Ψηφιακές Επικοινωνίες Ενότητα: Ψηφιακές Επικοινωνίες

Δρ. Κοντογιάννης Σωτήρης

Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

Άδειες Χρήσης

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

• Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

2

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

3

Σκοποί Ενότητας

• Εξοικείωση και γνώση βασικών εννοιών και τεχνολογιών των σύγχρονων δικτύων Η/Υ.

4

Περιεχόμενα (1/2)

• Δομημένη Καλωδίωση/Μετάδοση δεδομένων/Μετρικές

• Ενσύρματα Δίκτυα (Ethernet/Token Ring/Serial)

• Ασύρματα Δίκτυα (IEEE 802.11b/g/n, WiMax 802.16e, 3G/HSDPA/4G)

• Δίκτυα τηλεφωνίας (ADSL / VDSL)

• Δίκτυα οπτικών ινών

5

Περιεχόμενα (2/2)

• Διαδικτυακά πρωτόκολα (Σύνδεσης-Λογικής-Μεταφοράς)

– Ανάλυση πακέτων Ethernet (IEEE 802.3x)

– Μεταγωγή επιπέδου 2

– Ανάλυση πακέτων IP/ARP και Επίπεδο μεταφοράς

– IP διευθυνσιοδότηση

– Δρομολόγηση/Network Address Translation

– Εικονικά Δίκτυα (VLANs- IEEE 802.1Q)

6

Ψηφιακές Επικοινωνίες– Γενικές Πληροφορίες (1/2)

• Λογισμικό που θα χρησιμοποιηθεί:

– Microsoft Visio 2003 ή 2007

– CISCO RouterSim v6.0

• Υλικό που θα χρησιμοποιηθεί (ασκήσεις-πράξης):

– 1 τετράδιο A3 μελιμετρέ (κόλλες σέλλερ A3 προαιρετικά)

– 1 τετράδιο A4 μελιμετρέ

– Μηχανικό ή απλό μολύβι 0.3(Η/2Η)/0.5(Β/ΗΒ)0.7(2Β ή 4Β) mm

– Στένσιλ γραμμάτων No 6 ή No 5

7

Ψηφιακές Επικοινωνίες– Γενικές Πληροφορίες (2/2)

• Υλικό που θα χρησιμοποιηθεί (ασκήσεις-πράξης) - Συνέχεια:

– Στένσιλ Κύκλων ή διαβήτης

– Κλιμακόμετρο 1:50/1:100/1:200/1:500/1:1000/1:2000/1:2500

– Σβήστρα (λευκή) – Ξύστρα ή μύτες μολυβιών

– Χαρακάκι – Τρίγωνα ορθ. Ισοσκελές και 60-30

– Κασετίνα – Σελοτειπ λευκό σχεδίου

– Κομπουτεράκι

8

Τεχνολογίες τηλ/νιών & δικτύων - ψηφιακές επικοινωνίες

• Θεωρία

• Ασκήσεις υπολογισμού μετρικών δικτύων

• Επιτόπιος έλεγχος δικτύων

• Σχεδίαση Τοπολογίας δικτύου

• Διευθυνσιοδότηση

• Προγραμματισμός Δρομολογητών CISCO (CCNA)

9

Ψηφιακές Επικοινωνίες– Κόλλες Σχεδίασης

• Μέγεθος κόλλας σχεδίασης: Το μέγεθος και το σχήμα της κόλλας σχεδίασης είναι τυποποιημένο κατά DIN476 και DN823a. Οι τυποποιημένες της διαστάσεις, αναγράφονται στον παρακάτω πίνακα:

10

Ψηφιακές Επικοινωνίες– Σχεδίαση Γραμμών

• Είδη γραμμών

• Σε ένα σχέδιο έχουμε τυποποιημένο είδη και πάχη γραμμών κατά DIN15. Ο παρακάτω πίνακας τα αναφέρει αναλυτικά:

• Γραμμές καλωδίων UTP : 0.5 • Γραμμές ομοαξονικού STP/ Οπτικής ίνας: 0.7 • Σειριακή Γραμμή: 0.5 • Βέλη Διαστάσεων: 0.5 • Σχήματα: 0.5 • Υπόμνημα- Περίγραμμα – Διακεκομένες Γραμμές: 0.7

11

Σχεδιασμός υπομνήματος

• Κάτω δεξιά (Για Α3 Προσθέτω άλλα 10mm στο τέλος)

– Υ 15/10/10 Μ 55 – Κλίμακα 1:100/ A/A / AM

– Y 15 M 14 - Ονοματεπώνυμο

– Υ 20 Μ 5 Μ 8 – Συμβολισμοί στοιχείων / Συμβολισμοί Γραμμών

12

Μοντέλο επικοινωνίας δεδομένων

13

Εισαγωγικές έννοιες

1. Το Φάσμα Η/A (c=λf)

14

Μετάδοση Πληροφορίας

• Σειριακή μετάδοση

• Παράλληλη μετάδοση

• Σύγχρονη μετάδοση

• Ασύγχρονη μετάδοση

• Απλής κατεύθυνσης (simplex)

• Αμφίδρομη μή ταυτόχρονη (Half Duplex)

• Ταυτόχρονα αμφίδρομη (Full Duplex)

15

Τοπολογίες Δικτύων

16

Μετρικές (1/4)

• Ρυθμός Μετάδοσης S (bit/sec ή bps) – Σειριακή μετάδοση: S=1/T log2(M)

– Παράληλη μετάδοση: S=K/T log2(M)

• Χωρητικότητα καναλιού C – (Nyquist)(bps)

– C=2 BW log2(M)

– Shannon – Harley

– C=BW log2 (1+S/N) (bit/s)

• Signal to Noise Ratio (dB) – SNR=10log10(S/N)

17

Μετρικές (2/4)

• Ισχύς Σήματος Μετάδοσης/Ληψης (Αναλογικό σήμα) Pdbm:

– Pt=[10log10(PS(mWatt)/0.001)]dBm [Pt=10log10(Ps(Watt)/1)]dB

– Pr = Pt[dBm] – L[dBm], Pr=Pt[dB]-L[dB]

• Απώλειες μεταδιδόμενου σήματος

– L (db ή dBm) [1 Watt = 0 dB, and 1 mW = 0 dBm] => [dBm]=[dB]+30

18

Μετρικές (3/4)

• Aν ένα σήμα ξεκίνησε από την άκρη ενός καλωδίου και έφτασε στην άλλη άκρη χωρίς απώλειες - αυτό σημαίνει μέγεθος = 1Watt, άρα η ισχύς στον δέκτη ήταν 10 x log10(1) = 10 x 0 = 0 dB, δηλαδή 30dBm

• Aν ένα σήμα ισχύος 1Watt ξεκίνησε από την άκρη ενός καλωδίου και έφτασε στην άλλη άκρη μόνο το 50% του, αυτό σημαίνει μέγεθος = 0.5 άρα οι απώλειες ήταν 10 x log10(0,5) = 10 x (-0,3) = -3 dB (άρα 3 dB απώλειες = 50% απώλεια σήματος) (το - = απώλεια)

19

Μετρικές (4/4)

• Aν ένα σήμα ισχύος 1Watt ξεκίνησε από την άκρη ενός καλωδίου και έφτασε στην άλλη άκρη μόνο το 10% του, αυτό σημαίνει μέγεθος = 0,1 άρα οι απώλειες ήταν 10 x log10(0,1) = 10 x (-1) = -10 dB (άρα 10 dB απώλειες = 90% απώλεια σήματος)

• Aν ένα σήμα ξεκίνησε από την άκρη ενός καλωδίου και έφτασε στην άλλη άκρη μόνο το 1% του, αυτό σημαίνει μέγεθος = 0,01 άρα οι απώλειες ήταν 10 x log10(0,01) = 10 x (-2) = -20 dB (άρα 20 dB απώλειες = 99% απώλεια σήματος)

• Aν ένα σήμα ξεκίνησε από την άκρη ενός καλωδίου και έφτασε στην άλλη άκρη μόνο το 1 χιλιοστό του, αυτό σημαίνει μέγεθος = 0,001 άρα οι απώλειες ήταν 10 x log10(0,001) = 10 x (-3) = -30 dB (άρα 30 dB απώλειες = 99,9% απώλεια σήματος)

20

Μεταγωγή

• Κυκλώματος. Υπάρχουν τερματικά και κόμβοι. Για την επικοινωνία αφιερώνεται μια φυσική ζεύξη ακόμα και αν υπάρχουν νεκρά διαστήματα μεταξύ τους.

• Μυνημάτων. Η πληροφορία οργανώνεται σε μυνήματα τα οποία παραδίδονται στο δίκτυο για την προώθησή τους (store and forward)

• Πακέτων (Datagram και Virtual Circuit)

21

Ασύρματα Μέσα Μετάδοσης

• Tx Power Pt(dBm)

• Antenna Gain Gr,Gt(dBi)

• Receiver sensitivity Pr (dBm)

• Free Space Loss L (dBm)

• Friis Law: Pr/Pt=1/Fs*(λ/4πR)^2 =(10^(Pt+Gr+Gt-Pr)/20)/41.88*f(MHz)

22

• Σειριακό Modem (V.90) -QAM – 56Kbit/s -PSTN line

• ISDN Line 2xPSTN – 128Kbit/s

• Asymmetric Digital Subscriber Line

– ADSL2 (24/1 Mbps) και ADSL2+ (24/3.5 Mbps)

• T1 Line 24 ISDN -1544 Mbit/s

Ενσύρματα Mέσα Μετάδοσης

23

• VCI : 16 bit header of (virtual circuit on a network) • VPI : 8 /12 bit header (Next cell destination user to network or

network to network)

Μετρικές - Συνέχεια (1/4)

• Line attenuation (εξασθένηση γραμμής σε dB) : Δείχνει πόσο σήμα χάνεται πάνω στη γραμμή (απώλεια σήματος) από αυτό που στέλνεται προς κάποια κατεύθυνση - Αυτό πρέπει να είναι χαμηλό νούμερο και όχι μεγαλύτερο από 60-65 dB.

• Ενδεικτικές τιμές για ADSL – 20dB και κάτω: τέλειο

– 20dB-30dB: εξαιρετικό

– 30dB-40dB: πολύ καλό

– 40dB-50dB: καλό

– 50dB-60dB: φτωχό με πιθανά προβλήματα σύνδεσης

– 60dB και πάνω: σίγουρα προβλήματα σύνδεσης

• L = -10 x log10(N/S) = -10x log10(Pr/Pt)=>Pt=Pr*10^([dB]/10)

24

Μετρικές - Συνέχεια (2/4)

25

Μετρικές - Συνέχεια (3/4)

• Noise Margin (σε dB): Εδώ μετράμε τη σχέση που έχει το ωφέλιμο σήμα της γραμμής (signal - αυτό που μεταφέρει τα data μας) αν το διαιρέσουμε με το θόρυβο της (noise) γι αυτό λέγεται και S/N δηλ. Signal/Noise. Αυτό πρέπει να είναι υψηλό θετικό νούμερο και σε κάθε περίπτωση όχι μικρότερο από 6 dB θεωρητικά αλλά στην πράξη κάτω από 10-12 dB έχουμε σοβαρά προβλήματα. Αν είναι λοιπόν μικρότερο ή ίσο του 12 έχεις προβλήματα θορύβου της γραμμής και φυσικά λάθη στο modem/router. – Παράδειγμα - το πολύ συχνό S/N = 30dB είναι πολύ καλή τιμή

μέτρησης και σύμφωνα με τα παραπάνω σημαίνει ότι το ωφέλιμο σήμα είναι 1000 φορές μεγαλύτερο από το θόρυβο.

– Αρα το όριο των 12dB σημαίνει ότι το ADSL καλό είναι να παίζει όταν το σήμα είναι 15,85 φορές μεγαλύτερο από το θόρυβο.

26

Μετρικές - Συνέχεια (4/4)

• Output Power (σε dBm): Δείχνει πόση ισχύ βάζει το modem στη γραμμή για να διατηρήσει το συγχρονισμό (πόσο παιδεύεται το Modem δηλαδή για να διατηρήσει τη γραμμή). Υψηλά νούμερα μεγαλύτερα από 15-16 dBm δείχνουν πιθανά προβλήματα. To dBm σημαίνει ισχύς ανά milliwatt.

– Παράδειγμα - το output power (downstream) = 3dBm είναι μια καλή τιμή μέτρησης και σύμφωνα με τα παραπάνω σημαίνει ότι η ισχύς που βάζει το modem στη γραμμή για το downsteam είναι 2mW. Αρα το όριο των 15dbm σημαίνει ότι το ADSL καλό είναι να παίζει με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 30mW

27

OSI Layers

28

Ενσύρματα Mέσα Μετάδοσης - Συνέχεια (1/3)

• Ethernet HUB

– 10/100Base Tx

– Multiport repeater

• Ethernet Switch 10/100/1000BaseTx

– Forwarding and mirroring capabilities

– Managed/unmanaged

29

Ενσύρματα Mέσα Μετάδοσης - Συνέχεια (2/3)

• Bridges (Connect Different Networks (layer2)

• Repeaters (Signal amplifiers)

30

Ενσύρματα Mέσα Μετάδοσης - Συνέχεια (3/3)

• Routers (Connect Different Networks layer 3/4)

31

Multistation Access Units (MAUis)

32

FDDI

• Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

• Xρησιμοποιείται σε token ring ή ethernet δίκτυα

• Ethernet:10000/1000/100Mbit/sec

• Token ring:100Mbit/sec

• IEEE 802.5 token ring protocol or ethernet

33

Δομημένη καλωδίωση

• BNC and Ethernet NIC interfaces

34

Συμβολισμοί (1/2)

35

Συμβολισμοί (2/2)

36

Δομημένη καλωδίωση (1/10)

• Σειριακά καλώδια DB9/DB15 – Sync and async transmission – Up to 8Mbit/s(64Kbit-115200bit)

• Παράλληλα καλώδια DB25

37

Δομημένη καλωδίωση (2/10) • Ομοαξονικά καλώδια • Τα ομοαξονικά καλώδια αποτελούνται από μία κεντρική

μονωμένη ίνα, έναν αγωγό συνήθως πλέγματος ο οποίος περιβάλλει την ίνα και το εξωτερικό περίβλημα, το οποίο περικλείει τα δύο παραπάνω στοιχεία. Χρησιμοποιούνται στα καλωδιακά συστήματα μεταφοράς δεδομένων, στην καλωδιακή τηλεόραση (CATV) καθώς επίσης και στα κλειστά κυκλώματα παρακολούθησης.

38

Δομημένη καλωδίωση (3/10)

• Ομοαξονική μετάδοση δεδομένων (Μέχρι 10Mbit/s)

• Χαρακτηριστική αντίσταση 50Ω

• Βύσμα RG58

• Μήκος 0.5m μεταξύ διαδοχικών συνδέσεων

• Μέγιστο αυτόνομο τμήμα 180m

39

Δομημένη καλωδίωση (4/10) • RJ καλώδια: 1. RJ-11 για φωνή (crossover cabling): RG or BR 2. RJ-45 για δεδομένα (normal cabling):1236 3. RJ-48 για Τ1 WAN συνδέσεις (1.54Gbit/s -24 digital voice channels)

40

Δομημένη καλωδίωση (5/10)

• Null cable modem

• Serial DB9 (1bit/CL) or Parallel laplink DB25 (8bit/CL)

41

Δομημένη καλωδίωση (6/10)

• Είδη καλωδίων RJ: – Unshielded Twisted Pair - Αποτελούνται από 2 ως 1800

ζευγάρια αγωγών τα οποία περιβάλλονται από πλαστικό μανδύα.

42

Δομημένη καλωδίωση (7/10)

• Κατηγορία 1 (RJ11): Αθοράκιστο τηλεφωνικό καλώδιο 1 συνεστραμένου ζεύγους ή πλακέ κατάληλο για φωνή και όχι δεδομένα (22AWG)

• Κατηγορία 2 (RJ11): Καλώδιο UTP με 2 συνεστραμένα ζεύγη ή πλακέ κατάληλο για μετάδοση έως 4Mbps (22AWG)

• Κατηγορία 3(RJ45):Καλώδιο με 4 ζευγη με 10 στροφές ανά μέτρο ή πλακέ για ρυθμούς μετάδοσης έως 10 Mbps (22-24 AWG)

• Κατηγορία 4(RJ45): Καλώδιο όμοιο της 3 για ρυθμούς μετάδοσης έως 16Mbps (22-24 AWG)

• Κατηγορία 5/6 (RJ45): Καλώδιο ρυθμούς μετάδοσης έως 100Mbps (22-23-24 AWG) και 26 AWG Κατηγορία 6/7

43

Δομημένη καλωδίωση (8/10)

• Κατηγορίες:

− Επίσης τα Καλώδια UTP χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με την απόδοση και τη χρησιμότητά τους. Συνοπτικά περιγράφουμε τις δυνατότητες της κάθε κατηγορίας:

• Cat 7: 40Gbit / 100m και 100Gbit/15m

44

Δομημένη καλωδίωση (9/10)

• Cat5

− Καλώδιο μετάδοσης δεδομένων για υπολογιστές με ταχύτητα μετάδοσης 10-100Mbit. Έχει 8 καλώδια συνεστραμένα ανά ζεύγη για να αποφευχτεί το NEXT (near end cross talk) φαινόμενο.

− Στοιχεία σήματος:

45

Δομημένη καλωδίωση (10/10)

• American Wire Gauge (AWG). • Όταν η διάμετρος ενός καλωδίου διπλασιάζεται το AWG

μειώνεται κατά 6.

Πηγή: http://www.eeweb.com/toolbox/wire-inductance

46

Τέλος 1ου Εργαστηρίου

• Να γραφεί πρόγραμμα σε C++ που να δέχεται ως είσοδο ισχύς σε [db] και να κάνει τη μετατροπή σε [dbm] με κατάλληλους ελέγχους

• Να γραφεί πρόγραμμα σε C++ που να δέχεται ως είσοδο για Μ={0,1} (bit) είδος μετάδοσης (σειριακή ή παράλληλη {κ=1,2,3,4,n<=64} και εύρος διαθέσιμου καναλιού ασύρματης μετάδοσης και να επιστρέφει το μέγιστο ρυθμό μετάδοσης του καναλιού με βάση τον τύπο του Shannon

• Να γραφεί πρόγραμμα σε C++ που θα υπολογίζει την εξασθένιση γραμμής σε dB με είσοδο τόσο την ισχύ εισόδου και εξόδου του σήματος σε W ή mW.

47

Δομημένη καλωδίωση - Συνέχεια (1/4)

48

Δομημένη καλωδίωση - Συνέχεια (2/4)

• Καλώδια STP Shielded Twisted Pair και Screened Shielded Twisted Pair (ScSTP).

• Τα Καλώδια STP (Shielded Twisted Pair) είναι θωρακισμένα καλώδια συστρεμμένων ζευγών. Οι κατασκευαστές θωρακίζοντας κάθε ζευγάρι του καλωδίου κατάφεραν να ελαχιστοποιήσουν την ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τη μείωση των αλληλεπιδράσεων των καλωδίων σε ένα σύστημα, αλλά πρέπει πάντα η θωράκιση να γειώνεται από τον εγκαταστάτη, όπως καθορίζεται αυστηρά από το πρότυπο.

49

Δομημένη καλωδίωση - Συνέχεια (3/4)

Καλώδια FTP

Τα καλώδια FTP (Foiled Twisted Pair) είναι καλώδια συστρεμμένων ζευγών θωρακισμένα με τη χρήση αλουμινίου. Αποτελούνται από τέσσερα ζεύγη συστρεμμένων αγωγών καλυπτόμενων από μονωτικό περίβλημα. Κάτω από το εξωτερικό περίβλημα υπάρχει ένα φύλλο αλουμινίου για τη θωράκιση του καλωδίου. Σε επαφή με το περίβλημα αλουμινίου υπάρχει γυμνό καλώδιο από συστρεμμένες ίνες, το οποίο πραγματοποιεί τη γείωση του φύλλου αλουμινίου και καλείται καλώδιο γείωσης.

50

Δομημένη καλωδίωση - Συνέχεια (4/4)

• Καλώδια S/STP

• Συνδυάζει την θωράκιση και των δύο παραπάνω, δηλαδή θωρακίζει και κάθε ζεύγος ξεχωριστά και μια εξωτερική θωράκιση.

51

Οπτικές Ίνες (1/3)

• Ένα αρκετά συνηθισμένο καλώδιο στις σύγχρονες καλωδιώσεις είναι η οπτική ίνα. Χρησιμοποιείται κυρίως όπου οι αποστάσεις είναι μεγάλες και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το καλώδιο συστρεμμένων ζευγών και όπου οι απαιτήσεις σε ρυθμούς μετάδοσης είναι αρκετά αυξημένες. Σκεφτείτε, ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οπτική ίνα για να καλύψουμε απόσταση 5Km και οι ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων φθάνουν τα 10 Gb/s.

• Τα καλώδια οπτικών ινών συνήθως περιέχουν δεσμίδες οπτικών ινών οργανωμένες κατάλληλα και χρησιμοποιούνται κυρίως από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς για χερσαίες και υποθαλάσσιες ζεύξεις μεγάλων αποστάσεων, αντικαθιστώντας τόσο τα ομοαξονικά καλώδια, όσο και τις ασυρματικές ζεύξεις είτε δορυφορικές είτε μικροκυματικές.

52

Οπτικές Ίνες (2/3)

• FX: 1300nm πολυδιαδόμενο οπτικό φώς (κοντά στο υπέρυθρο) εκπεμπόμενο από ζεύγος οπτικών ινών (Τx,Rx) για multi mode ίνες μικρών αποστάσεων (έως 500m)

• SX: 1300nm πολυδιαδόμενο οπτικό φώς εκπεμπόμενο από ζεύγος οπτικών ινών (Tx,Rx) για multi mode ίνες (έως 2Κm)

• BX:1310/1550nm μονοδιαδόμενο οπτικό φώς σε μία ίνα με ειδικούς πολυπλέκτες (10-40km)

• 1310nm==228780.5GHz

• 299702547nm==29970μm==1GHz

53

Οπτικές Ίνες (3/3)

• Διακρίνονται σε πολύτροπες και μονότροπες ανάλογα με το μέγεθος του πυρήνα (single – multi mode fiber).

54

Διάδοση στην οπτική ίνα (1/2)

• Οι πολύτροπες οπτικές ίνες έχουν τυπικά μεγέθη 50μm/ 125μm, 62.5/125, 85/125 ή 100/140. Ο συνηθέστερος τύπος, ο οποίος κυκλοφορεί, είναι ο 62.5/125. Η ολική διάμετρος της οπτικής ίνας συμπεριλαμβανομένων των ενισχυτικών συνθετικών ινών και του εξωτερικού περιβλήματος φτάνει τα 900μm. Μεγάλο μέγεθος-μικρό κόστος υλικού

• Η διάμετρος του πυρήνα στις μονότροπες οπτικές ίνες κυμαίνεται από 5μm έως 10μm με συνηθέστερη τιμή τα 8,3μm ενώ η διάμετρος της επίστρωσης παραμένει στα 125μm για λόγους τυποποίησης. Μικρό μέγεθος μεγάλο κόστος υλικού

55

Διάδοση στην οπτική ίνα (2/2)

56

Max Rate: 2km 1000m 550m 100m

SFiber 1/10 Gbit 1/10 Gbit - -

MFiber 100Base-FX 1000Base-FX 1Gbit 1Gbit

Εξασθένηση οπτικής ίνας

• Η εκπομπή του οπτικού σήματος σε οπτική ίνα γίνεται από πηγή

LED (light Emmiting Diode) ή LASER (Light Amplification by

Stimulated Emission of Radiation) και τα μήκη κύματος του

φωτός, που η οπτική ίνα είναι σχεδιασμένη να μεταφέρει,

ποικίλουν από 800nm μέχρι 1500nm.

57

Συσκευές

1. 2 x 10000Base – 10Gbit switch

2. 12 x 100BaseFX – 100Mbit switch CISCO 2912 series

58

Σύνδεσμοι

• Σύνδεσμος 568SC οπτικής ίνας

59

Rack storage • 19 inch 10RU • 23 inch 13RU – 44RU • 1RU = 1.75 inch = 44.45mm = 4.4 cm

60

Κατανεμητές

• Από τον κεντρικό εξυπηρετητή (server) το καλώδιο καταλήγει σε μια θύρα του συγκεντρωτή (hub) που βρίσκεται στο κάτω μέρος του κατανεμητή.

• Όλα τα καλώδια από τις πρίζες υπολογιστών καταλήγουν σε μια μετώπη μεικτονόμησης (patch panel).

• Οι υπόλοιπες θύρες του hub ενώνονται με την μετώπη μεικτονόμησης (patch panel) μέσω των καλωδίων μεικτονόμησης (patch cords).

• Ανάμεσα στο hub και τη μετώπη μεικτονόμησης, για να διευκολύνεται η διέλευση των καλωδίων μεικτονόμησης, μπορεί να τοποθετηθεί μια μετώπη διευθέτησης.

61

Open Systems Interconnection

62

Μετακίνηση των πακέτων

63

Το Πρωτόκολλο IP (1/2)

64

Το Πρωτόκολλο IP (2/2)

65

CIDR (1/2)

66

CIDR (2/2)

67

IP Header

68

Ethernet Data Link-Physical Headers

69

ATM Data Link (AAL)-Physical Headers (SONET)

70

AFDX Layer (1/2)

71

AFDX Layer (2/2)

72

X.25 (X21bis+LAPB) (1/2)

• Πρωτόκολλο μεταφοράς φωνής (deprecated by IP and ATM networks) Χρησιμοποιεί το PLP αντί του IP πρωτοκόλλου

73

X.25 (X21bis+LAPB) (2/2)

74

SpaceWire protocol (1/2)

• Serial Protocol DB9 up to 2-400Mbit/s

• Bidirectional/Full Duplex-CCSDS and RMA protocols

75

SpaceWire protocol (2/2)

76

TCP Header

77

UDP Header

78

TCP States

79

Protocol Metrics

• BW delay product = Το μέγιστο ποσό δεδομένων στο δίκτυο μία δεδομένη χρονική στιγμή.

• BDP = Channel max Thr (BW available) (bit/sec)*[Min/Max/Average(RTT)/RTT] (bits)

• BDP = Thr (Kbytes/sec)*RTT(ms) (Kbytes)

• Latency = O RTT χρόνος σε (s/ms) αποστολής-ληψης ενός πακέτου το οποίο επιστρέφει στον αποστολέα

• Protocol Overhead Escalation = Max(Thr)-Max(G)/Min(Thr)-Min(G)[quantum]

80

Βιβλιογραφία

1. Τηλεπικοινωνίες και Δίκτυα Υπολογιστών – Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 22770464 – Έκδοση: 8η Εκδ./2012 – Συγγραφείς: Αλεξόπουλος Αριστείδης,Λαγογιάννης

Γεώργιος – ISBN: 9789609335423

2. ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ, ANDREW S. TANENBAUM, DAVID J. WETHERALL – Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 12534026 – Έκδοση: 5η Αμερικανική/2011 – Συγγραφείς: ANDREW S. TANENBAUM, DAVID J. WETHERALL – ISBN: 978-960-461-447-9

81

Τέλος Ενότητας

Σημείωμα Αναφοράς

Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Κοντογιάννης Σωτήρης. «Ψηφιακές Επικοινωνίες». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

83

Σημείωμα Αδειοδότησης

Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων».

[1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση:

• που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο.

• που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο.

• που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο.

Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

84

Διατήρηση Σημειωμάτων

Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει:

το Σημείωμα Αναφοράς.

το Σημείωμα Αδειοδότησης.

τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων.

το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει).

μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

85