Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

TELEINFORMATYKA Wykład 2. Kable miedziane Media optyczne Radiowy kanał łączności ruchomej Kanał satelitarny Media transmisyjne.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "TELEINFORMATYKA Wykład 2. Kable miedziane Media optyczne Radiowy kanał łączności ruchomej Kanał satelitarny Media transmisyjne."— Zapis prezentacji:

1 TELEINFORMATYKA Wykład 2

2 Kable miedziane Media optyczne Radiowy kanał łączności ruchomej Kanał satelitarny Media transmisyjne

3 Kabel miedziany - medium dla transmisji sygnałów na małe odległości. Zwykle pewne napięcie U+ reprezentuje binarną jedynkę, a U- binarne zero (bipolarność) Wyróżniamy 3 rodzaje kabli: kabel prosty (historyczna telekomunikacja) skrętka kable koncentryczne

4 Kabel koncentryczny ("cienki" lub "gruby" ethernet) Mało wrażliwy na zakłócenia ale łatwo ulega uszkodzeniom - trudnym do lokalizacji. ekranowany w celu odizolowania od zewnętrznych pól elektromagnetycznych - cienka siatka miedziana.

5 Kabel skrętkowy Skrętka w zależności od przepustowości 10Base-T, 100Base-T 1000Base-T wykonana ze skręconych nieekranowanych przewodów. Kabel skrętkowy tworzy tzw. linię zrównoważoną (symetryczną). UTP– skrętka nieekranowana. STP – skrętka ekranowana oplotem, FTP – skrętka foliowana, czyli skrętka miedziana ekranowana za pomocą folii (wraz z przewodem uziemiającym) FFTP– skrętka z folią na każdej parze przewodów i dodatkowa folia. SFTP– skrętka jak FFTP plus oplot. Segment do 100 m – FTP do 230m, FFTP do 300m.

6 Światłowód Transmisja na odległość powyżej 100 m - kabel światłowodowy. Do budowy światłowodu stosuje się wyłącznie szkło kwarcowe o dużej czystości – małe tłumienie Światłowód składa się z dwóch warstw: wewnętrzna- rdzeń zewnętrzna – płaszcz ochronny. dodatkowo powłoka zabezpieczająca – tworzywo sztuczne

7 telekomunikacja teleinformatyka 12 włókien

8 Swiatłowód (falowód optyczny – dielektryczny) – przenosi sygnały świetlne – fiber-optic cable Zasada działania - wielokrotne wykorzystanie zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia (odbicie i załamanie fal) wiązki światła podążającej wzdłuż światłowodów (odbicie od płaszcza) – propagacja fali 4 firmy produkują światłowody tzw. mod – wiązka światła mody wpadają do światłowodu pod różnym kątem, skutkiem tego- pokonują różne odległości

9 Cechy światłowodu duża szerokość pasma – do Hz mała stratność mocy spowodowana rozpraszaniem – ok. 0,2 dB/km – Kao i Hockam przewidzieli 20 dB/km, a wcześniej było 1000 dB/km przesył 200 km/sek (prędkość światła w szkle) odporność na interferencje elektromagnetyczne mała waga, wymiary, dobra giętkość i wytrzymałość cena ? – wykonane w zasadzie z piasku

10 Zaleta: Światłowody nie emitują zewnętrznego pola elektromagnetycznego, w związku z czym niemożliwe jest podsłuchanie transmisji. Wada: Dyspersja - Impuls biegnący w falowodzie ulega wydłużeniu (rozmyciu), co ogranicza maksymalną częstotliwość sygnału przesyłanego przez światłowód. W wyniku różnic w prędkości poruszania się fal o różnych długościach, fale wysłane jednocześnie nie docierają do odbiornika w tym samym czasie. Na wyjściu pojawia się szerszy impuls, który rośnie wraz ze wzrostem długości światłowodu

11 Generacje światłowodów Druga generacja (okno 1300nm) - w roku 1987 udało się po raz pierwszy zastosować światłowód jednomodowy o prawie zerowej dyspersji Pierwsza generacja (okno 850nm) amerykańska firma Corning Glass - światłowodowe włókno wielomodowe Trzecia generacja (okno 1550nm) charakteryzuje się najmniejszą tłumiennością jednostkową (od 0,16 do 0,2 dB/km) Piątą generację tworzą najnowsze osiągnięcia w zakresie transmisji solitonowej – impulsy optyczne o dużej mocy (co teoretycznie prowadzi do nieograniczonego wzrostu pojemności transmisyjnej) Czwarta generacja wiąże się z wprowadzeniem szerokopasmowych wzmacniaczy optycznych EDFA, komutacji i zwielokrotnienia falowego WDM

12 Światłowody -wielomodowe (ang. Multi Mode Fiber, MMF) - średnica rdzenia 50 lub 62,5 mikrometra. Następuje tu rozdzielenie fali wejściowej na wiele promieni o takiej samej długości fali, lecz propagowanymi po innych drogach. Występuje tu zjawisko zniekształcenia impulsu wyjściowego, a więc ograniczenie prędkości transmisji i odległości, na jaką może być transmitowana. Światłowody wielomodowe dzielimy na skokowe i gradientowe. 640 do 650 modów! -jednomodowe (ang. Single Mode Fibers, SMF) - średnica rdzenia od 8 do 10 mikrometrów. Sygnał – wytworzony przez laser półprzewodnikowy – ulega tylko niewielkim zniekształceniom. Fala świetlna rozchodzi się prawie równolegle do osi światłowodu i dociera do końca włókna w jednym modzie – tzw. modzie podstawowym. Zasięg do 200 km. Może być kilka modów!

13 światłowód skokowy - współczynnik załamania światła inny dla rdzenia i płaszcza (duża dyspersja więc niewielkie odległości) światłowód gradientowy – gęstość kwarcu zmienna płynnie, mniejsza droga promienia to mniejsza dyspersja (do 2 km) Wielomodowe – 50 lub 62,5 m Jednomodowe – ~9 m telekomunikacja – tanie ale światło spójne (laser drogi) – duże odległości

14 Okno transmisyjne długości fali 850 nm – najstarsze - wysoka tłumienność (4dB/km). kabel gradientowy – jaskrawe czerwone – koszty niskie – do 1Gb/s Okno transmisyjne długości fali 1300 nm – od roku tłumienność około 0,4 dB/km. odległości do kilkudziesięciu kilometrów. laser Maksymalna prędkość transmisji danych 80 – 100 Gb/s Zakres pomiędzy oknami 1300 i 1550 nie jest wykorzystywany (niekorzystne zjawiska chemiczne) Okno transmisyjne długości fali 1550 nm – od 1989, specjalne kable, tłumienność około 0,16 dB/km, transmisja na duże odległości. Okna transmisyjne światłowodów

15 Hz Hz Hz 1 f f= /v UKF

16 Światłowody w Polsce

17 Urządzenia systemach swiatłowodowych diody optyczne nadawcze i odbiorcze (podczerwień) wzmacniacze optyczne

18 Zwiększanie przepustowości WDM (wave density multiplexing) W jednym fizycznym od kilku do kilkuset kanałów logicznych – różne długości fali. Wielolaser - wiele fal świetlnych o określonych długościach (całe pasmo nie przekracza 35 nm). Wysłany sygnał dociera do przełacznika WDM, gdzie za pomocą filtrów optycznych fale są rozdzielane na niezależne kanały i trafiają do właściwych odbiorców. Odstępy międzyfalowe od 0,4 do 6 nm

19 Radiowy kanał łączności ruchomej nadajnik lub odbiornik jest przenośny zjawisko odbioru wielodrożnego – rozchodzenie się fali z wielokrotnym odbiciem, z różnych kierunków i z różnym opóźnieniem czasowym – propagacja fal

20 zapewnia szeroki obszar pokrycia, niezawodność połączeń, szerokie pasma satelity na orbitach geostacjonarnych – wysokość m nieruchomy względem obserwatora, w płaszczyźnie równika częstotliwość – zwykle 6 GHz ziemia-satelita, 4 GHz satelita-ziemia Kanał satelitarny

21 Satelita Pasmo 500 MHz – rozdzielone na 12 transponderów po 36 MHz każdy Każdy transponder – 1 kanał TV kolorowej, 1200 kanałow telefonicznych lub 1 kanał cyfrowy 50Mb/s

22 Kanały - cechy liniowe i nieliniowe – telefoniczny jest liniowy, satelitarny zwykle nieliniowy (niejednorodność środowiska) stacjonarny i niestacjonarny – światłowodowy jest stacjonarny, kanał radiowy łączności ruchomej jest niestacjonarny Kanał o ograniczonym paśmie lub o ograniczonej mocy - kanał telefoniczny ma ograniczone pasmo, kanał satelitarny ograniczoną moc (np. nadajnika)

23 Sygnały Sygnał wiadomości – źródło informacji - dolnopasmowy – dolny zakres częstotliwości - analogowy (czas i amplituda są ciągłe) lub cyfrowy (czas i amplituda mają wartości dyskretne, ze zbioru przeliczalnego)

24 sygnał cyfrowy sygnał analogowy

25 - dolnopasmowy lub środkowopasmowy (wyższa częstotliwość niż sygnału wiadomości) – modulowany! - zwykle cyfrowy Sygnał w kanale telekomunikacyjnym – w trakcie przesyłu

26 Podział: sygnały okresowe i nieokresowe okresowy: g(t)=g(t+T 0 )T 0 – okres sygnały deterministyczne (nie istnieje niepewność co do wartości) i stochastyczne (pewien stopień niepewności) sygnały o skończonej energii i skończonej mocy Reprezentacja sygnałów

27 f(t)= + a 1 sin t + b 1 cos t a 2 sin2 t + b 2 cos2 t a 3 sin3 t + b 3 cos3 t +... Reprezentacja sygnałów szeregiem Fouriera Przewyższa wszystkie inne metody Rozkład sygnału okresowego na składowe sinusoidalne:

28 Definicje współczynników szeregu Fouriera

29 Przykład transformacji Fouriera okres T=2 12 t f(t) 1

30 przykład w Excelu itd., ostatecznie...obliczamy kolejne współczynniki:

31 superpozycja składowych

32 Użyteczność analizy Fouriera opiera się na zasadzie, że odpowiedź systemu na wymuszenie sinusoidalne jest także sinusoidalna, pod warunkami : 1.System jest liniowy – spełnia zasadę superpozycji - jeżeli na wymuszenia x 1 (t) i x 2 (t) układ odpowiada sygnałami y 1 (t) i y 2 (t) to system jest liniowy jeśli na wymuszenie a 1 x 1 (t)+a 2 x 2 (t) odpowie sygnałem a 1 y 1 (t)+a 2 y 2 (t) 2.System jest stacjonarny jeżeli na wymuszenie x(t) układ odpowiada sygnałem y(t) to system jest stacjonarny jeśli na wymuszenie x 1 (t – t 0 ) odpowie sygnałem y 1 (t – t 0 )

33 Także sygnały ciągłe można próbkować – dzielić na przedziały i w każdym wyznaczać widmo Fouriera Zwykle przybliżenie – do n-tej składowej f(t) t t

34 Układ (system) – urządzenie generujące sygnał wyjściowy w odpowiedzi na sygnał wejściowy wymuszenie - odpowiedź x(t)y(t) Układ

35 1.System jest liniowy – spełnia zasadę superpozycji jeżeli na wymuszenia x 1 (t) i x 2 (t) układ odpowiada sygnałami y 1 (t) i y 2 (t) to system jest liniowy jeśli na wymuszenie a 1 x 1 (t)+a 2 x 2 (t) odpowie sygnałem a 1 y 1 (t)+a 2 y 2 (t) x1(t) t x2(t) t y1(t) t y2(t) t t y (t)

36 2.System jest stacjonarny jeżeli na wymuszenie x(t) układ odpowiada sygnałem y(t) to system jest stacjonarny jeśli na wymuszenie x 1 (t – t 0 ) odpowie sygnałem y 1 (t – t 0 ) x1(t) t y1(t) t x1(t-t 0 ) t y1(t- t 0 ) t

37 Systemy liniowe opisuje się w dziedzinie czasu przez tzw. odpowiedź impulsową h(t) – odpowiedź na wymuszenie delta Diraca. - zerowa amplituda z wyjątkiem t=0 gdzie osiąga nieskończoność - powierzchnia pod funkcją jest równa 1 (t) t delta Diraca

38 Delta Diraca wywodzi się z funkcji Gaussa

39 Wykorzystanie funkcji Diraca widmo częstotliwościowe sygnału stałoprądowego (f) f t dc

40 widmo częstotliwościowe cosinusoidy (f) f t -f c fcfc (f) widmo częstotliwościowe sinusoidy (f) f t -f c fcfc - (f) Różnica – szereg Fouriera – transformata Fouriera

41 y(t)x(t) h(t) (t) t 0 t h(t) wymuszenie odpowiedź Odpowiedź impulsowa układu (t) h(t)


Pobierz ppt "TELEINFORMATYKA Wykład 2. Kable miedziane Media optyczne Radiowy kanał łączności ruchomej Kanał satelitarny Media transmisyjne."

Podobne prezentacje


Reklamy Google