ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΣΤΑΣ

Transcript

1 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΣΤΑΣ

2 1

3 Εισαγωγή Σκοπός του μαθήματος είναι να γνωρίσει ο καταρτιζόμενος τις βασικές αρχές των τηλεπικοινωνιών και τις τηλεπικοινωνιακές διατάξεις. Τρόποι και Δυνατότητες τηλεπικοινωνίας στους Αρχαίους Έλληνες Ο πρώτος τύπος επικοινωνίας ήταν με πεζούς ή έφιππους δρομείς. Η ανάγκη για κάτι γρηγορότερο από τους ταχυδρόμους, οδήγησε στην απόφαση να δημιουργηθεί σύστημα μηνυμάτων με φωτιά. Για την μετάδοση του μηνύματος χρησιμοποιήθηκε το σύστημα των φωτεινών αναμεταδοτών από βουνοκορφή σε βουνοκορφή. Ανακλαστήρες ενίσχυσης και Ακουστικός τηλέγραφος ΑΛΛΟΙ ΛΑΟΙ Οι Κινέζοι και οι Πέρσες, όλοι έκαναν χρήση του οπτικού τηλέγραφου. Κίνα (σωληνώσεις επικοινωνιών). Σήματα καπνού (Οι Ινδιάνοι της Βόρειας Αμερικής ). Ο Οπτικός Τηλέγραφος των Αρχαίων Ελλήνων (Φρυκτωρία) Ηλεκτρικός τηλέγραφος Ο ηλεκτρισμός έδωσε μεγάλη βοήθεια στην εξέλιξη των τηλεπικοινωνιών. Πρώτος ο Μορς (ζωγράφος το επάγγελμα) ανακάλυψε το 1844 τον ηλεκτρικό τηλέγραφο. Αυτός ήταν μια κινούμενη χάρτινη κορδέλα πάνω στην οποία ακουμπούσε η μύτη ενός μολυβιού που ήταν προσαρμοσμένο σε εκκρεμές με ηλεκτρομαγνήτη. (Τα γνωστά σήματα Μορς με τελείες και παύλες). 2

4 Κώδικας Μορς Ο Σάμιουελ Μορς (Samuel Finley Breese Morse) ήταν ζωγράφος και φυσικός, ο εφευρέτης του τηλέγραφου και του διεθνούς κώδικα που φέρει το όνομά του. Πομπός & Δέκτης 3

5 Ως μέσα μετάδοσης μπορούν να θεωρηθούν ο κενός χώρος, δισύρματα καλώδια, οπτικές ίνες κ.α. Παράδειγμα πομπών είναι αυτοί της τηλεόρασης, του ραδιοφώνου, επίγειοι πομποί προς τηλεπικοινωνιακός δορυφόρους. Στην πληροφορική πομπός μπορεί να θεωρηθεί ένα modem, το οποίο δέχεται ροή ψηφιακών δεδομένων, τα οποία μετατρέπει σε αναλογικό σήμα πριν τα αποστείλει στο τηλεφωνικό δίκτυο. Για να έχει νόημα η αποστολή δεδομένων πρέπει να υπάρχει και κάποιος παραλήπτης - δέκτης ο οποίος κάνει την αντίστροφη εργασία. Δηλαδή μετατρέπει τα δεδομένα του καναλιού μετάδοσης στα πρωτογενή που έλαβε ο πομπός. Ιδιαίτερη κατηγορία αποτελούν οι πάσης φύσεως συσκευές ραντάρ, (επιφανείας, αέρος κ.λ.π), τα ηλεκτρονικά βυθόμετρα, κ.ά υποβρύχιες συσκευές που αποτελούν ταυτόχρονα πομπό-δέκτες των ιδίων (δικών τους) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αύξηση του ρυθμού μετάδοσης Η αύξηση του ρυθμού μετάδοσης δεδομένων στις τηλεπικοινωνίες ακολουθεί έναν εκθετικό νόμο, με τις ταχύτερες τεχνολογίες να ακολουθούν τις πιο αργές μετά από ένα "προβλεπόμενο" χρονικό διάστημα. Φιλ Έντολμ 4

6 Ψηφιακές και αναλογικές πηγές και επικοινωνιακά συστήματα Τα σήματα, που θέλουμε να μεταδώσουμε με ένα επικοινωνιακό σύστημα, μπορεί να προέρχονται κατευθείαν από την πηγή ή να προκύπτουν μετά από κάποιες λειτουργίες επεξεργασίας της πληροφορίας που παράγεται από την πηγή. Η πηγή μπορεί να είναι ψηφιακή ή αναλογική. Η ψηφιακή πηγή πληροφορίας παράγει πεπερασμένο πλήθος πιθανών μηνυμάτων. Η γραφομηχανή είναι καλό παράδειγμα ψηφιακής πηγής. Υπάρχει πεπερασμένος αριθμός χαρακτήρων (μηνυμάτων), που μπορούν να παραχθούν. Η αναλογική πηγή πληροφορίας παράγει μηνύματα, που ανήκουν σε συνεχές πεδίο τιμών. Το μικρόφωνο αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα αναλογικής πηγής. Η παραγόμενη τάση εξόδου περιγράφει την πληροφορία του ήχου και μπορεί να παίρνει τιμές μέσα σε συνεχόμενο πεδίο τιμών. 5

7 Ανάλογα με το είδος της πηγής πληροφορίας, ονομάζουμε και το σύστημα επικοινωνίας. Έτσι ένα ψηφιακό σύστημα επικοινωνίας μεταφέρει πληροφορία από μία ψηφιακή πηγή στον προορισμό. Ένα αναλογικό σύστημα επικοινωνίας μεταφέρει πληροφορία από μια αναλογική πηγή στον προορισμό. Για να γίνει δυνατή η μετάδοση πληροφορίας σε απόσταση, είναι απαραίτητο αυτή να μετατραπεί σε κατάλληλο ηλεκτρικό σήμα, ψηφιακό ή αναλογικό. Το ψηφιακό σήμα ορίζεται σαν συνάρτηση του χρόνου, η οποία μπορεί να παίρνει τιμές μόνο μέσα από διακριτό σύνολο τιμών. Ειδικότερα, στο δυαδικό ψηφιακό σήμα, επιτρέπονται μόνο δύο τιμές. Το αναλογικό σήμα είναι συνάρτηση του χρόνου, η οποία μπορεί να παίρνει τιμές μέσα από συνεχόμενο πεδίο τιμών. Επισήμανση Οι όροι αναλογικό και ψηφιακό χρησιμοποιούνται αντίστοιχα με τους όρους συνεχές και διακριτό και μπορεί να αφορούν τρία τουλάχιστον θέματα: δεδομένα, σήματα και μετάδοση. Τα δεδομένα είναι οντότητες, που μεταφέρουν πληροφορία. Τα σήματα είναι η ηλεκτρική ή ηλεκτρομαγνητική αναπαράσταση των δεδομένων. Μετάδοση είναι η ανταλλαγή δεδομένων με τη βοήθεια της διάδοσης και επεξεργασίας των σημάτων. Συνήθως το ψηφιακό σύστημα επικοινωνίας χρησιμοποιεί ψηφιακά ηλεκτρικά σήματα. Βέβαια, μπορεί να χρησιμοποιεί ακόμη και αναλογικά ηλεκτρικά (ηλεκτρομαγνητικά) σήματα. Για παράδειγμα, η πληροφορία από δυαδική πηγή πληροφορίας είναι δυνατό να μεταδοθεί χρησιμοποιώντας ημιτονικό σήμα 1000 Hz για την αναπαράσταση του δυαδικού ψηφίου 1 και ημιτονικό σήμα 500 Hz για την 6

8 αναπαράσταση του δυαδικού ψηφίου 0. Σ' αυτή την περίπτωση, αν και η πληροφορία της ψηφιακής πηγής μεταδίδεται στον προορισμό με τη χρήση αναλογικών κυματομορφών, το σύστημα λέγεται και πάλι ψηφιακό. Τα ψηφιακά συστήματα επικοινωνίας παρουσιάζουν αριθμό πλεονεκτημάτων σε σχέση με τα αναλογικά: Χρησιμοποιούν σχετικά φθηνά ψηφιακά κυκλώματα. Μπορούν να εφαρμόζονται εύκολα τεχνικές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Παρέχουν μεγάλη ασφάλεια, μέσω της κρυπτογράφησης των δεδομένων. Ενοποιούν τη μετάδοση, μέσα από το ίδιο ψηφιακό σύστημα, ποικιλίας μορφών δεδομένων, όπως φωνή, εικόνα, video, κείμενο. Το πρόβλημα της αλλοίωσης του σήματος, καθώς μεταδίδεται μέσα από το επικοινωνιακό κανάλι, είναι πιο εύκολο να λυθεί με τη χρήση αναγεννητικών σταθμών και κατάλληλης κωδικοποίησης. Μειονέκτημα των ψηφιακών συστημάτων επικοινωνίας είναι, ότι απαιτούν μεγαλύτερο εύρος ζώνης απ' ό,τι τα αναλογικά συστήματα και συγχρονισμό μεταξύ εκπομπής και λήψης. Επειδή τα πλεονεκτήματα των ψηφιακών συστημάτων είναι πολύ πιο σημαντικά από τα μειονεκτήματά τους, γίνονται όλο και πιο δημοφιλή και προτιμώνται για την ανάπτυξη των σύγχρονων δικτύων επικοινωνιών. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο του χρόνου, στο πεδίο της συχνότητας Κάθε ηλεκτρικό (ή ηλεκτρομαγνητικό) σήμα μπορεί να περιγράφει με δύο τρόπους: είτε σαν συνάρτηση του χρόνου είτε σαν συνάρτηση της συχνότητας. Στην πρώτη περίπτωση, μιλάμε για την αναπαράσταση του σήματος στο πεδίο του χρόνου (time - domain), ενώ στη δεύτερη στο πεδίο της συχνότητας (frequency- domain). Ένα σήμα, στο πεδίο του χρόνου, μπορεί να είναι συνεχές ή διακριτό, περιοδικό ή μη περιοδικό και σε κάθε χρονική στιγμή χαρακτηρίζεται από το πλάτος του. Η πιο απλή μορφή σήματος είναι το περιοδικό, όπου ουσιαστικά η ίδια μορφή σήματος επαναλαμβάνεται με το χρόνο. Βασικά χαρακτηριστικά περιοδικού σήματος, εκτός από το πλάτος, είναι η συχνότητα f και η περίοδος T=1/f. Στα παρακάτω σχήματα φαίνονται τα χαρακτηριστικά πλάτος, περίοδος και συχνότητα δύο πολύ γνωστών περιοδικών σημάτων, του ημιτονικού και του τετραγωνικού σήματος. 7

9 Αποδεικνύεται, ότι στην πραγματικότητα κάθε σήμα, προκύπτει από τη σύνθεση ημιτονικών σημάτων διάφορων συχνοτήτων. Το γεγονός αυτό έχει πολύ μεγάλη σημασία, γιατί βοηθάει να περιγράφει η επίδραση του μέσου μετάδοσης στη μετάδοση του σήματος. Για παράδειγμα, στο πιο κάτω σχήμα φαίνεται το σήμα s(t), το οποίο προκύπτει από δύο ημιτονικά σήματα, το ένα συχνότητας f και το άλλο συχνότητας 3f. Φαίνεται επίσης, η αναπαράσταση S(f) του ίδιου σήματος στο πεδίο της συχνότητας. 8

10 9

11 Έτσι, βλέπουμε, ότι για κάθε σήμα υπάρχει μια συνάρτηση στο πεδίο του χρόνου s(t), η οποία περιγράφει το πλάτος του σήματος σε κάθε χρονική στιγμή, και μια συνάρτηση στο πεδίο της συχνότητας S(f), η οποία περιγράφει το μέγιστο πλάτος κάθε συνιστώσας συχνότητας του σήματος. Συχνότητα σήματος, Φάσμα σήματος Σήμα, που περιέχει μία μόνο συχνότητα, περιγράφεται στο πεδίο συχνοτήτων από μία γραμμή σε ένα σημείο του άξονα συχνοτήτων, που λέγεται φασματική γραμμή. Όταν το σήμα περιέχει συνιστώσες σε περιοχή συχνοτήτων, τότε μιλάμε για το φάσμα συχνοτήτων του σήματος ή για το εύρος ζώνης (bandwidth) του σήματος. Για παράδειγμα, όταν ο ήχος ενός διαπασών οδηγηθεί σε μικρόφωνο, το ηλεκτρικό σήμα, που παράγεται, περιέχει μία μόνο συχνότητα, έστω 4 khz (1 ο σχήμα), ενώ όταν η ανθρώπινη ομιλία οδηγηθεί σε μικρόφωνο παράγεται ηλεκτρικό σήμα με φάσμα, που ξεκινάει από τους 100 Hz και φθάνει στους 10 khz (2 ο σχήμα). Στη δεύτερη, μάλιστα, περίπτωση, όπως παρατηρούμε, οι διάφορες συνιστώσες συχνότητες δεν έχουν το ίδιο πλάτος. Η μεγαλύτερη ενέργεια του σήματος ομιλίας είναι συγκεντρωμένη στις χαμηλές συχνότητες, κι αυτός είναι κι ο λόγος για τον οποίο στις τηλεφωνικές επικοινωνίες αρκεί η μετάδοση της περιοχής 100 Hz έως 3400 Hz του φάσματος της ανθρώπινης ομιλίας. 10

12 Σημείωση Στις επικοινωνίες δεδομένων χρησιμοποιούνται σήματα, που περιέχουν τετραγωνικούς παλμούς. Δυστυχώς, όπως αποδεικνύεται, τέτοιου είδους σήματα έχουν άπειρο φάσμα συχνοτήτων, γεγονός που περιορίζει και τη ταχύτητα μετάδοσης, που μπορεί να επιτευχθεί. Η εξασθένιση των συνιστωσών υψηλής συχνότητας έχει σαν συνέπεια το σήμα τετραγωνικής μορφής να λαμβάνεται στη λήψη παραμορφωμένο (βλ. πιο κάτω). Μάλιστα, αν η ταχύτητα μετάδοσης αυξηθεί, είναι δυνατό η παραμόρφωση να αυξηθεί τόσο πολύ, ώστε να καταστεί αδύνατη η ορθή λήψη του σήματος. Κωδικοποίηση δεδομένων Τόσο τα αναλογικά όσο και τα ψηφιακά δεδομένα είναι δυνατό να αναπαρασταθούν (κωδικοποιηθούν) από αναλογικά ή ψηφιακά σήματα. Η συγκεκριμένη κωδικοποίηση, που τελικά επιλέγεται, εξαρτάται από τις ειδικότερες απαιτήσεις, το επικοινωνιακό σύστημα, το μέσο μετάδοσης και τον διαθέσιμο επικοινωνιακό εξοπλισμό. Οι δυνατότητες, που υπάρχουν είναι: Αναλογικά δεδομένα, αναλογικά σήματα Τα αναλογικά δεδομένα μεταδίδονται κατευθείαν η διαμορφώνουν μια φέρουσα συχνότητα. Παράγεται, έτσι, αναλογικό σήμα, που καταλαμβάνει την ίδια η διαφορετική περιοχή συχνοτήτων και μπορεί να μεταδίδεται εύκολα μέσα από αναλογικό σύστημα μετάδοσης. Οι βασικές τεχνικές διαμόρφωσης, που χρησιμοποιούνται, είναι η διαμόρφωση πλάτους (Amplitude Modulation, AM), η διαμόρφωση συχνότητας (Frequency Modulation, FM) και η διαμόρφωση φάσης (Phase Modulation, PM). 11

13 Αναλογικά δεδομένα, ψηφιακά σήματα Τα αναλογικά δεδομένα, όπως η φωνή και το video, συχνά ψηφιοποιούνται, για να είναι δυνατό να χρησιμοποιήσουν ψηφιακά μέσα μετάδοσης. Πολύ διαδεδομένη τεχνική είναι η Παλμοκωδική διαμόρφωση (Pulse Code Modulation, PCM), όπου τα αναλογικά δεδομένα δειγματοληπτούνται περιοδικά, κβαντίζονται σε τιμή μέσα από καθορισμένο σύνολο τιμών και κωδικοποιούνται σε σειρά bits. Ψηφιακά δεδομένα, αναλογικά σήματα Το modem, για παράδειγμα, μετατρέπει τα ψηφιακά δεδομένα του υπολογιστή σε αναλογικό σήμα, ώστε να είναι δυνατή η μετάδοσή τους μέσα από απλή τηλεφωνική γραμμή. Οι βασικές τεχνικές, που χρησιμοποιούνται, είναι η ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους (Amplitude Shift Keying, ASK), η ψηφιακή διαμόρφωση συχνότητας (Frequency Shift Keying, FSK) και η ψηφιακή διαμόρφωση φάσης (Phase Shift Keying, PSK). Σε όλες αυτές τις τεχνικές διαμόρφωσης, τα ψηφιακά δεδομένα επιδρούν σε ένα χαρακτηριστικό μιας φέρουσας συχνότητας (πλάτος, συχνότητα, φάση). Ψηφιακά δεδομένα, ψηφιακά σήματα Ο πιο απλός τρόπος να αναπαρασταθούν ψηφιακά δεδομένα είναι με σήμα με δύο επίπεδα τάσης, ένα για το δυαδικό ψηφίο 0 και ένα για το δυαδικό ψηφίο 1. Το μοντέλο ψηφιακού επικοινωνιακού συστήματος Ο βασικός σκοπός ενός επικοινωνιακού συστήματος είναι η ανταλλαγή πληροφορίας (δεδομένων) μεταξύ δύο μερών. Παράδειγμα τέτοιου συστήματος είναι η επικοινωνία μεταξύ δύο υπολογιστών μέσω του δημόσιου τηλεφωνικού δικτύου, ή η ανταλλαγή σημάτων φωνής μεταξύ δύο συνδρομητών του δημόσιου τηλεφωνικού δικτύου. Θα παρουσιάσουμε, τώρα ένα απλουστευμένο μοντέλο επικοινωνιακού συστήματος με τη βοήθεια του παρακάτω σχήματος. Τα βασικά μέρη του μοντέλου αυτού είναι: 12

14 1. Πηγή. Η συσκευή, που παράγει τα δεδομένα, που θα μεταδοθούν. Για παράδειγμα, πηγές είναι το τηλέφωνο και ο υπολογιστής. 2. Πομπός. Συνήθως τα δεδομένα, που παράγει μια πηγή δεν μεταδίδονται απευθείας με τη μορφή, την οποία έχουν, όταν δημιουργούνται. Αντίθετα, ένας πομπός μετασχηματίζει και κωδικοποιεί την πληροφορία με τέτοιο τρόπο, ώστε να παράγει ηλεκτρομαγνητικά σήματα, τα οποία μπορούν να μεταδοθούν μέσα από κάποιο σύστημα μετάδοσης. Για παράδειγμα, ένα modem δέχεται ροή δυαδικών ψηφίων (ψηφιακό σήμα) από τη συσκευή, με την οποία είναι συνδεδεμένο (π.χ. υπολογιστής) και τη μετατρέπει σε αναλογικό σήμα, το οποίο μπορεί εύκολα να μεταδοθεί μέσα από το τηλεφωνικό δίκτυο. 3. Σύστημα μετάδοσης. Μπορεί να είναι απλή επικοινωνιακή γραμμή (π.χ. τηλεφωνική γραμμή, ασύρματη ζεύξη) ή σύνθετο δίκτυο που συνδέει την πηγή με τον προορισμό. 4. Δέκτης. Δέχεται το σήμα από το σύστημα μετάδοσης και το μετατρέπει σε μορφή κατανοητή στη συσκευή προορισμού. Για παράδειγμα, το modem δέχεται το αναλογικό σήμα, που έρχεται μέσω επικοινωνιακής γραμμής και το μετατρέπει σε ψηφιακό σήμα (που είναι και η μορφή του σήματος, που κατανοεί ο υπολογιστής). 5. Προορισμός. Από το δέκτη τα δεδομένα οδηγούνται στη συσκευή προορισμού. Αναλυτικό μοντέλο ψηφιακού συστήματος επικοινωνίας Για την περίπτωση επικοινωνιών δεδομένων, από το απλό μοντέλο, που παρουσιάσαμε στην προηγούμενη παράγραφο, μπορεί να προκύψει το αναλυτικό μοντέλο ψηφιακού συστήματος επικοινωνίας. Ο τελικός σκοπός ενός ψηφιακού συστήματος επικοινωνίας είναι η διαβίβαση μηνυμάτων (η ακολουθίας συμβόλων), που προέρχονται από μια πηγή, σ' ένα σημείο προορισμού, με όσο γίνεται 13

15 μεγαλύτερο ρυθμό και υψηλότερη πιστότητα. Η πηγή και το σημείο προορισμού βρίσκονται, φυσικά, σε απόσταση μεταξύ τους και το επικοινωνιακό κανάλι συνδέει την πηγή με το σημείο προορισμού. Το κανάλι δέχεται ηλεκτρικά/ηλεκτρομαγνητικά σήματα. Η έξοδος του είναι, συνήθως, παραμορφωμένη παραλλαγή της εισόδου του, λόγω της μη ιδανικής συμπεριφοράς του καναλιού. Επιπλέον, η πληροφορία μπορεί να υποστεί φθορά από απρόβλεπτα ηλεκτρικά σήματα (θόρυβο), τόσο από τεχνητές (man - made) όσο και από φυσικές αιτίες. Η παραμόρφωση και ο θόρυβος εισάγουν σφάλματα στην πληροφορία, που θέλουμε να διαβιβάσουμε και, έτσι, περιορίζουν το ρυθμό, με τον οποίο η πληροφορία θα μπορούσε να μεταδοθεί από την πηγή στον προορισμό. Η πιθανότητα εσφαλμένης αποκωδικοποίησης συμβόλων του μηνύματος στο δέκτη, χρησιμοποιείται συχνά σα μέτρο των επιδόσεων του συστήματος ψηφιακής επικοινωνίας. Η κύρια λειτουργία του κωδικοποιητή καναλιού, του διαμορφωτή, του αποδιαμορφωτή και τέλος του αποκωδικοποιητή καναλιού είναι να αντιμετωπίσουν τις επιπτώσεις υποβάθμισης του σήματος από το κανάλι και να μεγιστοποιήσουν το ρυθμό και την ακρίβεια της πληροφορίας, που μεταδίδεται. Ας δούμε, τώρα, πιο αναλυτικά, καθένα από τα λειτουργικά τμήματα του ψηφιακού συστήματος επικοινωνίας: Πηγή διακριτής πληροφορίας. Οι πηγές πληροφορίας, όπως είδαμε, μπορούν να ταξινομηθούν σε πηγές αναλογικής και διακριτής πληροφορίας. Οι πηγές αναλογικής πληροφορίας, όπως το μικρόφωνο, όταν διεγείρεται από ομιλία, η κάμερα τηλεόρασης που τραβάει μια σκηνή, δίνουν ένα ή περισσότερα συνεχώς μεταβαλλόμενα σήματα. Αντίθετα, η έξοδος των πηγών διακριτής πληροφορίας, όπως το τηλέτυπο ή το πληκτρολόγιο υπολογιστή, αποτελείται από σειρά διακριτών συμβόλων. Μια πηγή αναλογικής πληροφορίας μπορεί πάντα να μετασχηματισθεί σε πηγή διακριτής πληροφορίας με τις διεργασίες της δειγματοληψίας και της κβάντισης. Κωδικοποιητής / Αποκωδικοποιητής πηγής. Η είσοδος του κωδικοποιητή πηγής είναι σειρά από σύμβολα, που φθάνουν με ρυθμό r σύμβολα το δευτερόλεπτο. Ο κωδικοποιητής πηγής μετατρέπει αυτή την ακολουθία συμβόλων σε δυαδική 14

16 ακολουθία από 0 και 1, αντιστοιχώντας καθορισμένες κώδικές λέξεις στα σύμβολα, που φθάνουν στην είσοδο του. Έτσι στην έξοδο του κωδικοποιητή πηγής παράγεται ψηφιακό σήμα με ρυθμό s bits το δευτερόλεπτο. Ο απλούστερος τρόπος, για να πετύχει ένας κωδικοποιητής τη λειτουργία αυτή, είναι να αντιστοιχίσει σε κάθε σύμβολο του αλφαβήτου της πηγής δυαδική κωδική λέξη σταθερού μήκους. Για το τηλέτυπο π.χ., αυτό μπορεί να γίνει με την αντιστοίχιση κωδικών λέξεων των 5 bits, από έως 11111, στα 32 σύμβολα του αλφαβήτου της πηγής και με την αντικατάσταση κάθε συμβόλου της ακολουθίας εισόδου με την αντίστοιχη κωδική λέξη. Έτσι με ρυθμό συμβόλων r=10 symbols/sec, ο ρυθμός ψηφιακών δεδομένων στην έξοδο του κωδικοποιητή πηγής θα είναι s = 50 bits/sec. Στο δέκτη αντίστοιχα, ο αποκωδικοποιητής πηγής μετατρέπει τη δυαδική έξοδο του αποκωδικοποιητή καναλιού σε ακολουθία συμβόλων. Ο αποκωδικοποιητής είναι πολύ απλός όταν το σύστημα χρησιμοποιεί κώδικές λέξεις σταθερού μήκους, αλλά γίνεται πολύ περίπλοκος στην περίπτωση συστήματος που χρησιμοποιεί κώδικές λέξεις μεταβλητού μήκους. Κωδικοποιητής / Αποκωδικοποιητής καναλιού. Η ψηφιακή κωδικοποίηση είναι μια μέθοδος για την επίτευξη μετάδοσης υψηλής αξιοπιστίας και απόδοσης. Κατά τη ψηφιακή κωδικοποίηση πηγής, επιλέγεται μικρός αριθμός σημάτων, συχνά δύο, για τη μετάδοση μέσα από το κανάλι, οπότε ο αποδιαμορφωτής πρέπει απλά να διακρίνει μεταξύ δύο διαφορετικών γνωστών κυματομορφών. Ο έλεγχος του σφάλματος επιτυγχάνεται με τη βοήθεια του κωδικοποιητή καναλιού, ο οποίος προσθέτει bits στην έξοδο του κωδικοποιητή πηγής. Ενώ τα ίδια τα πρόσθετα bits δεν φέρουν πληροφορία, επιτρέπουν στο δέκτη να ανιχνεύσει ή και να διορθώσει μερικά από τα σφάλματα των bits, που μεταφέρουν την πληροφορία. Υπάρχουν δύο μέθοδοι κωδικοποίησης καναλιού, η κωδικοποίηση κατά τμήμα και η συγκεραστική μέθοδος κωδικοποίησης. Στην πρώτη, ο κωδικοποιητής καναλιού παίρνει τμήμα από bits πληροφορίας του κωδικοποιητή πηγής και προσθέτει κάποια bits ελέγχου. Στη δεύτερη μέθοδο, η ακολουθία bits, που μεταφέρουν πληροφορία, κωδικοποιείται κατά συνεχή τρόπο με κατάλληλη συνεχή ανάμιξη bits, που φέρουν πληροφορία και bits ελέγχου σφάλματος. Ο αποκωδικοποιητής καναλιού ξαναβρίσκει τα bits, που φέρουν την πληροφορία από την αποκωδικοποιημένη δυαδική ακολουθία. Στον αποκωδικοποιητή καναλιού πραγματοποιείται η ανίχνευση σφάλματος, ή ακόμη και η διόρθωση σφάλματος. Ο αποκωδικοποιητής λειτουργεί κατά μπλοκ ή κατά συνεχή τρόπο, ανάλογα με το τύπο της κωδικοποίησης, που χρησιμοποιείται στο σύστημα. Σπουδαίες παράμετροι εδώ είναι η απόδοση του κώδικα (πηλίκο ρυθμού δεδομένων στην είσοδο του κωδικοποιητή προς το ρυθμό δεδομένων στην έξοδο), η πολυπλοκότητα και ο χρόνος καθυστέρησης, που συνεπάγεται η κωδικοποίηση - αποκωδικοποίηση. Διαμορφωτής, αποδιαμορφωτής. Ο διαμορφωτής δέχεται στην είσοδο του ακολουθία δυαδικών ψηφίων και τη μετατρέπει σε κυματομορφή (αναλογική ή ψηφιακή), κατάλληλη για μετάδοση μέσω του επικοινωνιακού καναλιού. Η διαμόρφωση χρησιμοποιείται αποτελεσματικά για τη μείωση των επιπτώσεων του θορύβου του καναλιού, για την προσαρμογή του μεταβιβαζόμενου σήματος με τα χαρακτηριστικά του καναλιού, για την πολύπλεξη πολλών σημάτων και για να υπερνικηθούν μερικοί περιορισμοί των συσκευών. 15

17 Η διαμόρφωση είναι αντιστρεπτή διαδικασία και η ανάκτηση του μηνύματος, που φέρει η κυματομορφή, που παράγεται από το διαμορφωτή, γίνεται από τον αποδιαμορφωτή. Επικοινωνιακό κανάλι. Το επικοινωνιακό κανάλι πραγματοποιεί την ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ πηγής και προορισμού. Το κανάλι μπορεί να είναι ζευγάρι σύρματα ή τηλεφωνικό καλώδιο ή ακόμη και ο ελεύθερος χώρος, μέσα στον οποίο διαδίδεται το ακτινοβολούμενο σήμα, που μεταφέρει την πληροφορία. Εξαιτίας φυσικών περιορισμών, το κανάλι επικοινωνίας δεν έχει την ίδια συμπεριφορά σε όλες τις συχνότητες κι έτσι το σήμα, που φέρει την πληροφορία, υφίσταται συχνά κατά τη διέλευση του μέσα από το κανάλι, παραμόρφωση. Εκτός από την παραμόρφωση, το σήμα υφίσταται και εξασθένιση, η ισχύς του, δηλαδή, μειώνεται προοδευτικά. Επιπλέον, το σήμα «λερώνεται» από ανεπιθύμητα, απρόβλεπτα ηλεκτρικά σήματα, που αναφέρονται ως θόρυβος (noise). Ένδειξη της ποιότητας του καναλιού αποτελεί ο λόγος σήματος προς θόρυβο (Signal to Noise Ratio, SNR), που μπορεί να διατηρηθεί στην έξοδό του. Παράδειγμα Για τη μετάδοση της εξόδου του πληκτρολογίου υπολογιστή χρησιμοποιείται ψηφιακό σύστημα επικοινωνίας. Καταρχήν, το πληκτρολόγιο παράγει έστω το γράμμα «Α» της ελληνικής αλφαβήτου. Χρησιμοποιώντας τον κώδικα ASCII, ο κωδικοποιητής πηγής το μετατρέπει στην ακολουθία bits « ». Για τον έλεγχο του σφάλματος, ο κωδικοποιητής καναλιού προσθέτει bit ίσο με το 0 όταν ο αριθμός των bits εισόδου είναι άρτιος, και ίσο με το 1, όταν είναι μονός. Έτσι, στην έξοδο του κωδικοποιητή καναλιού εμφανίζεται η ακολουθία « ». O διαμορφωτής μπορεί να παράγει ψηφιακή κυματομορφή, όταν η μετάδοση πρόκειται να γίνει μέσα από κανάλι βασικής ζώνης ή αναλογική κυματομορφή όταν η μετάδοση πρόκειται να γίνει μέσα από κανάλι ζώνης διέλευσης. Μετά, το σήμα μεταδίδεται μέσα από το κανάλι, δέχεται την επίδραση του θορύβου αλλά και των χαρακτηριστικών του καναλιού και φθάνει στον προορισμό του, όπου και γίνεται η αντίστροφη διαδικασία αποδιαμόρφωσης, αποκωδικοποίησης και αναπαραγωγής της πληροφορίας. Τελικά, το γράμμα <Α» εμφανίζεται στον προορισμό π.χ. στην οθόνη υπολογιστή. 16

18 Η επίδραση του μέσου μετάδοσης Σε οποιοδήποτε σύστημα επικοινωνίας, γενικά, το σήμα στη λήψη διαφέρει από αυτό που εκπέμφθηκε, εξαιτίας παραγόντων, που εμφανίζονται κατά τη μετάδοση του σήματος μέσα από το μέσο μετάδοσης (επικοινωνιακό κανάλι). Ειδικά, στη μετάδοση ψηφιακών σημάτων μπορεί να συμβούν σφάλματα bit (bit errors), έτσι που το 1 να λαμβάνεται σαν 0 και το 0 σαν 1. Όσο περισσότερα είναι τα σφάλματα αυτά, τόσο χειρότερο είναι το σύστημα επικοινωνίας. Οι κυριότεροι παράγοντες που εμφανίζονται κατά τη διέλευση του σήματος μέσα από το μέσο μετάδοσης και επηρεάζουν την ποιότητα του συστήματος επικοινωνίας, είναι η εξασθένιση του σήματος, η καθυστέρηση μετάδοσης και ο θόρυβος. Τους παράγοντες αυτούς θα μελετήσουμε στο 3ο κεφάλαιο που αφορά και το μέσο μετάδοσης. Η ικανότητα μετάδοσης πληροφορίας μέσα από επικοινωνιακό κανάλι εξαρτάται από τους παραπάνω παράγοντες και χαρακτηρίζεται από τη χωρητικότητα καναλιού. Χωρητικότητα καναλιού Στα ψηφιακά συστήματα επικοινωνίας, τα προβλήματα μετάδοσης περιορίζουν το ρυθμό, με τον οποίο τα δεδομένα μπορούν να μεταδοθούν. Ο μέγιστος ρυθμός, με τον οποίο είναι δυνατό να μεταδοθούν δεδομένα μέσα από επικοινωνιακό κανάλι, ονομάζεται χωρητικότητα καναλιού (channel capacity). Τύπος του Nyquist (κανάλι χωρίς θόρυβο) Ο Nyquist έδειξε, ότι στην περίπτωση καναλιού χωρίς θόρυβο και με εύρος ζώνης Β, είναι δυνατό να μεταδοθούν δεδομένα με ρυθμό 2Β. Αν το μεταδιδόμενο σήμα είναι δυαδικό (δύο επίπεδα τάσης), ο μέγιστος ρυθμός μετάδοσης μέσα από κανάλι (χωρίς θόρυβο) με εύρος ζώνης Β είναι 2Β bps. 17

19 Παράδειγμα Ένα τηλεφωνικό κανάλι και ένα modem, χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ υπολογιστών. Υποθέστε, ότι το τηλεφωνικό κανάλι έχει εύρος ζώνης Β=3400 Hz. Τότε, ο μέγιστος ρυθμός, με τον οποίο μπορούν να μεταδοθούν bits μέσα από το τηλεφωνικό κανάλι, είναι 2Β=6800 bps. Βέβαια, είναι δυνατό το μεταδιδόμενο σήμα να έχει περισσότερες από δύο καταστάσεις, δηλαδή, να χρησιμοποιούνται περισσότερα από δύο σύμβολα. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε σύμβολο αναπαριστά αριθμό bits. Αν, για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται 4 σύμβολα (επίπεδα τάσης), το κάθε σύμβολο αναπαριστά 2 bits. Έτσι, στη γενική περίπτωση, που χρησιμοποιούνται Μ διαφορετικά σύμβολα για τη μετάδοση σήματος μέσα από κανάλι εύρους ζώνης Β, η χωρητικότητα του καναλιού είναι: C = 2Blog2M Όπως βλέπουμε, με δεδομένο το εύρος ζώνης του καναλιού, είναι δυνατό να αυξηθεί ο ρυθμός δεδομένων, χρησιμοποιώντας μεγαλύτερο αριθμό διαφορετικών συμβόλων για την αναπαράσταση του σήματος. Κάτι τέτοιο, βέβαια, συνεπάγεται μια αύξηση στην πολυπλοκότητα του δέκτη ο οποίος θα πρέπει να μπορεί να αναγνωρίσει, ποιο από τα Μ διαφορετικά σύμβολα έλαβε, αντί ποιο από τα 2. Ακόμη ο θόρυβος και άλλα προβλήματα μετάδοσης περιορίζουν στην πράξη το δυνατό αριθμό των διαφορετικών συμβόλων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Τύπος του Shannon (κανάλι με θόρυβο) Τα κανάλια χωρίς θόρυβο είναι ιδανική περίπτωση. Στην πραγματικότητα, σε κάθε μετάδοση πληροφορίας μέσα από ένα επικοινωνιακό κανάλι προστίθενται και διάφορα ανεπιθύμητα σήματα, δηλαδή θόρυβος. Το πόσο καταστροφική είναι η επίδραση του θορύβου εξαρτάται και από τη στάθμη του ωφέλιμου σήματος. Αυτοί οι δύο παράγοντες, μετρώνται με τη βοήθεια του λόγου σήματος προς θόρυβο (Signal to Noise Ratio, SNR), ο οποίος είναι το πηλίκο της ισχύος του σήματος προς την ισχύ του θορύβου. Συνήθως, ο λόγος SNR μετράται στην είσοδο του δέκτη, γιατί εκεί γίνεται η κατάλληλη επεξεργασία, ώστε μεταξύ άλλων να αφαιρεθεί και ο ανεπιθύμητος θόρυβος. Ο λόγος SNR δίνεται σε db (decibels) σύμφωνα με τη σχέση: Παράδειγμα Σε δέκτη όπου η ισχύς του σήματος είναι 1000 φορές μεγαλύτερη από την ισχύ του θορύβου, ο λόγος SNR είναι 30 db. Αν γνωρίζουμε τις παραμέτρους του καναλιού επικοινωνίας, όπως το εύρος ζώνης και το λόγο S/N, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε τη χωρητικότητα C του καναλιού, που αντιπροσωπεύει το θεωρητικά μέγιστο δυνατό ρυθμό διαβίβασης ψηφιακών δεδομένων (data) χωρίς σχεδόν κανένα λάθος, από τον ακόλουθο τύπο πού είναι γνωστός και σαν κανόνας Shannon-Hartley: 18

20 Η χωρητικότητα C αποτελεί θεωρητικό όριο. Στα κανάλια, που χρησιμοποιούνται στην πράξη, ο ρυθμός δεδομένων είναι πολύ μικρότερος από C. Παράδειγμα Σε τυπική τηλεφωνική σύνδεση με χρησιμοποιήσιμο εύρος ζώνης ~ 3 khz και λόγο S/N = 103, η χωρητικότητα του καναλιού είναι περίπου bits/sec, γιατί σύμφωνα με τον τύπο Shannon-Hartley είναι: C = log2 ( ) bits/sec = bits/sec Ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων Στα δίκτυα δεδομένων υπάρχει η έννοια του πόσο γρήγορα μπορούν να μεταδίδονται τα δεδομένα. Για να αποδοθεί αυτή η έννοια, χρησιμοποιούνται διάφοροι όροι, με διαφορετική σημασία ο καθένας. Ρυθμός μετάδοσης bit O ρυθμός μετάδοσης bit (bit rate), είναι ο αριθμός των bits, που περνά από σημείο του τηλεπικοινωνιακού δικτύου δεδομένων σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Συνήθως μετριέται σε bits ανά δευτερόλεπτο (bits per second, bps), η και τα πολλαπλάσια kbps (103 bps) και Mbps (106 bps). Για την περίπτωση της δυαδικής μετάδοσης, όπου το μεταδιδόμενο σήμα έχει δύο δυνατές καταστάσεις (0 και 1), το bit rate R εξαρτάται από το χρόνο Τ, που διαρκεί το bit και συγκεκριμένα είναι: R = 1/T Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων O ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud rate), είναι ο αριθμός των συμβόλων (bauds), που μεταδίδονται κάθε δευτερόλεπτο και χρησιμοποιείται, κυρίως, στις περιπτώσεις μετάδοσης μέσω modem. O baud rate δεν εκφράζει κατ' ανάγκη το ρυθμό μετάδοσης των bits (bit rate). Αν η τεχνική διαμόρφωσης, που χρησιμο-ποιείται, αντιστοιχεί ένα bit σε κάθε μεταβολή του διαμορφωμένου σήματος, τότε το baud rate ταυτίζεται με το bit rate. Συχνά, όμως, το bit rate είναι μεγαλύτερο του baud rate και αυτό επιτυγχάνεται με διαμορφώσεις, όπου σε κάθε μεταβολή του διαμορφωμένου σήματος (baud) αντιστοιχούν περισσότερα από ένα bits. Παράδειγμα Αν το modem έχει ρυθμό baud 100 και κάθε baud αντιστοιχεί σε 2 bits, τότε ο bit rate είναι 200 bps. Φυσικά, επειδή 2 bits μπορούν να δώσουν 4 διαφορετικούς συνδυασμούς, το modem θα πρέπει να μπορεί να στέλνει 4 δια-φορετικά σύμβολα (bauds). 19

21 Ρυθμός μετάδοσης πληροφορίας Στις μεταδόσεις δεδομένων, εκτός από τα bits, που αφορούν την πληροφορία, συνήθως μεταδίδονται και επιπλέον χαρακτήρες ελέγχου, όπως π.χ. τα bits έναρξης και τέλους (start και stop bit). Έτσι, όταν σε μετάδοση το ζητούμενο είναι με ποιο ρυθμό μεταδίδεται η καθαρή πληροφορία, χρησιμοποιείται ο ρυθμός μετάδοσης πληροφορίας (information rate), ο οποίος μετριέται σε bps, και είναι, προφανώς, μικρότερος από το ρυθμό μετάδοσης bit. Παράδειγμα Έστω μετάδοση χαρακτήρων των 10 bits, στα οποία τα 3 είναι bits ελέγχου, με ρυθμό μετάδοσης bit 300 bps. Η καθαρή πληροφορία σε κάθε χαρακτήρα είναι σε ποσοστό 70%. Έτσι, ο ρυθμός μετάδοσης πληροφορίας είναι 300 bps χ 0,7 = 210 bps. Πολυπλεξία Πολυπλεξία (multiplexing) είναι η τεχνική, που επιτρέπει, δεδομένα από πολλές πηγές να μεταδίδονται μέσα από την ίδια γραμμή επικοινωνίας. Έτσι, γίνεται καλύτερη αξιοποίηση των τηλεπικοινωνιακών γραμμών υψηλής χωρητικότητας. Η διαδικασία της πολυπλεξίας φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα (στην πιο απλή της μορφή). Υπάρχουν ν γραμμές εισόδου σε μια συσκευή, που λέγεται πολυπλέκτης 20

22 (multiplexer). O πολυπλέκτης συνδέεται μέσω επικοινωνιακής γραμμής με ένα αποπολυπλέκτη (demultiplexer). Έτσι, είναι δυνατόν να μεταφέρονται ν διαφορετικά κανάλια μέσω της γραμμής σύνδεσης. O πολυπλέκτης συνθέτει (πολυπλέκει) τα δεδομένα από τις ν γραμμές εισόδου και τα μεταδίδει μέσα από γραμμή μεγαλύτερης χωρητικότητας. O αποπολυπλέκτης λαμβάνει την πολυπλεγμένη ροή δεδομένων, χωρίζει τα δεδομένα ανάλογα με το κανάλι, στο οποίο ανήκουν και τα οδηγεί στις αντίστοιχες γραμμές εξόδου. Τεχνικές πολυπλεξίας Όπως είπαμε και στην προηγούμενη παράγραφο για την καλύτερη εκμετάλλευση φυσικής ζεύξης (τηλεπικοινωνιακής γραμμής), απαιτείται μια μορφή πολυπλεξίας. Η ανάγκη για πολυπλεξία εμφανίστηκε, κατ' αρχήν, στο τηλεφωνικό δίκτυο. Καθώς το τηλεφωνικό δίκτυο μεγάλωνε και οι συνδρομητές διαρκώς αυξάνονταν, χρειάστηκαν επιπλέον κυκλώματα, για να ικανοποιήσουν τις αυξημένες ανάγκες. Τότε, έγινε αντιληπτό, ότι υπήρχε φυσικό όριο στον αριθμό των καλωδίων, που μπορούσαν να τοποθετηθούν τόσο μέσα στα τηλεφωνικά κέντρα όσο και μεταξύ τους μέσω των υπόγειων φρεατίων. Έγινε φανερό, ότι θα έπρεπε περισσότερα από ένα τηλεφωνικά κανάλια να μπορούν να μεταφέρονται από το ίδιο φυσικό κύκλωμα την ίδια στιγμή. Έτσι, αναπτύχθηκε μια τεχνική πολυπλεξίας, η οποία επέτρεπε το αρχικό φάσμα του τηλεφωνικού καναλιού (300 Hz έως 3400 Hz) να μεταφέρεται σε άλλη υψηλότερη συχνότητα. Τοποθετώντας πολλά τηλεφωνικά κανάλια, με την τεχνική της πολυπλεξίας, το ένα δίπλα στο άλλο (στο πεδίο συχνοτήτων), έγινε τελικά εφικτό μεγάλος αριθμός τηλεφωνικών καναλιών να μεταδίδεται μέσα από την ίδια γραμμή. 21

23 Υπάρχουν δύο συγκεκριμένες τεχνικές πολυπλεξίας: η πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας και η πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου. Πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (frequency division multiplexing, FDM) Χρησιμοποιείται κατά τη μετάδοση αναλογικών σημάτων. Αριθμός σημάτων μεταδίδεται ταυτόχρονα από το ίδιο μέσο. Κάθε σήμα καταλαμβάνει διαφορετική ζώνη συχνοτήτων, όπως φαίνεται και στο προηγούμενο σχήμα. Για να μετατεθεί κάθε σήμα στην κατάλληλη ζώνη συχνοτήτων, απαιτούνται κατάλληλοι διαμορφωτές και για να συνδυασθούν τα διαμορφωμένα σήματα, απαιτούνται πολυπλέκτες. Πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (time division multiplexing, TDM) Ο χρόνος διαιρείται σε χρονοθυρίδες (timeslots). Τα σήματα εισόδου δειγματοληπτούνται το ένα μετά το άλλο με υψηλό ρυθμό. Σε μια οποιαδήποτε χρονική στιγμή, μπορεί να μεταδίδεται ένα δείγμα μόνο ενός σήματος εισόδου. Τα δείγματα από τα διάφορα σήματα εισόδου μεταφέρονται σε διαδοχικά πλαίσια. Κάθε πλαίσιο περιέχει αριθμό χρονοθυρίδων και σε κάθε σήμα εισόδου μπορεί να αφιερώνεται μία η και περισσότερες χρονοθυρίδες σε κάθε πλαίσιο. Έτσι τελικά τα δεδομένα διαφορετικών πηγών πολυπλέκονται χρονικά και μεταδίδονται στην ίδια γραμμή. 22

24 Σύγχρονη πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (synchronous TDM) Τόσο η FDM όσο και η σύγχρονη TDM χρησιμοποιούνται, όταν το διαθέσιμο εύρος ζώνης του μέσου μετάδοσης είναι μεγαλύτερο από το συνολικό εύρος ζώνης των προς μετάδοση σημάτων. Παραλλαγή της πολυπλεξίας διαίρεσης χρόνου, η οποία κάνει καλύτερη εκμετάλλευση του τηλεπικοινωνιακού καναλιού και επιτρέπει την ύπαρξη ρυθμού μετάδοσης μικρότερου από το συνολικό ρυθμό μετάδοσης των πηγών, είναι η στατιστική πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (statistical time division multiplexing, statistical TDM). Στη σύγχρονη TDM, είναι πολύ πιθανό, όταν υπάρχουν πηγές ακανόνιστης ροής δεδομένων, πολλές από τις χρονοθυρίδες ενός πλαισίου να σπαταλώνται, γιατί οι αντίστοιχες πηγές δεν έχουν κάτι να μεταδώσουν τις συγκεκριμένες χρονικές στιγμές. Με τη στατιστική πολυπλεξία οι χρονοθυρίδες δεν είναι εκ των προτέρων εκχωρημένες σε συγκεκριμένες πηγές. Αντ' αυτού, τα δεδομένα των πηγών αποθηκεύονται προσωρινά σε ειδικούς καταχωρητές (buffers) και μεταδίδονται το συντομότερο δυνατό χρησιμοποιώντας τις διαθέσιμες χρονοθυρίδες. Έτσι, η στατιστική πολυπλεξία εκμεταλλεύεται αποτελεσματικά τη φυσική γραμμή σύνδεσης. Η σύνδεση δεν μένει ποτέ ανενεργή, όσο υπάρχουν δεδομένα για μετάδοση. Υπάρχουν, βέβαια, και κάποια μειονεκτήματα σε αυτή τη μέθοδο πολυπλεξίας. Για παράδειγμα υπάρχει πλεονασμός στη μετάδοση, αφού σε κάθε χρόνο - θυρίδα, εκτός από τα δεδομένα, θα πρέπει να μεταδίδεται και επιπλέον πληροφορία για τη διεύθυνση προορισμού. Κάτι τέτοιο δεν απαιτείται στη σύγχρονη πολυπλεξία, γιατί είναι εκ των προτέρων καθορισμένο ποια σύνδεση αφορά κάθε χρονοθυρίδα. Επίσης, τα δεδομένα υφίστανται μεταβλητή καθυστέρηση, λόγω αναμονής στον καταχωρητή του στατιστικού πολυπλέκτη (βλ. επόμενο σχήμα). 23

25 Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης στα Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών Σε ένα σύστημα τηλεπικοινωνιών πολλών χρηστών, όπου περισσότεροι από ένας χρήστες στέλνουν πληροφορίες μέσω ενός κοινού καναλιού, τα αντίστοιχα σήματα απαιτείται να χωριστούν κατά τέτοιο τρόπο ώστε οι παρεμβολές μεταξύ τους να ελαχιστοποιούνται. Ο χωρισμός των σημάτων μπορεί να επιτευχθεί με τη βοήθεια των τεχνικών πολλαπλής πρόσβασης. Υπάρχουν τρία κύρια σχήματα πολλαπλής πρόσβασης τα οποία και επιτρέπουν στους πολλαπλούς χρήστες να στείλουν τις πληροφορίες μέσω του καναλιού επικοινωνίας στο δέκτη. Πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση συχνότητας FDMA (Frequency Division Multiple Access) Η τεχνική FDMA χρησιμοποιήθηκε κυρίως στα παλιά αναλογικά συστήματα κινητής τηλεφωνίας, και σύμφωνα με αυτήν, σε κάθε χρήστη ανατίθεται μία διαφορετική συχνότητα. Οι χρήστες δηλαδή, χρησιμοποιούν ταυτόχρονα το κοινό μέσο, αλλά διαχωρίζονται μεταξύ τους στο πεδίο της συχνότητας, όπως φαίνεται και στο ακόλουθο σχήμα Η τεχνική αυτή χαρακτηρίζεται από χαμηλή χωρητικότητα αλλά έχει το πλεονέκτημα του χαμηλού κόστους υλοποίησης για τις κινητές συσκευές, καθώς απαιτείται ένας απλός FM πομποδέκτης. Αντίθετα, το κόστος του σταθμού βάσης είναι ιδιαίτερα υψηλό, καθώς απαιτούνται τόσοι πομποδέκτες, όσες και διαθέσιμες συχνότητες. Ένα άλλο βασικό μειονέκτημα της FDMA είναι η υψηλή κατανάλωση ισχύος. Ένα σημαντικό όμως πλεονέκτημα της FDMA είναι ότι δεν απαιτεί ιδιαίτερα κυκλώματα συγχρονισμού μεταξύ των σταθμών βάσης και των κινητών σταθμών, όπως απαιτείται από την τεχνική TDMA. Πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση χρόνου TDMA (Time Division Multiple Access) Η τεχνική TDMA χρησιμοποιείται ευρέως στα ψηφιακά συστήματα κινητών επικοινωνιών. Με την τεχνική αυτή, κάθε χρήστης καταλαμβάνει μία συγκεκριμένη χρονοθυρίδα (time slot) στην οποία μπορεί να εκπέμψει. Οι χρονοθυρίδες αυτές έχουν πολύ μικρή διάρκεια και επαναλαμβάνονται συνεχώς με κυκλικό τρόπο. Έτσι, η κάθε συσκευή περιμένει μέχρι να έρθει η σειρά της να εκπέμψει, περιμένοντας όλους τους άλλους χρήστες να εκπέμψουν τα δικά τους σήματα. Όταν έρθει η σειρά ενός χρήστη, η συσκευή του εκπέμπει για όσο χρόνο διαρκεί η χρονοθυρίδα του και κατόπιν διακόπτει τη μετάδοση, έως ότου ξαναέρθει η σειρά της δικής του χρονοθυρίδας. 24

26 Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι η εκπομπή στην TDMA είναι διακοπτόμενη. Αυτό ίσως φαίνεται παράδοξο, αλλά καθώς ο χρήστης της κινητής τηλεφωνίας δεν το αντιλαμβάνεται διότι οι εναλλαγές των χρονοθυρίδων γίνονται με πολύ γρήγορο ρυθμό (εκατοντάδες φορές το δευτερόλεπτο), ώστε η συνομιλία να φαίνεται συνεχής. Με την τεχνική αυτή, με έναν πομποδέκτη ο σταθμός βάσης μπορεί να εξυπηρετήσει πολλούς χρήστες. Για παράδειγμα, το ευρωπαϊκό σύστημα κινητής τηλεφωνίας 2ης γενιάς GSM, χρησιμοποιεί την τεχνική TDMA, με συνολικά 8 χρονοθυρίδες ανά κανάλι, επομένως κάθε φέρον εξυπηρετεί 8 χρήστες. Όμως, απαιτούνται ιδιαίτερα κυκλώματα στις κινητές συσκευές διότι πρέπει να επιτυγχάνεται συγχρονισμός με το σταθμό βάσης για τη σωστή τήρηση των χρονοθυρίδων. Το βασικότερο πλεονέκτημα της TDMA είναι η μεγαλύτερη χωρητικότητα και φασματική απόδοση σε σχέση με την FDMA. Όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα, πολλοί χρήστες χρησιμοποιούν το κοινό μέσο στην ίδια συχνότητα, αλλά διαμοιράζονται μεταξύ τους στο πεδίο του χρόνου. Πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση κώδικα CDMA (Code Division Multiple Access) Η τεχνική Διαμοιρασμού Κώδικα είναι η πιο σύγχρονη από τις άλλες δύο. Σε αυτήν, όλοι οι χρήστες χρησιμοποιούν ταυτόχρονα το κοινό μέσο τόσο στο πεδίο της συχνότητας, όσο και στο πεδίο του χρόνου, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα 25

27 Στην τεχνική CDMA, το εύρος συχνοτήτων είναι κοινό για όλους τους χρήστες, οι οποίοι διαχωρίζονται μεταξύ τους διότι ο κάθε χρήστης κωδικοποιεί τα σήματά του με ένα μοναδικό ψηφιακό κωδικό. Οι κωδικοί αυτοί είναι προσεκτικά σχεδιασμένοι ώστε να έχουν ένα σημαντικό χαρακτηριστικό, που ονομάζεται ορθογωνιότητα. Η ιδιότητα αυτή των κωδικών επιτρέπει στα σήματα από διαφορετικούς χρήστες να παραμένουν ανεξάρτητα μεταξύ τους. Έτσι, όταν ο δέκτης επιχειρεί να αποκωδικοποιήσει τα σήματα ενός χρήστη, εφαρμόζει τον μοναδικό του κωδικό-κλειδί, με αποτέλεσμα τα σήματα όλων των υπολοίπων χρηστών να εξαλείφονται. Όπως είναι φανερό, εξαιτίας της κοινής χρήσης των συχνοτήτων από όλους τους χρήστες, η τεχνική αυτή αναφέρεται και ως καθολική επαναχρησιμοποίηση συχνοτήτων. 26

28 Τηλέφωνο Ο Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ (Alexander Graham Bell, 3 Μαρτίου Αυγούστου 1922) ήταν Σκωτσέζος εφευρέτης, ο οποίος έμεινε γνωστός ως ο εφευρέτης του τηλεφώνου. Τον Απρίλιο του 1903 ο Μπελ ανακάλυψε τον πολλαπλό τηλέγραφο ενώ τις πρώτες του σημειώσεις σχετικά με το τηλέφωνο τις έγραψε τον Αύγουστο του ίδιου χρόνου και ένα μήνα αργότερα ξεκίνησε να γράφει σχετικά με τις προδιαγραφές του. Η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε περιελάμβανε μια ελαστική μεμβράνη από σίδηρο, που βρισκόταν μπροστά από ένα σιδηρομαγνητικό πυρήνα, περιτυλιγμένο με μονωμένο αγωγό. Μια γραμμή από δυο καλώδια συνέδεε τη συσκευή αυτή με μια άλλη παρόμοια. Στη συσκευή του Μπελ η φωνή έπεφτε πάνω στη μεμβράνη και την έκανε να πάλλεται. Ο Τόμας Έντισον ήταν ο περισσότερο παραγωγικός εφευρέτης της σύγχρονης εποχής. Από τις γνωστότερες εφευρέσεις του είναι το μικρόφωνο, ο φωνόγραφος και ο ηλεκτρικός λαμπτήρας. Το τηλέφωνο είναι μία συσκευή συνδιάλεξης η οποία μεταφέρει τον ήχο μέσω ηλεκτρικών σημάτων. Η συσκευή αυτή αποτελείται από πομπό και δέκτη και συνδέεται με καλώδιο με το τηλεφωνικό κέντρο. Η επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων που βρίσκονται στην ίδια πόλη γίνεται με τα αστικά τηλεφωνικά κέντρα. Εκτός όμως από τα αστικά τηλεφωνικά κέντρα υπάρχουν και τα υπεραστικά τηλεφωνικά κέντρα διαμέσου των οποίων ο συνδρομητής μπορεί να μιλήσει με τις άλλες πόλεις ακόμα και με άλλες χώρες του κόσμου. Μέχρι σήμερα η υπεραστική τηλεφωνική σύνδεση γινόταν με ασύρματο. Τα τελευταία όμως χρόνια άρχισαν να χρησιμοποιούνται και άλλοι τρόποι σύνδεσης όπως, καλώδια χαλκού, οπτικές ίνες και δορυφόροι με την συνδυασμένη χρήση ηλεκτρονικών μηχανών. Μ' αυτόν τον τρόπο η σύνδεση με άλλες πόλεις και χώρες γίνεται αυτόματα χωρίς τη μεσολάβηση του κέντρου. Τα τελευταία χρόνια, η τηλεφωνική επικοινωνία, έχει επεκταθεί στην κινητή τηλεφωνία και στην επικοινωνία μέσω Διαδικτύου. Σήμερα τα τηλεφωνικά κέντρα είναι (3) ειδών: Αναλογικά (POTS). Η επικοινωνία γίνεται μέσω ειδικού δικτύου τηλεφωνίας. Ψηφιακά ISDN. Η επικοινωνία γίνεται όπως στα αναλογικά αλλά μετατρέπεται η φωνή σε δεδομένα, αποστέλλεται μέσω του δικτύου τηλεφωνίας και μετατρέπεται και πάλι σε φωνή. Ψηφιακά VoIP. Ψηφιακά κέντρα όπου η φωνή ταξιδεύει σε μορφή δεδομένων μέσω δικτύων υπολογιστών και του Διαδικτύου. Η επικοινωνία με αυτό τον τρόπο δεν υποχρεώνεται να μεταφέρεται 27

29 μέσα από ειδικές τηλεφωνικές γραμμές που έχουν περιορισμούς ταχύτητας και χρειάζονται ειδικές εγκαταστάσεις. Ραδιόφωνο Ραδιοφωνία είναι μια μονόδρομη ασύρματη μετάδοση ήχου μέσω ραδιοκυμάτων που προορίζεται για ευρύ κοινό. Σήμερα η ραδιοφωνία πραγματοποιείται και καλωδιακά μέσα από αντίστοιχα ραδιοφωνικά ή τηλεοπτικά δίκτυα, μέσω δορυφόρου και μέσω του ίντερνετ. Κύριοι σκοποί της ραδιοφωνίας είναι η ενημέρωση, η ψυχαγωγία και η εκπαίδευση, με στόχο τη μεγαλύτερη δυνατή ακροαματικότητα. Τηλεόραση Ο πιο διαδεδομένος τρόπος μετάδοσης είναι μέσω επίγειου δικτύου εκπομπής. Στην κορυφή κάποιου βουνού εγκαθίσταται ένα κέντρο εκπομπής, το οποίο λαμβάνει το τηλεοπτικό σήμα από το σταθμό και το οδηγεί σε ένα πομπό. Ο πομπός το εκπέμπει σε μία από τις παρακάτω ζώνες συχνοτήτων: UHF (Ultra High Frequency, υπερυψηλές συχνότητες): Στη ζώνη αυτή η συχνότητα κυμαίνεται από 300 MHz (ελάχιστο) έως 3000 MHz (μέγιστο) VHF (Very Ηigh Frequency, πολύ υψηλές συχνότητες): Στη ζώνη αυτή η συχνότητα κυμαίνεται από 30 MHz έως 300 MHz Αυτές οι ζώνες συχνοτήτων δεν χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για τηλεοπτικές μεταδόσεις. Σε αυτές τις ζώνες συχνοτήτων έχουν εκχωρηθεί κανάλια και για άλλες εφαρμογές, όπως η ραδιοφωνία FM, οι ραδιοερασιτεχνικές εκπομπές, τα ειδικά ραδιοδίκτυα κ.τ.λ.. Η κατανομή των καναλιών είναι διαφορετική για κάθε περιοχή του κόσμου. Συνοπτικά, στην Ελλάδα έχουμε τα παρακάτω κανάλια, ανάλογα με τη ζώνη εκπομπής: Ζώνη I (VHF): Κανάλια 2, 3, 4. Ζώνη II (VHF): Δεν υπάρχουν τηλεοπτικά κανάλια, χρησιμοποιείται για ραδιοφωνία FM. Ζώνη III (VHF): Κανάλια Ζώνη IV (UHF): Κανάλια

30 Ζώνη V (UHF): Κανάλια Επίσης, υπάρχει η ζώνη με τα κανάλια S2-S20 (VHF). Σε αυτή τη ζώνη δε γίνονται εκπομπές από επίγειο σταθμό. Αυτή η ζώνη χρησιμοποιείται μόνο για τις καλωδιακές εγκαταστάσεις. Αρχικά, το τηλεοπτικό σήμα ήταν ασπρόμαυρο. Αργότερα επιχειρήθηκε η μετάδοση έγχρωμου σήματος. Τέθηκε ως απαραίτητη προϋπόθεση η συμβατότητα μεταξύ ασπρόμαυρων και έγχρωμων εκπομπών. Ο έγχρωμος τηλεοπτικός δέκτης θα έπρεπε να λειτουργεί τόσο με έγχρωμες όσο και με ασπρόμαυρες εκπομπές σημάτων. Επίσης, ο ασπρόμαυρος δέκτης θα έπρεπε να μπορεί να λάβει ένα έγχρωμο σήμα (το οποίο, φυσικά, θα προέβαλλε ασπρόμαυρο). Αναπτύχθηκαν τα παρακάτω αναλογικά πρότυπα έγχρωμης εικόνας: PAL (Phase Alternating Line): Γερμανικής προέλευσης με πρώτη εκπομπή το 1967 SECAM (Séquentiel Couleur à mémoire): Γαλλικής προέλευσης με πρώτη εκπομπή το 1956, και NTSC (National Television System Committee): Αμερικανικής προέλευσης με πρώτη εκπομπή το 1953 Τα πρότυπα PAL και NTSC μοιάζουν πάρα πολύ μεταξύ τους. Το πρότυπο PAL αποτελεί μια βελτίωση του NTSC. Το σύστημα PAL PLUS προτάθηκε ως αντικαταστάτης του PAL. Η κυριότερη καινοτομία του είναι η εκπομπή σημάτων ευρείας εικόνας (wide screen), π.χ. με λόγο 16:9. Το σύστημα αυτό, αν και σημαντικά εξελιγμένο, θεωρείται ήδη ξεπερασμένο γιατί είναι αναλογικό. Σε αυτά τα πρότυπα η έγχρωμη εικόνα αποτελείται από δύο σήματα: την ασπρόμαυρη εικόνα, η οποία ονομάζεται σήμα φωτεινότητας (αγγλικός όρος: luminance) και συμβολίζεται ως Y, και το χρώμα, το οποίο ονομάζεται σήμα χρωμικότητας (αγγλικός όρος: chrominance) και συμβολίζεται ως C. Για την ψηφιακή τηλεόραση επίσης υπάρχουν διάφορες συλλογές προτύπων και μεμονωμένα πρότυπα: DVB, ATSC, ISDB, DTMB, DMB. Η Τηλεόραση στην Ελλάδα Μέχρι πρότινος, το ελληνικό επίγειο σύστημα μετάδοσης ήταν αποκλειστικά αναλογικό. Στην Ελλάδα, ενώ επίσημα η χώρα είναι καταχωρημένη διεθνώς ότι χρησιμοποιεί το σύστημα SECAM, όλοι οι τηλεοπτικοί σταθμοί εκπέμπουν με το σύστημα PAL. Επίσης υπάρχουν ψηφιακές πλατφόρμες δορυφορικής εκπομπής. Η ιδιωτική εταιρεία Multichoice Ελλάδος παρέχει το πακέτο συνδρομητικής τηλεόρασης NOVA. Εκπέμπει δικά της κανάλια καθώς και τα αναλογικά πανελλαδικής εμβέλειας (κρατικά και ιδιωτικά). Η Alpha Digital, μια δεύτερη απόπειρα ψηφιακής, δορυφορικής συνδρομητικής τηλεόρασης κατέληξε σε αποτυχία. O OTE έχει μια δορυφορική, ψηφιακή πλατφόρμα στο δορυφόρο Hellas Sat 2. Χρησιμοποιεί μια δορυφορική συχνότητα και εκπέμπει ελεύθερα ελληνικά τηλεοπτικά και ραδιοφωνικά κανάλια. Μια οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης επιβάλλει τον τερματισμό των αναλογικών επίγειων εκπομπών μέχρι το Από την 1η Ιανουαρίου 2013, οι επίγειες εκπομπές θα πρέπει να είναι μόνο ψηφιακές. Το σύστημα μετάδοσης που έχει επιλεγεί είναι το DVB-T. Η κατανομής της ευθύνης για την μετάβαση, σε επίπεδο σταθμών, γίνεται διακριτά μεταξύ των κρατικών και των ιδιωτικών, ενώ η υλοποίηση πραγματοποιείται με την μεταξύ τους συνεργασία. Για τους κρατικούς σταθμούς την υλοποίηση έχει αναλάβει η ΕΡΤ. Η Digea είναι η εταιρεία που έχει συσταθεί κατόπιν συμφωνίας των ιδιωτικών σταθμών πανελλαδικής εμβέλειας (ALPHA, ALTER, ΑΝΤΕΝΝΑ, Μακεδονία TV, MEGA, ΣΚΑΪ, Star Channel) 29

31 και εκ μέρους τους πραγματοποιεί την ψηφιακή μετάβαση έως τις 31 Δεκεμβρίου Οι περιφερειακοί σταθμοί έχουν συστήσει επίσης δικές τους εταιρείες. Το σύστημα της καλωδιακής τηλεόρασης στην Ελλάδα λειτουργεί σε περιορισμένη κλίμακα στις περιοχές Πλάκα, Εξάρχεια και Κολωνάκι της Αθήνας & στην Θεσ/νίκη. Δείτε επίσης το λήμμα κέντρα ραδιοτηλεοπτικών εκπομπών στην Ελλάδα για μια παρουσίαση της γεωγραφικής κατανομής των εκπομπών τηλεοπτικού σήματος. Τηλεφωνικό Δίκτυο Περιοχή καλωδίωσης Η περιοχή καλωδίωσης χωρίζεται σε τρία μέρη: - Το καλώδιο τροφοδότης (feeder cable) συνδέει το τοπικό κέντρο με την περιοχή εξυπηρέτησης - Το καλώδιο διανομής (distribution cable) συνδέει την περιοχή εξυπηρέτησης με τα σπίτια - Το καλώδιο απόληξης (drop cable) συνδέει τα σπίτια 30

32 Είδη Τηλεφωνικών Κέντρων - Τοπικό ή τερματικό κέντρο - Διαβιβαστικό ή κομβικό κέντρο - Υπεραστικό κέντρο - Διεθνές κέντρο - Συνδρομητικό κέντρο Μεταγωγή Η εγκατάσταση όταν ζητηθεί μιας ανεξάρτητης σύνδεσης από την επιθυμητή είσοδο στην επιθυμητή έξοδο, εντός ενός συνόλου εισόδων και εξόδων, για όσο διάστημα απαιτείται από την μεταφορά της πληροφορίας. Ότι εισέρχεται στο δίκτυο, εξέρχεται για όσο διάστημα είναι επιθυμητό, μέχρι η μία πλευρά να εγκαταλείψει. 31

33 Τηλεφωνία Μεταγωγή Το τηλεφωνικό κέντρο δρομολογεί τις κλάσεις βάση του σχεδίου αριθμοδότησης. Παράδειγμα Έστω ότι θέλουμε να κάνουμε κλήση στον αριθμό Ο αριθμός +30 είναι ο κωδικός της χώρας, ο 2641 είναι ο κωδικός της περιοχής, το 0 είναι ο κωδικός του παρόχου και τέλος το είναι ο αριθμός του συνομιλητή μας. Παράδειγμα Έστω ότι ο Α επιθυμεί να κάνει κλήση στον Β. Στο πιο κάτω σχήμα βλέπουμε τις επιλογές που έχει ο Α όσο αφορά την κλήση του στον Β. Δίκτυα Μεταγωγής Τεχνική μεταγωγής Ο τρόπος με τον οποίο αποκαθίσταται η επικοινωνία ανάμεσα σε δύο κόμβους με σκοπό την ανταλλαγή δεδομένων. - Μεταγωγή Κυκλώματος - Μεταγωγή Μηνύματος - Μεταγωγή Πακέτου i) Αυτοδύναμου ii) νοητού κυκλώματος 32

34 Μεταγωγή κυκλώματος Αποκαθίσταται ένα αποκλειστικό μονοπάτι επικοινωνίας ανάμεσα σε δυο σταθμούς (ακολουθία από ζεύξεις μεταξύ κόμβων του δικτύου). - Η γραμμή παραμένει κατειλημμένη και όταν δεν μεταφέρονται data (ο κενός χρόνος σε μια σύνδεση είναι μεγάλος) - Η σύνδεση παρέχει μεταφορά με έναν σταθερό ρυθμό δεδομένων. Αυτό περιορίζει τη χρησιμότητα του δικτύου για διασύνδεση ποικίλων υπολογιστών host. - Σε μια αποκατασταθείσα σύνδεση οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν όλο τη μεταφορική ικανότητα (throughput) του δικτύου. πχ. Τηλεφωνικό δίκτυο Μεταγωγή μηνύματος - Δεν υπάρχει κάποιο μόνιμο φυσικό κύκλωμα. Οι κόμβοι μεταδίδουν την πληροφορία μέσα σε ένα και μόνο πακέτο το οποίο δρομολογείται κατάλληλα μέσα από τις διάφορες δικτυακές συσκευές που υπάρχουν στην διαδρομή μέχρι να φτάσουν τον προορισμό τους. - Παρουσιάζει σημαντικά μειονεκτήματα (πχ. απαιτεί οι ενδιάμεσοι κόμβοι να έχουν μεγάλο αποθηκευτικό χώρο). 33

35 Μεταγωγή πακέτου - Αποτελεί παραλλαγή της μεταγωγής μηνύματος i. Η πληροφορία τεμαχίζεται από την πηγή σε περισσότερα του ενός πακέτου μετάδοσης ii. Κάθε πακέτο περιέχει ένα τμήμα των δεδομένων συν την πληροφορία ελέγχου iii. Σε κάθε κόμβο της διαδρομής το πακέτο παραλαμβάνεται, αποθηκεύεται προσωρινά και στέλνεται στον επόμενο κόμβο - Υπάρχουν 2 προσεγγίσεις για το χειρισμό της σειράς των πακέτων και της δρομολόγησής τους στον παραλήπτη: i. Αυτόνομο πακέτο (datagram) ii. Νοητό κύκλωμα (virtual circuit) Αυτόνομο Πακέτο (datagram) - Κάθε πακέτο αντιμετωπίζεται ξεχωριστά, δεν συνδέεται με πακέτα που έχουν φύγει πιο πριν - Κάθε πακέτο έχει τη διεύθυνση του προορισμού του, πακέτα με την ίδια διεύθυνση προορισμού ακολουθούν (όχι κατ ανάγκην) διαφορετικές διαδρομές. Νοητό κύκλωμα (Virtual Circuit) - Πριν μεταδοθεί οποιοδήποτε πακέτο, αποκαθίσταται μια προσχεδιασμένη διαδρομή - Αρχικά αποστέλλεται ένα ειδικό πακέτο ελέγχου Αίτηση Κλήσης (Call Request) - Η διαδρομή είναι σταθερή σε όλη τη διάρκεια μιας λογικής σύνδεσης και κάθε κόμβος δε χρειάζεται να αποφασίσει για το που θα στείλει το πακέτο. Πλεονεκτήματα Virtual Circuit Τα πακέτα διασχίζουν γρηγορότερα το δίκτυο. Datagram - Δεν υπάρχει η φάση της αποκατάστασης σύνδεσης - Πιο ευέλικτη τεχνική (π.χ. σε περιπτώσεις συμφόρησης) - Η παράδοση ενός αυτόνομου πακέτου είναι πιο αξιόπιστη (π.χ. αν ένας κόμβος τεθεί εκτός λειτουργίας) 34

36 Ασύρματες επικοινωνίες (Σύστημα Ασύρματης επικοινωνίας DECT) Το Dect είναι ένα σύστημα ασύρματης κυψελωτής επικοινωνίας μεταξύ αργά κινούμενων συνδρομητών (Portable Parts PP) και σταθμών βάσης (Radio Fixed Parts RFPs) για μετάδοση φωνής και δεδομένων. Η εμβέλειά του είναι από 50μ έως 5 χλμ. Η ποιότητα της φωνής είναι παρόμοια με αυτή της σταθερής τηλεφωνίας. Εφαρμογές Οι εφαρμογές του Dect περιλαμβάνουν - Οικιακά ασύρματα τηλέφωνα - Πρόσβαση κινούμενων συνδρομητών στο τηλεφωνικό δίκτυο PSTN & ISDN. - Ασύρματα τηλεφωνικά κέντρα - Αντικατάσταση του συνδρομητικού βρόγχου με ασύρματη ζεύξη - Ασύρματα τοπικά δίκτυα - Διασύνδεση με GSM 35

37 Κινητή τηλεφωνία Εξέλιξη κινητής τηλεφωνίας Πρώτη γενιά (1G) 1981 Τα πρώτα κινητά συστήματα βασίστηκαν σε αναλογική μετάδοση. Είχαν μια χαμηλή πυκνότητα κυκλοφορίας ενός κλήσης ανά κανάλι, κακή ποιότητα φωνής, και χρησιμοποίησαν ανασφαλείς και μη κρυπτογραφημένη μετάδοση, η οποία οδήγησε στην πλαστογράφηση των ταυτοτήτων. Δεύτερης γενιάς (2G) 1991 Η δεύτερη γενιά των συστημάτων κινητών επικοινωνιών που βασίζονται στην ψηφιακή μετάδοση με μια σειρά από διαφορετικά πρότυπα (GSM, ERMES, CT2, CT3, DCS 1800, DECT). GSM (Global System for Mobile) επικοινωνίες είναι το πιο δημοφιλές πρότυπο σε χρήση σήμερα, με τη χρήση 900MHz και 1800MHz ζώνες συχνοτήτων. Συστήματα GSM κινητά ανέπτυξε ψηφιακή μετάδοση με κάρτα SIM (Subscriber Identity Module) τεχνολογίας για τον έλεγχο ταυτότητας ενός χρήστη για την ταυτοποίηση και την τιμολόγηση, καθώς και για την κρυπτογράφηση των δεδομένων για την πρόληψη υποκλοπές. Η μετάδοση χρησιμοποιεί TDMA (Time Division Multiple Access) και cdmaone (Code Division Multiple Access One) τεχνικές για να αυξήσει την ποσότητα των πληροφοριών που μεταφέρονται στο δίκτυο. Τη δεύτερη στην τρίτη γέφυρα γενιάς (2.5G) 2000 Η εισαγωγή του GPRS θεωρείται ως ένα επιπλέον χρονικό διάστημα της ανάπτυξης της κινητής δικτύωσης, μεταξύ 2G και 3G. GPRS (General Packet Radio Υπηρεσία) είναι μια υπηρεσία δεδομένων που επιτρέπει σε κινητές συσκευές για να στέλνουν και να λαμβάνουν s και μηνύματα εικόνα. Επιτρέπει πολύ δημοφιλής ταχύτητες λειτουργίας μέχρι 115kbit / s, η οποία έχει αυξηθεί σε ένα μέγιστο των 384kbit / s με τη χρήση EDGE. Τυπικά GSM ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων έφθασε 9.6kbit/s. Τρίτης γενιάς (3G) 2003 Η τρίτη γενιά των κινητών συστημάτων ενοποιεί διαφορετικά κινητά τεχνολογικά πρότυπα, και χρησιμοποιεί ζώνες υψηλότερων συχνοτήτων για τη μετάδοση και Κωδικός Division Multiple Access για 36

38 να προσφέρει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 2Mbit / s για την υποστήριξη υπηρεσιών πολυμέσων (MMS: φωνής, βίντεο και δεδομένων). Το ευρωπαϊκό πρότυπο UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Κινητά συστήματα συνεχίζουν να χρησιμοποιούν ψηφιακή μετάδοση με την κάρτα SIM ταυτότητας για τα συστήματα χρέωσης και για την κρυπτογράφηση δεδομένων. Η μετάδοση δεδομένων χρησιμοποιεί ένα WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Μια τεχνική για να επιτύχουν ταχύτητες δεδομένων μεταξύ 384 kbit/s και 2048 kbit/s. Μερικοί 3G προμηθευτές χρησιμοποιούν ATM (ασύγχρονης μεταφοράς) για τους «over the air" του δικτύου με MPLS (Multiprotocol Label Switching) ή IP για το δίκτυο κορμού τους. Τέταρτης γενιάς (4G) ; Η τεχνολογία 4G όπως δηλώνει και το όνομά της είναι η διάδοχος γενιά του 2g και 3g. Στη γενιά 2g περάσαμε από τη αναλογική στην ψηφιακή μετάδοση όπου μπορούσαμε να στείλουμε μηνύματα η να έχουμε στο κινητό μας και έπειτα περάσαμε στην Τρίτη γενιά (3g) στην οποία μπορούμε να έχουμε παγκόσμια περιαγωγή (Internet) στο κινητό η στον υπολογιστή καθώς επίσης μπορούμε να ανεβάσουμε video στο διαδίκτυο η να κατεβάσουμε αρχεία μουσικής με ταχύτητες έως 1.4 Mb/s. 37

39 Ψηφιακό Σύστημα Κινητής Τηλεφωνίας DCS 1800 Και αυτό το σύστημα είναι κυψελωτό και μάλιστα προέρχεται ουσιαστικά από το GSM. Το ψηφιακό σύστημα κινητής τηλεφωνίας DCS 1800 (Digital Communication System) σχεδιάστηκε από το ETSI (European Telecommunication Standards Institute) το 1991, ενώ οι προδιαγραφές του στηρίζονται σε αυτές του GSM. Έτσι οι λειτουργίες και η αρχιτεκτονική των δύο συστημάτων είναι παρόμοιες. Οι σημαντικότερες διαφοροποιήσεις αφορούν τη συχνότητα λειτουργίας που για το DCS είναι η περιοχή των MHz και η στάθμη εκπομπής που στο DCS είναι αρκετά χαμηλότερη. Έτσι τα συστήματα DCS εκπέμπουν τα μεν κινητά στην περιοχή συχνοτήτων MHz (συνολικά 75 MHz) και οι σταθμοί βάσης στην περιοχή MHz. Λόγω του τριπλάσιου εύρους ζώνης, ο αριθμός των καναλιών επικοινωνίας τριπλασιάζεται σε σχέση με το GSM. Ταυτόχρονα, και εδώ όπως ακριβώς και στο GSM γίνεται χρήση της τεχνικής TDMA σε κάθε κανάλι με αποτέλεσμα την εξυπηρέτηση οκτώ ζεύξεων από το ίδιο κανάλι. Έτσι η συνολική χωρητικότητα ενός συστήματος DCS ανά κυψέλη είναι τριπλάσια από αυτή ενός συστήματος GSM. Η χαμηλότερη ισχύς εκπομπής στο DCS σε συνδυασμό με την υψηλότερη απόσβεση που προκαλείται στα σήματά του λόγω της υψηλότερης συχνότητας εκπομπής έχει ως αποτέλεσμα μικρότερη εμβέλεια και άρα μικρότερο μέγεθος κυψέλης από ό,τι στο GSM. Έτσι η μέγιστη εμβέλεια ενός κινητού DCS είναι οκτώ χιλιόμετρα σε σχέση με τα 35 ενός κινητού GSM. Ταυτόχρονα όμως λόγω της υψηλότερης συχνότητας και των μικρότερων κυψελών το DCS παρουσιάζει καλύτερη απόδοση και μικρότερα κενά στην κάλυψη που προσφέρει. Τα χαρακτηριστικά των συστημάτων DCS τα κάνουν ιδανικά για πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές, εμπορικά κέντρα, αεροδρόμια κτλ. 38

40 Σύστημα κινητής τηλεφωνίας UMTS Το σύστημα κινητής τηλεφωνίας UMTS προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων «Universal Mobile Telecommunication System» (Καθολικό Σύστημα Κινητών Τηλεπικοινωνιών ) και είναι η εφαρμογή της τεχνολογίας τρίτης γενεάς κινητής τηλεφωνίας που επιτρέπει την μετάδοση δεδομένων (εικόνα και ήχο ) με πολύ υψηλές ταχύτητες και σε πραγματικό χρόνο. Αυτό επιτυγχάνεται με την χρήση ενός ευρέος φάσματος επικοινωνίας ( μεγέθους 5 MHz) μεταξύ κινητού και σταθμού βάσης. Στο σύστημα UMTS, η πρόσβαση των συνδρομητών στο δίκτυο μπορεί να γίνεται ταυτόχρονα στην ίδια ζώνη συχνοτήτων, επειδή διαχωρίζονται με την χρήση κωδικών. 39

41 Σε αντίθεση με το σύστημα GSM, δυο γειτονικοί σταθμοί βάσης μιας εταιρείας μπορούν να εκπέμπουν στην ίδια ζώνη συχνοτήτων και κάθε συνδρομητής μπορεί να εξυπηρετείται ταυτόχρονα από δύο ή περισσότερους σταθμούς βάσης. Το μέγεθος της κυψέλης που καλύπτει ο σταθμός βάσης δεν είναι σταθερό, αλλά μπορεί να μεταβάλλεται. Συγκεκριμένα, όταν ένας σταθμός UMTS πρέπει να εκπέμπει μεγάλο όγκο πληροφοριών, είτε επειδή λειτουργούν πολλά κινητά τηλέφωνα στις κυψέλες του είτε επειδή υπάρχει απαίτηση υψηλών ρυθμών μεταφοράς δεδομένων από λίγες συσκευές, μειώνεται η ισχύς εκπομπής από την κεραία αυτή, ώστε να μικρύνει η περιοχή κάλυψης του σταθμού. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται «αναπνοή της κυψέλης» (cell breathing) και έχει στόχο την αποφυγή των παρεμβολών στους γειτονικούς σταθμούς. 40

42 Δορυφορικές Επικοινωνίες Δορυφορικό Σύστημα Κινητής Επικοινωνίας Iridium Το πρώτο πραγματικό σύστημα παγκόσμιας κινητής επικοινωνίας που εμφανίστηκε ονομάστηκε Iridium και στηριζόταν σε έναν αστερισμό από 66 δορυφόρους χαμηλής τροχιάς. Η σχεδίαση του άρχισε το 1990 και την 1η Νοεμβρίου άρχισε η πλήρης εμπορική του εκμετάλλευση. Το iridium παρέχει τη δυνατότητα επικοινωνίας φωνής, αποστολής μηνυμάτων, δεδομένων και φαξ με τη χρήση μιας και μόνο συσκευής με ένα ενιαίο αριθμό από οποιοδήποτε μέρος του κόσμου. Στο δίκτυο του iridium εκτός από τους 66 δορυφόρους περιλαμβάνονται και 11 επίγειοι σταθμοί. Έτσι οι χρήστες επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω του δικτύου των επίγειων σταθμών (όπως και σε ένα κλασσικό κυψελωτό σύστημα ) και όταν αυτό δεν είναι δυνατόν μέσω κάποιων από τους 66 δορυφόρους του δικτύου. Η χρήση δορυφόρων χαμηλής τροχιάς (βρίσκονται σε τροχιά μόλις 780 χλμ. από τη γη) έχει σημαντικά πλεονεκτήματα. Η χαμηλή τροχιά έχει ως αποτέλεσμα την πολύ καθαρή λήψη του σήματος από τις κινητές συσκευές, ακόμη και αν οι δορυφόροι εκπέμπουν χαμηλής ισχύος σήματα. Ταυτόχρονα η μικρή τους απόσταση από τη γη κάνει δυνατή τη χρήση τους για τη δημιουργία ενός είδους μετακινούμενων τρισδιάστατων κυψελών. Βέβαια, οι δορυφόροι χαμηλής τροχιάς παρουσιάζουν και σημαντικά μειονεκτήματα. Έτσι, για την κάλυψη ολόκληρης της γης απαιτείται μεγάλος αριθμός δορυφόρων σε σχέση με τους γεωστατικούς δορυφόρους. Ταυτόχρονα η μεγαλύτερη κατανάλωση καυσίμων (που απαιτείται για τη διόρθωση της 41

43 τροχιάς τους λόγω της αυξημένης επίδρασης της βαρύτητας) και το μικρότερο γενικά μέγεθος τους έχει ως συνέπεια να παρουσιάζουν μικρή διάρκεια ζωής. Το iridium δεν παρέμεινε ενεργό για μεγάλο χρονικό διάστημα μια και πριν χρόνια η εταιρεία που ανέλαβε την εκμετάλλευση του ανακοίνωσε την πτώχευση της προκαλώντας απογοήτευση στους οπαδούς των δορυφορικών κινητών επικοινωνιών. Δορυφορικό Σύστημα Κινητής Επικοινωνίας Globalstar Το δορυφορικό δίκτυο Globalstar δημιουργήθηκε το 1991 από μια κοινοπραξία ιδιωτικών τηλεπικοινωνιακών εταιρειών, με σκοπό την παροχή χαμηλού κόστους και υψηλής ποιότητας τηλεφωνίας και άλλων ψηφιακών υπηρεσιών, σε περιοχές που δεν καλύπτονται από τα υπάρχοντα ενσύρματα και ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών. Ανάμεσα σε αυτές περιλαμβάνεται η μεταφορά δεδομένων, η τηλεειδοποίηση, το φαξ και ο εντοπισμός θέσης (GPS) Το Globalstar λειτουργεί συμπληρωματικά με τα επίγεια συστήματα κινητής τηλεφωνίας GSM και παρέχουν κάλυψη εκεί που αυτά αδυνατούν (π.χ. ωκεανούς, ερήμους κ.λ.π) Και το Globalstar χρησιμοποιεί δορυφόρους χαμηλής τροχιάς για τη δημιουργία του δικτύου του. Πιο συγκεκριμένα περιέχει 48 δορυφόρους (συν άλλους 8 εφεδρικούς)η εκτόξευση των οποίων ξεκίνησε στις αρχές του η τροχιά των δορυφόρων αυτών είναι σε απόσταση χλμ. από τη γη και η διάρκεια ζωής τους αναμένεται να είναι 7,5 χρόνια. Δορυφορικό Σύστημα Κινητής Επικοινωνίας ICO Η υλοποίηση του δικτύου αυτού ξεκίνησε το 1995 με την ίδρυση της ομώνυμης εταιρείας από τον Inmarsat και 46 από τους μεγαλύτερους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς του κόσμου. Σκοπός της εταιρείας αυτής είναι η ανάπτυξη και λειτουργία ενός παγκόσμιου δορυφορικού συστήματος κινητής τηλεφωνίας, για παροχή υπηρεσιών τόσο τηλεφωνίας όσο και μετάδοσης δεδομένων και φαξ. Επιπλέον, θα υπάρχει δυνατότητα τηλεειδοποίησης και εντοπισμού γεωγραφικής θέσης. 42

44 Το δορυφορικό δίκτυο στην τελική του μορφή αποτελείται από 10 δορυφόρους σε μέση τροχιά (ύψος περίπου χιλιόμετρων) Η επιλογή μέσης τροχιάς έχει το πλεονέκτημα της χρήσης λιγότερων δορυφόρων για την κάλυψη της γης και το μειονέκτημα της ανάγκης ύπαρξης πολύ πιο ευαίσθητων κυκλωμάτων στο δορυφόρο για τη λήψη των σημάτων που εκπέμπονται από τη γη. Ψηφιακό Δίκτυο Ολοκληρωμένων Υπηρεσιών (ISDN) Τα τελευταία χρόνια εμφανίστηκε μεγάλη ζήτηση για παροχή υπηρεσιών ήχου, εικόνας, video, δεδομένων. Οι διάφοροι τηλεπικοινωνιακοί φορείς προσπαθώντας να ικανοποιήσουν τη ζήτηση αυτή δημιούργησαν εκτός από το τηλεφωνικό δίκτυο για τις υπηρεσίες φωνής, αρκετά ακόμη εξειδικευμένα δίκτυα, όπως δίκτυα δεδομένων για επικοινωνίες υπολογιστών (π.χ. το δίκτυο Hellaspac και το δίκτυο Hellascom, που δημιούργησε ο ΟΤΕ), δίκτυα telex για επικοινωνίες κειμένου, δίκτυα καλωδιακής τηλεόρασης, κα. Η ανάπτυξη ξεχωριστών δικτύων για κάθε υπηρεσία έχει μειονεκτήματα, όπως μεγάλο διαχειριστικό κόστος για το τηλεπικοινωνιακό φορέα, αυξημένο κόστος για το χρήστη, λόγω του ποικίλου και διαφορετικού εξοπλισμού, που χρησιμοποιεί η κάθε τεχνολογία, αποθάρρυνση της εμπορικής ανάπτυξης. Τα παραπάνω προβλήματα έρχεται να λύσει το Ψηφιακό Δίκτυο Ενοποιημένων Υπηρεσιών (Integrated Services Digital Network, ISDN). Το ISDN επιτρέπει στους χρήστες να μεταδίδουν φωνή, εικόνα και δεδομένα, σε ψηφιακή μορφή μέσα από την υπάρχουσα υποδομή δισύρματων τηλεφωνικών καλωδίων. Με το ISDN αποσυσχετίζεται το τηλεπικοινωνιακό δίκτυο από το είδος της πληροφορίας, που διακινεί, και τυποποιείται η διεπαφή συσκευών διαφόρων κατασκευαστών στο δίκτυο, χωρίς να χρειάζεται ειδικός και πιθανά ακριβός εξοπλισμός προσαρμογής. Τα βασικά στοιχεία, που χαρακτηρίζουν το ISDN, είναι: - Η ψηφιακή μετάδοση. Όλα τα σήματα μεταδίδονται σε ψηφιακή μορφή απ' άκρη σ' άκρη του δικτύου, δηλαδή από τη μια τερματική γραμμή έως την άλλη. - Η σηματοδοσία, που γίνεται μέσω ιδιαίτερου καναλιού (common channel signaling). Με τον όρο σηματοδοσία ορίζουμε όλα εκείνα τα βοηθητικά σήματα με τα οποία διαχειριζόμαστε μια επικοινωνία (έναρξη, κλήση, κουδούνισμα κλπ). - Η ενιαία και πολλαπλού σκοπού διασύνδεση των χρηστών στο δίκτυο. Ένας χρήστης μπορεί να απολαμβάνει τις διάφορες υπηρεσίες του δικτύου με μια και μόνο σύνδεση μέσω της ίδιας πρίζας. Το δίκτυο ISDN παρέχει δύο τύπους πρόσβασης, τη διεπαφή βασικού ρυθμού και τη διεπαφή πρωτεύοντος ρυθμού. Η διεπαφή βασικού ρυθμού (Basic Rate Interface, BRI), παρέχει δύο κανάλια φορείς (2 κανάλια-b) κι ένα κανάλι σηματοδοσίας (1 κανάλι-d). Κάθε κανάλι-b έχει ρυθμό μετάδοσης 64 Kbps και 43

45 χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ψηφιοποιημένης φωνής και δεδομένων. Το κανάλι-d έχει ρυθμό μετάδοσης 16 Kbps και χρησιμοποιείται για την εγκαθίδρυση και διαχείριση της σύνδεσης. Οι τηλεπικοινωνιακοί φορείς δίνουν τη δυνατότητα στους χρήστες-πελάτες τους να χρησιμοποιούν το ένα ή και τα δύο κανάλια-b, πράγμα που σημαίνει, ότι η σύνδεση βασικού ρυθμού μπορεί να παρέχει ρυθμό μετάδοσης μέχρι 144 Kbps. Η διεπαφή πρωτεύοντος ρυθμού (Primary Rate Interface, PRI) παρέχει 30 κανάλια των 64 Kbps (30 B- κανάλια) κι ένα κανάλι των 64 Kbps (1 D-κανάλι). Το εύρος ζώνης ενός ακόμη καναλιού των 64 Kbps χρησιμοποιείται για πλαισίωση (framing) και συντήρηση του δικτύου. Έχουμε, έτσι, συνολικό ρυθμό μετάδοσης 2,048 Mbps, που άλλωστε είναι και η ταχύτητα που υποστηρίζει μια ψηφιακή γραμμή Ε1. Στη Β. Αμερική και Ιαπωνία έχουμε 23B+1D κανάλια (όλα των 64 Kbps) και άλλα 8 Kbps πλεονασμό, άρα, συνολικό ρυθμό 1,544 Mbps (μια ψηφιακή γραμμή Τ1). To ISDN χρησιμοποιεί την υπάρχουσα τηλεπικοινωνιακή υποδομή, απαιτεί, όμως, την εγκατάσταση ειδικής συσκευής στη μεριά του χρήστη, της συσκευής τερματισμού δικτύου NT1. Ο τηλεπικοινωνιακός φορέας τοποθετεί τη συσκευή αυτή στο χώρο του χρήστη-συνδρομητή και μετά τη συνδέει με τον κόμβο ISDN στο τηλεφωνικό κέντρο, αρκετά χιλιόμετρα μακριά, χρησιμοποιώντας το συνε- στραμμένο ζεύγος καλωδίων, που παλιότερα χρησιμοποιείτο στη σύνδεση με το τηλέφωνο του συνδρομητή. Μετά η κίνηση δρομολογείται από το δίκτυο του τηλεπικοινωνιακού φορέα (με τεχνικές μεταγωγής πακέτων, κυκλώματος κ.α.). Στη συσκευή τερματισμού NT1 είναι δυνατό να συνδεθούν μέχρι 8 συσκευές σε απόσταση 150 μέτρα. Μπορεί να είναι συσκευές ειδικά σχεδιασμένες για το δίκτυο ISDN, όπως 44

46 ψηφιακή τηλεφωνική συσκευή, Fax ομάδας 4, εικονοτηλέφωνο, δρομολογητής, ή απλές συσκευές, όπως η αναλογική τηλεφωνική συσκευή, κοινό τερματικό κ.α. Στην τελευταία περίπτωση, χρησιμοποιείται ειδική διάταξη, ο τερματικός προσαρμογέας (Terminal Adaptor, TA). Ο συνδυασμός βασικού και πρωτεύοντος ρυθμού είναι ιδανικός για τη δημιουργία ενός δικτύου με μια κεντρική θέση και πολλές περιφερειακές. Χρησιμο-ποιώντας σύνδεση πρωτεύοντος ρυθμού στην κεντρική θέση και συνδέσεις βασικού ρυθμού στις περιφερειακές θέσεις, η κεντρική θέση - υπολογιστής μπορεί να επικοινωνεί ταυτόχρονα με 30 διαφορετικές απομακρυσμένες θέσεις - υπολογιστές (23 αντίστοιχα για την Αμερική). Η υπηρεσία ISDN είναι χρήσιμη, όταν η μετάδοση δεδομένων δεν είναι συνεχής και οι ανάγκες σε ταχύτητα κυμαίνονται. Ο χρήστης πληρώνει όσο διαρκεί η κλήση, γι' αυτό είναι αρκετά συνηθισμένο να χρησιμοποιείται σαν εφεδρική σύνδεση αφιερωμένων γραμμών. To ISDN, που περιγράψαμε, αναφέρεται και ως ISDN στενής ζώνης (Narrowband ISDN), ενώ αναπτύσσονται και πρότυπα για το ISDN ευρείας ζώνης (Broadband ISDN), το οποίο απαιτεί τη χρήση οπτικής ίνας. 45

47 46