Seminář 1 Přenosová média • Přenosové médium – prostředí pro vedení/šíření signálu • Přenosová média pro distribuci signálu – – – –
kroucená dvoulinka - twisted pair koaxiální kabel optický kabel vzduch (bezdrátové přenosy)
1
Seminář 1 Přenosová média • Kroucená dvoulinka – UTP (Unshielded Twisted pair) – dva izolované vodiče navzájem zkroucené – 4 páry jsou ve svazku obaleny izolačním obalem
2
Seminář 1 Přenosová média • Alternativy UTP • FTP (Foiled twisted pair) – alobalový obal proti vnějším interferencím
• STP (Shielded twisted pair) – každý pár vodičů je obalen stíněním
3
Seminář 1 Přenosová média Typy UTP podle ANSI/EIA (American National Standards Institute/Electronic Industries Association) Standard 568 – CAT 3 - 16 Mbps (10BASE-T Ethernet) – CAT 4 - 20 Mbps (16 Mbps Token Ring) CAT 5 - 100 Mbps 1000 Mbps (4 pair) (100 Mbps Fast Ethernet, 155 Mbps ATM, Gigabit Ethernet) – CAT 5E – CAT 6 – do 400 MHz (broadband technologie) – CAT 7 – 600 -700 MHz 4
Seminář 1 Přenosová média
5
Seminář 1 • Konektor RJ 45 – 4 páry vodičů pro full duplex přenosový kanál (TX – směr „out“, RX – směr „in“)
6
Seminář 1 • Popis pinů konektoru RJ 45 – EIA/TIA 568A
č. pinu 1 2 3 4 5 6 7 8
řídící signál TX+ TXRX+ RX-
barva zelenobílá zelená oranž. bílá modrá modrobílá oranžová hnědobílá hnědá
7
Seminář 1 • Popis pinů konektoru RJ 45 – EIA/TIA 568B
č. pinu 1 2 3 4 5 6 7 8
řídící signál TX+ TXRX+ RX-
barva oranž. bílá oranžová zelenobílá modrá modrobílá zelená hnědobílá hnědá
8
Seminář 1 • http://www.youtube.com/watch?v=PMdvM 57CnLM&feature=related
9
Seminář 1 Kabel „Cross Over“
Kabel „ Patch“
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
6
6
6
6
7
7
7
7
8
8
8
8
10
Seminář 1 Vzájemná propojení síťových zařízení
11
Seminář 1 • PoE (Power over Ethernet) – technologie pro přenos napájení a dat pro jednom kabelu do vzdáleného zařízení (např. IP telefony) • Standard IEEE 802.3 af – specifikace PoE – Pojmy • PD – Powered Device • PSE – Power Sourcing Equipment (může být součástí přepínače) – Módy A a B – Stavy – detekce, klasifikace, aktivace PD, provozní režim, klidový režim – Třídy výkonových úrovní 0 – 4 (max. 12,95 W pro napájení PD napětím max. 47 – 55 V) 12
Seminář 1
13
Seminář 1
http://en.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet http://hw.cz/Produkty/Ethernet/ART1120-Princip-cinnosti-Power-Over-Ethernet.html http://hw.cz/Produkty/Ethernet/ART1068-Power-Over-Ethernet.html 14
Seminář 1 Přenosová média • Koaxiální kabel – vnitřní vodič (pevný nebo lanko), obalený izolační vrstvou, vnějším vodičem (pevným nebo mřížkou) a vnějším obalem – vnější vodič slouží k uzemnění
Inner conductor Insulation Outer shielding conductor Outer sheath 15
Seminář 1 • Konektory BNC
• Koaxiální kabel
16
Seminář 1 Přenosová média • Přenosové módy optických vodičů
Core Jacket Cladding
Multi-mode transmission– step
index
Propagated rays Absorbed rays Source of the light beam
Single-mode transmission 17
Seminář 1 • Multi-mode transmission – graded index
• Rozměry optických vodičů
(Φ jádra/Φ obalu) 18
Seminář 1 • Zdroj světelných paprsků – LED - Light-emitting Diode – LD – Laser Diod
• Detektor – fotodioda (zařízení,které konvertuje světelný paprsek do elektrického proudu) 19
Seminář 1 • Konektory pro optické vodiče ST konektory
SC konektory
MTRJ konektory
20
Seminář 1 • Optické kabely a síťové prvky optických sítí
21
Seminář 1 • Nářadí a aparatura pro optickou kabeláž
22
Seminář 1 • Přenosy bez vodičů – u bezdrátových přenosových technologií jsou využívány obecně 3 frekvenční pásma – mikrovlnné frekvence v rozsahu přibližně od 2 do 40 GHz • ISM Band (Industry Scientific Medicine) – 2,4 GHz až 2,485 GHz (IEEE 802.11a/b/g/n), okolo 5 GHz • Techniky „rozprostřeného spektra“ (spread spectrum) – FHSS, DSSS, OFDM – radio frekvence v rozsahu přibližně od 30 MHz do 1 GHz – infračervené frekvence (IR) - v rozsahu frekvencí vyšších než mikrovlnných a nižších než z oblasti viditelných frekvencí
23
Seminář 1 • Kanály v pásmu ISM
24
Seminář 1 channel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
frequency (MHz) 2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472 2484
North America [3]
Japan[3]
Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes NoB NoB No
Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes .11b onlyC
Most of worldA [3][4][5][6][7]
Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes No 25
Seminář 1 • Vlnové délky používané v přenosových technologiích bezdrátových
26
Seminář 1 Problémy při přenosech signálu – – – –
zkreslení útlum zpoždění rušení – parazitní signál – šum
Řešení – přenosové technologie – specifikace elektrických a světelných charakteristik přenosových médií – specifikace maximálních délek segmentů vodičů – volba vhodného typu modulace nebo kódování – atd. 27
Seminář 1 • Techniky Spread Spectrum (SS)– metody, které rozprostírají elektromagnetické vlny generované v určitém rozsahu frekvencí do tzv. frekvenční domény. • Výsledný signál má širší frekvenční rozsah. • Důvody – Fyzikální (odolnost proti interferencím, přeslechům, …..) – Zvýšení bezpečnosti přenosů (detekce signálu, odposlech dat) 28
Seminář 1 • Techniky Spread Spectrum
29
Seminář 1 Modulace
Bezdrátové sítě
Demodulace
30
Seminář 1 • Odolnost proti interferenci
31
Seminář 1 • Odolnost proti odposlechu
32
Seminář 1 • Princip Spread Spectrun techniky - kódovací (dekódovací) klíč – PRN (Pseudo-random Number) Vstup PRN do komunikačního kanálu
33
Seminář 1 DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum
34
Seminář 1
Technika DSSS Původní signál
Kódovaný signál (v rozloženém spektru)
Dekódovaný signál
35
Seminář 1 FHSS – Frequency Hopping Spread Spectrum
36
Seminář 1
Technika FHSS
37
Seminář 1 • Techniky SS nejsou modulační technologie v pravém smyslu slova – „rozprostřený signál“ je dále modulován frekvenčně nebo fázově (techniky QAM, BPSK, QPSK) • Srovnání vlastností DSSS a FHSS – DSSS • poskytuje vyšší přenosovou kapacitu než FHSS • veliká citlivost na vnější prostředí (odrazy) • vhodná pro řešení PMP na krátké vzdálenosti, na delší PP • typické použití – vnitřní WLAN – pojítka mezi budovami, PoP k základnovým stanicím v celulárních systémech – FHSS • velmi odolná proti rušení i od jiných radiových zařízení • umožní pokrytí větších geografických oblastí • typické použití v sítích FWA (BWA), WPAN
38
Seminář 1 Nové technologie pro bezdrátové přenosy • Ortogonální multiplex s kmitočtovým dělením (OFDM) - signál je vysílán na více frekvencích (kanálech), které jsou na sobě nezávislé. Ortogonální vlna se ve svém maximu překrývá s minimem vlny na sousední frekvenci.
• Multiple Input Multiple Output (MIMO) znamená, že přenos probíhá pomocí více vysílačů a více přijímačů.
MIMO OFDM
39
Seminář 1 • Bezdrátové sítě WLAN (Wi-Fi) – vývojová řada IEEE 802.11b/g/n
40
Seminář 1 • Konfigurace WLAN sítě – přístupová zařízení AP – bezdrátové stanice STA
• Nezávislá WLAN bez AP. Konfigurace pointto-point (ad hoc)
• Závislá WLAN s AP – Oblast pokrytá jedním AP (buňka) – BSA – základní sada služeb (BSS) – Propojení buněk distribučním systémem – ESA – rozšířený soubor služeb ESS (roaming…) 41
IPI 2008-9 Bezdrátové přenosy
42
Seminář 1 • Měření kvality signálu v bezdrátových sítích - SW nástroj Ekahau HeatMapper
43
Seminář 1 Projení LAN - WAN
WAN 2
LAN 2 LAN 1 WAN backbone
WAN 1
LAN 3
LAN 5 LAN 4 Směrovače WAN Hraniční směrovače WAN
44
Seminář 1 Technologie 10 Gigabit Ethernet v sítích WAN http://www.10gea.org/10ge-wan/
45
Seminář 1 Síťové komponenty
Zařízení LAN
Zařízení WAN
46
Seminář 1
Topologie optické páteřní sítě CESNET
47
Seminář 1 Topologie sítě CESNET
48
