Media transmisyjne Kabel koncentryczny Technologia oparta na kablu koncentrycznym przechodzi do historii. Obarczona jest ona wieloma wadami, które powodują rezygnowanie z jej stosowania. WyróŜnia się dwa rodzaje kabla koncentrycznego: Ethernet gruby 10Base-5 (ThickEthernet) oznaczenie kabla RG-8 i RG-11, o impedancji falowej 50 omów i grubości 1/2. Jego główną zaleta jest odległość miedzy stacjami wynosząca 500m. Praktycznie nieuŝywany, poza instalacjami w specjalnych celach. Elementy montaŝowe, karty sieciowe jak i sterowniki do aktualnych systemów operacyjnych trudne bądź niemoŝliwe do zdobycia. 1
Kabel koncentryczny Ethernet cienki 10Base-2 (ThinEthernet) oznaczenie kabla RG-58, o impedancji falowej 50 omów i grubości ¼. Spotykany w starszych instalacjach sieciowych. Źródło transmisji: Elektryczne Współpracujące topologie: 10Mb Ethernet Maksymalna długość segmentu: 185 m Minimalna długość kabla: 0,5 m Maksymalna liczba stacji: 30 na jeden segment kabla Maksymalna całkowita długość sieci: 925 m Kabel koncentryczny Kabel koncentryczny (koncentryk) składa się z zewnętrznej cylindrycznej osłony przewodzącej otaczającej pojedynczy, wewnętrzny przewód te dwa przewodniki oddzielone są izolacją. W centrum kabla znajduję się pojedynczy przewód miedziany. 2
Zakończenia kabla koncentrycznego Złącze BNC Zakończenia kabla koncentrycznego Terminator BNC 3
Zakończenia kabla koncentrycznego Trójnik - Łącznik T Przykładowa sieć na grubym koncentryku 4
Przykładowa sieć na cienkim koncentryku Kabel koncentryczny Zalety kabla koncentrycznego: - ze względu na posiadaną ekranizację, jest mało wraŝliwy na zakłócenia i szumy, - jest tańszy niŝ ekranowany kabel skręcany, - posiada twardą osłonę, dzięki czemu jest bardziej odporny na uszkodzenia fizyczne. Wady kabla koncentrycznego: - ograniczenie szybkości do 10Mbit, - niewygodny sposób instalacji (duŝe łącza, terminatory, łączki T, duŝa grubość i niewielka elastyczność kabla), - słaba skalowalność (problemy z dołączeniem nowego komputera), - niska odporność na powaŝne awarie (przerwanie kabla unieruchamia duŝą część sieci), - trudności przy lokalizowaniu usterki, 5
Zastosowanie sieci koncentrycznej ChociaŜ sieć 10Base-2 jest technologią wychodzącą z uŝytku, nadal moŝe się okazać przydatna w niektórych zastosowaniach. Przykładowo przy instalacji małej sieci domowej - do 5 komputerów - koszt (tanie uŝywane karty sieciowe, brak dodatkowych urządzeń sieciowych koncentratora) takiej instalacji jest o wiele niŝszy od instalacji z wykorzystaniem skrętki. Ponadto przy niewielkiej liczbie komputerów problemy z diagnozowaniem uszkodzeń fizycznych sieci nie są zbyt duŝe. Ciekawym zastosowaniem tej technologii, stają się ostatnio sieci osiedlowe. W przypadku odległości pomiędzy blokami powyŝej 100 m, często wykorzystuje się przewód koncentryczny. Dodatkowo, kabel ten jest mocniejszy mechanicznie i bardziej odporny na warunki zewnętrzne, co ułatwia jego instalację na zewnątrz budynków. Ponadto w środowiskach o duŝych szumach elektromagnetycznych, równieŝ objawiają się zalety kabla koncentrycznego. Kabel miedziany- SKRĘTKA 6
Kategorie i klasy skrętek Amerykańska norma EIA/TIA 668A / Norma europejska EN 50171 Kategoria 1 tradycyjna, nieekranowana skrętka telefoniczna przystosowana do przesyłania głosu; nieprzystosowana do transmisji danych duŝej emisji / Klasa A realizacja usług telefonicznych z pasmem częstotliwości do 100 khz Kategoria 2 nieekranowana skrętka; szybkość transmisji do 1 MHz; kabel ma zwykle 2 pary skręconych przewodów / Klasa B okablowanie dla aplikacji głosowych i usług terminalowych z pasmem częstotliwości do 1 MHz Kategoria 3 skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz; kabel zawiera zwykle 4 pary skręconych przewodów Kategoria 4 skrętka działająca z szybkością do 16 MHz; kabel zbudowany z 4 par przewodów / Klasa C obejmuje typowe techniki sieci LAN; wykorzystuje pasmo częstotliwości do 16 MHz Skrętka c.d. Kategoria 5 skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym 100 Ω; pozwala na transmisję danych z szybkością 100 MHz na odległość do 100 m / Klasa D Dla szybkich sieci lokalnych; obejmuje aplikacje wykorzystujące pasmo częstotliwości do 100 MHz Kategoria 6 umoŝliwia transmisję z częstotliwością do 250 MHz / Klasa E stanowi najnowsze okablowanie; parametry jej określone są do częstotliwości 250 MHz Kategoria 7 transmisja z szybkością do 600 MHz / Klasa F moŝliwa jest realizacja aplikacji wykorzystujących pasmo do 600 MHz; róŝni się ona od poprzednich klas stosowaniem kabli typu STP 7
Kabel skrętka W uŝyciu są trzy rodzaje skrętki: - skrętka ekranowana (STP Shielded Twisted-pair) Kabel skrętka - skrętka foliowana (FTP Foil Twisted-pair) zwany tez ScTP 8
Kabel skrętka - skrętka nieekranowana (UTP Unshielded Twisted-pair) Końcówki skrętki (RJ-45) Krosowany Prosty Wykorzystywan e są przewody zielony, pomarańczowy, biało zielony, biało pomarańczowy. 9
10
Standardy IEEE dla skrętki Standard Max. Przepusto wość Medium Informacje dodatkowe Dopuszczalna odległość 10BaseT 802.3i-1990 10Mbs skrętka UTP/STP cat. > 3 100m 100BaseTX 802.3u-1995 100Mbs skrętka UTP cat. 5 <100m 100BaseT4 802.3u-1995 100Mbs skrętka UTP cat. > 3 <100m 1000BaseCX 802.3z-1988 1000Mbs koncentryk lub skrętka dwuŝyłowa ekranowana <25m 1000BaseT 802.3ab-1999 1034Mbs skrętka UTP cat. 5 <100m 11
Standardy IEEE c.d. Dla 10 Mb/s mamy jeden standard 10Base-T, wykorzystuje on 2 pary kategorii Cat-3 UTP Dla szybkości 100Mb/s istnieją dwa róŝne media: - 100Base-TX - skrętka kategorii 5, wykorzystane 2 pary (tak jak w 10Base-T). - 100Base-T4 - skrętka kategorii 5, wykorzystane 4 pary. Dla szybkości 1000Mb/s została przewidziana równieŝ skrętka kategorii 5 wykorzystująca wszystkie 4 pary. Parametry kabla skręcanego Źródło transmisji: Elektryczne Współpracujące topologie: 10Mb, 100Mb i 1Gb Ethernet, FDDI, ATM Maksymalna długość kabla: 100 m Min. Długość kabla: brak Liczba stacji na kabel: 2 12
Kabel skrętka Zalety skrętki: - jest najtańszym medium transmisji (jeśli chodzi o cenę metra, bez uwzględniania dodatkowych urządzeń), - wysoka prędkość transmisji (do 1000 Mb/s), - łatwe diagnozowanie uszkodzeń, - łatwa instalacja, - odporność na powaŝne awarie (przerwanie kabla unieruchamia najczęściej tylko jeden komputer), - jest akceptowana przez wiele rodzajów sieci, Wady skrętki: - niŝsza długość odcinka kabla niŝ w innych mediach stosowanych w Ethernecie, - mała odporność na zakłócenia (skrętki nie ekranowanej), - niska odporność na uszkodzenia mechaniczne konieczne jest instalowanie specjalnych listew naściennych itp. Kable energetyczne jako medium transmisji danych ( Power Line Communication) 13
Struktura PLC Technologia PLC wykorzystuje istniejące linie energetyczne. System składa się z dwóch części: - Zewnętrzna słuŝy do przesyłania sygnału po linii niskiego napięcia od transformatora do punktu dostępu w budynku. Przy stacji transformatorowej system jest podłączony poprzez kontroler zewnętrzny do telekomunikacyjnej sieci szkieletowej. Sygnał wędruje poprzez linie na częstotliwościach w zakresie 1,5-12 MHz (pomiędzy transformatorem i kontrolerem zewnętrznym a punktem dostępu w budynku) - Wewnątrz budynku znajduje się punkt dostępowy - który doprowadza sygnał do kaŝdego gniazdka w budynku. Całość składa się na pojedynczą komórkę PLC, która moŝe obejmować od 100 do 200 indywidualnych uŝytkowników. Sygnał wędruje poprzez linie na częstotliwościach w zakresie 12-30 MHz (po sieci wewnątrz budynku). Pozwala to uniknąć zakłóceń w pracy innych urządzeń elektrycznych. System PLC 14
Elementy składowe systemu PLC Przepustowość PLC Przepływność do komórki PCL wynosi aktualnie ponad 2 Mb/sec, w przyszłości pasmo ma zostać poszerzone - do 10 Mbit/sec i potem 20 Mbit/sec, dzięki poszerzeniu zakresu częstotliwości. 15
Światłowód Obecnie najnowocześniejszym medium transmisyjnym jest światłowód (FiberOpticCable). Cienkie włókna szklane zamykane są w plastykowe osłony, co umoŝliwia ich zginanie nie powodując łamania. Nadajnik na jednym końcu światłowodu jest wyposaŝony w diodę świecącą lub laser, które słuŝą do generowania impulsów świetlnych przesyłanych włóknem szklanym. Odbiornik na drugim końcu uŝywa światłoczułego tranzystora do wykrywania tych impulsów. Stosowane typy światłowodów: Jednomodalny nazywany jest takŝe osiowym, poniewaŝ światło wędruje po osi kabla. Do 10 Gb/s. Głównie do sieci WAN. Wielomodalny fale światła wchodzą do szklanego kanału pod róŝnymi kątami i nie wędrują osiowo, co oznacza, Ŝe stale odbijają się od ścian szklanej rurki. Głównie sieci LAN. Światłowód Budowa światłowodu 1. Włókno optyczne, złoŝone z dwóch rodzajów szkła o róŝnych współczynnikach załamania (RefractionIndex): - cześć środkowa rdzeń (Core), najczęściej o średnicy 62,5 um (rzadziej 50um) - część zewnętrzną płaszcz zewnętrzny (Cladding), o średnicy 125 um; 2. Warstwa akrylowa 3. Tuba izolacja o średnicy 900 um. 4. Oplot kewlarowy. 5. Izolacja zewnętrzna. Włókna wzmacniające Płaszcz Rdzeń Koszulka zewnętrzna 16
RODZAJE ŚWIATŁOWODÓW Występują dwa podstawowe rodzaje światłowodów: o skokowej (step index) o gradientowej (gradient index) zmianie współczynnika załamania. Światłowody o skokowej zmianie współczynnika załamania dzielą się na wielomodowe jednomodowe W światłowodzie wielomodowym istnieją warunki optyczne do powstawania i przesyłania wzdłuŝ osi włókna optycznego wielu dyskretnych modów (promieni świetlnych), kaŝdy o tej samej długości fali świetlnej i róŝnej szybkości propagacji. W celu uzyskania jednodomowej transmisji światła stosuje się światłowody o odpowiednio malej średnicy, porównywalnej z długością fali świetlnej. Standardy transmisji światłowodowych NajwaŜniejszymi dla technologii światłowodowej, z naszego punktu widzenia, są: 10Base-FL transmisja 10Mb/s. 10Base-Foirl- transmisja 10 Mb/s 100Base-FX transmisja 100Mb/s. 1000Base-LX transmisja 1000Mb/s, laser długofalowy ok. 1300nm 1000Base-SX transmisja 1000Mb/s, laser krótkofalowy ok. 850nm 17
10Base FL Specyfikacja 10BaseFL umoŝliwia transmisję w paśmie podstawowym z prędkością 10 Mbps przez wielofunkcyjny kabel światłowodowy o średnicy 62,5/125 mikrona. Maksymalna długość kabla wynosi 2 km. Podobnie jak skrętka dwuŝyłowa, równieŝ światłowód nie moŝe być rozgałęziany. 10BaseFL moŝe słuŝyć do łączenia wzmacniaczy ze sobą, a nawet do łączenia serwerów ze wzmacniaczem. Połączenie tego typu jest nieco droŝsze niŝ porównywalne z nim połączenie 10BaseT, ale moŝe być stosowane w sieciach o większych rozmiarach. 10BaseFOIRL 10BaseFOIRL jest najnowszym dodatkiem do specyfikacji 802.3. Skrót ten oznacza transmisję w paśmie podstawowym z prędkością 10Mbps, z wykorzystaniem łączy światłowodowych pomiędzy wzmacniaczami. Z tej definicji wynika, ze technologia ta jest ograniczona wyłącznie do połączeń koncentrator koncentrator za pomocą okablowania światłowodowego. Nie moŝna przyłączać do niego Ŝadnych innych urządzeń. 10BaseFOIRL wykorzystuje kabel światłowodowy o średnicy 8,3 mikron. Technologia ta zapewnia efektywna transmisję sygnałów w paśmie podstawowym z prędkością 10 Mbps na odległość 5 km. Zasadniczą wadą tego rozwiązania jest jego cena, co ogranicza zainteresowanie nim na rynku. 18
100BaseFX 100BaseFX jest światłowodowym odpowiednikiem 100BaseTX. 100BaseFX moŝe obsługiwać transmisję danych z szybkością 100Mbps na odległość do 400 metrów, wykorzystując dwie Ŝyły kabla światłowodowego 62,5/125 mikronów 1000BaseLX 1000BaseLX jest proponowaną specyfikacja transmisji wykorzystującej lasery długofalowe. Przesyłane fale świetlne o długości 1300 nanometrów są uwaŝane za fale długie. Media transmisyjne: Wielofunkcyjny Kabel światłowodowy. 19
Łączniki światłowodowe. 20
Zalety światłowodów Światłowód zdecydowanie przewyŝsza pod kaŝdym względem tradycyjne kable miedziane : - szybkość, odległość, wierność transmisji - do 10 Gb/s przy odległościach do 200 km i stopie błędu mniej niŝ 10-9. Wady światłowodów - negatywne efekty Tłumienie światłowodu powodujące straty mocy optycznej sygnału. Powoduje ono ograniczenie odległości transmisji, a więc długości odcinków międzygeneratorowych. Dyspersja powodująca poszerzenie czasowe impulsów i niebezpieczeństwo przypisania im błędnych wartości w odbiorniku. Poszerzenie to rośnie wraz z odległością transmisji. Nieliniowość optyczna szkła powodująca równieŝ zniekształcenia impulsów. 21
Łączność bezprzewodowa. Nie wymagają medium w postaci kabla Wykorzystuje się: Fale radiowe Mikrofale Fale światła podczerwonego Światło laserowe Radio Sieci radiowe nie wymagają bezpośredniego fizycznego połączenia między komputerami. W zamian za to kaŝdy uczestniczący w łączności komputer jest podłączony do anteny, która zarówno nadaje, jak i odbiera fale. 22
Standard IEEE 802.11 Zasięg : 60m Max. Szybkość: 2Mb/s WraŜliwość na zakłócenia: duŝa Długość fali: 2,4 GHz Połączenie: punkt-punkt, punkt-wiele punktów, punkt-punkt dostępowy sieci Lan Warstwa fizyczna: - DSSS (rozproszenie widma z wykorzystaniem sekwencji bezpośredniej) - FHSS (rozproszenie widma z przeskokiem czestotliwości) - Podczerwień Kodowanie: 40 bit RC4 Standard IEEE 802.1b Zasięg : 100m Max. Szybkość: 11 Mb/s WraŜliwość na zakłócenia: duŝa Długość fali: 2,4 GHz Połączenie: punkt-punkt, punkt-wiele punktów, punkt-punkt dostępowy sieci Lan Warstwa fizyczna: - DSSS (rozproszenie widma z wykorzystaniem sekwencji bezpośredniej) Kodowanie: 40 bit RC4, uwierzytelnienie 23
Standard IEEE 802.1a Zasięg : 75m Max. Szybkość: 54 Mb/s WraŜliwość na zakłócenia: duŝa Długość fali: 5 GHz Połączenie: punkt-punkt, punkt-wiele punktów, punkt-punkt dostępowy sieci Lan Warstwa fizyczna: - OFDM (52 podnośne, dla których stosuje się modulacje BPSK, QPSK lub QAM/64-QAM. Maksymalną szybkość transmisji (54 Mbit/s) uzyskuje się dla modulacji 64-QAM (216 bitów danych na jeden symbol OFDM). Kodowanie: 40 bit RC4, uwierzytelnienie Anteny do sieci bezprzewodowej 24
Bezprzewodowe karty sieciowe Routery bezprzewodowe 25
Mikrofale Mikrofale to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami ultrakrótkimi, zaliczane są do fal radiowych, przyjęto Ŝe odpowiada im zakres 1mm-30cm (częstotliwość 1-300 GHz). W elektronice stosowanie sygnałów o częstotliwościach mikrofalowych oznacza, Ŝe rozmiary urządzenia (w najprostszym przypadku falowodu) są zbliŝone do długości fali przenoszonego sygnału i opis obwodu przy pomocy elementów o stałych skupionych nie jest wystarczająco dokładny. Zastosowanie maser to urządzenie podobne do lasera, tyle Ŝe działa w zakresie mikrofalowym mikrofale pozwalają na transmisję danych do satelitów, gdyŝ nie są pochłaniane przez atmosferę radar równieŝ posługuje się tym promieniowaniem telefony komórkowe standardu GSM pracują w częstotliwościach 870-960 MHz oraz 1710-1880 MHz system globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości 1575 MHz bezprzewodowe sieci komputerowe (WLAN) jak np. IEEE 802.11 albo bluetooth uŝywają mikrofal w zakresie 2,4 GHz bądź 5 GHz (w przypadku 802.11a) transmisja danych w telewizji kablowej odbywa się w tym samym zakresie, tyle Ŝe medium jest kabel, a nie powietrze w nowoczesnych komputerach, jesli mikroprocesor taktowany jest sygnalem rzędu 1 GHz lub większym 26
Anteny mikrofalowe Anteny mikrofalowe Sieci mikrofalowe są powszechnie wykorzystywane np. do komunikacji i przesyłania danych między szpitalami połączeń w publicznej telefonii naziemnej komunikacji głosowej i wizyjnej oraz wymiany danych między oddziałami banków komunikacji głosowej, wizyjnej oraz w transmisji danych przez przedsiębiorstwa zajmujące się wydobyciem ropy 27
Podczerwień (Irda) Bezprzewodowe zdalne sterowniki uŝywane w urządzeniach takich jak telewizory czy wieŝe stereo komunikują się za pomocą transmisji w podczerwieni. Taka transmisja jest ograniczona do małej przestrzeni i zwykle wymaga, aby nadajnik był nakierowany na odbiornik. Sprzęt wykorzystujący podczerwień jest w porównaniu z innymi urządzeniami niedrogi i nie wymaga anteny. Transmisja w podczerwieni moŝe być uŝyta w sieciach komputerowych do przenoszenia danych. MoŜliwe jest na przykład wyposaŝenia duŝego pokoju w pojedyncze połączenie na podczerwień, które zapewnia dostęp sieciowy do wszystkich komputerów w pomieszczeniu. Komputery będą połączone siecią podczas przemieszczania ich w ramach tego pomieszczenia. Sieci oparte na podczerwień są szczególnie wygodne w przypadku małych, przenośnych komputerów. IRDA c.d. p.parametrwłaściwości1.podczerwień850-900 nm2.typ połączeniapunkt-punkt3.liczba kanałówjeden - do transmisji danych4.prędkość transmisjiobowiązkowo: 9,6 kb/s, opcjonalnie: 19,2 kb/s, 38,4 kb/s, 57,6 kb/s, 115,2 kb/s (IrDA 1.0 lub 1.1) oraz 0,576 Mb/s, 1,152 Mb/s, 4 Mb/s (IrDA 1.1)5.Zasięg i typ transmisjido 1 m; urządzenia muszą się "widzieć"; kąt wiązki transmisji - 30o6.Maksymalna liczba aktywnych urządzeń2 połączenia7.multipleksacjaprzestrzenna8.bezpieczeństwo na poziomie łącza-----9.emulacja portuszeregowy + równoległy 28
Standard Bluetooth Bluetooth jest standardem opisanym w specyfikacji IEEE 802.15.1. Specyfikacja informuje o zasięgu około 10m, choć w praktyce, w otwartym terenie, moŝe on wynieść nawet do 200m. UŜywa fal radiowych w paśmie ISM 2,4 GHz. Urządzenie umoŝliwiające wykorzystanie tej technologii to Bluetooth Adapter. Zasięg urządzenia determinowany jest przez klasę mocy: klasa 1 (100 mw) ma największy zasięg, do 100 m, klasa 2 (2,5 mw) jest najpowszechniejsza w uŝyciu, zasięg do 10 m, klasa 3 (1 mw) rzadko uŝywana, z zasięgiem do 1 m. Standard Blue Tooth c.d. 29
Światło laserowe Światło moŝe zostać uŝyte do komunikacji poprzez światłowody. Promień światła moŝe być równieŝ uŝyty do przenoszenia danych powietrzem. W połączeniu wykorzystującym światło są dwa punkty - w kaŝdym znajduje się nadajnik i odbiornik. Sprzęt ten jest zamontowany w stałej pozycji, zwykle na wieŝy, i ustawiony tak, Ŝe nadajnik w jednym miejscu wysyła promień światła dokładnie do odbiornika w drugim. Nadajnik wykorzystuje laser do generowania promienia świetlnego gdyŝ jego światło pozostaje skupione na długich dystansach. Światło lasera podobnie jak mikrofale porusza się po linii prostej i nie moŝe być przesłaniane. Niestety promień lasera nie przenika przez roślinność. Tłumią go równieŝ śnieg i mgła. To powoduje, Ŝe transmisje laserowe mają ograniczone zastosowanie. Transmisja satelitarna, techniki transmisji 30
Wstęp 1959 - International Telecommunications Union przyznała pierwsze częstotliwości dla transmisji satelitarnej. 1960 - na orbicie umieszczono pierwszego satelitę o zastosowaniu telekomunikacyjnym - Echo 1 - tylko odbijającego sygnały radiowe. - powstały teŝ nowe standardy - transmisji satelitarnej przydzielano nowe częstotliwości. Dane wysyłane są bezpośrednio do satelity kanałem radiowym, a stamtąd wędrują do punktu docelowego przez inne satelity lub przez sieć naziemną. W większości sieci terminal abonenta moŝe być teŝ przenośny. Budowa systemu satelitarnego Generalnie, w kaŝdym systemie satelitarnym moŝna wyróŝnić trzy elementy składowe : - moduł naziemny - moduł kosmiczny - kanał radiowy. 31
Moduł naziemny terminale abonenckie ruchome lub stacjonarne szkieletowa sieć naziemna ze stacjami bazowymi adaptery sieciowe i stacje kontrolne. terminale abonenckie są zaopatrzone w antenę do nadawania i odbierania danych z satelity oraz urządzenia do przetwarzania sygnałów radiowych wysokiej częstotliwości Anteny realizacja fizyczna 32
Rodzaje orbit 33
LEO (Low Earth Orbit) - wysokości od 500 do 2000 km < 500 km atmosfera jest zbyt gęsta, duŝe tarcia w ruchu satelity > 2000 km zaczyna się pierwsza ze stref (pasów) Van Allena - obszarów występowania cząstek (protonów i elektronów) o bardzo duŝych energiach, mogących spowodować uszkodzenie elektronicznych elementów satelity przebywającego w niej przez dłuŝszy czas. Budowa systemu wymaga wielu stacji. - okres obiegu około 90 min - czas widoczności 10-30 minut. - opóźnienia propagacji < 20 ms LEO mogą być kołowe lub eliptyczne - Przykłady uŝycia: Iridium, Globstar, Teledesic MEO (Medium Earth Orbit) - wysokość 8 do 12 tys. km. ograniczenia zarówno od góry jak i od dołu wynikają z istnienia pierwszej i drugiej strefy Van Allena. - okres obiegu około 5 10 h - czas widoczności 10-30 minut. - opóźnienia propagacji < 50 ms MEO mogą być kołowe lub eliptyczne Budowa systemu globalnego wymaga od 10 do 20 satelitów krąŝących po kilku róŝnych orbitach. Satelity MEO i LEO często określane są jednym mianem : LEO. - przykłady uŝycia: Odyssey, Inmarsat 34
HEO (Highly Eliptical Orbit) - orbity silnie eliptyczne : perygeum - od ok. 500 km, apogeum - do ok. 50 tys. km. - satelita jest widoczny z danego obszaru na kuli ziemskiej jako prawie nieruchomy przez pewien okres czasu. Pozwala to na tworzenie systemów o podobnych cechach jak systemy geostacjonarne, ale są to systemy regionalne. Dla stworzenia systemu regionalnego bazującego na orbitach HEO wystarcza od 2 do 10 satelitów. Obecnie, właściwie nie planuje się systemów HEO GEO (GEOstationaryorbit) - wysokość 35 786 km w płaszczyźnie równikowej. - okres obiegu około 24 h - czas widoczności - stały. - opóźnienia propagacji około 250 ms Do stworzenia systemu globalnego - nie obejmującego zasięgiem obszarów podbiegunowych - wystarczają trzy satelity. Orbita ta jest jednak bardzo popularna i jednocześnie coraz bardziej eksploatowana - korzystają z niej m.in. systemy VSAT, Inmarsat i satelity transmitujące kanały telewizyjne. 35
Arthur C. Clarke 1945 Arthur C. Clarke publikuje w Wireless World artykuł pt.: Extra- Terrestrial Relays prezentujący ideę satelitów geostacjonarnych i ich uŝycia w łączności. An artificial satellite at the correct distance from the earth could make one revolution every 24 hours, i.e., it would remain stationary above the same spot and would be within optical range of nearly half of the earth s surface. Three repeater stations, 120 degrees apart in the correct orbit could give television and microwave coverage to the entire planet. Kanał radiowy Kanał radiowy przewidziany do transmisji Ziemia - satelita nosi nazwę "uplink kanał do transmisji satelita - Ziemia to "downlink". W miarę rozwoju telekomunikacji satelitarnej wzrastały potrzeby na pasmo częstotliwości przydzielone tym kanałom. W związku z tym, na kolejnych światowych konferencjach radiowych WRC (WorldRadiocommunicationConference) przyznawane były coraz to nowe częstotliwości. Przyjęto następujący podział : 36
Podział kanałów - pasmo L - 1-2 GHz - pasmo S - 2-4 GHz - pasmo C - 4-8 GHz - pasmo X - 8-12 GHz -> przeznaczone głównie dla organizacji rządowych i wojska - pasmo Ku - 12-18 GHz - pasmo K - 18-27 GHz - pasmo Ka - 27-40 GHz -> pasma K i Ka czasem określa się jedną nazwą Ka - pasmo V - powyŝej 40 GHz Przykłady planów kanałów 500 MHz "w górę" (uplink) i "w dół" (downlink) w paśmie Ku. 37
Przykłady planów kanałów 500 MHz "w górę" (uplink) i "w dół" (downlink) w paśmie Ku. Architektura jako a) sieć dostępowa b) skieletowo - dostepowa 38
Techniki transmisjii FDMA (ang. Frequency-Division Multiple Access) - wielodostęp z podziałem częstotliwości. System współdzielenia medium poprzez przydział odpowiednich częstotliwości. Stosowany m.in w GSM, gdzie transmisja odbywa się na róŝnych częstotliwościach rozłoŝonych co 200 khz, w okolicy 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz lub 1900 MHz (w zaleŝności od standardu GSM). Schemat realizacji FDMA 39
CDMA (ang. Code Division Multiple Access) Metoda CDMA opiera się na tym, Ŝe wiele telefonów rozmawia równocześnie i na tej samej częstotliwości, z tym tylko, Ŝe dane przesyłane przez kaŝdy telefon są odpowiednio zakodowane. MoŜna to sobie wyobrazić jak rozmowę sześciu osób przy jednym stole, przy czym jedynie po dwie parami naprzeciw siebie Metoda ta opiera się na uŝywaniu tzw. kodów Walsha. Polega to na tym, Ŝe jeden bit danej jest kodowany za pomocą odpowiedniej sekwencji bitowej, natomiast urządzenie odbierające za pomocą klucza (którym jest ten kod Walsha) potrafi wiadomość rozkodować. Sekwencja ta nie jest byle jaka, lecz tak dobrana, Ŝe komunikat zakodowany tym właśnie kodem, którego się aktualnie uŝywa jako klucza, zostaje wzmocniony, natomiast pozostałe komunikaty zostaną osłabione. Dzięki temu wszystkie komunikaty mogą się swobodnie mieszać ze sobą, nadajnik odbiera komunikaty od wszystkich telefonów zmieszane w jedno, a na nadajniku następuje dopiero odfiltrowanie kaŝdego pojedynczego komunikatu za pomocą odpowiadającego mu kodu. Schemat realizacji CDM 40
TDMA ( Time Division Multiple Access) jest cyfrową technologią transmisji, która pozwala pewnej liczbie uŝytkowników na dostęp do pojedynczej częstotliwości radiowej. Schemat transmisji w standardzie TDMA powiela trzy sygnały ponad jednym kanałem. Obecny standard TDMA dla telefonów komórkowych dzieli pojedynczy kanał na sześć odstępów czasowych (ang. time slots), przy czym kaŝdy sygnał uŝywa dwóch odstępów. KaŜdemu uŝytkownikowi sieci komórkowej przypisany jest określony odstęp czasowy dla transmisji. Technika dostępu wykorzystywana w TDMA pozwala trzem uŝytkownikom dzielić częstotliwość 30 khz. TDMA jest takŝe techniką dostępu wykorzystywaną w europejskim standardzie cyfrowym - (ang. Global System for MobileCommunications) oraz standardzie japońskim - PDC (ang. Personal Digital Cellular). Schemat realizacji TDM 41
KONIEC Dziękuje za uwagę 42