Niezbędnik- teoria

1. Komponenty strukturalne sieci –podział:

Segment dostępowy: dystrybucyjny, lokalny

Segment rdzeniowy: brzegowy, dalekosiężny

1. Segment dostępowy:

Zapewnia użytkownikom dostęp do sieci

Urządzenia segmentu dostępu do sieci działają w warstwie 2 modelu ISO/OSI

i udostępniają usługi działające w tej warstwie np. Przełączniki Ethernet, ONU, ONT

1. Segment dystrybucji:

Zapewnia łączność opartą na regułach.

Urządzenia segmenty dystrybucyjnego są punktem wyznaczającym zasięg sieci dostępowej i są to przełączniki działające na poziomie warstwy 2 i 3 modelu ISO/OSI

Formuje ruch w sieci dostępowej

1. Segment szkieletowy:

Zapewnia optymalną transmisję danych między oddalonymi lokalizacjami

Jest budowany jako bardzo szybka sieć przełączana

Jest często nazywany siecią szkieletową lub rdzeniem sieci

Infrastruktura segmentu szkieletowego powinna charakteryzować się nadmiarowością połączeń w celu zapewnienia stabilności działa sieci w przypadku awarii urządzeń lub łączy

1. Podział widma elektormagnetycznego:

fale: akustyczne, radiowe; podczerwień; światło widzialne; ultrafiolet; promienie X, gamma, kosmiczne

1. Podział mediów transmisyjnych:

Przewodowe: kable miedziane, kable światłowodowe, falowody

Bezprzewodowe: radiowe, satelitarne, mikrofalowe

1. Podział mediów przewodowych:

a) Kable miedziane: symetryczne, niesymetryczne

b) Kable miedziane:

- Typu skrętka: parowe, czwórkowe, wielo –parowe, -czwórkowe

- Współosiowe: litym/spienionym polietylenem, komorowe

- Proste: dwa przewody, wiązki przewodów, płaskie taśmy

1. Podział kabli na grupy:

Kable do transmisji danych

Kable teleinformatyczne

Telekomunikacyjne kable instalacyjne

Przewody koncentryczne (współosiowe)

1. Skrętka:

Składa się z dwóch skręconych przewodów miedzianych, których parametry elektryczne względem ziemi są prawie identyczne. Taki układ 2 przetworników tworzy linię symetryczną zrównoważoną. Skręcenie przewodów ze splotem jeden zwój na ok 6-10cm ma na celu osłabienie indukcji elektromag. zakłóceń na transmitowane sygnały.

Rodzaje:

Kabel nieekranowany UTP (Unshielded Twisted Pair)

Kabel ekranowany STP (Shielded Twisted Pair)

Kabel foliowany FTP (Folied Twisted Pair)

Kabel foliowany z ekranem S-FTP

Kabel podwójnie ekranowany S-STP

1. Parametry Skrętki

-Pasmo: 100kHz ÷ 5MHz dla pojedynczej skrętki (wieloparowe), 100kHz ÷ 600MHz

dla skrętki czteroparowej

-Impedancja charakterystyczna: zależy od średnicy żył (wieloparowe), 100, 120, 150Ω

dla skrętki czteroparowej.

-Przepustowość: 8MG/s dla pojedynczej skrętki (wieloparowe), 1GB/s dla skrętki czteroparowej

-Zasięg: do kilku metrów dla pojedynczej skrętki (wieloparowe), 100m dla skrętki czteroparowej

1. Parametry kabli koncentrycznych:

-Pasmo: do 2GHz

-Impedancja charakterystyczna 50, 75 Ω (rzadko 93 Ω)

-Przepustowość od 2Gb/s

-Do kilku kilometrów dla kabli magistralnych, do kilkuset metrów dla kabli

abonenckich

1. Kable energetyczne PLC:

Służą do przesyłania energii elektrycznej; do ułożeń na stałe i połączeń ruchomych

Pracują na liniach energetycznych niskiego napięcia gdzie wykorzystywane są do:

kontroli i sterowania wyposażeniem, monitoringu, dostępu do Internetu

-Pasmo 3-148kHz

-Przepustowość: kilkadziesiąt Kbit/s

Urządzenie nadawczo-odbiorcze są dołączane bezpośrednio do linii energetycznych

1. O właściwościach łącza światłowodowego decydują:

typy zastosowanego włókna, źródła światła, fotodetektory, wzmacniacze optyczne, optyczne elementy komutacyjne

1. Podział światłowodów:

a) Wielomodowe MMF:

-gradientowe- mają warstwową budowę rdzenia. Współczynnik załamania

zmienia się, maks. wartość na osi rdzenia, zaś min. na granicy z płaszczem. Mody

poruszają się po łukach z tą sam

-skokowe- jednolitą budowę rdzenia. Mody poruszają się skokowo odbijając się na

granicy rdzenia i płaszcza.

b) Jednomodowe SMF- we włóknie występuje tylko mod podstawowy. Średnica

rdzenia jest mała (zwykle 9 um), a sygnał wprowadza się za pomocą lasera (wiązka

skupiona)

Podział:

-ze skokową zmianą współczynnika załamania, zerową dyspersją

-z przesuniętą dyspersją

-NZDS-SMF

-rozwiązania firmowe np. światłowód z „pustym rdzeniem”

Długości światła w światłowodzie to: 850nm, 1300 nm, 1550nm

1. Mod-pojęcie:

Pojedynczy rodzaj drgań własnych światłowodu, spełniający równanie falowe z warunkami brzegowymi zależnymi do wymiarów i konstrukcji światłowodu, potocznie pojedynczy promień optyczny rozchodzący się we włóknie

1. Sygnały i szumy w światłowodach:

Rozpraszanie, pochłanianie, nieregularności powstałem podczas produkcji rdzenia lub chropowatości występujące na granicy między rdzeniem a płaszczem, dyspersja chromatyczna

1. Tłumienie:

Jest wyniki strat materiałowych i falowodowych

-starty materiałowe są wynikiem fizycznych właściwości rdzenia

-stary falowodowe są wynikiem niejednorodności światłowodu takich jak:

odkształcenia geometryczne oraz nierówności w rozkładzie współ. załamania światła

1. Dyspersja:

Zmienia kształt sygnału i powoduje jego „rozmycie” i „rozpływanie się” w czasie i przestrzeni wraz z odległością. Zniekształcenia ta mają ogromne znaczenie przy szybkości transmisji.

Dyspersją w ośrodku przeźroczystym nazywamy zależność prędkości fazowej fali świetlnej v do jej długości λ. Od długości fali zależy również współ. załamania światła n=c/v

1. Parametry światłowodów:

- Pasmo: dla dł. fali: 1310-1550nm ok 200THz, oznacza to uzyskanie przepływności

w 1 włóknie światłowodowym rzędu 100Tbit/s dla 1 dł. fali

- Przepustowość: Teraz- 2.5Gbit/s, Przyszłość- 10Gbit/s, 40Gbit/s, nx2,5Gbit/s

- Zasięg: dla włókien gradientowych ok 2.5km, dla włókien jednomodowych 100

150km

1. Linia długa:

Linia, której dł. l jest porównywalna z dł. λ rozchodzącej się w niej fali elektromagnetycznej.

Podział:

- linia jednorodna, wszystkie parametry linii są równomierne rozłożone wzdłuż linii

- linia linearna, parametry linii nie zależą od wartości prądu ani napięcia w danym

punkcie linii

- linia symetryczna, parametry wszystkich przewodów linii są jednakowe

- linia bezstratna, rezystancja R oraz konduktancja G są równe 0. Wyidealizowany

przypadek linii długiej, który nie istnieje.

Parametry pierwotne linii długiej:

Ro [Ω/m] rezystancja obu przewodów linii

Lo [H/m] indukcyjność układu obu przewodów

Co [F/m] pojemność między przewodami

Go [S/m] konduktancja upływu między przewodami

Parametry wtórne linii długiej:

α – stała tłumienia

β – stała fazowa

Zc- impedancja falowa

1. Linia kablowa dostępowa:

Linia łącząca stronę linową przełącznicy sieci rdzeniowej z punktem dystrybucyjnym znajdującym się w budynku.

Budowa:

1. z kabli nieopancerzonych i opancerzonych z przewodami metalowymi

2. z kabli światłowodowych dielektrycznych nieopancerzonych i opancerzonych

3. z samonośnych kabli z przewodami metalowymi lub światłowodami na podbudowie ze słupów drewnianych lub prefabrykowanych

1. Technologie budowy kablowych sieci dostępowych:

- W kanalizacji kablowej- na terenie miast i niekiedy poza nimi

- Sieć rozdzielcza nadziemna- na obszarach poza miejskich, na terenach wiejskich o

małej gęstości abonentów, gdy sieć doziemna jest niemożliwa lub nieopłacalna, w

miastach jeżeli nie ma możliwości budowy kanalizacji i uzyskano zgodę

1. Stacje/Centrala macierzysta/Moduły

1. Linie:

1. Sieci kablowe kablowe:

1. FITL (Fibre In The Loop)

Systemy wykorzystujące technikę światłowodową, która zakłada stosowanie nośników optycznych w magistralnej oraz rozdzielczej części sieci telekomunikacyjnej.

Rodzaje:

FTTH (Fibre To The Home) – światłowód doprowadzany do mieszkania

FTTB (Fibre To The Bulding) – światłowód doprowadzany do budynku

FTTC (Fibre To The Curb) – światłowód doprowadzany do szafki przy ulicy

Pozostałe:

FTTF (Fibre To The Floor)- światłowód do piętra

FTTD (Fibre To The Distrubution)- światłowód do szafki rozgałęźnej

FTTZ (Fibre To The Zone) – światłowód do kontenera

FTTO (Fibre To The Office) – światłowód do biura

1. HFC (Hybrid Fiber Coax):

Rozwiązanie które łączy się w obszarze sieci dostępowej sygnały przesyłane kablami współosiowymi i światłowodami

1. ODN (Optical Distribution Network):

optyczna sieć dystrybucyjna, która składa się z fizycznych połączeń pomiędzy zakończeniem linii światłowodowej OLT, a optycznymi jednostkami sieciowymi ONU

Rodzaje:

- PON (Passive Optical Network)

technika transmisji po pojedynczym włóknie światłowodowym.

Warianty topologiczne: szyna, gwiazda, drzewo.

Zbudowane z pasywnych elementów optycznych. Medium transportowym jest

światłowód jednomodowy, sygnał jest rozdzielany na kilka wiązek, współ. podziału

od 1:2 do 1:65, zależny od oczekiwanego zasięgu danego odcinka światłowodu,

nie wymagają zasilania

Konfiguracja: punkt-punkt, punkt-wielopunkt

- AON (Active Optical Network)

Zbudowane z aktywnych elementów optycznych (odbiornik/nadajnik). Wykorzystują

Technologię PDH lub SDH w postaci ringu, służy do zapewnienia połącznia z siecią

publiczną, optyczne jednostki sieciowe ONU regenerują sygnał w światłowodzie,

zapewniając połączenie poprzez łącza końcowe z abonentami systemu

1. Techniki ziwlokrotniania:

- TDM (Time Division Multiplexing)- zwiększanie ilości włókien, wymuszanie

większych przepływności w pojedynczym włóknie na kolejnych poziomach

zwielokrotnienia

Parametry:

- Przepływność: 2.5Gbit/s, w przyszłości 10Gbit/s, 40Gbit/s

- Dł. fali 1310nm lub 1550nm

- Odległość między układami regeneracji 100-150km

- xWDM- wprowadzenie od kilku do kilkuset fal, będących niezależnymi kanałami

transmisyjnymi, wymagana stabilność źródeł, możliwość regeneraci sygnałów

optycznych, możliwość transmisji w obu kierunkach w jednym oknie transmisyjnym

światłowodu

1. Okablowanie strukturalne:

1. Kategorie i klasy kabli miedzianych

Amerykańska norma dzieli skrętki na 7 klas, europejska norma dzieli skrętki na 6 klas od A do F. Wskaźnikami każdej z nich są: liczba par w skrętce, częstotliwość pracy skrętki.

Klasa A- klasyczna telefonia i transmisja przy niskich f

Klasa B- systemy cyfrowe średniej przepływności binarnej

Klasa C- systemy o dużej przepływności binarnej

Klasa D- systemy o bardzo dużej przepływności binarnej

Klasa optyczna- nie ma formalnych ograniczeń na rodzaj systemu

1. Parametry okablowania:

- Mechaniczne: poprawność połączenia przewodów, dł. torów transmisji

- Propagacyjne: opóźnienie propagacji, błąd opóźnienia, stałoprądowa oporność pętli,

tłumienie, impedancja charakterystyczna i/lub straty odbiciowe

- Związane z kompatybilnością elektromagnetyczną:

- Wielkościu opisujące zjawisko przesłuchów: NEXT [dB], PSNEXT [dB],

ELFEXT [dB], PSELFEXT [dB]

- Straty zakłóceń współbieżnych LCL [dB], LCTL [dB] –miara zrównoważenia toru

- Tłumienie sprzężeniowe ac [dB], Zt [Ω/m] –miara skuteczności ekranowania

1. Szumy:

To suma nieskorygowanych elektrycznych sygnałów o różnych poziomach napięcia, częstotliwościach, pochodzących od różnych źródeł.

Rodzaje: kosmiczne, atmosferyczne, przepływu prądów, półprzewodników, konwerterów, wzmacniaczy.

Wszystkie rodzaje szumów powodują pogorszenie sygnałów użytecznych.

1. Testowanie kabli:

Strategie: testowanie odgórne, testowanie oddolne

10 podstawowych parametrów dla testowania kabli:

1. Mapa połączeń

2. Tłumienność przejścia

3. Przesłuch zbliżony -NEXT

4. Przesłuch zbliżony w jednej parze –PSNEXT

5. Wyrównany współ. przesłuchu zdalnego –ELNFEXT

6. Skumulowany współ. przesłuchu zdalnego –PS ELFEXT

7. Straty odbiciowe

8. Opóźnienie propagacji

9. Dł. kabla

10. Różnica opóźnień –delay skew

1. Pomiar opóźnienia i długości toru:

Długość:

Pomiar czasu transmisji impulsu elektrycznego przenoszonego w badanym torze, prędkość propagacji impulsu w kablu jest zależna od jego konstrukcji,

NVP (Nominal Velocity of Propagation) pozwala na określenie prędkości impulsu w stosunku do prędkości światła, pomiar dokonuje się za pomocą reflektometru

Opóźnienie:

Czas w jakim impuls przenoszony jest z jednego końca toru na drugi, proporcjonalne do współ. NVP, pomiar dokonuje się za pomocą reflektometru

1. Rozrzut opóźnienia –Dealy skew

Różnica pomiędzy najmniejszym i największym opóźnieniem

Obliczany na podstawie opóźnień dla każdej z par

Wynika z różnic w dł. poszczególnych par

Jest krytyczny dla systemów wykorzystujących wszystkie pary do jednoczesnej transmisji

Duże różnice opóźnienia pomiędzy parami mogą uniemożliwić poprawny odbiór i rekonstrukcję sygnału w odbiorniku

1. Współczynnik odbicia – return loss:

Miara uwzględniająca niedopasowanie impedancyjne

Straty te mówią ile razy sygnał na wejściu do toru jest większy od sygnału odbitego

Mierzony w dziedzinie częstotliwości i podawany w [dB]

Małe RL oznacza powrót dużej części sygnału do źródła, idealne dąży do nieskończoności, w praktyce nie przekracza 50db, a powyżej 20dB małe straty odbiciowe

1. Przesłuch:

Zjawisko przenikania sygnału pomiędzy sąsiadującymi w kablu przewodami

Cztery parametry:

NEXT (Near-End Crosstalk)

PSNEXT (Power Sun Near-End Crosstalk)

ELFEXT (Equal Level Far-End Crosstalk)

PSELEFEXT (Power Sun Equal Level Far-End Crosstalk)

1. ACR –Attenuation to crosstalk ratio:

Różnica pomiędzy NEXT`em i tłumiennością, która odpowiada stosunkowi sygnału do zakłóceń przenikowych

1. Podział modulacji:

Typu ciągłego: Amplitudowe, Kątowe (Częstotliwości, Fazy)

Typy nieciągłego: Amplitudy impulsów, Szerokości impulsów, Położenia impulsów, Impulsowo-kodowe

1. Modulacje ciągłe:

- Modulacja amplitudy- najprostsza metoda modulacji, dająca jako produkt sygnał o jednej tylko częstotliwości. Binarnej jedynce odpowiada jej wysoki poziom, binarnemu zeru niski, częstotliwość i faza sygnału pozostają bez zmian. Łatwa w realizacji, ale posiada niski stopień odporności na zakłócenia

- Modulacja częstotliwości- zmiana częstotliwości sygnału nośnego odpowiednio do modelującego strumienia cyfrowego, amplituda w tego rodzaju modulacji pozostaje na stałym poziomie. Binarna jedynka reprezentuje jedną częstotliwość, binarne zero przez drugą. Niedroga i łatwa do realizacji.

-Modulacja fazy- skokowa zmiana fazy sygnału częstotliwości nośnej. Wielkość zmiany jest determinowana przez wejściowy strumień bitów. Klucz przełączający fazę może być uczulony na zmianę wywołaną przez pojedyncze bity lub ich serie, dostępna staję się więc modulacja wielofazowa

-Kwadratowa modulacja amplitudy- jest kombinacją modulacji amplitudy i fazy. Działa podobnie do modulacji fazowej, z tym że sygnał nośnej może być transmitowany z dwoma lub więcej poziomami amplitudy. Bardziej skomplikowana metoda stosowana głównie w modemach o prędkości transmisji 9600bps lub większej