Signalhastighet och bithastighet. Dämpning och distorsion. Dämpning. Olika fibertyper olika dispersion

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Signalhastighet och bithastighet. Dämpning och distorsion. Dämpning. Olika fibertyper olika dispersion"

Carina Julia Berg
för 8 år sedan
Visningar:

1 OH slides B: Media and Electrical Interfaces Mainly about the physical layer (Layer 1) DTE A Lager 5-7: Applikation Session Presentation 4. Transport Many of the following slides includes figures from Router F. Halsall, Data Communications, Computer Networks and Open Systems. fourth edition, Addison- Wesley Longman Ltd., Essex, UK, 1995, ISBN X. which are reprinted by permission of Addison Wesley Longman Ltd. DTE B Lager 5-7: Applikation Session Presentation 4. Transport Olika typer av media Tvinnad partråd UTP/STP = (Un-) Shielded Twisted Pair Koaxialkabel Optiska fiber Olika brytningsindex i core och cladding Oftast ljus av/på med LED eller laserdiod Satellit Mikrovågslänkar (helst fri sikt) IR-länkar (fri sikt) Radio (t.ex. trådlösa LAN) Olika fibertyper olika dispersion Multimode step index Multimode graded index Signalhastighet och bithastighet Signalhastighet, R s, mäts i baud Bithastighet, R, mäts i bit/s m = log 2 M m = antal bitar per signalelement M = antal signalnivåer R = R s log 2 M Single mode Bitfel Dämpning Dämpning och distorsion Begränsad bandbredd Fördröjningsdistorsion Brus som fångas upp på mediumet Kombination av effekterna ovan Bitfel har uppstått Distorsion: vågformen ändras Dämpning Proportionellt med längden på medium Motverkas med förstärkare ( repeater) Equalizers kan behövas Signaleffekt i db = 10 log 10 P Dämpning = 10 log 10 (P 1 / P 2 ) [db] Förstärkning = 10 log 10 (P 2 / P 1 ) [db] P 1 = utsänd signaleffekt [W] P 2 = mottagen signaleffekt [W]

, Essex, UK, 1995, ISBN 0-201-42293-X. which are reprinted by permission of Addison Wesley Longman Ltd. DTE B Lager 5-7: Applikation Session Presentation 4.

2 Begränsad bandbredd Värsta fall: Max bithastighet hos brusfri kanal: C = 2W log 2 M [bit/s] W = kanalbandbredd [Hz] M = antal signalnivåer Tolkning: Endast fundamentala frekvensen Två bitar per cykel Stallings: B = W Signal/brus-förhållande Mottagen signal: Signal: Brus: SNR = 10 log 10 (S / N) [db] Medeleffekt hos: S = signaleffekt [W] N = bruseffekt [W] Några standarder för lager 1 V.28 Obalanserad (en ledare plus jord) För EIA-232D 20 ma strömslinga Två ledare per signal där strömpuls betyder 1:a Industriella applikationer RS-422A / V.11 Balanserad (differentiell) Klarar både längre avstånd och högre bithastighet Koaxialkabel: baseband mode Glöm inte slutmotstånd Baseband (basband): hela bandbredden till en kanal Baseband mode (forts.) Punkt-till-punkt Broadband mode (bredband) Multidrop Signalen tappas t.ex. av med kirurgingrepp FDM = Frequency Division Multiplexing Bandbredden delas upp i flera kanaler

Signal/brus-förhållande Mottagen signal: Signal: Brus: SNR = 10 log 10 (S / N) [db] Medeleffekt hos: S = signaleffekt [W] N = bruseffekt [W] Några standarder för lager 1 V.

3 Tidsmultiplexering på E1-länk Utbredningstid (propagation delay) TDM = Time Division Multiplexing 30 kanaler med 64 kbit/s per kanal 125 µs cykel uppdelad i 32 st 8-bitars luckor Lucka 0 och 16 är synk. resp. signalering Analogt PSTN Ca ms-1 för både elektriskt och fiber Fördröjning i ledare: Tp = S / V Meddelandefördröjning: Tx = N / R Fördröjning tills ramen är framme: Tp + Tx S = avstånd mellan källa och destination [m] V = utbredningshastighet [m/s] N = antal bitar i ramen R = Bithastighet [bit/s] ASK = Amplitude Shift Keying Släpper igenom Hz Bandbredd = 3000 Hz Digitala signaler på analog linje Modem används (modulator/demodulator) DC släpps ej igenom Bärvåg används FSK = Frequency Shift Keying PSK = Phase Shift Keying 3

signalering Analogt PSTN Ca 2 108 ms-1 för både elektriskt och fiber Fördröjning i ledare: Tp = S / V Meddelandefördröjning: Tx = N / R Fördröjning tills ramen är framme: Tp + Tx S =

4 Modulering med fler än två nivåer 16-QAM Amplitud Varje punkt motsvarar en fyrbitskombination Fas 4-PSK Fyra olika fasskift log 2 4 = 2 bitar per baud QAM = Quadrature Amplitude Modulation 16 nivåer per signalelement 4 bitar ADSL (Assymetric Digital Subscriber Line) Man slipper grävkostnader genom att använda befintliga telefonkablar Max några kilometer till närmaste telecentral Lämpligt för småhus, t.ex. inom hyresfastighet eller sista biten till villan Lokalt nätverk, t.ex. Ethernet ADSL-modem Splitter Inkommande telefonledning ADSL (forts.) Asymmetriskt Högre hastighet till än från abonnent Ganska bra prestanda till abonnent (ca Mbit/s) Bra för surfning men INTE om man vill ha egna servrar ADSL (forts.) Exempelkonfiguration: 0-4 khz för vanlig analog telefoni khz för kommunikation uppströms khz för kommunikation nedströms DMT (Discrete Multitone) delar upp bitströmmen i många subkanaler Varje subkanals bithastighet anpassas till brusförhållandena Övriga xdsl: HDSL, SDSL, VDSL VDSL klarar t.ex. upp till 52 Mbit/s nedströms HDSL och SDSL är symmetriska Kommunikationsmoder Simplex Endast en riktning, t.ex. från dator till skrivare Halv duplex Dubbelriktad men endast en riktning i taget Duplex (full duplex) Båda riktningarna samtidigt

småhus, t.ex. inom hyresfastighet eller sista biten till villan Lokalt nätverk, t.ex. Ethernet ADSL-modem Splitter Inkommande telefonledning ADSL (forts.

5 EIA-232D Nollmodem DTE = Data Terminal Equipment DCE = Data Circuit-terminating Equipment Handskakning kan användas T.ex. dator-till-dator kommunikation Tentauppgift maj 1998 Anta att vi har en kommunikationskanal på vilken vi använder 16- QAM (till dig som ej minns vad 16-QAM står för så finns figuren som ledtråd). Kanalen har ett signal-brus-förhållande (SNR) på 15 db. Vidare så har kanalen en dämpning på 0.12 db/m. Max bithastighet på en brusig kanal fås med Shannon-Hartley-lagen: C = W log 2 (1 + S / N) [bit/s] där W = kanalbandbredd i Hz, S = signalens medeleffekt i Watt och N = brusets medeleffekt i W. A. Hur stor signaleffekt når mottagaren om sändarens uteffekt är 1 mw och kanalens längd är 60 m? (2 p) B. Vad blir signalhastigheten (baud rate) vid en bithastighet på 20 kbit/s? (2 p) C. Vilken kanalbandbredd krävs för att få en signalhastighet på 20 kbaud? (5 p) Q I

Kanalen har ett signal-brus-förhållande (SNR) på 15 db. Vidare så har kanalen en dämpning på 0.12 db/m.

Relevanta dokument

Fysiska lagret. Kanal. Problem är att kanalen har vissa begränsningar: Kanalen är analog Kanalen är bandbreddsbegränsad och är oftast störd (av brus)

Fysiska lagret. Kanal. Problem är att kanalen har vissa begränsningar: Kanalen är analog Kanalen är bandbreddsbegränsad och är oftast störd (av brus) Fysiska lagret Sändare Digital information Kanal Mottagare Problem är att kanalen har vissa begränsningar: Kanalen är analog Kanalen är bandbreddsbegränsad och är oftast störd (av brus) Kanalens kapacitet