala na nivou takta. Zbog toga, u predajnoj poruci mora biti emitovana i informacija o sinhronizaciji.

Uobiajeno podaci se predaju kao okviri, tj. ramovi (frame) fiksnog obima (vidi sliku 3.11) pri emu svaku informaciju na poetku i kraju prate specijalni bit oblici nazvani preambule (preamble). Svrha preambule je da ostvari sinhronizaciju predajnog i prijemnog oscilatora prije poetka prijema informacionih bitova.

slika 3.11

RS-232RS-232 ili serijski port raunara je jedan od najee korienih interfejsa za umreavanje raunara u prolosti. Iz tog razloga su raunari proizvedeni krajem prologa vijeka dolazili sa dva integrisana RS-232 porta na matinoj ploi.

Prednost RS-232 portova je bila njihova niska cijena i mogunost direktnog povezivanja dva raunara putem ovih interfejsa.

Takoe, est ureaj na serijskim portovima su i modemi koji omoguavaju umreavanje putem telefonskih linija. Danas se RS-232 portovi sve ree sreu kao sastavni deo matinih ploa raunara.

Razlog tome je prevazienost ovih portova u smislu brzine (maksimalna brzina je 115.200 bitova po sekundi) i pojava USB (Universal Serial Bus) standarda.

USB (Universal Serial Bus)Prednosti USB magistrale nad RS-232 magistralom su daleko vee brzine prenosa podataka i mogunost povezivanja vie od jednog ureaja po portu. Iako je putem USB magistrale mogue direktno povezivanje dva raunara pomenute prednosti ovog standarda se ogledaju prije svega u velikom broju raliitih ureaja koji slue za umreavanje raunara (Ethernet adapteri, modemi, ISDN terminal-adapteri, ADSL modemi itd.) kao i ureaja koji nisu vezani za raunarske mree (tampai, skeneri, audio-adapteri, tastature, mievi...).

FireWire (IEEE1394) FireWire standard predstavlja IEEE standard pod brojem 1394. Ovaj standard se moe najblie porediti sa USB standardom jer nudi serijsku magistralu visokih performansi.

Telefonska mrea Osnovna infrastruktura javne telefonske mree (JTM) Standardizovani, frekvencijski opseg telefonskog kanala je na uestanosti od 0,3 do 3,4kHz, dovoljan da se na prijemu dobije razumljiv govor.

Modemi za telefonski kanal

Poto je opseg telefonskog kanala poevi od komutacionog centra ogranien, za Raunarske mree i komunikacije potrebno je spektar prenoenog signala smjestiti u taj opseg. Zbog toga se mora koristiti neka vrsta modulacije, a za to koristimo modeme.

Podaci koje treba prenijeti digitalni su po svojoj prirodi. Telefonska mrea je projektovana za prenos govornog signala. Koristi se digitalna modulacija i generie ekvivalentan analogni signal koji se u okviru prenosa kroz telefonsku mreu tretira kao analogni.

Uzimajui u obzir da je irina opsega govornog kanala od 3 do 3,5kHz dobija se da je kapacitet u opsegu od 30 do 38,5kb/s za odnos signal/um 33dB. Parice u pristupnoj mrei (lokalnoj pretplatnikoj petlji) imaju daleko vei kapacitet od telefonskog kanala. Ovi kapaciteti mogu se koristiti kada se primjenjuju xDSL 3 tehnologije.

Razvijeni standardi koji definiu modulaciju, kompresiju podataka, korekciju greke i kompatibilnost sa ranijim standardima.

Izgledalo je da je u prenosu podataka kroz telefonske kanale dostignut vrhunac i da je V.34 poslednji modem iz serije modema. Meutim, pojavio se jo jedan tzv. 56k modem. Govorni signal je kontinualni signal. Zbog toga se u veini sluajeva u komutacionom centru koristi odgovarajui PCM signal binarnog protoka 64kb/s po kanalu.

On predstavqa ili digitalizovani govor ili digitalizovani modemski signal, pri emu je maksimalni binarni protok sa V.34 modemom 33,6kb/s. Poznato je da parice 1 u pristupnoj mrei imaju daleko vei kapacitet.

Pretplatnik moe da zakupi ISDN vezu (144kb/s) ili da instalira xDSL modem. Na prvi pogled izgleda jednostavno dostaviti pretplatniku 64kb/s koji ve postoje u komutacionom centru.Problem je sledei: na izlazu iz komutacionog centra prema pretplatniku kao i na ulazu od pretplatnika u komutacioni centar postoje filtri koji ograniavaju spektar ulaznog signala na opseg telefonskog kanala.

Oni su neophodni i zbog D/A konverzije (od komutacionog centra ka pretplatniku) i A/D konverzije (od pretplatnika ka komutacionom centru). To znai da se pretplatniku dostavqa analogni signal dobijen D/A konverzijom kao da je to rekonstruisan govorni signal. Pomenuti filtri se ne mogu ukloniti. Poto se u telefonskoj mrei nita ne moe mijenjati, preostaje jedino da se promijeni modem. Tako je nastao 56k modem.

Server (vezan digitalnom linijom za komutacioni centar) alje stanici A (vezanoj analognom linijom za komutacioni centar) osmobitne bajtove podataka brzinom 64kb/s; D/A konvertor u kodeku ove bajtove pretvara u odgovarajue amplitude kao da se radi o govornom signalu. Tom prilikom vri se i odgovarajua ekspanzija signala na osnovu koritene karakteristike kompresije. Dobijen signal lii na impulsnu amplitudsku modulaciju.

Zadatak modema je da na osnovu odgovarajuih primljenih amplituda pravilno odredi bajtove podataka na osnovu kojih su te amplitude generisane i preda ih korisniku. Da bi se ovo moglo uspjeno uraditi u poetku se koristi test sekvenca za odreivanje odgovarajuih amplitudskih nivoa u prijemniku.

ISDN (Integrated Services Digital Network)

ISDN (Integrated Services Digital Network) je mrea integrisanih servisa koja obezbeuje digitalnu vezu izmeu korisnikih mrenih interfejsa. Predstavlja digitalni ekvivalent analogne telefonske mree, a u odnosu na nju obezbjeuje bolji kvalitet i veu brzinu prenosa. Poetkom 70-tih godina XX vijeka prvi put se javila ideja o integrisanim servisima tj. ideja da se preko jedne jedinstvene mree korisnicima ponudi itava paleta servisa.

Osim standardnih servisa telefonije, telegrafije i prenosa podataka korisnicima bi se ponudio i prenos faksa, zvuka , muzike i videa. 1984. donijet je prvi paket preporuka za realizaciju i primjenu ISDN-a. ISDN se moe posmatrati i kao set protokola za uspostavljanje i raskidanje digitalne veze. Primjer je mree sa komutacijom veza (circuit switched connections).Termin: mrea integrisanih servisa koja obezbjeuje digitalnu vezu odnosi se na tri bitne stvari:

Integrisani servisi. ISDN omoguava minim dvije istovremene veze (bilo koja kombinacija prenosa podataka, govora, videa ili faksa) preko samo jedne fizike linije. Na ISDN se mogu povezati razliiti ureaji, kako bi se zadovoljile razliite ovjekove potrebe za komunikacijom. Nije potrebno obezbjeivati vietruke analogne telefonske linije, a omoguena je daleko vea brzina prenosa.

Digitalna veza. Misli se na digitalni prenos u odnosu na analogni prenos kod standardnih telefonskih linija. Ako se na Internet povezujete standardnom analognom telefonskom linijom, modem kod vaeg Internet provajdera vri D/A konverziju sajta kojeg ste posjetili prije nego to vam ga poalje. Va modem kod kue vri A/D konverziju, Ovakve konverzije se neprekidno deavaju na svaki klik miem. Ako se povezivanje vri preko ISDN-a ne postoje D/A i A/D konverzije. Podaci se prenose digitalno, a dobro su poznate prednosti digitalnog prenosa.

Mrea. ISDN nije jednostavna digitalna veza od take do take, kao to je npr. iznajmljena linija. ISDN mrea se protee od lokalne telefonske centrale sve do udaljenog korisnika ukljuujui sve telekomunikacione ureaje i centrale na prenosnom putu.

ISDN predstavlja nadgradnju, odnosno vii stepen postojee javne komutirane telefonske mree. Vei deo komutacionih sistema (telefonskih centrala) i prenosnih sistema izmeu centrala je digitalizovan, kako u svetu, tako i kod nas. Meutim, pretplatniki dio mree je ostao analogan. Uvoenjem ISDN-a i pretplatniki dio mree postaje digitalan, i to korienjem postojeih bakarnih parica. Ovo je svakako najbitnija injenica - digitalna veza od kraja do kraja preko postojee telefonske mree bez dodatnih ulaganja u infrastrukturu.

ISDN obezbeuje kompletan digitalni prenos od kraja do kraja

Postoje dva tipa ISDN pristupa: bazni (BRI Basic Rate Interface) i primarni (PRI Primary Rate Interface). Bazni pristup podrazumijeva dva B kanala (kanali po kojima se prenosi informacija) od po 64 kbit/s i jedan D kanal (kanal po kome se prenose informacije neophodne za sinhronizaciju i korisniku signalizaciju) od 16 kbit/s, to je ukupno 144 kbit/s. Namijenjen je kunim korisnicima.

Primarni pristup PRI (30B+D) sadri trideset B kanala protoka 64kbit/s za govor i Raunarske mree i komunikacije i jedan D kanal protoka 64kbit/s za sinhronizaciju, signalizaciju i Raunarske mree i komunikacije (ukupno 2Mbit/s), i uglavnom je namijenjen za poslovne korisnike. Po istoj bakarnoj parici po kojoj je realizovan analogni telefonski prikljuak realizuje se i bazni prikljuak BRI (2B+D), dok je za primarni prikljuak PRI (30B+D) potrebno dvije bakarne parice.

Na ISDN liniju se mogu prikljuiti razliiti terminalni ureaji:1. ISDN telefon2. Terminalni adapter (TA) za prikljuenje postojeih analognih ureaja3. ISDN kartice (za Raunarske mree i komunikacije potrebna je ISDN kartica u raunaru ili eksterni ISDN adapter)4. ISDN LAN router ili bridge5. ISDN multiplekseri6. FAX grupe 47. ISDN PABX pretplatnike (kune) centrale ISDN tipa.

xDSL sistemiFrekvencijski pseg d 1,1MHz koji dgovara pretplatnikoj petlji podijeljen u tri dijela: pseg standardnog telefonskog kanala (POTS - Plain Old Telephone Service, vna telefonska mrea), direktni (dlazni) kanal - d pretplatnika do lokalnog vorita (Upstream), povratni (dolazni) kanal - d lokalnog vorita do korisnika (Downstream).

Drugi pristup sistem sa vie diskretnih tonova DMT (Discret MultiTone) DMT tehnika sastoji se: U koritenju vie noseih signala na razliitim uestanostima, Slanju digitalnih podataka kroz kanal. Frekvencijski opseg od 1,1Hz podijeljen : u 256 nezavisnih kanalaSvaki irine 4312,5Hz DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer NTD - Network Telephone Device

Topologije beinih lokalnih raunarskih mreaAd hok lokalne raunarske mree omoguavaju korisnicima uspostavljanje veze svako sa svakim bez ureaja za pristup.

Meusobno povezivawe raunara pomou ureaja za pristup. Domet jednog ureaja za pristup zavisi od primjene i kree se od 100m u zatvorenim prostorima do 300m na otvorenom. Broj korisnika koje moe da opslui jedan ureaj za pristup zavisi od proizvoaa i kree se od 15 do 50.

Beine lokalne raunarske mree WLAN prema tehnici prenosa generalno se mogu podijeliti na sledjee kategorije:tehnike prenosa u infracrvenom dijelu spektratehnike proirenog spektra iuskopojasne mikrotalasne tehnike.

Standard IEEE802.11 trenutno je najpopularniji standard u oblasti WLAN mrea. Lokalne raunarske mree mogu da rade u jednom od dva reima: sa baznom stanicom i bez bazne stanice.

Predviena su tri naina realizacije fizikog sloja: Prenos signala u infracrvenom opsegu, I radio prenos u opsezima d 2,4 GHz I od 5,8 GHz . OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing - 52 razliite uestanosti (48 za podatke i 4 za sinhronizaciju)802.11a (OFDM 5 GHz): 54Mb/s 802.11b (HR DSSS - 2.4 GHz): 11 Mb/s , domet 7 puta vei od dometa 802.11a 802.11g (OFDM 2.4 GHz): 54Mb/s

Konstruktivne duine kablova definiu se u projektnoj dokumentaciji. Realizuju se nakon revizije projekta, njegovog odobrenja i implementacije u dogovoru sa investitorom.