Kommunikation 2015-10-05 Jan-Åke Olofsson
Några årtal (1800-talet)
Telegrafen https://www.youtube.com/watch?v=drlxz GMWnfI https://www.youtube.com/watch?v=jt9zm _-2S6g
1972 försvinner all manuell hantering och ersätts med fingerskiva. Man kan ringa själv. 1997 försvinner fingerskivan också och ersätts med knappsats 2000 går mobiltelefonen om och blir vanligare än den fasta telefon
Teknik Optiska fibrer Stor (oändlig) kapacitet Framtidssäker Borde vara förstahandsalternativ till fasta punkter Koppar Hygglig kapacitet över medellånga avstånd Finns (fanns) till alla med telefonabonnemang (95% av alla kopparledningar i glesbygd klarar bredband) Billigt, ledningarna finns redan (fanns) Underhåll kostar pengar Radio Liten kapacitet Osäker överföring Hastigheten beror på avstånd Kapaciteten delas av alla Sämst av alla tekniker. Borde endast användas när mobilitet behövs. Dåligt alternativ till fasta punkter.
Överföringsmedia Vi har tre typer av medier som används i datakommunikation: Metalliska medier Fiber Radio Jämförelse mellan olika medier med avseende på viktiga egenskaper (ungefärliga värden) Överföringsmedia Hastighet Räckvidd BER Pris Kopparkabel (Tp) 256 kbit/s - 1 Gbit/s 100m - 5 km 10-6 Låg Optisk fiber > 10 Gbit/s < 15 mil 10-10 Hög (fallande) Radio 10 kbit/s - 100 Mbit/s 10m - 3 mil 10-3 Medel
Metalliska kablar (oftast koppar) Tvinnad parkabel tp-kabel Koaxialkabel Tvinnad parkabel Ingen ledare är jordad Utsignalen är skillnadsspänningen mellan ledarna. Störningar på kablarna kommer att ta ut varandra när kablarna är tvinnade. Ju bättre tvinning, minde störningar. Detta tack vare symmetrin. Tvinnad partråd kan vara Oskärmad, kallas UTP (Unshielded Twisted Pair) Kategori 3 (CAT3) klarar 10Mbit/s Kategori 5 (CAT5) klarar 100Mbit/s Kategori 6 (CAT6) klarar 1 Gbit/s Skärmad, kallas STP (Shielded Twisted Pair)
Koaxialkabel Består av en innerledare och en skärm utanpå. Skärmen fungerar både som skärm och som återledare. Karaktäristisk impedans 50 ohm (används till radio och data) Karaktäristisk impedans 75 ohm (används till kabel-tv) Bandbredd är vanligen runt 500 MHz
Optisk kabel Tekniken bygger på att ljus passerar genom ett medium och studsar mot ett tjockare medium. Ljuset måste dock ha en viss infallsvinkel för att kunna reflekteras varför infallsvinkel inta får vara för brant. Ljusets hastighet genom kärnan, v, i förhållande till ljusets hastighet i vakuum, c, kallas brytningsindex, n. c n = v Mantel; n 1 Kärna; n 2 En av ljusets strålvägar = mode Problem: Eftersom vi har flera olika möjliga vägar för ljuset att ta (olika moder) kallas fibertypen för Multi mode-fiber. Problemet är att ljuset kan ha gått olika lång väg när det når mottagaren och det ljus som gått längsta vägen kommer fram senare varför vi får en pulsbreddning (dispersion). pulstid pulsbreddning Fibertyper Multimode. Pulsbreddningen minskar maximal hastighet. Används vid relativt korta avstånd. Räckvidd ca. 500m Singelmode. Genom att bara tillåta en utbredningsväg för ljuset (en mode) kan vi minimera pulsbreddningen. Främst använder man singelmode vid långa distanser och höga datahastigheter.
Trafikverkets optofibernät Januari 2012 Källa: Den svenska järnvägen Utgiven av Trafikverket
Radio Radiovågor är elektromagnetiska vågor inom området 10 khz - 300 GHz. För datakommunikation används i stort sett bara frekvenser över 1 GHz. Detta för att få tillräcklig bandbredd och därmed tillräckligt hög datahastighet. Hög frekvens medför kortare räckvidd men i gengäld högre datahastighet. Låg frekvens medför längre räckvidd men lägre datahastighet.
Mobilnät Teknik med lång räckvidd har låg kapacitet. Hög datahastighet ger kort räckvidd. Kapacitet (datahastighet) Räckvidd
MOBILTELEFONNÄT Datakapaciteten i mobiltelefonnät delas av alla användare. Hastigheten som operatörerna anger gäller om du är ensam användare och väldigt nära masten NMT450 (NET1) Mycket lång räckvidd (30-70 km) med medelhög kapacitet, idag max 9,3 Mbit/s. Enbart data. GSM (900/1800) Lång/medellång räckvidd (5-30 km) men begränsad datahastighet, max 200 kbit/s. Huvudsak telefoni. 3G Medellång räckvidd (5-10 km) och medelhög kapacitet (0,5-42 Mbit/s) Både telefoni och data. LTE (4G) består av två frekvensband 800/900 MHz Lång räckvidd och medelhög kapacitet (0,5-40 Mbit/s) Enbart data 2,6 GHz. Mycket kort räckvidd (100m 3 km) men hög kapacitet (1-80 Mbit/s, på sikt upp till 300 Mbit/s) W-LAN (802.11) Extremt kort räckvidd (10-100m) men hög kapacitet. Upp till 450 Mbit/s
Systembild GSM
Baststation GSM-R Baststation RAKEL
Baststation Umeå Godsbangård (samnyttjas av Trafikverket och TeliaSonera)
http://www.induowireless.com/s/ g/gsm-3g-4g-frekvensband/ GSM-R använder 4 MHz bandbredd i 900MHz-bandet (876-880 MHz Duplexkanalen 921-925 MHz)