TELEINFORMATYKA W EDUKACJI, Teleinformatyka


Edukacja na odległość zawdzięcza swój dynamiczny rozwój postępowi w telekomunikacji. Każdy kto pragnie zająć się kształceniem na odległość musi, oprócz sposobów i metod nauczania posiadać również minimalny zakres wiedzy dotyczących ogólnych zagadnień związanych z teleinformatyką. Nauka ta powstała na styku dwóch dziedzin: telekomunikacji
i informatyki, a słowo teleinformatyka powstało przez połączenie słów telekomunikacja
i informatyka.

Polskie słowo teleinformatyka ma na świecie swój angielski odpowiednik telematics, co na język polski możemy przetłumaczyć jako telematyka.

Wprowadzenie do telekomunikacji

Termin telekomunikacja pochodzi od greckiego słowa tele (odległy) i francuskiego communicare (dzielenie się z kimś). Połączenie tych słów oznacza przekazywanie dowolnych wiadomości na odległość bez wnikania, w jaki sposób i jakimi środkami zostanie ta usługa zrealizowana.

Komisja działająca przy Międzynarodowej Unii Telekomunikacyjnej (ITU) zaproponowała następującą definicję dla określenia telekomunikacji:

Telekomunikacja obejmuje dowolną transmisję, emisję lub odbiór znaków, sygnałów, tekstów pisanych, danych, grafiki, obrazów ruchomych i dźwięków poprzez przewody, drogą radiową lub za pomocą światła oraz za pomocą innych systemów elektromagnetycznych. Transmisja na odległość odbywa się poprzez metalowe kable, światłowody, ziemskie stacje nadawcze oraz łącza satelitarne, zarówno w postaci sygnałów analogowych, jak i cyfrowych. Usługi telekomunikacyjne obejmują: łączność telefoniczną, telegraf, teleks, przesyłanie danych, faks, radio i telewizję oraz pocztę elektroniczną.

Wraz z rozwojem technologii cyfrowych wzrosła możliwość zbudowania pomostu pomiędzy współczesną telekomunikacją, a nowoczesną technologią komputerową, dając sposobność do stworzenia nowej, bardzo dynamicznie rozwijającej się technologii informacyjnej Globalnej Sieci Komputerowej Internet, oferującą swobodny dostęp do praktycznie nieograniczonych, multimedialnych zasobów informacyjnych w różnych rejonach świata. Połączenie technologii komputerowych z usługami telekomunikacyjnymi zaowocowało powstaniem nowej dziedziny wiedzy, teleinformatyki.

Telekomunikacja ma również zastosowanie w tak zwanych niepublicznych dziedzinach jak: meteorologia, lotnictwo cywilne, komunikacja morska, zdalne odczytywanie pomiarów, technika radarowa i telemetryczna oraz siły zbrojne, gdzie przydziela ona zakres częstotliwości oraz określa pewną charakterystykę transmisji.

Warto tutaj również wspomnieć tutaj o analogowej i cyfrowej telefonii komórkowej oraz o telekomunikacji satelitarnej. Analogowa i cyfrowa telefonia komórkowa cieszy się w obecnych czasach dość dużą popularnością. Nazwa "komórkowa" pochodzi od sposobu przekazywania sygnału. Obszar, na której działa operator telekomunikacyjny jest podzielony na przestrzenne komórki, w których znajduje się przekaźnik radiowy transmitujący sygnał do i od telefonu na tym obszarze. Pracą przekaźników zarządza centrala, której zadaniem jest identyfikacja komórki, w której znajduje się telefon, oraz przerzucanie trwających rozmów między sąsiednimi komórkami w czasie, na przykład jazdy samochodem oraz łączenie z tradycyjną kablową infrastrukturą telefoniczną.

Jednym ze standardów telefonii komórkowej, stosowanym w ponad 80 krajów świata, a wykorzystującej cyfrowy sposób kodowania transmitowanego sygnału, jest GSM - Global System for Mobile communication.

Wiek XX to intensywny rozwój technologii i usług telekomunikacyjnych. Powstały nowe dziedziny telekomunikacji związane z przesyłaniem głosu, dźwięku obrazu i komputerowych danych.

Ze względu na zastosowanie przekazów rozróżnia się następujące rodzaje telekomunikacji:

Telekomunikacja porozumiewawcza. Dotyczy dwukierunkowego przekazywania wiadomości pomiędzy dwoma lub wieloma punktami. Przesyłanie informacji odbywa się wyłącznie pomiędzy nadawcą i odbiorcą.

Telekomunikacja rozsiewcza. Dotyczy jednokierunkowego przekazywania informacji z jednego punktu (stacja nadawcza) do wielu punktów (odbiorcy). W tym sposobie przekazywania informacji nie określa się liczby odbiorców.

Telekomunikacja zbiorcza. Dotyczy jednokierunkowego zdalnego przekazywania (zbierania) informacji z określonych punktów pomiarowych lub badawczych do jednego punktu zbiorczego (centrum).

Ze względu na rodzaj przekazywanych informacji wyróżniamy następujące rodzaje telekomunikacji:

W procesie przekazywania informacji, ze względu na rodzaj wykonywanych operacji, wyróżnia się odrębne dziedziny telekomunikacji. Te dziedziny to:

Łącza komunikacyjne

Łącza komunikacyjne służące do transmisji danych to zespół środków technicznych, które umożliwiają ich przesyłanie pomiędzy dwiema oddalonymi punktami sieci teleinformatycznej. Takim przykładowym elementem łącza jest kanał telefoniczny, przystosowany do przesyłania sygnałów analogowych. Ze względu na rodzaj transmisji wyróżniamy następujące rodzaje łączy:

Podczas transmisji analogowej przenoszony jest ciągły sygnał w całym paśmie częstotliwości. Po stronie abonenta wymagane są modemy, natomiast podczas transmisji cyfrowej sygnał jest przenoszony w postaci cyfrowej i wymienione wcześniej modemy są już niepotrzebne.

Ze względu na sposób trasowania torów telekomunikacyjnych wyróżniamy następujące rodzaje łączy:

Łącza komutowane to najtańsze i jednocześnie łatwo dostępne łącza telefoniczne, charakteryzujące się niewielkim natężeniem ruchu. Ich przeciwieństwem są łącza dzierżawione, charakteryzujące się dużym natężeniem ruchu.

Ze względu na charakter medium wyróżniamy następujące rodzaje łączy:

Łącza kablowe możemy podzielić na:

Natomiast łącze bezprzewodowe możemy podzielić, ze względu na stosowany do przesyłania informacji zakres widma elektromagnetycznego, na:

Ze względu na szybkość transmisji wyróżniamy następujące rodzaje łączy:

Media transmisyjne

Umożliwiają one fizyczne rozchodzenie się fal akustycznych, elektrycznych, radiowych i świetlnych. Możemy je podzielić na:

Przekaz bezprzewodowy może odbywać się za pomocą światła podczerwonego oraz za pomocą mikrofalowych łączy radiowych i satelitarnych.

Media kablowe. Najczęściej spotykane media telekomunikacyjne to przewody kablowe: miedziane i światłowodowe.

Linia telefoniczna jest najprostszym i najstarszym medium transmisyjnym. Składa się ona z przewodów miedzianych w izolacji (kabel prosty), linii kablowych (skrętka) i linii napowietrznych. Pomimo wielu wad kable proste są nadal z powodzeniem stosowane w telekomunikacji.

Kabel światłowodowy jest obecnie najlepszym medium transportowym stosowanym w telekomunikacji. Transmisja światłowodowa polega na prowadzeniu przez włókno szklane spójnego światła generowanego przez laser. Kabel światłowodowy charakteryzuje się znikomym efektem tłumienia, a także, co jest ważne, odpornością na zewnętrzne pola elektromagnetyczne.

Media bezprzewodowe. Do przekazywania informacji w telekomunikacji stosuje się dwa rodzaje bezprzewodowego medium transportowego WLAN (Wireless Local Area Network):

Bezprzewodowe łącza w podczerwieni stosuje się na otwartym terenie lub w pomieszczeniach budynków. Źródłem promieniowania w podczerwieni są diody elektroluminescencyjne LED (Light Emitting Diode) lub diody laserowe. Źródła te charakteryzują się szerokim pasmem modulacji, promieniowaniem wąskiej wiązki przestrzennej, wąskim widmem optycznym, niewielkimi rozmiarami i stosunkowo małym prądem zasilania. Zasadniczą zaletą bezprzewodowych łącz w podczerwieni jest brak potrzeby uzyskiwania licencji na ich stosowanie przez odpowiednie agencje rządowe oraz możliwość łatwego kreowania kierunkowej wiązki transmisyjnej o wysokim skupieniu przesyłanej energii. Inna zaleta komunikacji bezprzewodowej polega na elastyczności w konfigurowaniu sieci w zależności od aktualnych wymagań i potrzeb, szczególnie tam gdzie jest utrudnione okablowanie (np. hale produkcyjne) lub jest jego brak (bezdroża, tereny podmokłe lub tereny wiejskie).

Podstawową wadą komunikowania się w podczerwieni jest niewielki zasięg nie przekraczający kilkudziesięciu metrów oraz stosunkowo duża wrażliwość na szum
i zakłócenia pochodzącego z innych źródeł promieniowania, głównie widzialnego.

Transmisje na falach radiowych odbywają się w zakresie od 3 kH do 300 GHz z modulacją amplitudy AM lub częstotliwości FM. Zasięg fal o wysokich częstotliwościach jest w zasadzie ograniczony linią widnokręgu.

Bezprzewodowe sieci komputerowe WLAN zapewniają takie same parametry pracy jak lokalne sieci przewodowe LAN. Ich niewątpliwą zaletą jest to, że użytkownik może się swobodnie poruszać po terenie instytucji lub firmy. Najczęściej stosowana struktura sieci to Ethernet o przepustowości wynoszącej 10 Mb/s, który oferuje taki sam stopień niezawodności jak przewodowe sieci LAN i może obsłużyć kilkudziesięciu użytkowników, znajdujących się w zasięgu o promieniu kilkudziesięciu metrów, w czasie rzeczywistym.

Innym ciekawym rozwiązaniem opartym o przekaz fal radiowych, są systemy dwukierunkowej bezprzewodowej transmisji danych o zasięgu od kilku do kilkudziesięciu kilometrów.

Łączność satelitarna odbywa się w szerokim zakresie częstotliwości radiowych od 0,3 GHz do ponad 40 GHz i jest wykorzystywana w telekomunikacji satelitarnej do komunikowania się m. in. z naziemnymi (ruchomymi lub nie) obiektami.

W stacjonarnych systemach satelitarnych przekaz informacji pomiędzy abonamentami odbywa się za pomocą (jednego lub kilku) satelitów telekomunikacyjnych znajdujących się na orbitach geostacjonarnych. Systemy satelitarne znalazły zastosowanie m. in. w:

Małe stacje terminalowe VSAT przeznaczone są tylko do odbierania sygnałów lub do odbierania i nadawania sygnałów. Są one wyposażone w anteny paraboliczne o średnicy do 2,4 m dla pasma Ku; ich przepustowość nie przekracza około 2 Mb/s. Pracują w trybie bezobsługowym, zazwyczaj są monitorowane przez centralny ośrodek. Anteny paraboliczne VSAT są instalowane bezpośrednio u użytkownika.

Największe światowe systemy satelitarne to m. in. INTELSAT, którego satelity rozmieszczone są nad Oceanem Spokojnym, Oceanem Atlantyckim i Oceanem Indyjskim
i służą do zapewnienia połączeń międzykontynentalnych za pomocą kanałów telewizyjnych, telefonicznych oraz transmisji danych.

ISDN - cyfrowe sieci zintegrowane usługowo

Znaczny przełom w rozwoju sieci telekomunikacyjnych nastąpił po wprowadzeniu cyfrowej reprezen-tacji przesyłanej informacji, która przyczyniła się powstania zintegrowanej sieci cyfrowej IDN (Integrated Digital Network). Integracja dotyczy nie tylko ujednolicenia techniki transmisji i komutacji, ale również standaryzacji w zakresie rozwiązań sprzętowych
i systemowych, uniezależniając pracę sieci od typów stosowanych urządzeń i technologii, w której zostały wykonane. Zagwarantowało to bezkolizyjną współpracę podzespołów dostarczanych przez różnych producentów.

Kolejny etap ujednolicania integracji sieci telekomunikacyjnej polega na wprowadzeniu techniki transmisji sygnałów cyfrowych w łączu abonenckim, która ma wyeliminować konieczność przesyła-nia sygnałów w postaci analogowej i podnieść znaczną poprawę jakości świadczonych przez sieć usług. Jednak zdecydowanie najlepszym rozwiązaniem jest udostępnienie użytkownikowi kanału cyfrowego, który umożliwia transmisję dowolnego typu informacji. Takie podejście przyczyniło się do powstania cyfrowej sieci zintegrowanej usługowo ISDN (Integrated Services Digital Network).

Integracja usług oznacza:

System ISDN, oparty na cyfrowej sieci z integracją technik ISDN, przyjął niektóre ze standardowych wartości jej parametrów. Jednym z nich jest przepustowość podstawowego cyfrowego kanału trans-misyjnego o wartości 64 Kb/s.

Typ dostępu do sieci ISDN określa liczba i rodzaj kanałów oddanych do dyspozycji abonenta. Za abonenta uważa się w tym przypadku nie tylko fizyczną osobę, ale również dużą lub małą instytucję, przyłączoną do sieci publicznej za pośrednictwem łącza fizycznego.

W sieci ISDN użytkownik ma do dyspozycji dwa typy dostępu do kanału komunikacyjnego:

  1. dostęp wąskopasmowy (podstawowy) BRA (Basic Rate Access),

  2. dostęp szerokopasmowy (pierwotny) PRA (Primary Rate Access).

Najprostszym typem dostępu do sieci ISDN jest tzw. dostęp podstawowy. Jego strukturę tworzą dwa jednakowe, dwukierunkowe i niezależne kanały informacyjne B (każdy z nich o maksymalnej przepływności binarnej 64 Kb/s) oraz kanał D (oznaczany D16) o przepustowości 16 Kb/s. Kanały B pracują w trybie komutacji łączy i są przeznaczone do zestawiania połączeń pomiędzy parą lub większą grupą komunikujących się abonentów oraz do zdalnego korzystania ze wszelkiego rodzaju automatycznych systemów informacyjnych. Przeznaczony jest on do przesyłania sygnalizacji lub transportu danych telemetrycznych. Kanał D umożliwia transmisję danych w trybie komutacji pakietów. Dostęp podstawowy ma strukturę 2B + D16, co oznacza że przepływność użytkowa kanału podstawowego BRA wynosi 2 x 64 Kb/s + 16 Kb/s = 144 Kb/s.

Bardziej wymagający użytkownicy mogą korzystać z dostępu pierwotnego PRA do sieci ISDN. Jego główną część tworzy 30 kanałów B o właściwościach identycznych jak analogiczne kanały dostępu podstawowego.

Dostęp pierwotny PRA oferuje abonentowi znaczne szersze pasmo transmisyjne i większą liczbę zestawianych jednocześnie połączeń. Użytkownik może wykorzystywać poszczególne kanały B całkowicie niezależnie lub łączyć je w struktury o większej przepustowości. Dostęp pierwotny ma strukturę 30B + D64, co oznacza że przepływność użytkowa kanału podstawowego PRA wynosi 30 x 64 Kb/s + 64 Kb/s = 1984 Kb/s.

Usługi w sieci ISDN można podzielić na:

Teleusługi to następujące usługi dostarczane za pomocą cyfrowej sieci ISDN:

Usługi teleakcji są to nowe usługi sieci ISDN, których wspólną cechą jest przekazywanie krótkich komunikatów. Zawierają one:

Wideokomunikacja

Na rynku aktualnie dostępne są następujące technologie obrazowe:

Wideokomunikacja nie byłaby możliwa bez stosowania techniki kompresji danych reprezentujących obrazy. Aktualnie stosuje się dwa rodzaje kompresji obrazowej:

Do kompresji obrazu stosuje się następujące przyjęte standardy:

Wideofonia jest pierwszą i najprostszą usługą telefonii obrazowej, stanowiąca element dwustronnej, symetrycznej obsługi telekonferencyjnej bez przesyłania pełnego obrazu ruchu. Najprostszą formą wideokonferencji jest stacjonarny wideotelefon, który składa się z tradycyjnego telefonu, modemu, kamery wideo, kodeka sygnałów audio, kodeka sygnałów wideo, procesora zarządzającego i synchro-nizującego obraz z dźwiękiem oraz ekranu. Przekazywanie informacji odbywa się poprzez publiczną sieć komutowaną, a najnowsze techniki kompresji umożliwiają znacznie lepszą jakość przesyłanego obrazu z wykorzystaniem sieci ISDN.

Współczesne systemy wideokonferencyjne umożliwiają na jednoczesne przesyłanie w czasie rzeczy-wistym sygnałów wizji i fonii na dowolną odległość, korzystając z zarówno z sieci analogowych jak i cyfrowych (ISDN), lokalnych jak i rozległych, naziemnych lub satelitarnych. Najprostsze stanowisko do korzystania z wideokonferencji musi być wyposażone w komputer, który został wyposażony w łącze telekomunikacyjne o minimalnej szybkości 128 Kb/s, kamerę wideo z kodekiem odpowiedzial-nym za kompresję
i dekompresję sygnałów wizyjnych oraz zestaw głośników.

W systemach wideokonferencyjnych najważniejszym parametrem jest szybkość kodowania
i dekodowania informacji oraz szybkość przesyłania. Jest to ważny parametr, gdyż decyduje on o jakości transmitowanego obrazu i dźwięku.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Normy i standardy z zakresu bezpieczenstwa informacyjnego i teleinformatycznego
2008-probny-praktyka-teleinformatyk-wlasny, Technik Informatyk, materialy egzamin teoretyczny
LOGIKA BINARNA, technik teleinformatyk
Leksykon Teleinformatyka litera I
Tematy prac mgr Katedra Teleinformatyki 12 zgodne ze stoną KTI KNdostudentów
66 251103 projektant architekt systemow teleinformatycznych
65
nowe zadanie, !!!Uczelnia, wsti, materialy, III SEM, teleinformatyka, zadania raporty
Leksykon Teleinformatyka litera J
Prezentacja teleinformatyka
Podstawowe operacje logiczne, technik teleinformatyk
Rozwój sieci teleinformatycznych
spraw. 2008, stos. tech.teleinforacyjnej, RAPORT NAUCZYCIELA KONTRAKTOWEGO RADOSŁAWA WOJCIECHOWSKIEG

więcej podobnych podstron