|
buivietkhoa1919upg
Moderator
Inregistrat: acum 17 ani
Postari: 11
|
|
Un semnal consta din mai multe impulsuri electrice sau luminoase ce sunt transmise de la un echipament
la altul folosind ca suport un anumit mediu de transmisie. La un capat, datele sunt transformate si
transmise sub forma unor tensiuni electrice sau impulsuri luminoase, iar la celalalt capat sunt convertite
înapoi în date pentru calculator.
Din punct de vedere al modului de transmisie si al suportului folosit, semnalele se împart în trei mari categorii:
Semnale electrice - reprezentate de impulsuri electrice ce folosesc ca suport pentru transmisie fire de cupru;
Semnale optice - convertesc semnalul electric primit în impulsuri luminoase pe care le transmit folosind o
fibra optica;
Semnale wireless (fara fir) - unde radio, microunde.
In continuare vor fi prezentate cateva tipuri de semnale, precum si alte notiuni de baza ale retelelor de
calculatoare.
Semnalele analogice- sunt cele întâlnite în natura, cum ar fi vocea umana, sunetele pe care le auzim
(ciripit de pasari, izvoare, etc.) Atunci când le reprezentam, când le observam graficul, vedem ca seamana
cu niste valuri mai mult sau mai putin simetrice. Cel mai simplu exemplu de semnal analogic este o sinusoida.
În cadrul unui semnal analogic nu exista treceri bruste de la o valoare la alta: se mai spune ca este "wavy",
adica unduios.
Semnalele digitale- sunt cele folosite în tehnica si au la baza doua valori logice, 0 si 1, care au fiecare câte o
reprezentare în functie de modul în care sunt transmise. Impulsurile digitale (0 sau 1 logic) se numesc biti.
Transmisia digitala este de multe ori de preferat celei analogice deoarece este mai putin afectata de zgomote,
fiind deci mai robusta. Datorita trecerilor bruste de la o valoare la alta, se mai spune ca este "jumpy",
adica saltareata.
"Atenuare"- este un termen general care se refera la reducerea puterii unui semnal. Atenuarea are loc
indiferent de tipul de semnal, analogic sau digital. Numita uneori si "pierdere" (loss), atenuarea este o
consecinta a transmiterii semnalului la distante mari. Atenuarea afecteaza retelele de calculatoare deoarece
limiteaza distanta maxima a acestora. Daca distanta este prea mare, din cauza atenuarii, la destinatie nu se va
mai putea interpreta semnalul corect.
Pentru transmisie la distante mai mari decât permite acel tip de cablu, se folosesc anumite dispozitive,
numite repetoare, care regenereaza semnalul (din punct de vedere electric, optic sau wireless). Atenuarea
afecteaza toate tipurile de medii de transmisie, însa are valori diferite pentru fiecare mediu în parte.
Gânditi-va ca un semnal electric se atenueaza mai repede transmis pe un fir de cupru decât un semnal optic
pe o fibra optica. Atenuarea în general se masoara în decibeli (dB), iar atunci când vorbim despre atenuarea
specifica unui anumit tip de cablu, vorbim despre decibeli/metru sau decibeli/kilometru. Fiecare tip de cablu
are o atenuare specifica. Cu cât aceasta atenuare specifica este mai mica, cu atât acel cablu este considerat
mai bun.
Reflexia- are loc de obicei atunci când un semnal întâlneste o linie de separatie între doua medii. Atunci o
anumita parte din semnal se reflecta înapoi în mediul din care a venit si o parte trece în mediul urmator.
Reflexia poate aparea în cazul semnalelor electrice când, de exemplu, impulsuri electrice sau biti întâlnesc o
discontinuitate, moment în care o anumita parte din energia semnalului se reflecta. Daca nu este controlata,
aceasta energie poate interfera cu bitii transmisi mai târziu.
Zgomotul- este o cantitate de energie nedorita (electrica, electro-magnetica sau radio) care poate degrada
calitatea semnalului transmis. Zgomotul apare atât în transmisiile analogice cât si în cele digitale. În cazul
semnalelor analogice, semnalul devine bruiat si usor deformat. Imaginati-va de exemplu o convorbire
telefonica pe care se aude un zgomot de fond. În sistemele digitale, zgomotele afecteaza valorile bitilor
transmisi (0 sau 1), iar la destinatie acestia pot fi "cititi" gresit (adica 1 in loc de 0 si invers).
Zgomotul poate avea mai multe cauze. Una dintre ele o reprezinta câmpurile electrice provenite de la motoare
electrice, lumina fluorescenta (neoane), etc., toate provenite de la surse exterioare cablului afectat. Acest tip
de zgomot se numeste EMI (Electromagnetic Interference - Interferenta Electromagnetica) daca provine
de la surse electrice sau RFI (Radio Frequency Interference - Interferenta Radio) când provine de la surse
radio, radar sau microunde. Zgomotul mai poate proveni de la liniile de curent alternativ sau de la fulgere.
CrossTalk- Cablurile de cupru sunt afectate de interferente electromagnetice de la diferite surse din afara
cablului. Însa cea mai importanta sursa de zgomot pentru cablurile de cupru o reprezinta "scurgerea" unui
semnal între doua fire din interiorul aceluiasi cablu. Una dintre cele mai eficiente metode de prevenire a
crosstalk-ului este torsadarea firelor. Prin torsadare, câmpurile electrice se anuleaza si firele din celelalte
perechi nu mai sunt influentate de semnalul din perechea initiala. Însa, de multe ori apar probleme la atasarea
conectorilor. Asa cum vom vedea în studiul de caz din acest capitol, atunci când dorim sa atasam un conector
la capatul unui cablu, trebuie întâi sa detorsadam toate perechile din interiorul cablului. Daca însa lasam o
bucata prea mare detorsadata, în acea zona câmpurile electrice generate de fiecare fir dintr-o pereche nu se
vor mai anula si va aparea o interferenta între fire, numita NEXT (Near-end crosstalk).
Acest parametru, NEXT, este specific fiecarui cablu. Cu cât un cablu este terminat (mufa este sertizata) mai
cu atentie, cu atât NEXT-ul va fi mai mic. Valoarea maxima a parametrului NEXT este specifica fiecarei
categorii de cablu (cat3, cat5, cat6 - mai multe detalii în 2.3.1.3): cu cât categoria este mai mare, cu atât
interferenta NEXT trebuie sa fie mai mica (adica se impune o calitate mai mare a cablurilor).
Terminarea cu grija a cablurilor este cea mai importanta metoda de prevenire a crosstalk-ului.
Latenta, numita si întârziere, este de doua tipuri:
- latenta propagarii prin mediul de transmisie
- latenta trecerii prin echipamentele de retea.
Primul tip de latenta este dat de timpul de propagare a unui singur bit de la sursa la destinatie. Chiar daca
acest timp este de ordinul milisecundelor, daca vorbim despre distante foarte lungi aceasta latenta nu trebuie
neglijata.
A doua cauza principala a latentei o reprezinta echipamentele de retea folosite pe parcurs.
Fiecare echipament executa anumite operatii, mai simple sau mai complexe, iar aceste operatii introduc o
anumita latenta. Cu cât operatiile sunt mai complexe (deci cu cât echipamentul este mai sofisticat - adica mai
sus pe scara nivelurilor OSI), cu atât latenta introdusa este mai mare. De aceea nu se recomanda folosirea
echipamentelor de retea decât acolo unde este nevoie. Nu trebuie sa va imaginati ca o retea de 10 calculatoare
va merge mai bine daca contine si 10 rutere decât daca contine doar un switch. Comparativ cu numeroasele
avantaje introduse de rutere si switch-uri, latenta este un pret foarte mic care merita platit, însa, atentie,
numai atunci când este nevoie.
O coliziune- are loc atunci când 2 biti de la doua statii diferite care transmit se afla pe acelasi mediu de
transmisie, în acelasi timp. În cazul firelor de cupru, tensiunile celor doua semnale binare se aduna generând
astfel un al treilea nivel de tensiune. Aceasta variatie a tensiunii nu este permisa în sistemul binar care
întelege doar doua niveluri de tensiune. Acesti biti sunt în consecinta "gresiti" si "distrusi". Atentie: aparitia
a 2 biti din comunicatii separate pe acelasi fir genereaza un al treilea nivel de tensiune, chiar daca acei doi biti
au fost 0 logic, sau un 0 si un 1 logic. De ce? Pentru ca nivelul de tensiune pentru 0 logic nu este 0V, ci este o
valoare foarte mica, însa diferita de 0. În general nu se lucreaza cu valoarea de 0V deoarece aceasta înseamna
de obicei absenta unei transmisii sau o defectiune, în nici un caz un semnal.
În anumite situatii, aparitia coliziunilor este ceva normal, cum ar fi functionarea unei retele Ethernet pe cablu coaxial. Însa aparitia coliziunilor excesive poate încetini foarte mult viteza de transmisie, uneori reteaua devenind practic inutilizabila. De aceea, unul dintre scopurile proiectarii unei retele este de a minimiza pe cât posibil prezenta coliziunilor.
Exista mai multe metode de a aborda problema coliziunilor.
O varianta este de a permite aparitia lor, de a le detecta si de a avea un set de reguli pentru tratarea acestora
atunci când apar - cum este cazul Ethernet-ului.
Alta varianta este de evita aparitia coliziunilor, de exemplu prin a permite unei singure statii sa transmita pe
acelasi mediu în acelasi timp. Acest lucru necesita ca statia sa aiba un sablon sau tipar (pattern) special de
biti, numit jeton (token), pentru a transmite. Statia care are jetonul transmite si celelalte asculta, nu au voie
sa transmita. Aceasta situatie o întâlnim în cazul TokenRing sau FDDI.
Codarea- înseamna convertirea datelor binare într-o forma ce poate fi transportata pe o legatura fizica.
Multiplexarea- este procedeul prin care mai multe canale de date sunt combinate într-un singur canal fizic.
Demultiplexarea este procedeul de separare a canalelor initiale din canalul primit multiplexat.
Exista numeroase tehnici de multiplexare dintre care mentionam:
TDM - Time Division Multiplexing - informatiilor din fiecare canal li se aloca o cuanta de timp predefinita,
indiferent daca pe acele canale se transmite sau nu.
ATDM - Asynchronous time-division multiplexing - informatiilor din fiecare canal li se aloca o cuanta de timp
variabila, în functie de numarul de canale utilizate în acel moment.
FDM - Frequency Division Multiplexing.
Statistical multiplexing - Banda este alocata în mod dinamic fiecarui canal care are informatii de transmis
.
DWDM - Dense wavelength division multiplexing - este o forma de multiplexare dezvoltata pentru transmisia
pe fibra optica. DWDM este echivalentul optic al multiplexarii FDM.
Aceste tipuri de multiplexari se refera la marimea fizica care sta la baza separatiei canalelor. De exemplu, în
cazul multiplexarii TDM, fiecarui canal de comunicatie i se aloca o cuanta de timp, iar în cazul FDM,
fiecarui canal i se aloca o anumita banda de frecventa.
Termenii de "baseband" (în banda de baza) si "broadband" (în banda larga) descriu numarul de "canale"
de comunicatie folosite pe un anumit mediu de transmisie. Cu alte cuvinte, pe un fir de cupru putem avea un
singur canal de comunicatie (cazul baseband) sau mai multe canale (cazul broadband).
În cazul comunicatiei baseband, pe mediul de transmisie avem un sigur semnal. Acel semnal poate avea mai
multe componente, însa din punct de vedere al firului de cupru sau al fibrei optice, este un singur semnal
(electric sau optic). Un exemplu tipic de comunicatie baseband ar fi telefonia fixa din Romania.
În cazul comunicatiei broadband, pe acelasi mediu fizic avem mai multe canale de comunicatie independente,
multiplexate într-un singur semnal broadband. Un exemplu tipic de comunicatie broadband il reprezinta CATV
(community antenna television), practic sistemul de televiziune prin cablu pe care il cunoaste toata lumea.
Principiul de functionare: -multiplexarea in frecventa
Ca idei de baza:
-fiecare canal de televiziune are alocata o banda de frecventa de 6MHz
-firma de televiziune receptioneaza posturile TV prin diferite metode: cablu cupru,antene radio, fibra optica
- acest semnal broadband folosind tehnica multiplexarii in frecventa este trimis pe cablul coaxial ce ajunge
acasa, in televizor
Unitatile de masura- reprezinta una dintre cele mai frecvente surse de erori atunci când vorbim despre
retelele de calculatoare. Cu riscul de a fi o sectiune mult prea banala, haideti sa precizam unitatile de masura
cel mai des întâlnite:
Atunci când discutam despre viteze de transmisie ale unor anumite tehnologii de nivel 2, sau de viteze maxime
pe care le suporta anumite tipuri de cablu, în general viteze la nivel 1 si 2, discutam în biti sau megabiti,
în nici un caz în bytes.
Atunci când discutam despre viteze raportate de aplicatii (browser, client ftp, etc.), în general viteze la niveluri
OSI superioare, discutam în bytes sau octeti.
Exista o conventie conform careia notatia "bps" se refera la biti, iar "Bps" la bytes.
Atunci când un modem se conecteaza la 33.6 kbps, acesti kbps sunt kilobiti, iar daca împartim la 8 vom avea
4.2 kiloBytes. Deci daca fereastra browser-ului de web arata o viteza de descarcare de 4k, adica 4kBytes,
putem sa ne consideram fericiti.
Daca fereastra arata 6k, adica 6kBytes, atunci probabil aducem un fisier necomprimat (de exemplu text)
si browserul sau modemul fac compresie.
Latimea de banda se poate referi la doua lucruri distincte:
-latimea de banda pe care o masuram în biti pe secunda si este latimea de banda utila, sau cât putem transfera
pe acel canal;
-latimea de banda din punct de vedere electric, care se masoara în Hz. Pentru anumite categorii de cablu
(cum ar fi clasele de cablu UTP) acest parametru este definitoriu pentru categoria din care face parte cablul.
Latimea de banda masurata în Hz reprezinta frecventa maxima a unui semnal ce poate fi transmis pe acel
cablu.
Desi exista o legatura, o implicatie directa între latimea de banda din punct de vedere electric, masurata în
Hz si latimea de banda masurata în biti, nu exista o formula de trecere si în nici un caz o legatura absoluta.
Pentru a determina latimea de banda în biti având la dispozitie latimea de banda în Hz trebuie cunoscuta
codarea, deoarece, dupa cum am discutat mai sus, fiecare bit logic are o anumita reprezentare fizica
(o tensiune, o tranzitie, etc).
|
|
