TEHNIKE ZA PRENOS PODATAKA

III poglavlje

TRASIRANI I NETRASIRANI PRENOS

Prenos podataka izmedju predajnika i prijemnika vrši se preko prenosnog medijuma. Prenosni medijum može biti:

trasiran (guided)

netrasiran (unguided)

Kod trasiranog prenosa prostiranje talasa se usmerava duž fizičkih puteva kakvi su upredeni kablovi, koaksijalni kablovi, optička vlakna, itd.

Kod netrasiranog prenosa prostiranje elektromagnetnih talasa se vrši kroz vazduh, vakum, tečnost.

DEFINICIJA VEZE

Prenosni put izmedju dve tačke naziva se veza (link)

Deo veze koji je namenjen prenosu podataka zovemo kanal.

Termin direktna veza (direct link) se odnosi na prenosni put izmedju dva uredjaja duž koga se prostiranje signala izmedju predajnika i prijemnika ostvaruje bez posrednika.

Kao posrednici na prenosnom putu ne smatraju se uredjaji tipa pojačavač ili repetitor čija je osnovna uloga da povećaju snagu (amplitudu) signala duž prenosnog puta, tj. da kompenziraju slabljenje, signala kroz prenosni medijum.

KONFIGURACIJE KOD TRASIRANOG PRENOSA

- veza tipa point-to-point-

Prenosnimedijum

Predajnik/prijemnik

Prenosnimedijum

Pojačavač ili repetitor

Predajnik/prijemnik

0 ili više

Kod usmerenog prenosa tipa tačka-ka-tački (point-to-point) ostvarena je direktna veza izmedju predajnika i prijemnika

Kod višetačkaste (multipoint) konfiguracije medijum za prenos je deljiv izmedju većeg broja uredjaja

KONFIGURACIJE KOD TRASIRANOG PRENOSA

- veza tipa multipoint-

Prenosni medijum

Predajnik/prijemnik

Predajnik/prijemnik

Pojačavač ili repetitor

Prenosni medijum

Predajnik/prijemnik

Predajnik/prijemnik

0 ili više

NAČINI KOMUNICIRANJA

Razlikujemo tri načina prenosa :

simpleks (simplex)- signali se prenose (predaju) samo u jednom smeru; jedna stanica je predajnik, a druga prijemnik.

polu-dupleks (half-duplex) - obe stanice mogu vršiti predaju/prijem po istom kanalu, ali ne istovremeno, (kada je jedna predajnik druga je prijemnik i obratno).

potpuni dupleks (full-duplex) - obe stanice mogu istovremeno vršiti predaju koristeći posebne kanale po jedan za svaki smer prenosa.

NAČINI KOMUNICIRANJA-prod.

Tx Rxjednosmerni kanal

Rx Tx

Tx Rx

Tx

Rx Tx

Rx

dvosmerni kanal

a)

b)

c)

Tx-predajnik Rx-prijemnik

Simplex, Half-duplex, Full-duplex

KONCEPT VREMENSKOG DOMENA

Amplituda(V)

Vreme

Vreme

Amplituda

U funkciji vremena, signal može biti kontinualni ili diskretni

)()(lim astsat

kontinualni signal

diskretni signal

KONCEPT FREKVENTNOG DOMENA

Signal se sastoji od većeg broja komponenata čija je frekvencija različita

)t)f3(2sin(31)tf2sin()t(s 11

Primer

Komponente signala su sinusni talasni oblici frekvencije f1 i 3f1

Zapažanja:

Druga fekvencija je celobrojni umnožak prve.

Perioda ukupnog signala jednaka je periodi osnovne frekvencije

KONCEPT FREKVENTNOG DOMENA-prod.

0 0.5 1.0 1.5 2.0 T-1

-0.5

0

0.5

1

0 0.5 1.0 1.5 2.0 T-1

-0.5

0

0.5

1

0 0.5 1.0 1.5 2.0 T-1

-0.5

0

0.5

1

tf2sin 1

tf32sin31 1

tf32sin31tf2sin 11

SPEKTAR SIGNALA

Spektar signala predstavlja opseg frekvencija koje taj spektar sadrži.

Apsolutni propusni opseg (absolute bandwidth) signala je onaj koji odgovara širini spektra.

Kod najvećeg broja signala propusni opseg je beskonačan.

Najveći deo energije signala sadrži se u relativno uskom frekventnom opsegu. Ovaj opseg je poznat kao efektivni propusni opseg (effective bandwidth), ili skraćeno propusni opseg.

EFEKAT PROPUSNOG OPSEGA NA OBLIK DIGITALNOG SIGNALA

0 1 0 0 0000 1Impulsi pre prenosa

Bit rate: 2000bps

Impulsi posle prenosa

Širina propusnog opsega 500 Hz

Širina propusnog opsega 1700 Hz

Širina propusnog opsega1300 Hz

Širina propusnog opsega 900 Hz

Širina propusnog opsega 2500 Hz

Širina propusnog opsega 4000 Hz

TIPOVI PRENOSA PODATAKA

PARALELNI PRENOS

 a)

računar

štampač

n

n-to bitna paralelna magistrala

podaci dostupni - DAV

podaci prihvaćeni - DAC

DAV

DAC

t

t

podaci su raspoloživina magistrali

podaci su prihvaćeniod strane štampača

8-bitni PARALELNI PRENOS

SERIJSKI PRENOS

TIPOVI SERIJSKOG PRENOSA Razlikuju se dva tipa prenosa:

taktprijemnika

pasivnostanje

dolazećisignal start

stoppasivnostanje

preambuleinformaciono poljepreambule

ram

asinhroni

sinhroni

ASINHRONI SERIJSKI PRENOS

In asynchronous transmission, we In asynchronous transmission, we send 1 start bit (0) at the beginning send 1 start bit (0) at the beginning

and 1 or more stop bits (1s) at the end and 1 or more stop bits (1s) at the end of each byte. There may be a gap of each byte. There may be a gap

between each byte.between each byte.

ASINHRONI SERIJSKI PRENOS - napomene

Asynchronous here means Asynchronous here means “asynchronous at the byte level,” but “asynchronous at the byte level,” but the bits are still synchronized; their the bits are still synchronized; their

durations are the same.durations are the same.

Note:Note:

In synchronous transmission, In synchronous transmission, we send bits one after another without we send bits one after another without

start/stop bits or gaps. start/stop bits or gaps. It is the responsibility of the receiver to It is the responsibility of the receiver to

group the bits.group the bits.

Note:Note:

SINHRONI SERIJSKI PRENOS

BRZINA PRENOSA i BRZINA SIGNALIZIRANJA

Brzina prenosa podataka (data rate ili transmission rate) se definiše kao broj prenetih bitova u toku odredjenog vremenskog perioda podeljen sa tim vremenom, a meri se u bitovima u sekundi (bps).

Brzina signaliziranja (signaling rate) se odnosi na brzinu prenosa jednog signalnog elementa, a meri se u baud-ovima

Bit, Dibit, Tribit, Quadbit,....

ModulationModulation UnitsUnits Bits/BaudBits/Baud Baud rateBaud rate Bit RateBit Rate

ASK, FSK, 2-PSKASK, FSK, 2-PSK Bit 1 N N

4-PSK, 4-QAM4-PSK, 4-QAM Dibit 2 N 2N

8-PSK, 8-QAM8-PSK, 8-QAM Tribit 3 N 3N

16-QAM16-QAM Quadbit 4 N 4N

32-QAM32-QAM Pentabit 5 N 5N

64-QAM64-QAM Hexabit 6 N 6N

128-QAM128-QAM Septabit 7 N 7N

256-QAM256-QAM Octabit 8 N 8N

Table Bit and baud rate comparison

GREŠKE KOD PRENOSA PODATAKAU toku prenosa podataka dolazi do pojave grešaka.Broj grešaka se izražava kao bit error rate (BER). Glavni uzrok pojave grešaka predstavlja šum

Vreme, t

t

t

0 1011001

0 1010001

Bir greška

-V

V

Trenuciuzorkovanja

Tipično primljenipodaci

Podacikoji se predaju

Primljeni podaci

Poslati podaci

ANALOGNI I DIGITALNI PRENOS PODATAKA

Analogni i digitalni podaci se mogu predstaviti, a shodno tome i prenositi, analognim ili digitalnim signalima

Telefon

Modem

Analogni podaci(govor, zvuk, talasi)

Analogni signal

Digitalni podaci(binarno predstavljeni naponski impulsi)

Analogni signal(modulisan na frekevenciji nosioca)

Kodek

Digitalni transmiter

Digitalni signalDigitalni podaci

Analogni signal Digitalni signal

KOMBINACIJE PODACI-SIGNAL  analogni signalanalogni signal digitalni signaldigitalni signal

  

analogni podaci

postoje dve alternative:

a) signali imaju identičan spektar kao i analogni podaci

b)  vrši se kodiranje analognih podataka, a signali pripadaju različitim delovima spektra

 analogni podaci se kodiraju koristeći codec koji generiše digitalnu bit povorku

    

digitalni podaci

  digitalni podaci se kodiraju uz pomoć sklopa modem koji na svom izlazu generiše analogni signal

postoje dve alternative:

a) signal čine dva naponska nivoa pomoću kojih se predstavljaju dve binarne vrednosti

b) vrši se kodiranje digitalnih podataka kako bi se generisao digitalni signal sa željenim osobinama

KOMBINACIJE PODACI-SIGNAL  analogni signal digitalni signal

  

analogni podaci

 prostiranje se vrši uz pomoć pojačavača; tretman je isti nezavisno od toga da li se signal koristi za predstavljanje analognih i digitalnih podataka

predpostavlja se da analogni signali predstavljaju digitalne podatke. Signal se prenosi preko repetitora. Od strane svakog repetitora, digitalni podaci se prihvataju, restauriraju, pojačavaju i predaju prema narednom repetitoru u lancu

   

digitalni podacidigitalni podaci

   ne koristi se

digitalni signal predstavlja niz 0 i 1, koji mogu predstavljati digitalne podatke. Signali se prenose preko repetitora: Kod svakog repetitora, niz 1 i 0 se prihvata, pojačava i predaje prema narednom repetitoru u lancu

DEFINICIJA NEKIH OSNOVNIH POJMOVA

Pojam brzina signaliziranja (data signaling rate ili data rate) odgovara pojmu brzini signala i izražava se u jedinicama bitova-u-sekundi (bps) sa kojim se podaci prenose

Modulaciona brzina (modulation rate) se izražava u baud-ima, a odgovara broju signalnih elemenata u sekundi.

Tri ključna faktora koja odredjuju uspešnost prijemnika da interpretira dolazeći signal su:

odnos signal šum,

brzine sa kojom se prenose podaci (data rate),

propusni opseg.

Objašnjenje termina, jedinica i definicija

termintermin jedinicajedinica definicijadefinicija

 elemenat podataka

 bitovi

 

 jedinstvena binarna 0 ili 1

 brzina prenosa

(date rate) 

 bitovi-u-sekundi (bps)

 brzina kojom se elementi podataka prenose

  

signalni elemenat 

 digitalni: naponski impuls

konstante amplitudeanalogni: impuls

konstantne frekvencije, faze i amplitude

  deo signala koji zauzima najkraći interval kôda za signalizaciju

 brzina signaliziranja ili

modulaciona brzina 

 signalni elementi u sekundi

(baud)

 brzina kojom se prenose signalni elementi

DIGITALNI PODACI ANALOGNI SIGNALI

Postupak modulacije podrazumeva promenu jedne od sledeće tri karakteristike nosećeg signala: amplitudu, frekvenciju, i fazu.

Postoje sledeće tri osnovne modulacione tehnike za transformaciju digitalnih podataka u analogne

U sva tri slučajeva opseg rezultantnog signala je centriran oko noseće učestanosti.

ASK – Amplitude Shift Keying

FSK – Frequency Shift Keying

PSK – Phase Shift Keying

ANALOGNE MODULACIONE TEHNIKE

Tipovi modulacija

ASK

  Kod ASK–a binarnim vrednostima 0 i 1 pridružuju se dve

različite amplitude noseće frekvencije. Rezultantni signal koji odgovara jednom bitu je dat relacijom

 

gde je: - noseći signal.

Kao tehnika, ASK je podložna uticaju naglih promena pojačanja i veoma je neefikasna.

0binarnuza;0

1binarnuza;tf2cosAts:ASK C

tf2cosA C

ASK-talasni dijagram

FSK Najpoznatija forma FSK je binarna FSK, nazvana BFSK. Kod BFSK dve binarne vrednosti se predstavljaju različitim frekvencijama koje su locirane blizu nosećoj. Rezultantni signal koji odgovara jednom bitu u datom trenutku dat je relacijom

tf2cosA

tf2cosAts:FSK

2

1

Spektar signala kojise prenosi u jednom

smeru

Spektar signala kojise prenosi u drugom

smeru

Amplituda signala

Frekevncija (Hz)

FSK je manje podložan greškama u poredjenju sa ASK.

FSK-talasni dijagram

PSK

Kod PSK promena faze nosećeg signala vrši se u skladu sa podacima. Najjednostavnija šema koja koristi dve faze radi prezentacije dve binarne cifre je BPSK (binary PSK).

0binarnuza;tf2cosA

1binarnuza;tf2cosAts:BPSK

C

C

Alternativna forma BPSK-u je DPSK (differential PSK)

PSK and PSK constellation

The 4-PSK method and the 4-PSK characteristics

The 8-PSK characteristics

QPSK Efikasnije iskorišćenje propusnog opsega se postiže ako se svaki signalni elemenat predstavi sa više od jednim bitom. Jedna tipična takva tehnika je kvadraturna PSK poznata kao QPSK koja koristi multiple faznih pomeraja od /2

10

00

01

11

tf2cos c

tf2sin c

10za,4tf2cosA

00za,43tf2cosA

01za,43tf2cosA

11za,4tf2cosA

ts:QPSK

C

C

C

C

Kvadraturna amplitudna modulacija – QAM

Kvadraturna amplitudna modulacija (quadrature amplitude modulation–QAM) je modulaciona tehnika koja predstavlja kombinaciju ASK i PSK, a može se posmatrati kao logičko proširenje QPSK

Signal-constellation za 16-QAM

0000 tf2cos c

tf2sin c

0001

1001

1110 1011

1100 1101 1000

1010 1111

0110 0011

01000101

01110010

Quadrature amplitude modulation is a combination of ASK and PSK so that a maximum contrast between each signal unit (bit, dibit, tribit, and so on) is achieved.

Note:Note:

The 4-QAM and 8-QAM constellations

Time domain for an 8-QAM signal

16-QAM constellations

Analogni podaci, digitalni podaci,analogni prenos

Signal-constellation za 16-QAM

Proces konverzije analognih podataka u digitalne signale, tj. podatke, naziva se digitalizacija.

Moramo obratiti pažnju na sledeća tri važna aspekta :

digitalni podaci se mogu prenositi koristeći NRZ-L (Non-Return to Zero Level) kôd. NRZ-L se uobičajeno koristi za generisanje ili interpretaciju digitalnih podataka od strane terminala ili drugih uredjaja.

digitalni signali se mogu nakon toga kodirati kao digitalni signal koristeći kôd koji je različit u odnosu na NRZ-L. To znači da je potrebno uvesti dodatni korak.

digitalni podaci se mogu konvertovati u analogni signal koristeći jednu od modulacionih tehnika koje smo već opisali.

Digitizer ModulatorMedijum za

prenos

Digitalni podaci

Digitalni podaci

Analogni podaci(glas)

Analogni podaci(ASK)

Značaj pojmova: bežični i mobilni

Pojam mobilnost-korisnika pre svega odnosi na korisnika koji ima pristup istim ili sličnim komunikacionim servisima na različitim mestima

Kažemo da je korisnik mobilan, a servisi su oni koji ga prate

Pojam bežični se vezuje za uredjaj i ukazuje da se pristup komunikacionoj mreži ostvaruje bez žičanog povezivanja.

Za jedan komunikacioni uredjaj kažemo da je prenosiv ako se isti, sa korisnikom ili bez korisnika, može seliti sa jednog mesta na drugo.

Podela komunikacionih uredjaja

Komunikacioni uredjaji mogu posedovati sledeće karakteristike:

fiksni i žičani – tipični su za računarske mreže

mobilni i žičani – povezuju korisnika preko telefonskih linija i modema sa centralom

fiksni i bežični – standardno se koristi kod instaliranje mreža u slučajevima kada iz mnogobrojnih razloga nije dozvoljeno izvodjenje gradjevinskih radova u zgradi

mobilni i bežični – korisnik može u pokretu da koristi usluge (roaming), čas jedne čas druge bežične komunikacione mreže.

Bežični prenos-frekventni opsezi

102

103

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

ELF HFMFLFVLFVF EHFSHFUHFVHF

106 10-610-510-410-310-210-1100101102103104105

Mrežno napajanje i telefonijaEnergetski generatoriMuzički instrumentiZvučni signali

RadioRadio i televizijaElektronske ceviIntegrisana kolaCelularna telefonija

MikrotalasnaRadar Mikrotalasne anteneMegnetroni

InfracrvenaLaseriNavodjenje projektila

Vidljivasvetlost

AM radio

Optičko vlakno

Zemaljski i satelitski

prenos

FM radio i TV

Koaksijalni kabl

Upredeni kabl

Talasna dužina u prostoru(m)

Frekvencija(Hz)

ELF = ekstremno niske frekvencije

EHF = ekstremno visoke frekvencije

SHF = super visoke frekvencije

UHF = ultra visoke frekvencije

VHF = vrlo visoke frekvencije

HF = visoke frekvencije

MF = srednje frekvencije

VLF = vrlo niske frekvencije

VF = govorne frekvencije

LF = niske frekvencije

Electromagnetic spectrum for wireless communication

Propagation methods

BandBand RangeRange PropagationPropagation ApplicationApplication

VLFVLF 3–30 KHz Ground Long-range radio navigation

LFLF 30–300 KHz GroundRadio beacons and

navigational locators

MFMF 300 KHz–3 MHz Sky AM radio

HF HF 3–30 MHz SkyCitizens band (CB),

ship/aircraft communication

VHF VHF 30–300 MHzSky and

line-of-sightVHF TV, FM radio

UHF UHF 300 MHz–3 GHz Line-of-sightUHF TV, cellular phones,

paging, satellite

SHF SHF 3–30 GHz Line-of-sight Satellite communication

EHFEHF 30–300 GHz Line-of-sight Long-range radio navigation

BandsBands

Wireless transmission waves

Radio waves are used for multicast communications, such as radio and television, and paging systems.

NoteNote::

Microwaves are used for unicast communication such as cellular telephones, satellite networks, and wireless LANs.

NoteNote::

Infrared signals can be used for short-range communication in a closed area using line-of-sight propagation.

NoteNote::

Usage of wireless transmission waves

Multipleksiranje

Multipleksiranje je osnovni mehanizam za deobu medijuma kod komunikacionih sistema. Mupltipleksiranje opisuje na koji način nekoliko korisnika mogu da dele medijum, a da pri tome izmedju njih postoji minimalna interferencija. Kod bežičnih komunikacija multipleksiranje po svakom kanalu, uz minimalnu interferenciju i maksimalnu iskorišćenost medijuma, se može izvesti u sledeće četiri dimenzije:

prostoru

vremenu

frekvenciji

kôdu

Prostorni multipleks

-SDM (Space Division Multiplexing)-

s2

s3

s1f

t

c

k2 k3 k4 k5 k6k1

f

t

c

f

t

c

Frekventni multipleks

-FDM (Frequency Division Multiplexing)-

k2 k3 k4 k5 k6k1

f

t

c

Vremenski multipleks

-TDM (Time Division Multiplexing)-

f

t

c

k2 k3 k4 k5 k6k1

Kombinacija frekventnog i vremenskog multipleksa

f

t

c

k2 k3 k4 k5 k6k1

Kôdni multipleks

-CDM (Code Division Multipleximg)-

k2 k3 k4 k5 k6k1

f

t

c

Prošireni spektar Tehnike sa proširenim spektrom (spread spectrum) baziraju se na proširenju propusnog opsega koji je potreban da bi se izvršila transmisija podataka.

Proširenje spektra ima nekoliko svojih prednosti. Ipak glavna prednost ovih tehnika predstavlja otpornost na uskopojasne interferencije.

Postupak proširenja spektra:

dP/df

f

i)

dP/df

f

ii)

predajnik

dP/df

f

iii)

dP/df

f

iv)

prijemnikf

v)

dP/df

korisnički signalširokopojasna interferencijauskopojasna interferencija

MODEL DIGITALNOG KOMUNIKACIONOG SISTEMA KOJI RADI U PROŠIRENOM

SPEKTRU

Modulator Kanal Demodulator Kanalnidekoder

Kanalnikoder

PNgenerator

PNgenerator

Ulaznipodaci

Spreadingsekvenca

Spreadingsekvenca

Izlaznipodaci

PREDNOSTI PRENOSA SIGNALA SA U PROŠIRENIM SPEKTROM

Signali proširenog spektra se mogu prenositi u opsezima gde su drugi sistemi već operativni, a da pri tome postoji minimalni performansni uticaj na rad oba sistema.

Proširenim spektrom se prenosi širokopojasni signal koji ima superiornije performanse u odnosu na tradicionalni radio sa aspekta selektivnog fading-a i multipath kanala.

Signal sa proširenim spektrom obezbedjuje robusniji i pouzdaniji prenos u urbanim i zatvorenim sredinama.

PREDNOSTI PRENOSA SIGNALA SA U PROŠIRENIM SPEKTROM –prod.

Anti-interferentne karakteristike signala sa proširenim spektrom su veoma važne kod nekih aplikacija, kakve su mreže koje su operativne u fabričkim halama, gde fabriku čini veći broj spratova u jednoj zgradi, pri čemu su interferentni signali veoma izraženi.

Celularni sistemi koji koriste CDMA (Code Division Multiple Access) tehnologiju proširenog spektra nude znatno veću operativnu fleksibilnost i veći kapacitet na nivou sistema u odnosu na sisteme koji metod pristupa baziraju na FDMA (Frequency Division Multiple Access), i TDMA (Time Dvision Multiple Access).

Nekoliko korisnika može nezavisno da koristi isti širi propusni opseg sa veoma malom interferencijom.

Metode za prenos signala u proširenom spektru

Za prenos signala u proširenom spektru koriste se sledeće dve različite metode: 

direktna sekvenca (direct sequencing – DS)- DSSS ( direct sequence spread spectrum)

frekventno skakanje (frequency hopping – FH)- FHSS (frequency hopping spread spectrum)

FREKVENTNO SKAKANJE

Kod FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) tehnike predajnik je taj koji permanentno pomera centralnu frekvenciju predajnog signala.

Frekventni pomeraji, ili frekventni skokovi (frequency hops), dešavaju se slučajno, ali su te promene poznate kako predajniku tako i prijemniku

Vreme

Frekvencija

f1

f8

f7

f6

f5

f4

f3

f2

Paketi za prenos

BLOK ŠEMA PREDAJNIKA I PRIJEMNIKA

Modulator(FSK ili BPSK)

Filter propusnik

opsega(oko frekvencije

zbira)

Sintetizatorfrekvencije

Tabela kanala

Izvorište bitova

pseudošuma

tsd

tc

ts

Spread spectrumsignal

(signal u proširenom opsegu)

Binarni podaci

FH spreader

Spread spectrumsignal

(signal u proširenom opsegu)

Sintetizatorfrekvencije

Tabela kanala

tsd

tc

Izvorište bitova

pseudošuma

Filter propusnik

opsega(oko frekventne

razlike)

Demodulator(FSK ili BPSK)

Binarni podaci ts

FH spreader

DIREKTNA SEKVENCA - DSSS

Kod DSSS-a svaki bit izvornog informacionog signala na predajnoj strani predstavlja se pomoću većeg broja bitova u predajnom signalu, koristeći pri tome spreading kôd.

Spreading kôd proširava signal na veći frekventni opseg koji je direktno proporcionalan sa brojem korišćenih bitova.

Spreader Tradicionalni

modulatorTradicionalnidemodulator

Korelator Ulazni podaci Izlazni podaci

Bit podatka

Chip0

8

6

4

2

10

0 8642 10-2-4-6-8-10

Am

plitu

da

BLOK ŠEMA PREDAJNIKA I PRIJEMNIKA

  

  

Modulator(FSK ili BPSK)

Izvorište bitova

pseudošuma

tsd

tc

ts

Spread spectrumsignal

(signal u proširenom spektru)Binarni

podaci

DS spreader

Spread spectrumsignal

(signal u proširenom spektru)

tsd

tc

Demodulator(FSK ili BPSK)

Binarni podaci ts

DS despreder

Izvorište bitova

pseudošuma

PRIMER DSSS-a

Ulazni podaci A

Lokalno generisana

PN bit sekvenca

Poslati signal

BAC

PR

ED

AJN

IK

0 101001 1

0 11 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 101101001011 0

0 11 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 001100110011 0

Pimljeni signal C

Lokalno generisana

PN bit sekvencaIdentičan B-u gore

Izlazni podaci

BCA

PR

IJE

MN

IK

A

A

B

C

C

B

PRENOSNI MEDIJUMI I KARAKTERISTIKE

Za prenos signala se koriste različiti fizički medijumi.

Svaki medijum se karakteriše svojim specifičnim propusnim opsegom, kašnjenjem, cenom, kao i jednostavnošću instalacije i održavanja.

Medijum (put) preko koga se prostire elektromagnetni talas/električni signal može biti izveden kao trasiran ili netrasiran:

Tip prenosnog medijuma je veoma važan jer on odredjuje koji je maksimalan broj bitova koji se na tom prenosnom putu mogu prenositi u sekundi, tj. bps.

Trasirani putevi su oni kod kojih se kao medijum za prenos koriste upredeni kablovi, koaksijalni kablovi, optička vlakna i dr.

Netrasirani su oni koji se zasnivaju na prostiranju elektromagnetnih talasa kroz slobodni prostor (tipično su to satelitske veze, radio veze).

KLASIČNE DVO-ŽIČANE LINIJE Klasične dvo-žične linije (two-wire open line) predstavljaju najjednostavniji oblik prenosnog medijuma.

Ovaj tip linija pogodan je za povezivanje uredjaja koji nisu udaljeni više od 50 m, a koriste brzinu prenosa manju od 19.2 kbps.

Signal, obično naponskog ili strujnog nivoa, relativan je u odnosu na referentnu masu i prenosi se kao asimetričan (jedna žica je signalna, a druga masa).

Povezivanje dva računara se izvodi više-žilnim kablovima (koji su radi mehaničke zaštite oklopljeni plastikom ili su trakastog tipa (flat ribbon cable))

Jedan par

Ravna traka

Završni konektori

UPREDENE LINIJE

Bolja imunost na uticaj indukcije spoljnih smetnji se ostvaruje korišćenjem upredenih linija (twisted pair lines).

Category Bandwidth Data Rate Digital/Analog Use

1 very low < 100 kbps Analog Telephone

2 < 2 MHz 2 Mbps Analog/digital T-1 lines

3 16 MHz 10 Mbps Digital LANs

4 20 MHz 20 Mbps Digital LANs

5 100 MHz 100 Mbps Digital LANs

6 (draft) 200 MHz 200 Mbps Digital LANs

7 (draft) 600 MHz 600 Mbps Digital LANs

Categories of unshielded twisted-pair cablesCategories of unshielded twisted-pair cables

UTP connector and UTP performance

KOAKSIJALNI KABL Kada je bitska brzina prenosa iznad 1 Mbps kao prenosni medijum

uobičajeno se koristi koaksijalni kabl

Table Categories of Table Categories of coaxial cables coaxial cables Category Impedance Use

RG-59RG-59 75 Cable TV

RG-58RG-58 50 Thin Ethernet

RG-11RG-11 50 Thick Ethernet

BNC connectors

Coaxial cable performance

OPTIČKA VLAKNA

Optički kablovi razlikuju se od koaksijalnih i upredenih kablova po tome što prenose informaciju u obliku fluktuirajućeg snopa svetlosti kroz stakleno vlakno, a ne električnog signala kroz žice.

Svetlosni talas ima znatno širi spektar od električnog pa, shodno tome, moguće je ostvariti brzine prenosa od nekoliko stotina Mbps.

Optički kabl je takodje pogodan za prenos i pri manjim bitskim brzinama kod okruženja koja su podložna uticaju raznih smetnji kao što su industrijska postrojenja koja koriste visoko-naponsku opremu, razne energetske pretvarače i druge snažne izvore indukovanih smetnji.

Dobra osobina optičkog prenosa je i ta što postoji galvanska izolacija izmedju predajnika i prijemnika.

Bending of light ray

OPTIČKA VLAKNA – prod.

Kod optičkog kabla za prenog svakog signala koristi se po jedna staklena nit

Sa ciljem da se zaštiti od spoljneg uticaja svetla optičko vlakno se presvlači spoljnim zaštitnim omotačem.

Svetlosni signal generiše optički predajnik koji vrši konverziju električnih signala (energije) u svetlosnu.

Na prijemnom kraju optički prijemnik obavlja inverznu funkciju.

Obično da bi se obavila konverzija predajnik koristi LED (light emitting diode) ili lasersku diodu, a prijemnik fotodiodu ili foto-tranzistor.

OPTIČKA VLAKNA – prod.

Propagation modes

OPTIČKA VLAKNA – prod.

TABLE FIBER TYPESTABLE FIBER TYPES

Type Core Cladding Mode

50/12550/125 50 125 Multimode, graded-index

62.5/12562.5/125 62.5 125 Multimode, graded-index

100/125100/125 100 125 Multimode, graded-index

7/1257/125 7 125 Single-mode

Fiber construction

Fiber-optic cable connectors

SATELITSKI PRENOS

Satelitski sistemi vrše prenos informacije koji se zasniva na korišćenju elektromagnetnih talasa kroz slobodni prostor (etar).

Mikrotalasni snop, kod koga su podaci modulisani, predaje se ka satelitu od strane zemaljske stanice.

Snop se prima i retransmituje ka unapred definisanom odredištu pomoću kola koje se naziva transponder.

Kod jednog satelita postoji veći broj transpondera pri čemu svaki pokriva odredjeni frekventni opseg.

Obično satelitski kanal ima veoma širok propusni opseg što obezbedjuje prenos podataka veoma velikih brzina.

Kanal, koristeći tehniku multipleksiranja, se obično deli na veći broj podkanala.

Komunikacioni sateliti su obično geostacionarni, što znači da se satelit u sinhronizmu, isto kao i Zemlja, okreće oko ose Zemlje (tj. za 24 časova napravi jednu rotaciju), pa zbog toga njegova pozicija izgleda kao da je stacionarna u odnosu na Zemlju.

Ugao rasipanja mikrotalsnog snopa koji se emituje od strane satelita može biti veliki tako da se signal prima na širem geografskom području, ili uzak (fino fokusiran) i prima na užem području.

U drugom slučaju polje na prijemnoj strani je veće, a to dozvoljava da se koriste satelitske antene čiji je dijametar mali (VSAT - very small aperture terminal).

Druga tipična konfiguracija koristi centralnu zemaljsku stanicu koja komunicira sa većim brojem VSAT zemaljskih stanica distribuiranih na teritoriji jedne zemlje

KOMUNIKACIONI SATELITI

PRENOS PREKO SATELITA

tačka-ka-tački

više-tačkasti

Satelit

Antena

Veza naviše

(Up link)

Veza Naniže

(Down link)

Zemlja

Zemaljska stanica

Glavna stanica

VSATsVSATs

ZEMALJSKE RADIORELEJNE VEZE

Zemaljske radiorelejne (mikrotalasne) veze se koriste za uspostavljanje komunikacione veze u situacijama kada je suviše skupo da se vrši instaliranje fizičkih prenosnih medijuma (kablova) kroz terene kakve su velike reke, jezera, pustinje, planinski masivi, i dr.

Na neka uzvišena mesta medjusobno udaljena do 50 km, izmedju kojih postoji optička vidljivost, postavljaju se duž trase parovi prijemnik/predajnik.

Signal se prostire od tačke do tačke, prima se od strane prijemnika demoduliše, zatim ponovo moduliše i od strane predajnika šalje ka sledećoj relejnoj stanici

predajni signal izlazni signalpar

predajnik-prijemnik

Unidirectional antennas

RADIO VEZA Obično se radio veze koriste za povezivanje većeg broja računara ili udaljenih terminala po naseljenim mestima.

Radio-predajnik, nazvan bazna stanica, lociran je na fiksno mesto i žično se povezuje sa centralnim računarom celog sistema.

Udaljene stanice su povezane na baznu putem radio-veze

BS

Oblast pokrivanja od stranebazne stanice

Sa fiksne mreže za prenos podataka

BS = bazna stanica

= korisnik računar/terminal

F2

F3F2F1F3

F2F1F3

F2 F3 F1 F2

F1

F3F2F1 = frekvencije koje se koriste u ćelijama, ,

Omnidirectional antennas