Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 2. Fizikai Réteg Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 2. Fizikai Réteg Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék."— Előadás másolata:

1 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 2. Fizikai Réteg Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék

2 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Összefoglaló  OSI modell  Fizikai réteg  Elméleti alapok  Közegek/képességek/sajátosságok  Szabványosítási szervezetek Számítógép Hálózatok2

3 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Számítógép Hálózatok OSI Modell

4 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Fizikai réteg  Bitek továbbítása  Fizikai jellemzőkkel foglalkozik:  Feszültség szintek  Érintkezők száma  Jel kondicionálás  Pl.: Számítógép Hálózatok

5 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Adatkapcsolati Réteg  A fizikai közeg elfedése  Hibamentes átvitel  Keretek kezelése:  Keret határok  Címzés  Nyugtázás  …  Forgalomszabályzás Számítógép Hálózatok

6 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Hálózati Réteg  Nagy, skálázható, robosztus hálózat kialakítása  Útvonalak kiválasztása Számítógép Hálózatok

7 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Szállítási Réteg  Adatfolyam kezelése, darabolása  Dedikált összeköttetések biztosítása  Forgalomszabályozása Számítógép Hálózatok

8 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Viszony Réteg  Viszonyok kialakítása  Szinkronizáció  Tranzakciók Számítógép Hálózatok

9 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Megjelenítés Réteg  Olyan általános dolgokkal foglalkozik amit a felhasználónak elég gyakran kell megoldania  ASCII  Sorosítás  XML  …  Titkosítás Számítógép Hálózatok

10 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Alkalmazás Réteg  Széles körben használt protokollok  HTTP  SMTP  DNS Számítógép Hálózatok

11 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Számítógép Hálózatok A fizikai közeg fejlődése TAT (TransAtlantic Telephone cable)  TAT ig Anglia - USA Koaxiális kábel pár 51 Erősítő 36 telefon vonal  TAT – Anglia – USA – Franciaország – Hollandia – Dánia – Németország Optikai kábel 16 x 10 Gbit/s WDM

12 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 12 Jelek  Jelek segítségével továbbítjuk az információt Számítógép Hálózatok

13 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 13 Jelek spektrális felbontása  A jeleket gyakran érdemes harmonikus jelek összegeként vizsgálni mert ilyenkor a hatások könnyebben felmérhetőek  Periodikus jelek Fourier sora:  Abszolút integrálható jel Fourier transzformáltja:  Sávhatárolt a jel ha Számítógép Hálózatok

14 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 14 Analóg és digitális jelek átvitele  A modell:  Csatorna jellemzők:  Alakhű átvitel:  Nyquist tétele: a H sávszélességű aluláteresztő szűrőn áteresztett jel 2H mintavételezéssel visszaállítható Számítógép Hálózatok

15 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 15 Fontosabb torzítások  Késleltetés:  Jel csillapítás  Diszperzió  Visszhang, utánzengés  Nemlineáris torzítás: ■Holtzóna ■Telítés Számítógép Hálózatok

16 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 16 Zajok  A bonyolult nehezen megfogható áthallás valamint a termikus, ipari zajok tartoznak e kategóriába  Amennyiben v sok azonos nagyságrendű független hatás eredője akkor jól modellezhető Gauss-folyamattal. Ekkor jól használhatóak a másodrendű jellemzői (várható érték, …)  A nyelő szempontjából a jel/zaj arány az érdekes. (Signal- Noise ratio)  Ezt a gyakorlatban a Bell tizedrészeként adják meg:  Gyakran a jeleket teljesítményszintjükkel írják le: Számítógép Hálózatok

17 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 17 Shanon Törvénye Számítógép Hálózatok

18 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 18 Elektromágneses hullámok  Ha az elektromos töltés gyorsul elektromos hullám keletkezik  Jellemzői ■Hullámhossz ■Frekvencia ■Terjedési sebesség  Az elektromos és a mágneses tér egymásra merőleges síkban változik  Polarizáció: ■Apoláros ■Síkban poláros ■Crikulárisan poláros Számítógép Hálózatok

19 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Szabad hullámú összeköttetések  Típusai: ■Szabad sugárzás ■Irányított sugárzás  Az antenna méretének összemérhetőnek kell lennie a hullámhosszal (pl.: fele)  A terjedés szerinti felosztás ■Felületi hullámok: követik a föld felszínét (kHz-x10Khz) ■Térhullámok: egyenes vonalban terjednek (30MHz- 300GHz) ■Szórt hullámok: A troposzférában többszörösen megtörnek, szóródnak (200MHz-10GHz) ■Ionoszferikus hullámok: Az ionoszférából verődnek vissza (x1000KHz-30MHz) Számítógép Hálózatok

20 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 20 Vezetett hullámú összeköttetések  TEM (Transzverzális Elektromos Mágneses) hullámvezető (vezeték) ■Két fém vezető + közöttük dielektromos szigetelő anyag ■A vezetők közötti távolság a jel hullámhosszához képest kicsi  Dielektromos hullámvezető ■A köpeny törésmutatója kisebb mint a mag törésmutatója ■Numerikus apertúra Számítógép Hálózatok

21 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Az elektromágneses spektrum Számítógép Hálózatok

22 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 22 Frekvencia sávok elnevezése Extrely Low Frequency ELF3Hz-30HzFém keresés Super Low Frequency SLF30Hz-300HzElektromos áram, Tengeralattjárók Ultra Low Frequency ULF300Hz-3kHzTelefon Very Low FrequencyVLF3kHz-30kHzNavigáció Low FrequencyLF30kHz-300kHzRádió vivők, repülés időjárás Medium FrequencyMF300kHz-3MHzAM műsorszórás High FrequencyHF3 MHz-30MHzRövid hullámú műsorszórás Very High Frequency VHF30MHz- 300MHz TV,FM rádió, légiirányítás Ultra High Frequency UHF300MHz-3GHzTV, Radar, Mbil telefon Super High Frequency SHF3GHz-30GHzMűhold, radar Extremly High Frequency EHF30GHz- 300GHz Távérzékelés, rádió csillagászat Számítógép Hálózatok

23 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Szimmetrikus kábel  Használata: Horizontális gyakran időnként vertikális kábelként  A telekommunikációs hálózatban nagyon régóta használt megoldás  Használható: 600 KHz-től 600MHz-ig  Védelmi típusok: ■UTP ■STP ■FTP  Sodrás: ■Az áthallás gátolja, különböző kábel párokat különböző módon sodorják ■Méterenként adják meg a sodrások számát – minél több annál jobb ■A párokat azonos színnel jelölik  Impedancia ■ ohm Számítógép Hálózatok

24 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS EIA/TIA-568  EIA/TIA-568 kábelezési szabvány ■A, B vezeték RJ45 hozzárendelés  Kábel típusok: ■Egyenes kábel ■Kereszt kábel ■Fordított kábel Számítógép Hálózatok

25 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Fellépő problémák  Jel gyengülés  Zajok: ■Áthallás –NEXT –FEXT –PSNEXT ■RFI ■EMI Számítógép Hálózatok

26 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Szimmetrikus kábel típusok  A kábelek minőségét adja meg (USA jelölés)  Típusai: ■Cat 1 – POTS – vagy csavart, vagy csavarás nélküli – 1 MHz ■Cat 2 – ISDN csavarás 30 cm-ként - 4Mbit/s ■Cat 3 – 16 MHz – 10 MBits/s ■Cat 4 – 2-3 csavarás 30 cm-ként, 20 MHz – 16 MBit/s ■Cat 5 – legalább 8 csavarás 30 cm-ként, 100 MHz – 155 MBit/s ■Cat 5e – 350 MHz-ig tesztelt – 1 GBit/s ■Cat 6 – 250 MHz ? ■Cat MHz ? Valószínűleg más alyzat kell hozzá, STP Számítógép Hálózatok

27 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Összehasonlítás Számítógép Hálózatok

28 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Koaxiális kábel  Használata: Kábel TV  Jellemzőik: ■Használható 60 KHz-től 60MHz-ig ■Impedancia (kb.: 138 log a/b) –50 ohm - Ethernet –75 ohm – Kábel TV (ez ma az elsődleges terület) Számítógép Hálózatok

29 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Optikai kábel  Használata: ■Gerinc hálózat ■Épületek közötti összeköttetés  Amennyiben csak réz kábelt használnánk akkor a föld réz készlete nem lenne elegendő  Típusai ■Monomódusú (lézer) ■Multimódusú (normál fényforrás) Számítógép Hálózatok

30 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Optikai szintek  OC Mbps  OC-3 – 155 Mbps  OC-12 – 622 Mbs  OC-48 – 2488 Mbs  OC-768 – Mbs  OC-N – N* Mbps Számítógép Hálózatok

31 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Optikai kábel hiba források  A közeg jellemzői: ■Jel gyengülés ■Diszperzió –Más frekvencián más a sebesség –Jel gyengülés –Sávszélesség csökkenés ■Rayleigh szórás –Inhomogén struktúra –Teljesítmény csökkenés –A fény frekvenciájának negyedik hatványával arányos ■Nem lineáris Effektusok  Szerelési problémák ■Hajlítás ■Közeg illesztés Számítógép Hálózatok

32 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Használt frekvenciasávok  S tartomány  C tartomány  L tartomány Számítógép Hálózatok

33 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS WDM, DWDM  Wavelenght Division Multiplexing  Nagyon gazdaságos megoldás  Egy optikai kábelen több egymástól GHz távolságra lévő jel  Az L sávot használják  Akár 400 Gbit/s átviteli kapacitás  Optikai erősítők, elegendő 100 km-ként, regenerálás 1000 km-ként Számítógép Hálózatok

34 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Vezetékmentes kommunikáció  Spektrum menedzsment ■A frekvencia véges erőforrás ■A minőség garantálásához szabályozni kell a frekvencia használatot ■Felosztás –A használható frekvencia tartományt blokkokra osztják –Minden blokkot további sávokra osztanak –A sávokat csatornákra osztják ■Országonként más-más kiosztás lehet –Maximális hatékonyság –Új megoldások számára megfelelő frekvenciatartományok tartalékolása –Hatékony, igazságos frekvenciahasználási engedély kiosztás –Serkenteni kell a versenyt –Biztosítani kell a nagyközönség számára fontos szolgáltatásokat ■Az ITU feladata a nemzetközi szabályozás ■Nem licenszelt spektrum (szabad frekvencia) –Bárki használhatja –Be kell tartani a teljesítmény előírásokat Számítógép Hálózatok

35 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Antennák  Tulajdonságai ■Nyereség –Az izotropikus antenához viszonyítva dBi –A dipól sugárzóhoz viszonyítva dBd ■Írányítottság –Szorosan összefügg az előzővel ■Polarizáció –Az E vektor irányát adja meg. Úgy az adó mind a vevő antennának egyforma polarizációjúnak kell lennie Számítógép Hálózatok

36 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Műholdas kommunikáció  2.5 és 22 GHz közötti frekvenciát használnak  L,S,C,X,Ku,Ka sávok  Típusai: ■Geostacionáris (GEO) –36000 km az egyenlítő felett –~250 ms késleltetés egy irányban –Stabil pozíció ■Közepes pályájú (MEO) –6000 – km –Tipikusan GPS ■Alacsony pályájú (LEO) –500 – km –Viszonylag kicsi késleltetés (6ms) –Műhold - műhold kommunikáció  VSAT (Very Small Aperture Terminal) ■Pl.: Internet szolgáltatás  DBS (Direct Broadcast System) Számítógép Hálózatok

37 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Földfelszíni kommunikáció  LMDS (Local Multipoint Distribution System) ■Kicsi cellák: 3 – 5 km ■Frekvencia újrahasznosítás ■>155 Mbps  MMDS (Multiple chanel Multipoint Distribution System) ■Nagy cellák: 50 km ■~10Mbps  3G ■Nagy mozgékonyságú felhasználó: 144 kbps ■Közepes mozgékonyságú felhasználó: 385 kbps ■Helyhez kötött felhasználó: 2Mbps  U-NII ■Kicsi cellák: 3-5km ■~25Mbps Számítógép Hálózatok

38 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Közeg megosztás  Multiplexálás  Típusai ■TDMA ■FDMA ■CDMA ■PDMA ■SDMA Számítógép Hálózatok

39 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Modulációs megoldások  Ahhoz, hogy egy jelet az adott közegen sikeresen továbbítsunk gyakran modulációra van szükségünk. Így olyan jellemzőkel bíró jelet kapunk amely megfelelő mutatókkal bír az adott közegen.  Analóg/Digitális ■Amplitúdó ■Fázis ■Frekvencia Számítógép Hálózatok

40 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Egyéb modulációs megoldások  OOK – On Off Keying  QPSK – Quadrature Phase Shift Keying  QAM – Quadrature Amplitude Modulation  CAP – Carrierless Amplitude Modulation  DMT – Discrete Multitone Modulation  CDMA – Code Division Multiple Access ■FHSS – Frequency Hopping Sperad Spectrum ■DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum Számítógép Hálózatok

41 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS A távközlés világának fontos szervezetei  Szabványok lehetővé teszik, hogy különböző gyártók termékei kompatibilisek legyenek  Két szabvány típus: ■de facto ■de jure  Fontosabb szervezetek: ■ITU ■ISO ■ANSI ■IEEE ■IETF ■ATM Forum ■Az MPLS és Frame Relay szövetség ■Optical Ineterworking Forum ■DSL Forum Számítógép Hálózatok

42 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS ITU  International Telecomunication Union  Az ENSZ egyik szervezete  Három fő szekciója van: ■ITU-R - rádiókommunikáció ■ITU-D – fejlesztés ■ITU-T- távközlés –Az ITU-T feladat a távközlés világméretű szabványosítása –Tanulmányozza a különböző problémákat és ajánlásokat készít a megoldásukra –Az ITU-T a CCITT utóda –Hierarchikus felépítésű: országos, regionális –15 csoport 2500 ajánlás –Más szervezek szabványait is felhasználja –Ismertebb ajánlások: I,Q,X (ATM, Frame Relay, DTE-DCE X.25) Számítógép Hálózatok

43 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Példa  ITU-T H264 Számítógép Hálózatok

44 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS ISO  International Organization for Standardization  130 ország szabványosítási testülete alkotja  Ismertebb szabványok: ■ISO9000 ■Papír méretek ■Ország kódok ■OSI modell Számítógép Hálózatok

45 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Példa  Fibre optic systems in general  Fibres and cables  Fibre optic interconnecting devices  Optic amplifiers  Other fibre optic equipment Számítógép Hálózatok

46 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS ANSI  American National Standards Institute  Ez képviseli az USA-t a nemzetközi szerveteken (ITU, ISO)  A fizikai réteg feletti dolgokkal foglalkozik  A fizikai réteggel az USA-ban az EIA foglalkozik Számítógép Hálózatok

47 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Példa Számítógép Hálózatok  ANSI/IEEE  SONET

48 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS IEEE  Instiute of Electrical and Electronics Engineering  A legnagyobb technológiával foglalkozó szervezet a világon  Ismertebb szabványai: ■IEEE Project 802 Számítógép Hálózatok

49 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Példa ■IEEE Project 802 Számítógép Hálózatok

50 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS IETF  Internet Engineering Task Force (www.ietf.org)  4 csoportból álló szervezet tagja ■Internet Society (ISOC), az internet növekedésével, fejlődésével foglalkozik –IANA – egyedi dolgok kiosztást felügyeli (IP, OID, AS) ■Internet Architecture Board (IAB), az ISOC felügyeletével foglalkozik ■Internet Engineering Steering Group (IESG), az IETF menedzselésével foglalkozik ■Internet Engineering Task Force (IETF) –Nyílt társaság (gyártók, kutatók, üzemeltetők,…) –Funkcionális csoportokra van osztva, ezek munkacsoportokra vannak osztva –Egy-egy munkacsoportot két személy felügyel akik az IESG tagjai –A munka nyilvános levelezőlistán folyik –Request For Comments »FYI »Standard –Draft Számítógép Hálózatok

51 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Példa  Routing Area (rtg) Számítógép Hálózatok

52 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS Összefoglaló  OSI modell  Fizikai réteg  Elméleti alapok  Közegek/képességek/sajátosságok  Szabványosítási szervezetek Számítógép Hálózatok52

53 UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS A következő előadás tartalma  Az adatkapcsolati réteg feladata  Keretezés  Hibajavítás  Hibadetektálás  Folyam szabályozás  Példák  PDH  PPP Számítógép Hálózatok53


Letölteni ppt "UNIVERSITY OF SZEGED D epartment of Software Engineering UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS 2. Fizikai Réteg Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések