ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ 1

2 Εισαγωγή Το μέσο μετάδοσης είναι η φυσική σύνδεση μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη της πληροφορίας σ ένα σύστημα επικοινωνίας. Είναι ο δρόμος που περνάει το σήμα που στέλνει ο πομπός μέχρι να το λάβει ο δέκτης. 2

3 Μέσα μετάδοσης Διακρίνονται σε δυο βασικές κατηγορίες: Ενσύρματα: Σχηματίζονται από μεταλλικούς αγωγούς Ασύρματα: Το μέσο μετάδοσης είναι ο αέρας. 3

4 Μέσα μετάδοσης Ενσύρματα: Καλώδια Συνεστραμμένου Ζεύγους (Twisted Pair), ή χάλκινα καλώδια Ομοαξονικά Καλώδια Οπτικές Ίνες Ασύρματα: Αέρας: Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις 4

5 Είδη Μέσων Μετάδοσης Ενσύρματα: Χάλκινα, Ομοαξονικά, Οπτικές Ίνες Ασύρματα: Κεραίες Επίγειες / Δορυφορικές 5 5

6 Ενσύρματα Μέσα μετάδοσης: Καλώδια Συνεστραμμένου Ζεύγους (Twisted Pair), ή χάλκινα καλώδια Αν δύο καλώδια συστραφούν μεταξύ τους τότε δημιουργούν ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους. Το «πλέξιμο» των καλωδίων συνεπάγεται μεγαλύτερη αντοχή σε παρεμβολέςθορύβους (crosstalk). Τα χάλκινα συνεστραμμένα ζεύγη καλωδίων είναι το παλιότερο σύστημα επίτευξης επικοινωνιακών ζεύξεων αλλά και το ευρύτερα χρησιμοποιούμενο. Είναι τα γνωστά χάλκινα σύρματα των τηλεφωνικών γραμμών. Το χαμηλό κόστος και η σχετικά ικανοποιητική ταχύτητά τους για μικρές αποστάσεις είναι τα βασικά πλεονεκτήματα του. Είναι κατάλληλα για διέλευση και ψηφιακών και αναλογικών σημάτων. 6

7 Καλώδια Συνεστραμμένου Ζεύγους (Twisted Pair), ή χάλκινα καλώδια 7

8 Καλώδια Συνεστραμμένου Ζεύγους (Twisted Pair), ή χάλκινα καλώδια Παράδειγμα : Ας θεωρήσουμε την περίπτωση του τηλεφωνικού δικτύου το οποίο ως μέσο μετάδοσης χρησιμοποιεί συνεστραμμένα καλώδια. Τα καλώδια αυτού του τύπου, επιτρέπουν τη μετάδοση μόνο εκείνων των σημάτων των οποίων η συχνότητα βρίσκεται στο διάστημα 300 Hz έως 3400 Hz. Επομένως το εύρος ζώνης αυτού του μέσου μετάδοσης είναι 3400 Hz 300 Hz = 3100 Hz = 3.1 KHz. Το γεγονός πως τα 300 Hz είναι η ελάχιστη επιτρεπτή συχνότητα που μπορεί να περάσει από το μέσο μετάδοσης, σημαίνει πως ένα σήμα μικρότερης συχνότητας (π.χ. 200Hz) δεν μπορεί να διέλθει από το μέσο μετάδοσης. Με τον ίδιο τρόπο η μέγιστη συχνότητα των 3400 Hz, υποδηλώνει πως ένα σήμα μεγαλύτερης συχνότητας, π.χ. 4500Hz δεν έχει τη δυνατότητα διέλευσης από το κανάλι. 8

9 Ομοαξονικό καλώδιο Αποτελείται από 2 αγωγούς. Ο κεντρικός αγωγός περιβάλλεται από τον εξωτερικό. Γι αυτό ονομάστηκε έτσι. Οι 2 αγωγοί (κεντρικός και εξωτερικός) έχουν τον ίδιο άξονα. Ανάμεσα στους 2 αγωγούς υπάρχει υλικό για την απομόνωση τους. Ο εξωτερικός αγωγός περιβάλλεται από προστατευτικό και μονωτικό περίβλημα. Έχει μεγαλύτερο εύρος από το χάλκινο (bandwidth), άρα και υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης. Χρησιμοποιείται σε μεγαλύτερες αποστάσεις μετάδοσης Μικρότερη ευαισθησία στις παρεμβολές (αρά μικρότερη ευαισθησία στο θόρυβο) Πιο δύσχρηστο Πιο ακριβό 9

10 Οπτική Ίνα Έχει πολύ υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης (συνήθη bitrate 2~10Gbps μπορούν να φθάσουν μέχρι Τbps) Πάρα πολύ μεγάλες αποστάσεις μετάδοσης Δεν επηρεάζονται από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (άρα ελάχιστος θόρυβος) Μεγάλη ασφάλεια Δύσκολο στη χρήση Ακριβό 10

11 Οπτική Ίνα Η λειτουργία της βασίζεται στην χρήση του φωτός σαν φορέα μετάδοσης της πληροφορίας. Κατασκευάζεται από γυαλί ή πλαστικό. Εγκλωβίζουν το φως και το οδηγούν στο τέρμα της οπτικής ίνας. 11

12 Οπτική Ίνα Αποτελείται από 3 ομόκεντρους κυλίνδρους: την κεντρική ίνα (πυρήνα), την επίστρωση και το κάλυμμα. Η φωτεινή δέσμη που μεταφέρει την πληροφορία, μεταδίδεται μέσω του πυρήνα. To υλικό του πυρήνα βοηθά στη συνεχή ανάκλαση της φωτεινής δέσμης στα τοιχώματα του. Τα καλώδια οπτικών ινών περιέχουν συνήθως δεσμίδες οπτικών ινών. 12

13 Οπτική Ίνα Χρησιμοποιείται από τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς σε επίγειες και υποθαλάσσιες συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων. Οι υποθαλάσσιες συνδέσεις χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση ηπείρων. 13

14 Η υποθαλάσσια γραμμή SEA-ME-WE 3 (South East Asia- Middle East- West Europe) 14

15 Οπτική Ίνα Που αλλού χρησιμοποιούνται: δίκτυα ευρείας περιοχής Τοπικά δίκτυα ιδιωτικών εταιρειών Πανεπιστημιακά δίκτυα Δίκτυα καλωδιακής τηλεόρασης όταν θέλουμε να έχουμε πολύ υψηλές ταχύτητες και ασφάλεια μετάδοσης, όπως τα στρατιωτικά δίκτυα. Σε βιομηχανικά δίκτυα όπου υπάρχει πολύ υψηλός βιομηχανικός ηλεκτρομαγνητικός θόρυβος, στον οποίο οι οπτικές ίνες παρουσιάζουν ανοσία. 15

16 Ασύρματα μέσα μετάδοσης Οι ασύρματες ζεύξεις είναι ένας από τους σημαντικότερους τρόπους μετάδοσης, που αναπτύχθηκε, αρχικά, για μετάδοση φωνής και τηλεοπτικών σημάτων, ενώ σήμερα χρησιμοποιείται και για την μετάδοση δεδομένων, ιδιαίτερα μέσω μικροκυματικών και δορυφορικών συνδέσεων. Το βασικότερο πλεονέκτημα, που παρουσιάζουν τα ασύρματα μέσα μετάδοσης, είναι η έλλειψη εξάρτησής τους από τα υλικά μέσα, αφού δεν χρειάζεται η φυσική / υλική σύνδεση πομπού και δέκτη, επειδή ως μέσο μετάδοσης χρησιμοποιείται ο ελεύθερος χώρος. Αυτός ο ελεύθερος χώρος έχει και μειονεκτήματα: Απαιτεί μεγάλη ισχύ στον πομπό για να μεταδώσει. Ευαισθησία στο θόρυβο Χαμηλό επίπεδο ασφάλειας (ο οποιοσδήποτε με ένα δέκτη μπορεί να υποκλέψει το σήμα) 16

17 Ασύρματα μέσα μετάδοσης Η εκπομπή του σήματος γίνεται σε μια δεδομένη συχνότητα ή σ ένα σύνολο συχνοτήτων. Επειδή το φάσμα συχνοτήτων είναι περιορισμένο και, επομένως, οι συχνότητες αποτελούν σπάνιο εθνικό πόρο, για να γίνει εκπομπή σε κάποια συχνότητα, θα πρέπει πρώτα η συχνότητα να έχει ανατεθεί από τις αρμόδιες αρχές στον φορέα, που θα κάνει χρήση της. Χρησιμοποιούνται κεραίες για τη μετάδοση και τη λήψη των σημάτων. Π.χ. το ραδιόφωνο, η τηλεόραση και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας. Τα σήματα τους μεταδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις 17

18 Ασύρματη μετάδοση δεδομένων Για την μετάδοση δεδομένων χρησιμοποιούνται κυρίως: Οι μικροκυματικές ζεύξεις Επίγειες Δορυφορικές Και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας (κινητή τηλεφωνία) 18

19 Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις Χρησιμοποιούνται οι συχνότητες από 2 έως 20 GHz (σπανίως έως 40GHz) Ο πομπός και ο δέκτης χρησιμοποιούν παραβολικά πιάτα Για να είναι δυνατή η μεταφορά δεδομένων απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη (λόγω καμπυλότητας της γης απαιτούν αναμεταδότες κάθε 40-50Κm) Χρησιμοποιούνται κυρίως για : μετάδοση τηλεοπτικού σήματος και φωνής. Mικρές από σημείο σε σημείο συνδέσεις, μεταξύ κτιρίων Συνδέσεις δεδομένων μεταξύ τοπικών δικτύων. 19

20 Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις Απαιτούν επίγειους σταθμούς εκπομπής (uplink ζεύξη) και λήψης (downlink ζεύξη) και δορυφόρο. Χωρίζονται σε 2 κατηγορίες: Ανοδικές, για αποστολή σημάτων από τους επίγειους σταθμούς στους δορυφόρους. Καθοδικές για την αναμετάδοση σημάτων από τους δορυφόρους στους επίγειους σταθμούς. 20

21 Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις 21

22 Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις Η εξέλιξη των συστημάτων αυτών ήταν οι Γεωστατικοί δορυφόροι Τίθενται σε τροχιά σε ύψος Km, Κινούνται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα που περιστρέφεται η γη (11.040χλμ/ωρα),και φαίνονται από τη γη σαν ακίνητοι. Βλέπουν το 1/3 της επιφάνειας της γης. Με 3 δορυφόρους καλύπτεται όλη η γη. Ζωνες μετάδοσης που χρησιμοποιούνται 4-6 GHz, GHz, GHz 22

23 Κινητή ραδιοτηλεφωνία Κινητή ραδιοτηλεφωνία, πρόδορμος της κυψελοειδούς. Τη χρησιμοποιούν η Αστυνομία, η Πυροσβεστική, το ΕΚΑΒ και τα ταξί. Επικοινωνία μεταξύ σταθερών και κινούμενων σταθμών, καθώς και μεταξύ κινούμενων σταθμών. Οι συχνότητες της είναι από Hz. Απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ των κεραιών του πομπού και του δέκτη. Γι αυτό τοποθετείται η κεραία του σταθερού σταθμού σε υψηλό σημείο. Το 1 ο εμπορικό σύστημα Κινητής ραδιοτηλεφωνίας το Ένας ψηλός πύργος μετάδοσης βρισκόταν στο κέντρο μιας αστικής περιοχής. Κάθε όχημα μέσα σ αυτή την περιοχή δέσμευε ένα από τα περιορισμένα διαθέσιμα κανάλια επικοινωνίας. Πρόβλημα δημιουργήθηκε όταν αυξήθηκε ο αριθμός των χρηστών γιατι δεν υπήρχαν τόσα πολλά κανάλια. Η λύση ήταν η κυψελοειδής τηλεφωνία που έχου με σήμερα. 23

24 Κυψελοειδής τηλεφωνία Περιγραφή: Κάθε αστική περιοχή χωρίζεται σε εξάγωνα (Κυψέλες) ακτίνας από 1,5 έως 13Km Κάθε κυψέλη έχει μια σταθερή κεραία χαμηλής ισχύος που φαίνεται από ολόκληρη την κυψέλη (πομπός). Οι συχνότητες που χρησιμοποιούνται είναι MHz Η κάθε κυψέλη εκπέμπει σε διαφορετικές συχνότητες από αυτές που χρησιμοποιούν οι γειτονικές της Σε κάθε κυψέλη λειτουργούν πολλά κανάλια επικοινωνίας (κάθε κανάλι εξυπηρετεί ένα κινητό) Το όλο σύστημα ελέγχεται από ένα υπολογιστή που παρακολουθεί το κάθε κινητό και όταν περάσει από μια κυψέλη σε άλλη, κατά τη διάρκεια μια συνομιλίας, το μετάγει αυτόματα σε κανάλι της κυψέλης που βρίσκεται. Εκτός από τηλεφωνία χρησιμοποιείται και για μετάδοση δεδομένων (ακόμη και ιντερνετ) σε χαμηλές όμως ταχύτητες μεταφορά πληροφορίας (της τάξης των Kpbs) 24

25 Προβλήματα φυσικής μετάδοσης Στόχος είναι να ληφθεί η πληροφορία από το δέκτη με τις λιγότερες δυνατές αλλοιώσεις. Οι αλλοιώσεις εξαρτώνται από τις παρασιτικές τάσεις που εμφανίζονται στη μετάδοση και από τις παραμορφώσεις του σήματος. Οι παρασιτικές τάσεις που εμφανίζονται στο σήμα ονομάζονται θόρυβος. 25

26 Αιτίες θορύβου Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα. Οι επιδράσεις από γραμμές μεταφοράς ενέργειας. Οι ανεπιθύμητες συζεύξεις μεταξύ κυκλωμάτων, που παράγουν ένα ιδιάιτερο είδος θορύβου που λέγεται διαφωνία. 26

27 Διαφωνία Σ ένα καλώδιο συνήθως τοποθετούνται πολλά χάλκινα ζεύγη. Τα σύρματα κάθε ζεύγους καλωδίων συμπεριφέρονται σαν κεραίες με αποτέλεσμα ένα μέρος από την ηλεκτρική ενέργεια που οδεύει σε ένα ζεύγος να ακτινοβολείται και να επηρεάζει τα γειτονικά ζεύγη. 27

28 Ειδικές περιπτώσεις θορύβου Ηχώ Είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στη πηγή δημιουργίας του. Στο τηλέφωνο αυτό εκφράζεται σαν την επιστροφή φωνής στον ομιλούντα,λόγω ανακλάσεων σε ορισμένα σημεία της γραμμής (με χρονικήκαθυστέρηση). Δημιουργείται λόγω κακής προσαρμογής σύνδεσης μεταξύ των γραμμών 28

29 Τα σημαντικότερα προβλήματα στα μέσα μετάδοσης είναι: Έλλειψη προσαρμογής στη γραμμή Παραμορφώσεις Θόρυβος Διαφωνία Ηχώ 29

30 Παραμορφώσεις Συμβαίνουν σε όλα τα μέσα μετάδοσης. Στα αναλογικά σήματα μεταφράζονται σε τυχαίες εξασθενήσεις. Στα ψηφιακά σε λανθασμένα bits, που μπορούν ν ανιχνευθούν και να διορθωθούν. Τα σήματα που εισάγουμε σε ένα μέσο μετάδοσης, αποτελούνται από πολλές συχνότητες. Κάθε συχνότητα του σήματος υφίσταται διαφορετική εξασθένηση από τις άλλες. 30

31 Παραμόρφωση κατά πλάτος Στο σχήμα φαίνεται η καμπύλη εξασθένησης τηλεφωνικής γραμμής σε σχέση με τη συχνότητα. Η μεγαλύτερη εξασθένηση παρουσιάζεται στις 2 ακραίες περιοχές συχνοτήτων. Η παραμόρφωση που παρουσιάζεται στις διάφορες συχνότητες καθορίζει το εύρος ζώνης του μέσου. Αυτό το εύρος συχνοτήτων περνάει χωρίς παραμόρφωση (0,5 έως και 3,3 Khz). 31

32 Παραμόρφωση κατά φάση Για τη μετάδοση του σήματος από τη μια ακρη στην άλλη απαιτείται κάποιος χρόνος μετάδοσης. Όταν η καθυστέρηση αυτή είναι διαφορετική για κάθε συχνότητα του σήματος (άλλες συχνότητες φτάνουν νωρίτερα και άλλες αργότερα), τότε έχουμε παραμόρφωση του σήματος στην έξοδο. Στο σχήμα φαίνεται η συμπεριφορά της γραμμής στην καθυστέρηση μετάδοσης της κάθε συχνότητας. Σα βάση χρησιμοποιείται ο χρόνος άφιξης της συχνότητας των 1800ΗΖ. Οι συχνότητες 0,1 KHz έως και 0,6 KHz καθυστερούν. Οι συχνότητες 2,7 KHz έως και 3,3 KHz καθυστερούν. 32

33 Παραμορφώσεις Τα προς μετάδοση δεδομένα παριστάνονται με ορθογωνικούς παλμούς. Καθώς περνούν από το μέσο μετάδοσης, παραμορφώνονται κατά πλάτος και φάση. Στην έξοδο παίρνουμε παραμορφωμένο παλμό μη ορθογωνικό και με μεγαλύτερη διάρκεια από τον αρχικό. 33

34 Θόρυβος Θόρυβος χαρακτηρίζεται οποιοδήποτε σήμα σε ένα τηλεπικοινωνιακό κανάλι εκτός από το σήμα που μεταφέρει την πληροφορία. Πηγές θορύβου Ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές που δημιουργούνται από γραμμές τροφοδοσίας συσκευών (από κινητήρες, ψυγεία, άλλες γραμμές κλπ) Παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων Από κεραίες ραδιοφωνίας, τηλεόρασης κλπ Ενδογενής θόρυβος Απο ατελή συμπεριφορά του μέσου και των εξαρτημάτων του 34

35 Κατηγορίες θορύβου Θερμικός θόρυβος Οφείλεται στη θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων και είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας που υπάρχει σε όλες τις συσκευές. Θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης Παράγεται όταν σήματα διαφορετικών συχνοτήτων μοιράζονται το ίδιο φυσικό μέσο μετάδοσης. Θόρυβος συνακρόασης διαφωνία Κρουστικός θόρυβος Ο συνεχής, μη προβλέψιμος θόρυβος που έχει μικρή διάρκεια και υψηλές τιμές. (Αστραπές, ηλεκτρικές μηχανές) Θόρυβος κβαντοποίησης Προέρχεται από τη μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό και το αντίστροφο. 35

36 Διαφωνία Η διαφωνία είναι η ανεπιθύμητη μεταβίβαση ενέργειας από ένα κανάλι σε άλλο, λόγω ηλεκτρικών, μαγνητικών ή γαλβανικών συζεύξεων μεταξύ των καναλιών. Το κανάλι, το οποίο μεταβιβάζει την ενέργεια, ονομάζεται παρενοχλούν κανάλι, ενώ το κανάλι, στο οποίο μεταβιβάζεται η ενέργεια, παρενοχλούμενο. Αποτέλεσμα της διαφωνίας είναι μείωση της ποιότητας μετάδοσης τόσο στο παρενοχλούν όσο και στο παρενοχλούμενο κανάλι. Η διαφωνία διακρίνεται σε Καταληπτή και Μη Καταληπτή. Στην Καταληπτή Διαφωνία η συνδιάλεξη, που διεξάγεται στην παρενοχλούσα γραμμή, είναι ολικά ή μερικά ευδιάκριτη στην παρενοχλούμενη γραμμή. Στη Μη Καταληπτή Διαφωνία ακούγονται μόνο ασυνάρτητοι φθόγγοι και παρασιτικοί ήχοι. 36

37 Ηχώ Ηχώ είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στη πηγή δημιουργίας του. Στην περίπτωση φωνητικής τηλεφωνίας, εκφράζεται σαν την επιστροφή φωνής στον ομιλούντα, λόγω ανακλάσεως σε ορισμένα σημεία της γραμμής (με χρονική καθυστέρηση). Εξαρτάται από το μήκος της γραμμής και συνήθως δημιουργείται όταν έχουμε αλλαγές στην σύνθετη αντίσταση της γραμμής (περιπτώσεις κακής προσαρμογής μεταξύ γραμμών). 37

38 Ηχώ Συνδρομητής συνδέεται μέσω απλής δισύρματης γραμμής στο τοπικό τηλεφωνικό κέντρο. Ο πομπός και ο δέκτης του συνδρομητή συνδέονται στη γραμμή μέσω διακλάδωσης που επιτρέπει να περνούν σήματα και προς τις δυο κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Ίδια διακλάδωση υπάρχει και προς την πλευρά του τηλεφωνικού κέντρου. Η ανάκλαση του σήματος, είτε στη διακλάδωση του συνδρομητή είτε στη διακλάδωση του τηλεφωνικού κέντρου, έχει σαν αποτέλεσμα την επιστροφή τμήματος του σήματος πίσω στον πομπό. 38

39 Ηχώ Περίπτωση κακής προσαρμογής Σύνδεση δύο γραμμών διαφορετικής σύνθετης αντίστασης, πχ. μιας δισύρματης με μία τετρασύρματη γραμμή 39

40 3.3 Επιλογή μέσου μετάδοσης Στόχος σε κάθε τηλεπικοινωνιακή ζεύξη, η μετάδοση της πληροφορίας με τις λιγότερες δυνατές αλλοιώσεις και το χαμηλότερο κόστος. Αυτά είναι ο βασικότερος παράγοντας για την επιλογή του μέσου μετάδοσης. 40

41 Χαρακτηριστικά των μέσων μετάδοσης Εύρος ζώνης συχνοτήτων Μέγιστο μήκος μετάδοσης Ευαισθησία στο θόρυβο Ευκολία χρήσης Ασφάλεια κόστος 41

42 Εύρος ζώνης συχνοτήτων Είναι η περιοχή συχνοτήτων που επιτρέπει κάθε μέσο μετάδοσης. Από αυτή εξαρτάται και ο ρυθμός μετάδοσης (ταχύτητα), και επομένως ο όγκος της πληροφορίας που μπορεί να μεταφέρεται. 42

43 Μέγιστο μήκος μετάδοσης Η μέγιστη απόσταση που μπορεί να μεταφερθεί η πληροφορία χωρίς να γίνει χρήση αναμεταδοτών ή ενισχυτών του σήματος. Η μέγιστη απόσταση εξαρτάται από τις απώλειες που μπορεί να εισάγει το μέσο μετάδοσης στα σήματα. Οι απώλειες πρέπει να είναι τέτοιες ώστε να επιτρέπεται η ορθή ανάκτηση του σήματος στον δέκτη, ώστε να μην υπάρχει αλλοίωση στην μεταδιδόμενη πληροφορία. 43

44 Ευαισθησία στο θόρυβο Η ευαισθησία που έχει το μέσο σε θορύβους που παρενοχλούν το προς μετάδοση σήμα. 44

45 Ευκολία χρήσης Η ευκολία εγκατάστασης του μέσου, οι διάφορες διασυνδέσεις, οι έλεγχοι και η συντήρηση του. Ασφάλεια Πόσο ασφαλές είναι το μέσο μετάδοσης από ανεπιθύμητες παρεμβολές και υποκλοπές. 45

46 Επιλογή μέσου μετάδοσης Πρέπει να εξετασθούν : Η τοπολογία του συστήματος που θα υλοποιήσουμε, τα τεχνικά χαρακτηριστικά του μέσου, το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας του μέσου. 46

47 Μέσα μετάδοσης Ενσύρματα Χάλκινα καλώδια Ομοαξονικά καλώδια Οπτικές ίνες Ασύρματα Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις 47

48 Χάλκινο καλώδιο Εύρος ζώνης: μερικές εκατοντάδες KHz που εξαρτάται από την διάμετρο των συρμάτων => όσο μεγαλύτερη διάμετρος τόσο αυξάνει το εύρος ζώνης. Μικρή/Μέτρια απόσταση μετάδοσης Ευαίσθητο στο θόρυβο Εύκολο στη χρήση Φθηνό Όσο αυξάνεται το μήκος της γραμμής, αυξάνεται η εξασθένηση του σήματος. Με αυτό κατασκευάστηκαν και εγκαταστάθηκαν τα τηλεφωνικά δίκτυα 48 για το τηλεφωνικό δίκτυο.

49 Χάλκινα καλώδια Πλεονεκτήματα Εύκολο στη χρήση και εγκατάσταση Μειωμένο Κόστος Ευρέως διαδεδομένο Μειονεκτήματα: Ευαισθησία στο θόρυβο Μικρότερη χωρητικότητα από το ομοαξονικό καλώδιο 49

50 Ομοαξονικό Καλώδιο Μειονέκτημα είναι η μεγάλη διάμετρος του (δυσκολία να περάσει μέσα από τα κανάλια ενός τοίχου δυσκαμψία). Η διάμετρος του είναι μεγαλύτερη από του χάλκινου καλωδίου. Αυτό αυξάνει τη χωρητικότητα και την μέγιστη απόσταση μετάδοσης, αλλά αυξάνει το κόστος του. Χρειάζεται αναμεταδότες ενισχυτές για μεταφορά σήματος σε μεγάλες αποστάσεις. Ασφαλέστερο από το χάλκινο καλώδιο. Το ομοαξονικό καλώδιο προσφέρει υψηλό εύρος ζώνης (bandwidth, BW), με αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται ταχύτητες μετάδοσης υψηλότερες από ότι στα χάλκινα καλώδια. Χρήση στην καλωδιακή τηλεόραση / υπεραστικές συνδέσεις τηλεφώνου. 50

51 Ομοαξονικό καλώδιο Πλεονεκτήματα Μεγαλύτερη χωρητικότητα από ότι τα χάλκινα καλώδια Μικρότερη ευαισθησία στις παρεμβολές από ότι το χάλκινο καλώδιο Μεγαλύτερη ασφάλεια από ότι τα χάλκινα καλώδια Μειονεκτήματα: Υψηλοί ρυθμοί εξασθένησης το καθιστούν ακριβό για μεγάλες αποστάσεις Περισσότερο ογκώδες και πιο ακριβό από το χάλκινο καλώδιο Μηχανική δυσκαμψία και δυσκολία συνδέσεων 51

52 Οπτική Ίνα 52

53 Οπτική Ίνα Πλεονεκτήματα: Πολύ μεγάλο εύρος ζώνης συχνοτήτων (ταχύτητες μετάδοσης 2~10Gbps μπορούν να φθάσουν μέχρι Τbps σε περίπτωση πολυπλεξίας) Πάρα πολύ μεγάλες αποστάσεις μετάδοσης, γιατί έχουν μικρή εξασθένηση σήματος. Χρειάζονται λιγότεροι επαναλήπτες ή ενισχυτές σήματος. Δεν επηρεάζονται από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (άρα ελάχιστος θόρυβος) Συνίσταται η χρήση τους σε χώρους με υψηλό θόρυβο, βιομηχανίες. Μεγάλη ασφάλεια. Η υποκλοπή ή παρεμβολή είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθούν. Το βάρος και ο όγκος τους είναι πολύ μικρότερος από τα χάλκινα και ομοαξονικά καλώδια. Π.χ. χάλκινο καλώδιο με 1000 ζεύγη και μήκος 500 μέτρα ζυγίζει 4000 κιλά. Οπτική ίνα του ίδιου μήκους, με τον ίδιο αριθμό καναλιών, ζυγίζει 45 κιλά. Δεν είναι ευαίσθητη σε υγρό περιβάλλον, όπου τα χάλκινα καλώδια μπορεί να δημιουργήσουν βραχυκυκλώματα και διαφωνίες. Προτιμάται σε περιοχές υψηλού κινδύνου εκρήξεων από σπινθήρες 53 (χώροι καυσίμων, εύφλεκτων αερίων κ.λ.π.) γιατί δεν μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα.

54 Οπτική Ίνα Μειονεκτήματα: Δυσκολία στη σύνδεση, απαιτείται ευθυγράμμιση της φωτεινής πηγής,σήματος. για να μην υπάρχει διασπορά του Δυσκολία διασύνδεσης πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο Ακριβές για μικρές αποστάσεις 54

55 Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις Μεγάλη ευαισθησία στον περιβαντολλογικό θόρυβο (πχ. Κακοκαιρία). Απαιτείται οπτική επαφή πομπού και δέκτη. Σε μεγάλες αποστάσεις χρειάζονται πολλοι αναμεταδότες. Αξιόλογη χωρητικότητα μετάδοσης (6Gbps). Χαμηλή ασφάλεια υποκλοπής. Αναγκαία η κρυπτογράφηση της μεταδιδόμενης πληροφορίας. Υψηλό κόστος εξοπλισμών => αλλά φθηνότερα από ενσύρματα μέσα (που απαιτούν δικαιώματα διέλευσης, άνοιγμα φρεατίων κλπ). Πλεονεκτούν σε περιοχές με δύσκολη μορφολογία εδάφους. 55

56 Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις 56

57 Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις Οι δορυφορικές ζεύξεις πλεονεκτούν για υπηρεσίες εκπομπής (broadcasting). Πλεονεκτήματα Καλύπτουν μεγάλη γεωγραφική περιοχή. Προσφέρουν μεγάλη χωρητικότητα της τάξης των 45 Mbps, η οποία όμως συγκρινόμενη με τη χωρητικότητα των οπτικών ινών είναι μικρή. Είναι ανεξάρτητες από την απόσταση των σημείων, που θέλουμε να συνδέσουμε. Είναι φθηνές για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, αφού είναι ανεξάρτητες της απόστασης. Μειονεκτήματα: Μεγάλο αρχικό κόστος Ευαισθησία στο θόρυβο και παρεμβολές Καθυστέρηση μετάδοσης με αποτέλεσμα να δημιουργούνται σημαντικές καθυστερήσεις στις επικοινωνίες υπολογιστών.(0,3sec για να φτάσει το σήμα στο δορυφόρο) Χαμηλή ασφάλεια 57

58 Χαρακτηριστικά Ενσύρματων Μέσων Μετάδοσης. 58

59 Χαρακτηριστικά Ασύρματων μέσων μετάδοσης & Οπτικών Ινών 59

60 Συγκριτικός Πίνακας Απόσταση Ταχύτητα Μετάδοσης Περιγραφή μέσου Απόσταση Ταχύτητα (MBps) Coaxial-BNC 200 m 10/100 Twisted Pair-UTP 100 m 10/100/1000 Fiber Optic 3-5 km Μέχρι 10GB Wireless 50 m