1

ȘȘȘȘ....l.l.l.l. dr. dr. dr. dr. ing. Lucianing. Lucianing. Lucianing. Lucian----Florentin BărbulescuFlorentin BărbulescuFlorentin BărbulescuFlorentin Bărbulescu

� Datele logice sunt transformate în semnale fizice

� Două componente:◦ Liniile de transmisie◦ Conversia de la date la semnale

2

� Liniile de transmisie:◦ Medii bazate pe fire (cabluri): � Cablul cu fire torsadate, � Cablul coaxial, � Cablul fibră optică◦ Medii bazate pe radiații electromagnetice (wireless):� Microunde terestre� Comunicația cu sateliții� Bluetooth� Rețele fără fir (Wireless)

3

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate

◦ Două fire torsadate între ele

◦ Un cablu poate conține mai mult de o pereche (de obicei 4)

◦ Reduce efectul de diafonie.

4

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate◦ Diafonia:� Curent electric prin fir-> câmp magnetic� Câmp magnetic peste un fir -> curent electric indus

◦ Fire paralele->diafonie

◦ Fire perpendiculare: ->fără diafonie

5

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate◦ Tipuri de cabluri – diferite categorii(CAT 1-7)� Categoria 1 (CAT 1)

� Fire telefonice standard� Puține (sau fără) răsuciri (twists)� Zgomot mare in fire� Viteze mici (< 9600 bps)� Scoase din uz

� Categoria 2 (CAT 2)� Circuite telefonice și rețele de viteză mică� Au câteva răsuciri -> zgomot mai mic� Folosite pentru rețele T-1 si ISDN -: viteze mai mici decât 1.544

Mbps� Scoase din uz

6

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate◦ Tipuri de cabluri – diferite categorii(CAT 1-7)� Categoria 3 (CAT 3)

� Proiectate pentru viteze mai mici decât 10Mbps� Distanțe mai mici decât 100m� Folosite acum mai ales la rețele telefonice

� Categoria 4 (CAT 4)� Proiectate pentru viteze mai mici decât 20Mbps� Distanțe mai mici decât 100m� Scoase din uz

7

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate◦ Tipuri de cabluri – diferite categorii(CAT 1-7)� Categoria 5 (CAT 5)

� Proiectate pentru viteze mai mici decât 100Mbps� Distanțe mai mici decât 100m (frecvență în cablu de 100 MHz)� Zgomot mai mic decât la celelalte categorii� Mai multe răsuciri/inch decât la celelalte cabluri

� Category 5e (CAT 5e)� Recomandat pentru 100Mbs� frecvență în cablu de125 MHz� Mai detaliat decât CAT 5 (definește 4 perechi, tipuri de conectori

etc.)� Specificația minima pentru 1Gbps prin folosirea a 4 perechi si mai

mulți biți/semnal

8

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate◦ Tipuri de cabluri – diferite categorii(CAT 1-7)� Categoria 6 (CAT 6)

� Proiectat pentru rețele Gigabit� Distanțe mai mici decât 100m (frecvență în cablu de 250MHz)� Folosește 4 perechi pentru Gigabit

� Categoria 7 (CAT 7)� Distanțe mai mici decât 100m (frecvență în cablu de 600MHz)� Poate fi folosit pentru 10 Gbps� Toate perechile sunt ecranate

9

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate

◦ Cablurile CAT1-6 pot fi ecranate (STP) sau neecranate(UTP)

◦ CAT 7 este doar ecranat și este mai scump

10

� Cablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadateCablul cu fire torsadate◦ Sumar:

11

UTP Category UTP Category UTP Category UTP Category Typical UseTypical UseTypical UseTypical Use Maximum Data Maximum Data Maximum Data Maximum Data Transfer RateTransfer RateTransfer RateTransfer Rate

Maximum Maximum Maximum Maximum Transmission RangeTransmission RangeTransmission RangeTransmission Range

AdvantagesAdvantagesAdvantagesAdvantages DisadvantagesDisadvantagesDisadvantagesDisadvantages

Category 1Category 1Category 1Category 1 Telephone wire <100 kbps 5–6 kilometersInexpensive, easy to install and interface

Security, noise, obsolete

Category 2Category 2Category 2Category 2 T-1, ISDN <2 Mbps 5–6 kilometers Same as Category 1Security, noise, obsolete

Category 3Category 3Category 3Category 3 Telephone circuits 10 Mbps 100 mSame as Category 1, with less noise Security, noise

Category 4Category 4Category 4Category 4 LANs 20 Mbps 100 mSame as Category 1, with less noise

Security, noise, obsolete

Category 5Category 5Category 5Category 5 LANs100 Mbps (100 MHz) 100 m

Same as Category 1, with less noise Security, noise

Category 5eCategory 5eCategory 5eCategory 5e LANs250 Mbps per pair (125 MHz) 100 m

Same as Category 5. Also includes specifications for connectors, patch cords, and other components Security, noise

Category 6Category 6Category 6Category 6 LANs250 Mbps per pair (250 MHz) 100 m

Higher rates than Category 5e, less noise

Security, noise, cost

Category 7Category 7Category 7Category 7 LANs 600 MHz 100 m High data ratesSecurity, noise, cost

� Cablul coaxialCablul coaxialCablul coaxialCablul coaxial

◦ Fir solid, izolat, și mantie împletită la exterior

◦ Mantia reduce zgomotele induse

12

� Cablul coaxialCablul coaxialCablul coaxialCablul coaxial◦ Două tehnici de comunicare:� Baseband

� Un flux de date ocupa tot cablul� Viteze de până la 100 Mbps� Poate fi folosit pe distanțe lungi� Înlocuit de fibra optică

� Broadband � Mai multe fluxuri de date ocupă cablul in același timp� Mai multe canale de 6MHz sunt trimise pe fir în același timp� Folosit in principal în televiziune

13

� Cablul coaxialCablul coaxialCablul coaxialCablul coaxial◦ Două tipuri de cabluri:� thick coaxial cable

� ~ 10 mm in diametru� Folosit in general pentru transmisii broadband (video analog)

� thin coaxial cable � ~ 4 mm in diametru� Folosit in general in transmisii baseband

14

� Cablul fibră opticăCablul fibră opticăCablul fibră opticăCablul fibră optică◦ Informația este trimisă sub forma unor impulsuri

luminoase◦ Imun la zgomotul electromagnetic și diafonie◦ Securitate crescută (greu de ramificat – tap)◦ Un cablu poate conține mai multe fibre optice

15

� Tipuri de fibra opticaTipuri de fibra opticaTipuri de fibra opticaTipuri de fibra optica◦ Step-index (multimode)� Folosesc LED-uri� Lumina se reflecta la unghiuri diferite –

drumiri diferite urmate de fascicolele de lumina

� Maximum 500m◦ Graded index (multimode)� Folosesc LED-uri� Marginile fibrei au reflectivitate diferita – viteza

mai mare la margine decat in mijloc� Maximum 1000m◦ Single mode� Folosesc Laser aliniat cu fibra� Distante mari (mii de Km la 10Gb/s folosind

echipamente speciale)� Foarte scumpe

16

� Comunicația fără Comunicația fără Comunicația fără Comunicația fără firfirfirfir◦ Unde

electromagnetice sunt folosite pentru transmiterea semnalelor

17

� Microunde terestreMicrounde terestreMicrounde terestreMicrounde terestre◦ Unde direcționate de la o antenă la alta◦ Distanță de până la 25-50 Km� Nu urmăresc curbura Pământului� Nu pătrund prin obiecte rigide◦ Suferă de atenuare și interferență cu alte semnale◦ Costuri crescute pentru întreținerea echipamentelor

18

� Comunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelit◦ Primul satelit de comunicații: Telstar (1962)◦ Orbita sateliților este o elipsa cu Pământul în unul din

focare◦ Cu câteva excepții orbita sateliților este circulară

19

� Comunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelit◦ Trei categorii de orbite� Orbita joasă - Low Earth Orbit (LEO)

� Între100 și 2000 Km� Folosită în general pentru observarea Pământului� Satelitul înconjoară Pământul de ~ 14 ori / zi

� Orbită medie - Medium Earth Orbit (MEO)� Între 2000 și 36000 Km� Folosită în general pentru servicii de navigație� Câțiva sateliți au orbite eliptice și sunt folositi pentru comunicații.� Satelitul înconjoară Pământul de ~ 2 ori / zi

20

� Comunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelit◦ Trei categorii de orbite� Orbită Geosincronă - Geosynchronous Orbit (GEO)

� La ~36000 Km� Satelitul înconjoară Pământul o dată / zi� Poziționați deasupra ecuatorului� Folosiți în general pentru comunicații� De pe Pământ se văd ca fiind staționari

21

� Comunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelitComunicație prin satelit◦ Topologii

22

� BluetoothBluetoothBluetoothBluetooth◦ Denumit după regele viking Harald Bluetooth, care a

unit Danemarca și Norvegia în secolul 10◦ Folosește putere joasă și unde radio scurte pentru

comunicația între două sau mai multe dispozitive.◦ distanțe mai mici de 100m (in general < 10 m)◦ Capabil sa transmită prin obiecte nemetalice.

23

� BluetoothBluetoothBluetoothBluetooth◦ Cinci versiuni:� v1 – viteze până la 700 kbps� v2 – viteze până la 2Mbps� v3– viteze până la 3Mbps

� până la 24 Mbps printr-o rețea Wi-Fi Ad-hoc� v4 – nou mod: Bluetooth Low Energy (BLE)

� doar 1 Mbps, dar la un consum mai mic de energie� v5- 2 Mbps pentru Bluetooth Low Energy (BLE)

24

� RețeleRețeleRețeleRețele fărăfărăfărăfără fir (Wireless)fir (Wireless)fir (Wireless)fir (Wireless)◦ Introduse în 1997 ca IEEE 802.11� Viteză inițială de 2Mbps� Mai multe revizii:

� 802.11b – 11Mbps� 802.11g – 54Mbps� 802.11n – 100Mbps� 802.11ac – 1300Mbps

25