Transcript Δίκτυα Υπολογιστών Ι

Δίκτυα Υπολογιστών Ι
Δρ. Ηλίας Σαράφης
Κεφάλαιο 3
Στόχοι Κεφαλαίου
Μέσα Μετάδοσης
• Ιστορική ανασκόπηση
• Διάκριση μέσων
–
–
–
–
Ενσύρματα – ασύρματα
Χάλκινα – ομοαξονικά καλώδια, οπτικές ίνες
Επίγειες – δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις
Κυψελωειδή τηλεφωνία
Ενσύρματα μέσα
• Χάλκινα σύρματα πάνω σε στύλους
– Λίγα καλώδια
• Πλεγμένα καλώδια με μανδύα προστασίας
– Δέσμες καλωδίων
– Πλεγμένα για αποφυγή συνακρόασης
– Μέσα σε σωλήνες, για προστασία
• Ομοαξονικά καλώδια
– Σε μεγάλες αρτηρίες & υποβρύχιες ζεύξεις
Χάλκινο καλώδιο
• Πλεγμένα, για να ξεχωρίζουν τα ζεύγη
• Χιλιάδες χιλιόμετρα υπάρχουν ήδη
• Κάτω-περατά φίλτρα
– Δυσκολία για Data
Ομοαξονικό καλώδιο
Ομοαξονικό καλώδιο
• Πλεονεκτήματα
– Χαμηλός θόρυβος
– Αυξημένο εύρος ζώνης
– Μεγαλύτερη απόσταση μετάδοσης
• Μειονεκτήματα
– Κόστος κατασκευής
Οπτικές Ίνες
Οπτικές Ίνες
• Πλεονεκτήματα
– Πολύ μεγάλο εύρος ζώνης
• Μέχρι 9.9 Gbps
– Μεγάλη απόσταση μετάδοσης
– Ανοσία σε θόρυβο
• Μειονεκτήματα
– Κόστος κατασκευής
– Δυσκολία τερματισμού
Ασύρματα μέσα μετάδοσης
• Πλεονεκτήματα
– Ανεξαρτησία από υλικά μέσα
• Μειονεκτήματα
–
–
–
–
Ευαισθησία σε θόρυβο
Ασφάλεια δεδομένων
Μεγάλη ισχύς πομπού
Περιορισμένες διαθέσιμες συχνότητες
Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις
•
•
•
•
•
•
Κατευθυντική μετάδοση
Πολύ υψηλών συχνοτήτων (2-40 GHz)
Παραβολικές κεραίες (πιάτα)
Ανά 40-50 χιλιόμετρα
Ρυθμοί μετάδοσης μέχρι εκατοντάδες Mbps
Παράδειγμα - > κεραίες ΟΤΕ
Δορυφορικές μικροκυματικές
ζεύξεις
• Ανοδικές (uplink)
– Για αποστολή σημάτων από επίγειους
σταθμούς
• & καθοδικές (downlink)
– Για broadcast (π.χ. τηλεόραση) αλλά και
unicast (δορυφορικό Internet)
Γεωστατικοί δορυφόροι
Καμπυλότητα Γης
Κάλυψη Δορυφόρων
Κυψελοειδής τηλεφωνία
•
•
•
•
•
•
Χωρικές κυψέλες (1,5 – 13 χιλιόμετρα)
Με πομπό χαμηλής ισχύος
Συχνότητες 900 & 1800 MHz
Σύνολο συχνοτήτων για κάθε κυψέλη
Ίδιες συχνότητες σε διαφορετικές κυψέλες
Δυνατότητα μετάδοσης data (GPRS)
Προβλήματα Φυσικής
Μετάδοσης
Αντίσταση γραμμής
• Σύνθετη αντίσταση (εμπέδηση) :
• Ωμική
– Επίπτωση στην εξασθένιση του σήματος
– Αυξάνεται με το μήκος
– Μειώνεται με την διάμετρο
• Επαγωγική
– Αντίσταση σε μεταβολή του μαγνητικού πεδίου
– Ανάλογη του μήκους & της συχνότητας
• Χωρητική
–
–
–
–
Όπως ένας πυκνωτής
Ανάλογη του μήκους της διαμέτρου & του μονωτικού υλικού
Μειώνεται με την συχνότητα
Αλλά αποσβένει τις υψηλές συχνότητες
Προσαρμογή αντίστασης
γραμμής
• Σύνθετη αντίσταση (εμπέδηση) :
• Ζ ελάχιστη όταν
– RL = RC
• Θεώρημα Μέγιστης Μεταφοράς Ισχύος
– Η σύνθετη αντίσταση εξόδου του πομπού =
– Την σύνθετη αντίσταση εισόδου του δέκτη
Παράδειγμα αντίστασης γραμμής
• Ε= 3V, Ri = R = 300 Ω
• Αν R = 150 Ω τότε :
• Αν R = 600 Ω τότε :
Παραμορφώσεις
• Τι είναι;
–
–
–
–
Τυχαίες εξασθενίσεις
Που μειώνουν την ποιότητα του σήματος
Ή (στα ψηφιακά) λανθασμένα bits
Που μπορούν να ανιχνευθούν ή και να
διορθωθούν
Παραμόρφωση Πλάτους
• Κάθε συχνότητα
– Έχει διαφορετική εξασθένηση (db / km)
• Η ανομοιόμορφη απόσβεση
– Ονομάζεται παραμόρφωση πλάτους
• Εύρος ζώνης - > παραμόρφωση στα άκρα
Παραμόρφωση Φάσης
• Η μεταβίβαση του σήματος
– Δεν γίνεται ακαριαία
• Κάθε συχνότητα
– Έχει διαφορετική καθυστέρηση
• Η ανομοιόμορφη καθυστέρηση
– Ονομάζεται παραμόρφωση φάσης
Θόρυβος
Θόρυβος
Διαφωνία
Διαφωνία
Ηχώ
Ηχώ
Επιλογή Μέσου Μετάδοσης
• Λιγότερες δυνατές αλλοιώσεις
• Χαμηλότερο κόστος
Χάλκινο καλώδιο
Ομοαξόνικό καλώδιο
Οπτική Ίνα
Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις
Δορυφορικές μικροκυματικές
ζεύξεις