Zastosowania techniki komputerowej

Pierwsza udana transmisja danych 1940.09.09 za pomocą dalekopisu przesłano dwie ośmio -cyfrowe liczby dziesiętne z rozkazem podzielenia tych liczb. Odbiornikiem był podobny komputer oddalony o kilkaset km pracujący na przekaźnikach. Wynik otrzymano przy wykorzystaniu linii dalekopisu (30sek).

1. Mała poligrafia (tzw desktop publishing)

2. Obliczenia numeryczne

3. Przetwarzanie danych

4. Bazy danych

5. Symulacja i modelowanie

6. Sterowanie procesów

7. Projektowanie wspomagane komputerowo

8. Korzystanie z poczty elektronicznej

9. Zastosowanie sieci komputerowych

10. Redagowanie tekstu

11. Opracowywanie arkuszy kalkulacyjnych

Generacje maszyn cyfrowych.

Najstarszą maszyną matematyczną jest chińskie liczydło (Abakus, Suan - Pau) 25 pne. Do dziś w Singapurze są stosowane w sklepach.

Pierwsza generacja komputerów.

Za początek można uznać 1944, pierwszym komputerem był Mark I, zbudowany w latach 1939-44 przez Hawarda Aikena na uniwersytecie Harvarda.

Dł. 17m, wys. 2m, szer. 1m, 3000 przekaźników, 750000 lamp elektronowych, 800 km przewodów. Pracował w systemie dziesiętnym.

John Atansoff - twórca idei iCkifford Berry konstruktor pierwszego komputera ABC 1939-1942r 1,500 lamp elektronowych.

Na bazie tego komputera Jahn Mauchly i Prosper Eckert w 1948r pierwszy elektroniczny komputer ENIAC, w 1949r założyli pierwszą firmę produkującą elektroniczne komputery UWIVAC I (Remington Rand).

Słynny IBM produkował w tym czasie mechaniczne urządzenia liczące.

Pierwszy projekt komputera opracował w 1830 r Charles Babbege prof. Uniwersytetu w Cambrige.

Pierwszy program napisała w 1842 r Ada Lovelare córka Byrona.

Druga generacja komputerów.

Powstała w latach pięćdziesiątych wraz z masowym rozwojem półprzewodników i elektronicznych układów tranzystorowych.

William Bradford Shockley - badania jego otworzyły drogę do budowy tranzystora (1947-1949) w 1956, otrzymał Nagrodę Nobla.

Trzecia generacja.

Pojawiła się w połowie lat 60 i związaną była z zastosowaniem tzw. układów scalonych. Pierwsze układy scalone obejmowały poszczególne proste moduły, stanowiące podstawowe „cegiełki” w strukturze komputera;” bramki”, układy wykonujące operacje logiczne, przerzutniki, wzmacniacze.

Dziś tę skalę scalenia nazywa się SSI (smal scale integration).

Po niej nastąpiła możliwość scalenia w formie pojedynczego układu całych jednostek funkcjonalnych liczników, rejestrów, dekoderów.

Ta skala nazywa się średnią skalą integracji MSI (midle scale integration).

Czwarta generacja komputerów.

Stale zwiększana skala scalenia objęła cały procesor w wyniku czego powstał mikroprocesor.

Czwartą generacją wyznaczyły wyroby dużej skali integracji LIS. Dodając do mikroprocesora kilka układów elektronicznych (pamięć ROM, RAM, zegar, sterownik urządzeń wewnętrznych) otrzymano mikrokomputer.

Pierwszym szerzej znanym mikrokomputerem był Altair zbudowany w 1974 r przez Lesa Salmana (wykorzystywany w Białym Domu).

Mikrokomputerem, który automatycznie zapoczątkował nową erę, był Apple, zbudowany w 1976 przez Stephena G., Woźniaka i Stevena J. Jobsa.

Piąta generacja komputerów.

Komputery budowane z tzw. układów bardzo wielkiej skali inteligencji VLSI.

Procesory 8-bitowe zastąpione przez 16, 32, 64 bitowe.

Układy pamięciowe o pojemności 1 kB zastąpiono przez moduły o pojemności 64 MB.

Rozmiary komputera zmniejszyły się 1000 krotnie.

Historia wynalazku układu scalonego wiąże się z firmą Texas Jnstruments i z inż. posiadaczem historycznego patentu na układ scalony Jack Kilby.

KOMUNIKACJA

CB Radio.

Jest to system łączności radiowej w paśmie 27 MHz. Pasmo to, obejmujące zakres częstotliwości od 26 MHz do 28 MHz, podzielone jest na zakresy A, B, C, D, E, F.

Kanał 9 przeznaczony jest do wzywania pomocy

Telefonia komórkowa.

System analogowy NMT 450

System cyfrowy GSM 900

System cyfrowy DCS 1800

System UMTS

Zasięg makrokomórki 1km - 20 km ( tereny słabo zaludnione , autostrady )

Zasięg mikrokomórki 100 m - 1 km (tereny gęsto zaludnione , tereny rekreacyjne )

Zasięg pikokomórka do 100m ( lotniska , dworce , domy towarowe )

WAP - dostęp bezprzewodowy do internetu , przekaz obrazu .

Łączność satelitarna

MULTIMEDIA.

Technologie umożliwiające wdrażanie usług multimedialnych.

• Telepraca

• Telenauka

Zintegrowane systemy zarządzania.

Zintegrowane systemy zarządzania.

ŁĄCZNOŚĆ SYNAPTYCZNA.

Mózg składa się z 2 półkul, rozdzielonych szczeliną podłużną mózgu.

W obu półkulach wyróżnia się powierzchnie boczną , przyśrodkową i podstawną .

Półkule dzieli się na cztery płaty :

Płat skroniowy - słuch,

• pamięć faktów,

• pamięć werbalna

• zapamiętywanie

• tabliczka mnożenia

• słuch muzyczny

• fonetyczny i wrażenia dźwiękowe

• rozumienie mowy

• gramatyka

• rozpoznawanie obiektów

• analiza zapachów

Płat potyliczny - wzrok

• widzenie

• analiza kolorów, ruchu, kształtów,

• skojarzenia wzrokowe

• ocena

• decyduje czy wrażenie jest analizowane i jaki jest jego priorytet

Płat ciemieniowy - czucie

• wyobraźnia arytmetyczne

• czucie dotyku, temp., bólu

• umiejscowienie wrażeń czuciowych

• orientacja przestrzenna układ odniesienia konstruowany na podstawie wrażeń wzrokowych

• celowe ruchy

• integracja ruchu i wzroku

• integracja czucia i wzroku w jeden percept

• manipulacja obiektami

• zrozumienie języka symbolicznego

Płat czołowy - ruch

• funkcje ruchowe

• pamięć wyuczonych działań ruchowych np.; taniec, nawyki

• mowa

• ruch gałek ocznych

• „zdawanie sobie sprawy”

• planowanie i inicjacja działania

• ocena sytuacji

• przewidywanie konsekwencji działań

• analiza i kontrola stanów emocjonalnych

• kojarzenia

• pamięć robocza

Przysadka - nadrzędny ośrodek układu autonomicznego wpływający na wszystkie gruczoły dokrewne i

organiczne.

Móżdżek - koordynacja ruchów i utrzymanie odpowiedniej postawy ciała

• koordynacja ruchów celowych

• utrzymanie równowagi,

• regulacja napięcia mięśni

• pamięć niektórych odruchów

• wpływ na ruchy oczu

Śródmózgowie - wszystkie ośrodki czynności autonomicznych

• oddychanie

• stymulacja pracy serca

• trawienie

• połykanie

• kaszel

• odruchy wymiotne

• odruchy zaskoczenia

• kontrola systemy autonomicznego

• pocenie się

• ciśnienie krwi

• ogólny poziom przytomności

• utrzymanie równowagi

Za te cechy odpowiada pień mózgu

Układ limbiczny - na przyśrodkowej stronie płata skroniowego (od wewn. mózgu)

• zawiaduje uczuciami, emocjami i pamięcią jest to najstarsza część mózgu

• analiza wrażeń węchowych, bólu , skupienie uwagi

NEURON.

Strukturalną i funkcjonalną jednostką systemu neuronowego jest neuron. Neuron posiada ciało komórkowe nazywane somą lub perikarionem., które w zasadzie nie różni się od budowy innych tkanek. Mózg nie jest unerwiony.

Dendryty - są wyspecjalizowaną częścią neuronu odbierającą bodźce albo ze środowiska, albo od innej komórki - wprowadzają informację do komórki nerwowej.

Akson - wyprowadza powstałe w komórce sygnały, pobudzenia na zewnątrz. Każda komórka ma zawsze 1 akson. Jest on gładki i długi nawet do 1m. Akson kończy się zakończeniem nerwowym tzw. synapsą . Na końcu może się rozwidlać , docierając do wielu odbiorników , nie zmienia to jednak faktu , że z neuronów wyprowadzany jest na zewnątrz pojedynczy sygnał .

Rozmaitość w strukturach neuronów jest olbrzymia . Ta różnorodność strukturalna ma swój istotny wkład w niezwykłą zdolność mózgu do przechowywania , wydobywania , wykorzystywania i przekazywania informacji , jak również doświadczeń , emocji i kontroli ruchów .

Na podstawie specjalnych funkcji neurony dzielimy na :

• czuciowe

• ruchowe

• pośredniczące ( skojarzeniowe )

Układ nerwowy .

Układ nerwowy zbudowany jest z odrębnych jednostek - neurony - ale działa podobnie jak jednolity układ przewodzący .

Komórki nerwowe mają zdolność przewodzenia pobudzeń tzw. potencjału czynnościowego. Jeden neuron przekazuje pobudzenia innemu neuronowi przez jedno złącze lub liczne złącza nerwowe nazwane synapsami.

Synapsa (styk) jest to miejsce kontaktowe między dwoma neuronami, rozdzielone wąską szczeliną.

We wszystkich komórkach istnieje zróżnicowanie potencjału elektrycznego pomiędzy wnętrzem komórki a jej powierzchnią zewnętrzną .

Różnisz potencjału w neuronie wynosi ok. 70mv (potencjał wewnątrz jest ujemny w stosunku do powierzchni). Ta różnica potencjału nazywa się potencjałem spoczynkowym. Jeśli neuron jest pobudzony (elektrycznie przez nacisk, lub uszkodzenie) następuje zmiana potencjału spoczynkowego.

Mechanizm przewodzenia nerwowego .

Nie pobudzony neuron nazywamy spolaryzowanym. W czasie pobudzenia następuje jego depolaryzacja .

Pobudzanie jest regeneracyjnym zwolnieniem energii elektrycznej z błony nerwowej , a rozprzestrzenienie się tej zmiany wzdłuż włókna stanowi krótki bodziec elektrycznego typu „ wszystko albo nic” , nazywamy potencjałem czynnościowym .

Zjawiska elektryczne w włóknie nerwowym zachodzą dzięki selektywnej przepuszczalności błony nerwowej dla jonów sodu i potasu , a przepuszczalność tę reguluje z kolei różnica potencjałów powstająca po obu stronach błony.

Współdziałanie tych dwóch czynników - selektywnej przepuszczalności i pola elektrycznego - wymaga pobudzenie .

TECHNOLOGIA KOMUNIKACJI

PORTY

Port - sterownik każdego urządzenia zewnętrznego dołączonego do mikrokomputera PC jest widziany jako pewna grupa rejestrów. Dostęp do tych rejestrów jest realizowany przez tzw. porty.

Poprzez porty przekazywane są sygnały wyjściowe i wejściowe z PC do PC.

Określenie „port” jest używane w dwóch znaczeniach;

• jako miejsce w wyróżnionej przestrzeni adresowej wejścia - wyjścia procesora,

• jako sterownik całego urządzenia (np. port szeregowy).

Fizycznie port przyjmuje postać gniazda lub złączki umieszczonej z tyłu komputera.

Oprócz samego połączenia elektrycznego potrzebnego do przekazywania sygnałów, port również dopasowuje sygnały do standardowej postaci zrozumiałej przez podłączone do niego wyposażenie.

Trzy podstawowe sygnały;

• impuls Di raca (standardy)

• skok jednostkowy

• sygnał harmoniczny (sinusoidalny) najbardziej popularny

Port zapewnia logiczną łączność z PC, a więc potrzebuje przypisania mu adresu i środków dostarczania i odbioru danych.

Jeśli program nie jest w stanie odnaleźć portu, to dla niego on po prostu nie istnieje.

RODZAJE PORTÓW :

• port szeregowy (serial port)

• port równoległy (parallel port)

• port do podłączenia joysticka (joystick port, game port)

Port szeregowy

Jest portem asynchronicznym. Sygnały danych przekazywane są przewodami od jednego urządzenia do drugiego, każde z nich pracuje przy innej częstotliwości zegara.

Określenie COM port dotyczy nazwy, pod jaką system DOS widzi porty w PC (od COM1 do COM4). Skrót pochodzi od słowa komunikacja, gdyż w swoim czasie port szeregowy był jedynym środkiem komunikacji pomiędzy PECETEM.

Zalety portu szeregowego;

• niski koszt

• duże rozpowszechnienie

Wady :

• powolna praca - standardowa od 50 do 115200 b/s. Prowadzenie kontroli wyklucza dwa spośród dziesięciu bitów połączenia szeregowego tak, więc użyteczne jest tylko 80% nominalnej szybkości przesyłu. Przy 115200 b/s można przesłać max 92160 bitów na sekundę, czyli 11520 bajtów na sek.

Podstawowa wersja komunikacji szeregowej wymaga tylko trzech przewodów;

• jednego do przesyłania danych z portu;

• drugiego do przyjmowania danych;

• trzeciego do uziemienia pierwszego i drugiego.

Rodzaje eliminacji zakłóceń (sygnałów, fal itd.);

• separacja

• zerowanie

• uziemienie

W porcie szeregowym (RS -232C) sygnały przyporządkowane są odmiennym pionom - pin, na który urządzenie DTE wysyła dane połączony jest z pinem, poprzez, który urządzenie DCE przyjmuje dane.

DTE

Takie zróżnicowanie pozwala na połączenie urządzeń DTE i DCE kablem bezpośrednim (straight cable). Połączenie dwóch urządzeń DTE lub DCE wymaga skrzyżowania przewodów (cross - over cable).

Urządzenia podłączane szeregowo

Urządzenie Typ Potrzebny kabel

PC DT Cross -over

Modem DCE Straight - through

Myszka DCE Straight - through

Trackball DCE Straight - through

Digitizer DCE Straight - through

Skaner DCE Straight - through

Drukarka szeregowa DTE Cross -over

Plotter szeregowy TE Cross -over

W komputerach PC spotyka się dwa rodzaje złączek portów szeregowych:

• 25 -pin owe typu D - shell

• 9 - pin owe typu D - shell

Sercem obwodów portu szeregowego jest kość UART. Universal Asynchronous Receiver (Transmitter). Której zadaniem jest przekształcenie danych z postaci równoległej, w jakiej znajdują się one we wnętrzu PC do postaci szeregowej.

Ewolucja UART

• UART 8250 - najstarszy, najwolniejszy.

• UART 16450 - szybszy, wprowadzający jednak błędy w środowisku wielozadaniowym

• UART 16550 - wersja ulepszona zawierająca wewnętrzny bufor, eliminujący błędy w komunikacji

Porty szeregowe znajdujące się na płycie głównej, a także niektóre karty I/0 często nie są wyposażone w układy, UART. Ich rolę pełnią wyspecjalizowane pod tym kątem obwody, powielające od jednej do trzech funkcji układów UART.

Przerwania w porcie szeregowym.

Kiedy port szeregowy otrzymuje jakiś znak ze świata zewnętrznego, musi przekazać tę informację do mikroprocesora.

Każdemu portowi przypisuje się przerwanie o jakimś numerze, dzięki któremu PC rozpoznaje, który z portów wymaga obsługi.

Często dwóm portom przypisane zostaje przerwanie o takim samym numerze. Jest to przyczyną konfliktu np.; modem i myszka.

Port szeregowy - INICJALIZACJA

Przed wykorzystaniem portu szeregowego konieczne jest zaprogramowanie układu UART do pracy z daną szybkością i przy odpowiednich parametrach.

INICJALIZACJA w przypadku oprogramowania komercyjnego (pracującego pod DOS, OS/2 czy Windows) dokonuje się automatycznie.

Inicjalizacja ręczna

DOS - polecenie MODE np.; MODE COM 1 9600,n,8,1,p zapewnia konfigurację pierwszego portu szeregowego (COM 1) do transmisji przy szybkości 9600 b/s bez kontroli parzystości, przy 8 - bitowym słowie danych, jednym bicie stopu, powtórzenia są dopuszczalne.

Windows 3.1 - plik WIN. INI, np.;

[ports]

COM1: = 9600,n,8,1

COM2: = 9600,n,8,1

COM3: = 9600,n,8,1,p

COM4: = 9600,n,8,1

Windows 95 - Menedżer Urządzeń (ikona System w Panelu Sterowania)

Port równoległy

Port równoległy (LPT - Line Printer, czyli drukarka wierszowa)

W PC instalowano trzy porty równoległe LPT1, LPT2, LPT3.

Windows 95 pozwala na zainstalowanie 128 portów w jednym PC.

Ewolucja;

• SPP (Standard Parallel Port) - od 50 do 150 KB/s, przesył danych w jednym kierunku: od PC do drukarki

• PS/2 (druga generacja) - pełna komunikacja dwustronna

• EPP (Enhance Parallel Port) - zwiększenie szybkości transmisji do ok. 2000 KB/s , co stawia porty równoległe na równi z niektórymi magistralami.

Zastosowanie;

Dawniej;

• do połączenia PC z drukarką

Obecnie;

• do połączenia dwóch PC

• do podłączenia PC do sieci

• do podłączenia PC do modemu

• do podłączenia napędu dysku twardego

Game port

Zgodnie ze specyfikacją HPC multimedialny PC powinien posiadać game port, czyli 15- pinowy port do podłączenia jednego lub dwóch joysticków.

Joystick jest dwuwymiarowy czujnikiem położenia absolutnego, co oznacza, iż potrafi wskazać na płaszczyźnie pożądane położenie.

Myszka jest urządzeniem, które wskazuje przesunięcie względne.

Joystick wskazuje miejsce, myszka zaś ruch.

Modem potrzebny jest do połączenia multimedialnego PC ze światem.

Modemy pozwalają na:

• wymianę plików

• łączenie się z tablicami elektronicznymi

• ściąganie grafiki i sekwencji video

• wymianę informacji z kimś znajdującym się na drugim końcu świata

• itp.

Modem - zasada działania

Słowo modem pochodzi od skrótu MODulatory DEModulator opisującego jego funkcje.

Modem wytwarza jeden lub więcej stałych tonów zwanych falami nośnymi, które zmieniane lub modulowane są danymi cyfrowymi.

Najprostszą formą modulacji jest zmiana częstotliwości fali nośnej w taki sposób, iż jedna wartość częstotliwości reprezentuje cyfrową jedynkę, a inna wartość cyfrowego zera (Bell103).

Szybkość pracy modemu, jego współczynnik przesyłu danych, mierzona jest w bitach na sekundę (bps) - bitach danych przesyłanych z jednego modemu przez linię telefoniczną do drugiego modemu.

Szybkość przesyłu danych linią niekoniecznie określa przepustowość modemu gdyż większość modemów nadaje własną warstwę kodu swoim sygnałom. Zamiast przesyłać pojedyncze bity, modem grupuje je i nadaje takim grupom oznaczenia kodowe.

Im wyższa szybkość pracy modemu, tym większe grupy oraz bardziej zróżnicowane kody wymagane podczas przesyłania.

Modemy pracują z wieloma różnymi szybkościami, a każde z nich określona jest przez jeden lub kilka standardów komunikacyjnych zapewniających nawiązanie łączności pomiędzy dwoma modemami.

Standard narzuca nie tylko rodzaj modulacji, ale również sposób potwierdzenia stosowany przy wymianie informacji między dwoma modemami.

Modemy „uzgadniają” największą możliwą dla obu (oraz linii telefonicznej) szybkości transmisji, a także sposób detekcji błędów i ewentualnie protokoły kompresji danych.

Zmiany tonów i hałasy dochodzące ze słuchawki na początku łączności modemowej pochodzą właśnie z procesu uzgodnienia sygnałów.

Kilka współczesnych standardów modemowych

Standard Maksymalna Uwagi

Szybkość (bps)

Bell 103 300 Standard tylko w USA

Bell 212A 1200 Standard tylko w USA

V.22 1200 Jak Bell 212 A lecz z inną

techniką przetwarzania

V.22bis 2400 Pierwszy szerzej wykorzystywany

standard ITU w USA

V.32 960 Zapewnia również 4800

V.32 bis 14400 Standard ITU

V.32 FC 28800 Własny protokół Rockwella

V.32 turbo 1920 Własny protokół At & T

V.34 28800 Standard ITU

V.42 DNA Korekcja błędów

V.42 bis DNA Kompresja danych (do 4x)

W danym modemie jeden standard nie wyklucza innego.

Większość współczesnych modemów wyposażona jest w procesor DSP (digital signal processor) syntezujący ich sygnały dzięki przeprowadzeniu układu DSP modem będzie rozumiał inny standard.

Standard MNP

Poszczególne odmiany standardu MNP

MNP Class1 - Poświęca szybkość dla eliminacji błędów transmisji

MNP Class2 - Podobny protokół korekcji błędów zapewniający wyższe osiągi (o około 16%)

MNP Class3 - Protokół synchroniczny usuwający ze strumienia danych bity startu i stopu, zwiększający przepustowość

MNP Class4 - Protokół korekcji błędów zapewniający również i najprostsze algorytmy kompresji

MNP Class5 - Protokół kompresji zapewniający współczynnik rzędu 1: 2, co efektywnie podwaja szybkość transmisji

MNP Class6 - Protokół zapewniający modemom uzgodnienie najwyższej możliwej szybkości transmisji (z lub bez kompresji)

MNP Class7 - Bardziej efektywny algorytm kompresji niż w MNP5

MNP Class9 - Uproszczony protokół redukujący ilość bajtów organizacyjnych w pakiecie danych

MNP Class10 - kilka rozszerzeń zapewniających lepszą pracę modemu w przypadku wykorzystania linii telefonicznych kiepskiej jakości

MODEM. TECHNIKI ZAAWANSOWANE.

Multimedia, a zwłaszcza video konferencje stawiają nad modemami szczególne wyzwania - złączenie głosu, danych i obrazu dla przesłania ich jednym połączeniem wymaga niemal tak szerokiego pasma, jak w przypadku TV.

Technologie:

SVD (Simultaneous Voice and Data) - umożliwia jednocześnie upakowanie i głosu i video;

• Veice View - system szybko i niezauważalnie przełącza się między przesyłaniem głosu i danych, bez zmieniania aktualnych sygnałów

• Voice Span - przekształcz głos do postaci cyfrowej i pakuje go wraz z innymi danymi w indywidualne pakiety o stałej długości

• DSVD - technologia nowsza pracująca podobnie jak Voice Span.

FAX - MODEM

Generacje technologii faksu;

• Grupa 1 - Modem analogowy, standardowy równoważnik modemu danych Bell 103, transmisja jednej strony w ciągu sześciu minut

• Grupa 2 - Ulepszone analogowe technologicznie, dwukrotnie zwiększające szybkość transmisji do trzech minut na stronę

• Grupa 3 - Ogólno światowy standard cyfrowego faksu pozwalający na przesłanie jednej strony w ciągu 20 do 60s.

• Grupa 4 - Standard faksu o super osiągach o rozdzielczości do 400 x 400 dpi.

Wszystkie fakso-modemy dla PC należą do grupy 3.

Zasadnicze standardy wykorzystywane do faksowania danych;V.17, V.27ter, V.29, V.34.

Podobnie jak modemy danych, tak i faksy - modemy muszą łączyć się z PC za pomocą swego oprogramowania.

W przeciwieństwie jednak do jednego standardu obowiązującego dla modemów danych, wśród fakso - modemów nie istnieje jeden powszechny standard, wyróżnia się natomiast dwie klasy poleceń.

Standardowy zestaw poleceń dla fakso - modemów :

• Class 1 - standard wcześniejszy, większość przetwarzania dokumentu wykonywana jest przez oprogramowanie PC. Wynikowe dane faksu przesyłane są do modemu dla dokonania samej transmisji

• Class 2 - zapewnia przeniesienie pracy związanej z przygotowaniem faksu do samego fakso - modemu. Hardware modemu prowadzi kompresję danych oraz deteksję błędów transmisji.

Funkcje systemu GSM

• zapewnienie ciągłości komunikacji w obrębie krajów europejskich, niezależnie od operatora sieci, lokalnej abonenta i jego przemieszczania się podczas łączności

• możliwość przesyłania głosu i danych w kanale komunikacyjnym

• indywidualne rozliczenie abonentów niezależnie od miejsca pobytu

• pełne identyfikacje abonenta

• duża wierność transmisji bez możliwości podsłuchu

• zapewnienie połączeń i usług z istniejącymi i projektowanymi sieciami publicznymi

• lepsze wykorzystanie pasma częstotliwości niż w systemach analogowych

• konfigurowanie systemu bez ograniczeń w miarę wzrostu gęstości abonentów lub zwiększenia się ruchu w obrębie komórki

• obniżenie ceny usług (permanentne usiłowanie)

Koncepcja sieci komórkowej opiera się na podziale całego obszaru na komórki, o kształcie wieloboku heksagonalnego, w którym jest centralnie umieszczona nieruchoma stacja bazowa do obsługi użytkowników ruchomych w obrębie komunikacji.

Wielkość komórek, ich rozmieszczenie, kształt i liczba na danym obszarze mogą ulegać zmianie.

STRUKTURA SIECI KOMÓRKOWEJ DLA SYSTEMU GSM

STACJE BAZOWE

Makrokomórka - obszar o promieniu od 1 km do 28 km obejmujący tereny leżące poza miastem, o niewielkich skupiskach ludności, a także szybko przemieszczających się abonentów.

Mikrokomórka - obszar o promieniu od 100 m do 1 km obejmujący głównie tereny miejskie, osiedla i duże skupiska ludności przeznaczone dla pieszych lub prawie stacjonarnych użytkowników systemu zwykle znajdujących się w terenie otwartym.

Pikokomórka - obszar o promieniu poniżej 100m, stosowany głównie wewnątrz obiektów o szczególnym zagęszczeniu terminali aktywnych na tym obszarze.

Sieć komórkowa

Na sieć komórkową składają się dwa podstawowe elementy;

• radiowe bazowe stacje nadawcze emitujące fale radiowe (zastępują łącza tradycyjnej radiofonii), których połączenie i konfiguracja wyznaczają zasięg pokrycia sygnałem

• sieć stacjonarna, której części składowe dokonują wzajemnych połączeń, sieci z siecią przewodową, nie komórkową.

Struktura sieci cyfrowej GSM 900

stacje ruchome MS są to terminale (telefony komórkowe) przeznaczone dla abonenta. Istnieje duża różnorodność telefonów komórkowych

• podręczne

• przenośne

• przewoźne

Każdy terminal komórkowy ma wbudowany fabrycznie, zakodowany i niepowtarzalny numer produkcyjny, ustalony wg międzynarodowego kodu identyfikacyjnego.

Zapewnia to operatorowi systemu, że nieuprawnione, skradzione lub podrobione urządzenie nie będzie akceptowane przez system.

Oprócz numeru identyfikacyjnego do uruchomienia terminala wymagane jest także wprowadzenie kodu modułu identyfikacyjnego abonenta SIM i podanie kodu osobistego PIN.

Stacje bazowe - są niezbędne do obsłużenia pojedynczej komórki, lokalizuje się je w najlepszych pod względem pokrycia radiowego obszarze komórki.

Stacja bazowa BTS komunikuje się przez interfejs radiowy ze stacjami ruchomymi MS, a przez interfejs A- bis jest połączona ze sterownikiem stacji bazowej BSC.

Główne funkcje stacji bazowej

• wykrywanie zgłoszeń stacji ruchomych

• przetwarzanie sygnału w kierunku nadawczym i odbiorczym

• szyfrowanie, rozszyfrowanie sygnałów przesyłanych w kanale radiowym

• przekazywanie wyników pomiarów własnych oraz wyników otrzymywanych od stacji ruchomych do sterowników BSC

• realizacja przełączania częstotliwości

• zapewnienie synchronizacji między stacją ruchomą i bazową

Sterowniki stacji bazowej BSC

Sterowniki stacji bazowej BSC spełnia funkcję koncentratora dla stacji bazowych. Obydwa kierunki połączeń sterowników BSC, każdy o przepływności 2 Mbit/s , są znormalizowane i oznaczone jako interfejs A (między sterownikiem BSC, a centrum komunikacji MSC) i jako interfejs A - bis (między sterownikiem BSC, a stacjami bazowymi BSC).

Główne funkcje sterowników BSC

• modelowanie pola radiowego za pomocą anteny adaptacyjnej

• sterowanie mocą nadajników stacji ruchomych i bazowych w celu zmniejszenia szkodliwych zakłóceń w kanałach przyległych

• inicjowanie, utrzymanie i rozłączenie kanałów radiowych z i do stacji ruchomych

• przełączenie kanałów w obrębie tej samej komórki

• konfiguracje i zarządzanie rozmównymi i sygnalizacyjnymi kanałami radiowymi w podległych im stacji bazowej

• sterowanie zmianami częstotliwości

• zarządzanie procedurą szyfrowania transmisji radiowych

• przywoływanie stacji ruchomych

• kontrola błędów i poziomu mocy sygnału odbieranego przez stacje bazowe i stacje ruchome w zajętych kanałach radiowych

• utrzymanie i nadzór połączeń między sterownikiem, a stacjami bazowymi.

Centrum komunikacji MSC wraz z bazą danych

Centrum komunikacji MSC jest centralą lub częścią istniejącej centrali wydzieloną do realizacji połączenia systemu GSM z publicznymi systemami telekomunikacyjnymi.

Centrum zarządzania OMC

Całość pracy systemu jest nadzorowana przez centrum zarządzania OMC, gdzie gromadzi się dane statystyczne o aktywności stacji, liczbie utraconych połączeń, skutecznych lub nie skutecznych, przekazywaniach łączności oraz ruchu w poszczególnych komórkach.

Karta SIM

Moduł Tożsamości Użytkownika

Niezależnie od wielkości moduł SIM zawsze zawiera w sobie kompletny układ mikrokomputera, z pamięcią ROM, FEPROM i RAM, procesorem i urządzeniami wejścia/wyjścia.

Karta SIM jest:

• kluczem i zawiera wszystkie konieczne informacje pozwalające na absolutnie jednoznaczne ustalenie tożsamości klienta w jakiejkolwiek sieci systemu GSM

• umożliwia łączność ruchomą przy użyciu każdego mikrotelefonu GSM, który jest przystosowany do pracy z kartą SIM

• zarządza ważnymi funkcjami zabezpieczenia

• gwarantuje, że tylko uprawniony abonent otrzyma dostęp do sieci.

9

R

L₁

L₂

M

E

C













35 km

40 km

60 km

20 km

15 km

Satelita radiodyfuzyjny ( 12 GHz )

Satelita telekomunikacyjny

Multimedia

Grafika

Animacja

Tekst

Projektowanie

Rzeczywistość

wirtualna

Video

Audio

Obraz cyfrowy

Technologie

multimedialne

Półprzewodniki specjalnego przeznaczenia

Telekomunikacja

Kompresja danych

Urządzenia WE / WY

Rozpoznawanie głosu

Systemy operacyjne

Systemy komputerowe

Protokoły i systemy sieciowe

KADRY

SPRZĘT

Zastosowanie informatyki w biznesie.

Organizacja pracy w sieciach komputerowych.

PROJEKCJA

SYSTEMU

LOGISTYCZNEGO

OPROGRAMOWANIE

ORGANIZACJA

Wdrożenie oprogramowania sieciowego

Zmiana struktur organizacyjnych na logistyce

ZAOPATRZENIE MAGAZYNOWE PRODUKCJA

Sztuczna

inteligencja

Łańcuchy logistyczne makroskali

Centra logistyczne

Integracja

branży

EDI

















Intranet A

Intranet B







Intranet C

Szkielet ekstranetu

Intranet prywatny

- 70

- 70

+40

potencjał spoczynkowy

potencjał czynnościowy

Kierunek rozchodzenia się

impulsu

0

+

-

Potencjał elektryczny ( mV )

DCE

DTE

DCE

DTE

sygnał wejściowy

(sygnał nadawczy)

(sygnał wyjściowy)

sygnał odbiorczy

sieć

Np. PC

np. modem

M

PC

---