1 TiTD Wykład 3

2 modulacja cyfrowa – kluczowanieUzupełnienie modulacja cyfrowa – kluczowanie przykład QAM

3 QAM – 2 sygnały cyfrowe wyodrębniane I Q I Q I Q I Q Q I 3 3 1 1 -1 -1 -3 -3 Następnie I mnożone przez nośną, Q przez przesuniętą w fazie o /2 nośną, suma jest sygnałem QAM

4 Sieć analogowa (tradycyjna)nadajnik odbiornik kanał sygnał analogowy (np. mowa) sygnał analogowy sygnał cyfrowy (np. komputer) sygnał cyfrowy A/D Sieć cyfrowa np.ISDN- Integrated Services Digital Net nadajnik odbiornik kanał sygnał analogowy (mowa) sygnał analogowy sygnał cyfrowy sygnał cyfrowy (komputer) A/D

5 Sieć telefoniczna współczesna (cyfrowa)nadajnik odbiornik kanał sygnał analogowy sygnał cyfrowy lub analogowy centralne biuro sieć publiczna PSTN PSTN – Public Switched Telephone Network

6  para miedziana – twisted pair Usługi:słuchawka odłożona – obwód otwarty słuchawka podniesiona – napięcie stałe linii 48 V DC (prąd stały) sygnał dzwonka – mostek blokujący i sygnał zmienny AC ale tylko do czasu podniesienia słuchawki – wtedy wysyłany sygnał zajętości oczekiwanie na połączenie – bardziej zaawansowana usługa RJ-11 centralne 2 szpilki z 4-ch

7 DTMF – Dual Tone Multi-FrequencyWybieranie tonowe DTMF – Dual Tone Multi-Frequency każda cyfra 0-9 ma własną częstotliwość tonu nie wszystkie technologie to wykorzystują

8 TIP/RING 48 V DC na „widełkach” zdjęty centralne biuro sieć publicznaPSTN nadajnik na „widełkach” centralne biuro sieć publiczna PSTN nadajnik zdjęty 48 V DC

9 nieekonomiczne – dużo miedzinadajnik centralne biuro sieć publiczna PSTN nieekonomiczne – dużo miedzi

10 – najczęściej z podziałem czasu TDM Time Division MultiplexingIDLC – (SLC) - CISCO A nadajnik nadajnik centralne biuro nadajnik nadajnik sieć publiczna PSTN D SLC nadajnik nadajnik nadajnik nadajnik multipleksowanie – najczęściej z podziałem czasu TDM Time Division Multiplexing nadajnik oszczędność miedzi !

11 Multiplekser - należy do klasy układów kombinacyjnych.Wejście Wyjście linie adresowe Multiplekser jest układem posiadającym: k wejść n wejść adresowych (zazwyczaj k=2n) jedno wyjście y. Jego działanie polega na połączeniu jednego z wejść xi z wyjściem y. Numer wejścia jest określany przez podanie jego numeru na linie adresowe A. Jeśli na wejście strobujące (blokujące) S (ang. strobe) podane zostanie logiczne zero, to wyjście y przyjmuje określony stan logiczny, niezależny od stanu wejść X i A.

12 Przykładowy multiplexer Tabela stanówAdres Wyjście D C B A | G | W ____________________________ X X X X | H | H | L | EO | L | E1 | L | E2 | L | E3 | L | E4 | L | E5 | L | E6 | L | E7 | L | E8 | L | E9 | L | E10 | L | E11 | L | E12 | L | E13 | L | E14 | L | E15 H – high L - low 16 wyjść adresowanych 4-ma bitami E0 do E15 – Wejścia W – Wyjście ABCD – linia adresowa

13 Miara zakłóceń... Szumy parametr sygnał – szum SNR (ang. Signal Noise Ratio) np. na wejściu odbiornika: SNR = dB /decybeli/ Można powiedzieć, że SNR to odstęp sygnału od szumu: Psygn dB-Pszumu dB

14 więc współczynnik 10 żeby wielkości były porównywalneZanik sygnału... Tłumienie = dB /decybeli/ dla U i I log bo log P= 2*log więc współczynnik 10 żeby wielkości były porównywalne

15 długość fali = Tłumienie rośnie dla wyższych częstotliwości f =Tłumienność – uniezależnia od odległości Np. światłowód – 0,2 dB/km. I tak po ok. 10 km spadek 3-krotny, ale możliwe >100 km odcinki długość fali = Tłumienie światłowodów kwarcowych od długości fali maleje zgodnie z krzywą Rayleigh'a, z czwartą potęgą długości fali światła. Tłumienie rośnie dla wyższych częstotliwości f =  =850 nm = 1,53 dB/km,  =1300 nm = 0,28 dB/km  =1550 nm = 0,138 dB/km f = f = stąd wybór okna poza granicą 1550nm !!! długie fale mała tłumienność – znamy z radia!!

16  =380 - 436 nm fiolet,  = 436 - 495 nm niebieski, nanometr = nm zielony,  = nm żółty (żółty),  = nm pomarańczowy,  = nm czerwony. nanometr 1 nm= 10-9m mikrometr 1 m= 10-6m swiatłowód 4.10-7 8.10-7

17 Z tłumieniem sygnałów cyfrowych łatwiej sobie poradzićSygnały cyfrowe łatwiej wykryć – nawet jak silnie spada ich poziom Sygnały analogowe trudniej – w miarę wzmacniania (podnoszenia poziomu) wzmacniany jest również szum

18 Parametry zasobów telekomunikacyjnychMoc przesyłana Szerokość pasma kanału – zakres częstotliwości Parametr SNR Tłumienie 

19 Teoria informacji - naukaźródło cyfrowe (dyskretne) – kodowanie źródła nazywane zagęszczaniem – może być stratne lub bezstratne źródło analogowe – kompresja danych – jest zawsze stratna szyfrowanie – zamaskowanie dla nieuprawnionego odbiorcy

20 Zrekonstruowany sygnałdekoder źródła NADAJNIK Źródło informacji Dekoder szyfrowania koder źródła Koder kompresji Dekoder zagęszczania Strumień bitów Koder zagęszczania Dekoder kompresji Koder szyfrowania Zrekonstruowany sygnał Odbiornik Kanał

21 Oprócz kodowania i dekodowania źródła odbywa się równieżkodowanie i dekodowanie kanału dostosowanie szybkości przesyłu do pojemności kanału Jeśli kanały są analogowe to konieczna jest jeszcze modulacja i demodulacja

22 Źródło informacji analogowe Źródło informacji cyfrowe Informacja odebrana A Informacja odebrana D A A D Koder źródła Dekoder źródła D D Koder kanału Dekoder kanału D D Modulator Demodulator Kanał A A

23 Telekomunikacja analogowa i cyfrowa

24 Projektowanie systemu teleinformatycznegoZnane są: źródło, kanał, użytkownik Zadania projektanta: pobranie sygnału informacyjnego przetworzenie sygnału przesłanie wytworzenie estymaty sygnału CENA!!! przystępna

25 System analogowy (tradycyjna telekomunikacja)dużo prostszy – sygnały analogowe a więc tylko modulacja i demodulacja analogowa czyli: – przetworzenie sygnału analogowego na inny analogowy optymalny dla transmisji - – znalezienie jego charakterystyki i dokonanie powierzchownej zmiany, by dopasować do kanału i potem odtworzyć z wystarczającą jakością

26 Systemy cyfrowe Trudna realizacja tych etapówBloki funkcjonalne koder-dekoder źródła koder-dekoder kompresji koder-dekoder zagęszczania koder-dekoder szyfrowania koder-dekoder kanału modulator – demodulator Trudna realizacja tych etapów Bogactwo elektroniki –coraz tańsza

27 Zadanie projektanta systemu cyfrowego:poszukiwanie skończonego zbioru sygnałów dopasowanych do charakterystyki kanału, by nie były wrażliwe na niedoskonałości kanału (szumy) przestrzeganie standardów (protokołów)

28 Sieć teleinformatyczna definicja - funkcjonowanieSieć to połączenie skończonej liczby węzłów (inteligentnych – przetworniki, komputery, procesory) Rolą węzłów jest kierowanie danych Do węzłów dołączone stacje Komutacja kanałów międzywęzłowych stanowi o połączeniu dwóch stacji

29 Cechy sieci Właściwy podział zasobów EfektywnośćOtwarcie technologiczne (możliwość rozbudowy wprowadzania nowych standardów technologicznych)

30 Komutacja zestawienie połączenia międzywęzłowego między nadawcą i odbiorcą, zestawienie musi zostać potwierdzone zanim rozpocznie się transmisja (niekiedy tylko na krótkim odcinku) ważne prawidłowe wykorzystanie zasobów i pasma

31 Typy komutacji (przypomnienie)Komutacja kanałów – przyznanie stałe zasobów – nawet jeśli brak przepływu informacji - synchroniczna Komutacja pakietów – oszczędniejsze – na zasadzie zapotrzebowania – asynchroniczna Komutacja komunikatów

32 Pakiety PAKIET – każda informacja zostaje podzielona na porcje – pakiety pakiety są łączone u odbiorcy dostosowanie do środowiska teleinformatycznego – przepływ informacji impulsowy

33 Sieci teleinformatyczneStacje są komputerami Architektura warstwowa – hierarchia warstw zagnieżdżanych przypomnimy warstwy ISO/OSI na następnym wykładzie

34 Komutacja kanałów - aby przenieść dane z jednego węzła sieci do drugiego, tworzone jest połączenie dedykowane między tymi systemami. Wszystkie dane przenoszone są tą samą drogą. Sieci tego typu są użyteczne przy dostarczaniu informacji, które muszą być odbierane w takiej kolejności, w jakiej zostały wysłane. Przykłady sieci korzystających z komutacji kanałów : Analogowa linia telefoniczna ATM - Asynchronous Transfer Mode ISDN Linia dzierżawiona T1 (amerykański system telekomunikacyjny)