Fyzick vrstva zklady komunikacePotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Lekce 3Fyzick vrstva-zklady komunikace

Penen dataPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Penen dat mohou bt:spojit (v danm oboru mohou nabvat nekonenho potu hodnot)analogov potaeanalogov mc systmyzvuk

diskrtn (v danm oboru mohou nabvat konenho potu hodnot)digitln potae...

Spojit hodnotyPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Problmy pi penosu.U?- vyhodnocenU- zkreslenLze pout tam, kde nepoadujeme absolutn pesnost !

Diskrtn hodnotyPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Data mohou nabvat jen konen poet pedem definovanch hodnotm mn stav, tm se lpe stavy vyhodnocuj a tm men vliv m na n zkreslen pi penosuIdeln poet stav - 2Proto zkladn jednotka informace je 1 bit se 2 monmi stavy:1, true, High, 0, false, LowVeker data jsou representovna kombinac bitdvojkov soustav..

Fyzikln interpretace datPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Pro penos dat je nutn interpretovat penenou informaci:

pomoc njakho fyziklnho penosovho mdiaformou hodnoty fyzikln veliinyse schopnost penosu relnm penosovm prostedm

Penosov mediumPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Jak chpat penosov mdium Terminologie ?????Jako penosov mdium meme pout:elektrick proud - stejnosmrn - stdavelektromagnetick vlny - rdiov - mikrovlnnsvtlo - v infraervenm spektru - ve viditelnm spektruVdy jde o harmonick (sinusov) signl

Frekvenn spektrumPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *

Penos v zkladnm psmuPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Penos v zkladnm psmu (baseband, nemodulovan penos)Vstupn signl (posloupnost bit se pevd pmo na hodnotu vybran fyzikln veliiny penosovho mdia:- rove napt (High/Low)- velikost protkajcho proudu (prochz/neprochz)001011U [V]HighLowKvli snen rizika patnho rozpoznn po penosu me bt signl kdovn do vce zmn signlu na 1 penen bit

Kdovn v zkladnm psmuPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *001011+U [V]0 [V]+U [V]-U [V]+U [V]-U [V]UnipolrnBipolrn NRZ(Non Return to Zero)Bipolrn RZ(Returnto Zero)0 [V]0 [V]001011+U [V]0 [V]Manchesterhrana uprostedbitovho intervalu= 0= 1001011+U [V]0 [V]Diferenciln Manchesterhrana na zatkubitovho intervalu= 0= 1Vznam m roveVznam m zmna

Reln penosov prostedPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Reln penosov prosted m vliv na penen signl:tlumzkreslen- vlivem fyziklnch vlastnost prosted- vlivem jinch signl (peslechy, )

Nkter signl je naruen vce, jin mnZle hlavn na jeho frekvenci a povaze zmnModel relnho penosovho prostedRRCL

tlum a zkreslenPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *+=Ideln penosov prostedReln penosov prostedVliv odporu = tlumVliv kapacity, induknosti = zkreslen

Penos v peloenm psmuPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *een:Penet takov signl, kter se pi penosu nejmn zkreslHarmonick (sinusov) signlist harmonick signl nenese sm dn dataNosn signlAby mohly bt peneny data, mus se na nosn signl naloit formou definovanch zmn nosnho signlu modulace=> Penos v peloenm psmu (broadband, modulovan penos)

Mnit meme tyto parametry amplitudufzifrekvenci

ModulacePotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Funkce harmonickho signluy = A * sin( * t + )Amplitudov modulaceFrekvenn modulaceFzov modulace

Modulan rychlostPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Modulan rychlost (baud rate) vyjaduje poet modulanch zmn nosnho signlu za sekundu.Jednotka: 1 Bd (baud)Modulan rychlost sama o sob nevypovd o mnostv penench datzle na tom, kolik bit reprezentuje jedna modulan zmnav kombinaci rznch modulac me nabvat modulovan signl vce stav (n) pak kad pechod ze stavu do stavu me reprezentovat penos log2(n) bit(nap. u modem V.34 je mono rozliit 512 stav (tedy kad pechod reprezentuje penos 9 bit)poet stav modulace nelze do nekonena zvyovat pijmac strana by je nebyla schopna rozliitV nkterch ppadech reprezentuje vce modulanch zmn jeden bit

Penosov rychlostPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Penosov rychlost (bit rate) udv poet penesench bit za sekundu.Jednotka: 1 bit/s (nsobky kbit/s, Mbit/s, Gbit/sVztah mezi penosovou a modulan rychlost:Vpenosov = Vmodulan * log2(n)

Pklady:Ethernet - Vpenosov = 0,5 * VmodulanRS-232, Centronix - Vpenosov = VmodulanTelefonn modemy - Vpenosov > Vmodulan

Penosov rychlost m nominln charakter (maximln teoretick)Efektivn (skuten) penosov rychlost me bt vrazn ni

ka penosovho psmaPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Reln penosov prosted pen nkter signly lpe, jin he.Nejvt vliv u harmonickho signlu m frekvence signlu.Pro harmonick signl lze zvislost mry naruen signlu na frekvenci penenho signlu vyjdit tzv. vanovou kivkou.V rozsahu frekvenc je zaruen penos signlu s jet nosnm naruenm.Tento rozsah se nazv ka psma (bandwidth).Harmonick signly o frekvencm mimo tento rozsah nelze efektivn danm prostedm penet .

Techniky penosu na fyzick vrstvPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Na rovni fyzick vrstvy pat do technik penosu:

Problematika penosu v rznch smrechzabv se problematikou pouit penosovho mdia ve smrech pjem / vysln

Synchronizace datzabv se problematikou asovn sledu bit na penosovm mdiu z pohledu vyslajcho a pijmajcho

Duplex, poloduplex, simplex, Potaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana*Podle vyit penosovho mdia v obou smrech je penosDuplexn penos je mon v obou smrech a to souasn (je teba zajistit penosov mdium proti vzjemnmu ruen obou smr)Poloduplexn penos je mon v obou smrech, ale ne souasn (oba smry penosu si mus rozdlit as na penosovm mdiu )Simplexn penos je mon jen v jednom smru (nap. R a TV penosy)Semiduplex penos v kadm smru je zajiovn jinou technologi, jinou cestou, .)U obousmrnho penosu me bt penos:Symetrick pouit technologie umouje v obou smrech stejnou (maximln/nominln) rychlostAsymetrick v kadm smru penosu je pouita jin technologie umoujc jinou penosovou rychlost (ADSL cca 1:10)

SynchronizacePotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Vysln bit do penosovho mdia asuje vyslajc:penos bitu trv konen asov sek (bitov interval)penen data reprezentuje stav signlu bhem bitovho intervalunastaven hodnoty signlu na potku bitovho intervalu trv sice velmi malou, ale konenou dobu (neurit stav)Pijmajc strana vyhodnocuje stav signlu nkde v bitovm intervalu:po dobu vyhodnocovn se signl nesm zmnitpijmajc strana se mus trefit do sprvnho bitovho intervaluProtoe ob strany penosu nejsou jinak spojeny, pouvaj pro asovn kad svoje hodiny.Pi penosu je nutno zajistit, aby hodiny obou stran tikaly po definovanou dobu stejn

Asynchronn penosPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Nem vbec dnou synchronizaci

bitov interval nem pevnou dlkukad zmna hodnoty signlu je informace pro pijmajc stranunosn signl mus mt alespo 3 definovan stavyje poteba dostaten dlouh prbh stavu, kter oddluje bitov intervaly aby pijma stihl reagovat00110oddlovae bitovch interval

Arytmick penosPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Pen bity seskupen do skupin (4-8 bit)asov intervaly mezi skupinami jsou rzn na potku kad skupiny je start-bit (sezen hodinek)asovn ostatnch bit skupiny vzhledem ke start-bitu je dno pouitou technologi vychz se z pedpokladu, e se hodiny obou stran po celou dobu jedn skupiny nerozejdou01001101synchronizovan ten10SS

Synchronn penosPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Obecn plat pro synchronn penosy:synchronizace je udrovna trvalemohou se penet libovoln dlouh bloky bitVhody synchronnch penos:jsou obecn rychlej ne asynchronn a arytmickMetody prbn synchronizace:pomoc samostatnho synchronizanho signlupomoc redundantnho kdovnz penench dat

Samostatn synchronizan signlPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Problm:je nutno samostatn veden datovho a synchronizanho signlulze pout na mal vzdlenostispeciln kabely100110datov signlsynchronizan signl

Redundantn kdovnPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Vlastnosti:nevyaduje samostatn synchronizan kanlnutn redundance v signlu (signl mus obsahovat asovac st=> Vpenosov = 0,5 * Vmodulan(na 1 penesen bit jsou nutn 2 zmny signlu)datov signlsynchronizan signlManchester (nap. u Ethernetu)+=

Synchronizace z datPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *penen signl neobsahuje asovnpjemce si asovn seizuje podle datovch bitProblm:Vyskytnou se penosy bez zmny signlu -> dlouh posloupnost 0 nebo 1een technika bit-stuffing:po kadch n stejnch bitech se vlo opan bit, kter vyvol hranu signlu001000000100vloen synchronizan bitVkldaj se sice redundantn bity, ale nen to 1:1

en signlu v penosovm prostedPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Penosov prosted, ve kterm se penen signl me bt:prostorov oste omezen (vodie metalick, optick)prostorov neomezen (bezdrtov penosy)(? - vlnovody, smrov antny, paprsek,.) penosov prostedvodiov typbezvodiov typmetalickoptickkroucendvoulinkakoaxilnkabeloptickvlknoinfraervensvtlomikrovlnnrdiovsatelitn

Aktivn prvkyPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Aktivn prvky obecn slou k vzjemnmu propojen sovch segment(jako segment meme oznait penosov prosted, ve kterm se samostatn penen signl bez pomoci jinch soust)pouvaj penosov protokoly (horizontln komunikace)innost aktivnch prvk zvis na tom, jak protokoly maj pouvatLinkovvrstva

Fyzickvrstva

Sovvrstva.........

Aktivn prvky na fyzick vrstvPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Aktivn prvky na rovni fyzick vrstvypouvaj penosov protokoly fyzick vrstvystaraj se o:- rove a prbh fyzikln veliiny reprezentujc data- kdovn, modulaci, synchronizaci, nestaraj se o: obsah jednotlivch penench bitFyzickvrstva

OpakovaePotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *

Opakova

Opakova (repeater) m jako hlavn kol signl pijat z jednoho segmentu penst do ostatnch pipojench segmentupravit tvar signlu do podoby dan konkrtnmi protokolyPracuje:- na rovni bit- v relnm ase- nem vnitn pam (neukld penen bity)- neinterpretuje penen bity- je nezvisl na protokolech vych vrstev- me propojovat je segmenty se stejnmi protokoly (rychlost, kdovn, modulaci, synchronizaci,)

Omezen pouit opakovaPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Omezen fyzick vrstvy:- vlastnostmi penosovho mdia a prosted (tlum, zkreslen)Omezen vych vrstev:- zen pstupu na vych vrstvch(nap. v Ethernetu pravidlo 5-4-3)

Opakova

Opakova

Opakova

Opakova

max 5 segmen za seboumax 4 opakovaemac 3 segmenty s koncovmi uzly

RozboovaPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Opakovae mohou mt libovoln poet vstup/vstup (port)Terminologie: rozboova na fyzick vrstv (hub)Problmy pi vtm potu port zahlcen (sdlen mdim)Pozor ! fyzick topologie = hvzdalogick topologie = sbrnice

Opakovae Class I, Mdia konvertoryPotaov stVUT v BrnFakulta podnikatelskLekce 3 Fyzick vrstva - komunikaceIng. Viktor Ondrk, Ph.D.strana *Opakovae s monost mnit penosov mdium se nkdy oznauj jako media konvertory (optika metalika)Realizace:- zsuvn moduly- samostatn zazenVe co bylo eeno plat pro opakovae Class II (pracuje se signlem jako celkem bez rozlien jednotlivch bit)

Opakovae Class I dok mnit kdovn, synchronizaci a asovn(tedy natou z jedn strany signl, rozbal na ist bity a na druhou stranu je znovu odelou ve form jinak kdovanho signlu)Maj vt zpodn => lze v jedn sti pout jen jeden

Vysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelskVysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelsk