1 / 38

Modul 3:

Modul 3:. Networking media. Atoms. všetky látky sú zložené z atómov; každý atóm pozostáva z: elektróny – záporne nabité častice; protóny – kladne nabité častice;ä neutróny – častice bez náboja; jadro atómu tvoria nukleóny (protóny + neutróny);

palmer-malone
Télécharger la présentation

Modul 3:

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Modul 3: Networking media

  2. Atoms • všetky látky sú zložené z atómov; • každý atóm pozostáva z: • elektróny – záporne nabité častice; • protóny – kladne nabité častice;ä • neutróny – častice bez náboja; • jadro atómu tvoria nukleóny (protóny + neutróny); • Coulombov zákon – náboje s rôznym nábojom sa priťahujú a tie s rovnakým nábojom sa odpudzujú; • Bohrov model – protóny majú kladný a elektróny záporný náboj. V jadre sa nachádza viac častíc ako 1 protón.

  3. Electrons (e-) • záporne nabité častice; • sa pohybujú po kruhových dráhach okolo jadra; • dostatočná rýchlosť zabezpečí, aby elektróny neboli vtiahnuté do jadra; • elektrina – tok voľných elektrónov; • atóm sa po uvoľnení častíc stáva kladne nabitým; • uvoľnené nepohyblivé elektróny so záporným nábojom = statická elektrina; • elektrostatický výboj (ESD) - vznikne, keď statické elektróny prejdú k vodiču • neškodný pre ľudí; • môže náhodne zničiť chipy, dáta alebo oboje; • sú naň citlivé logické obvody.

  4. Protons (p+) and atoms • protóny: • kladne nabité častice; • jadrové (nukleárne) sily; • najsilnejšie na svete; • udržiavajú protóny v jadre; • atómy: • skupina  molekula (materiál); • materiály: • izolátor, vodič, polovodič.

  5. Voltage • elektromotorická sila (EMF); • súvisí s elektrickou silou (tlakom), ktorá pôsobí, keď sú e- a p+ oddelené; • el. prúd je len tok e-; • Medzi dvoma bodmi; • vzniká 3 spôsobmi: • friction (trenie) / static electricity; • magnetism / electric generator; • light /solar cell; • ozn. V (napätie) – množstvo práce, ktoré je potrebné na oddelenie nábojov, E (EMF).

  6. Resistance • typy materiálov: • conductors: • preteká nimi el. prúd; • malý alebo žiaden odpor; • insulators: • nepovoľujú tok el. prúdu; • veľkosť odporu závisí od chemického zloženia látky; • ozn. R – jednotka: ohm (Ω).

  7. Conductors • dovoľujú tok e-; • krajné e- sú slabo viazané k jadru a ľahko sa uvoľňujú; • pri izbovej teplote je vysoký počet voľných e-; • zavedením napätia e- sa uvoľňujú; • s tokom e- súvisí: • capacitance, • inductance, • najlepšie vodiče: Cu,Ag, Au; • ďalšie vodiče: solder of Pb (lead) a Sn (tin), voda s iónmi (ľudské telo – 70%).

  8. Attenuation / Impendancie • attenuation (zoslabenie): • dôležité pre siete, • týka sa odporu pri toku e- a vysvetľuje, prečo pri prenose signálu dochádza k jeho degradácií; • impendancie obsahuje: • capacitance, • inductance, • resistance.

  9. Insulators / Semiconductors • insulators: • nevedú el. prúd; • napr.: plast / sklo /suché drevo /papier / guma/ héliový plyn; • majú stabilnú chemickú štruktúru; • e- sú pevne viazané k jadru; • semiconductors: • kontrolovaný tok e-, • napr.: C, GE, GaAs (gallium arsenide), Si, • silicon – najlepší pre miniatúrne el. obvody (mikročípy).

  10. Current • tok nábojov tvorených pohybom voľných e-; • keď sa privedie napätie a existuje cesta pre tok e-, tie sa presunú zo záporného póla ku kladnému; • záp. pól odpudzuje ich a kladný priťahuje; • ozn. I – množstvo presúvajúcich sa e-; • jednotkou prúdu je ampér (A); • U – rýchlosť presunu e-; • čím viac napätia a el. tlaku, tým väčší prúd; • Ohmov zákon: U = I . R.

  11. W (wattage) = amperage + voltage; • W – množstvo spotrebovanej alebo vytvorenej energie.

  12. Circuits • uzavretý okruh z vodičov a so zdrojom napätia, ktorý spôsobuje tok prúdu; • tok prúdu je zabránený odporom a impendanciou; • zemi sa zvyčajne prisudzuje – 0 V; • typy: • alternating (AC, striedavý) – závisí od impendancie, mení polaritu a smer v čase; • direct (DC, priamy) – závisí od odporu, tečie v jednom smere, potom zmení smer a tečie v inom smere.

  13. Types of current • alternating: • závisí od impendancie, • mení polaritu (kladný pól sa stáva záporným a naopak) a smer v čase, • proces sa priebežne mení sám, • veľké vzdialenosti (power lines); • direct: • závisí od odporu, tečie v jednom smere, potom zmení smer a tečie v inom smere, • nemení sa polarita, • krátke vzdialenosti (baterky, autobatérie, mikročípy na matičnej doske).

  14. Oscilloscope • elektronické zariadenie na meranie el. signálov v danom čase; • zobrazuje: • el. vlny, • el. impulzy, • diagram; • x-ová os – čas, • y-ová os – napätie; • 2 y-ové napäťové vstupy – meranie 2 vĺn naraz.

  15. Cable specification • rýchlosť prenosu – závisí od typu kábla; • digitálny (baseband) alebo analógový (broadband) prenos – typ kábla je pre dané typy rôzny; • vzdialenosť prenosu – ovplyvnené zoslabením signálu; • degradácia – priamo závislá od vzdialenosti prenosu signálov a od typu použitého kábla.

  16. Ethernet specification • 10BASE-T: • 10 Mbps / baseband / twisted pair; • 10BASE5: • 10 Mbps / baseband / 500 m / thicknet; • 10BASE2: • 10 Mbps / baseband / 200 m (185 m) / thinnet.

  17. Coaxial cable I. • zloženie: • medený vodič obklopený elastickou izoláciou; • stred : tenký okovaný hliníkový kábel; • na izolácií je tkané medené pletivo príp. kovová fólia – ako druhý drôt v obvode a ako ochrana vnútorného vodiča; • druhá vrstva – redukcia elm. rušenia; • povrch – plášť.

  18. Coaxial cable II. • použitie v LAN: • väčšie vzdialenosti ako STP, UTP, ScTP bez použitie opakovačov (regenerujú signál), • lacnejší ako optický kábel, • káblové televízie; • rôzne veľkosti; • Ethernet backbone cable (Thicknet)– veľká prenosová dĺžka a zníženie šumu; • Thinnet (Cheapernet): • v sieťach Ethernet, • vhodný kde je viac ohybov a vykrútení, • polovičný el. obvod – problém zlá ochrana spojenia.

  19. STP cable I. • kombinácia cancellation, shielded a twisted pair; • každý pár je obalený kovovou fóliou; • 150-ohm kábel; • Token Ring; • zníženie šumu: • vďaka pair to pair coupling a crosstalk; • z vonkajšieho electromagnetic interference (EMI) a radio frequency interference (RFI). • ScTP (screened/foil screened twisted pair) – ako UTP obalený ochrannou kovovou fóliou.

  20. STP and ScTP cable II. • oba konce musia byť uzemnené – inak problém so šumom; • správa sa ako anténa a prijíma aj nechcené signály; • možno minimalizovať vychádzajúce elm. vlny ale nie prichádzajúce; • použite zvlášť pri rozsiahlych EMI a RFI v blízkosti kábla;

  21. UTP cable • štvorpárový; • všetky káble sú samostatne izolované; • dôležitý je počet spletení na 1 stopu; • TIA/EIA-568-B.2 – spojenie 2 káblov (pre tón a pre dáta) pre každý výstup; • výhody: lacný / ľahko inštalovateľný / tenší / vhodný do starších budov / najrýchlejší medený kábel; • nevýhody: viac šumu / krátka vzdialenosť. • prenos – medzi pinmi začiatku a cieľa;

  22. Connecting of UTP • switch – NIC: straight-through (priamy); • switch – switch: crossover cable (krížený); • RJ-45 adaptér (COM port) – console port (router, switch): rollover (console).

  23. Modul 3: Optical media

  24. Electromagnetic spectrum • elm. energia vzniká pri pohybe el. náboja alebo urýchlením; • vo forme vĺn – vákuum, vzduch, niektoré materiály napr. sklo; • typy elm. energie tvoria elm. spektrum od najdlhšej vlnovej dĺžky po najkratšiu: • radio / mikrovlny / radar / viditeľné svetlo / x-žiarenie / gama žiarenie; • pomalý pohyb el. náboja – krátke vlny ; • rýchly pohyb el. náboja – dlhé vlny.

  25. Wavelength • rýchlosť svetla: • 300 000 km/s ( 186 283 miles/s); • ľudské oko: • 700 nm – 400 nm (viditeľné svetlo/dúha); • dlhšie ako 700 nm – červená farba; • kratšie ako 400 nm – fialová farba; • vlnové dĺžky neviditeľné ľudským okom: • prenos optickými káblami, • dlhšie ako červené svetlo – infračervené (IČS), • 850 nm, 1310 nm, 1550 nm.

  26. Ray • elm. vlny od zdroja po rovnej čiare; • typy: incident /reflected /refracted; • zákon odrazu: uhol dopadu = uhol odrazu; • ohyb na rozhraní 2 materiálov; • optická hustota: • počet ohybov svetelného lúča; • index refrakcie (optická hustota materiálu)– rýchlosť svetla vo vákuu delený rýchlosťou svetla v kábli.

  27. Internal reflection • podmienky pre prenos optickým káblom: • jadro musí mať väčší index lomu ako materiál, ktorý ho obklopuje (cladding), • uhol dopadu je väčší ako kritický uhol pre jadro a jeho obal; • splnenie oboch podmienok = úplný vnútorný odraz; • faktory kontrolujúce uhol dopadu: • číselný otvor – rozsah uhlov dopadu pre úplný odraz; • mód – cesta prenosu optickým káblom.

  28. Optical fiber (OF) • typy: • single – jedna cesta prenosu; • multimode – viac ciest prenosu; • dve sklenené vlákna v oddelených obaloch (transmit, receive); • full-duplex komunikačné spojenie; • 1 kábel = 2 až 48 aj viac oddelených vlákien; • časti: core, cladding, buffer, strength material,outer jacket; • jadro – sklo ako zmes kremeňa a iných mat.

  29. Multimode fiber (MMF) I. • jadro – typ graded index glass (nižší index lomu smerom von); • plášť (cladding) – silica s nižším typom indexu lomu ako jadro; • štandard – 62.5/125 or 50/125 (µm); • buffer – plast – chráni jadro a plášť pred poškodením; • loose-tube (von)/ tight-buffered (dnu); • outer jacket (orange)– Kevlar (nepriestrelné vesty) – ochrana pred odretím, rozpustením a znečistením.

  30. Multimode fiber II. • typy svetla: • Infrared Light Emitting Diodes (LEDs), • Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), • cena: LED < VCSELs; • dĺžka prenosu: LED < VCSELs; • 62.5/125 – do 2 km.

  31. Single-mode fiber (SMF) • zloženie ako MMF; • outer jacket – žltý; • priemer: 8 – 10 µm; • svetlo – infračervené; • vstup svetla – 90° uhol; • dĺžka prenosu v LAN – 3 km; • cena: SMF (dnu) > MMF (von).

  32. Optical components • prevod medzi svetlom a el. signálom – transmitter and receiver; • transmitter: • prijíma el. signály na prenos zo switch a router, • konvertuje el. signál na svetelné pulzy; • 2 typy svetiel: • light emitting diode (LED) – IČS / 850 or 1310 µm / MMF in LAN, • light amplification by stimulated emission radiation (LASER) – IČS / 1310 – 1550 µm / SMF in WAN.

  33. Receiver • dopad svetla na prijímač = tvorba eletriny; • rozpoznáva svetelný impulz; • premieňa svetelný impluz na el. signál; • p-intrinsic-n diodes (PIN photodiodes): • polovodičové zariadenia, ktoré sa používajú ako prijímače, • 850, 1310 alebo 1550 µm; • konektory: • Subscriber Connector (SC) – MMF, • Straight Tip (ST) - SMF;

  34. Transmission OF • transmission – Ethernet protocol – MAN a WAN; • nemá problém s crosstalk; • problémy: • rozptyl – mikroskopická nerovnomernosť vo vlákne, • absorpcia – chemické znečistene, • zoslabenie – nerovnosť spoja jadro-plášť, • disperzia – rozšírenie impulzov svetla; chromatická (SMF, MMF) – ak 1 vlnová dĺžka je pomalšia ako ostatné.

  35. Prevent • chyby pri inštalácií: • príliš natiahnutý alebo ohnutý kábel – poškodené jadro, • pevne ohnuté kábel – zlý uhol dopadu, príp. sa nevsunie do hraníc preň; • strata svetla a zlý lom; • zlý spoj káblov; • odstránenie: • interducting / správne ukončenie káblov – konektory, čistota (isopropyl alcohol) / kryty na káble; • jednotka na meranie straty sily – decibel (dB); • testovanie: Optical Loss Meters / Optical Time Domain Reflectometers (OTDRs).

  36. Wireless standards • základný – IEEE; • Federal Communications Commission (FCC); • 802.11 – Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) – spolupráca s Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) / 1-2 Mbps (11 Mbps); • 802.11a – WLAN device /5 GHz /nespolupracuje s 802.11b / 54 Mbps / rate doubling 108 Mbps / production nets 20-26 Mbps.

  37. Standards 802.11b/g • 802.11b: • t.j. Wi-Fi/vysokorýchlostné pripojenie • DSSS – 1, 2, 5.5 a 11 Mbps; • kompatibilný s 802.11 pre 1-2 Mbps len pre DSSS – dôležité pre upgrade bez výmeny NIC alebo prístupového bodu; • zvýšený prietok dát – zmenou kódovania z 802.11; • všeobecná funkčnosť – 2-4 Mbps; • 802.11g: • kompatibilný s 802.11 použitím Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), • bandwidth ako 802.11.

More Related