SygnałyiSystemy

transmisja synchroniczna

clk, synchronizacja, zbocza sygnału

transmisja asynchroniczna

baud rate, ramki

Bit parzystości

Wykrywa zmianę nieparzystej liczby bitów

Checksum

To suma arytmetyczna wartości liczbowych wszystkich przesłanych bajtów. Wynik dodawania jest doklejany do wiadomości

CRC

Cały ciąg danych traktowany jest jak jeden wielomian. Dzieli się go przez ustalony wielomian generujący (modulo 2). Do wiadomości dołączana jest RESZTA z tego dzielenia

Kodowanie kanałowe

dostosowanie, detekcja i korekcja, fizyczne formowanie

Twierdzenie Shannona

C - przepustowość kanału [bit/s] W - szerokość pasma [Hz] S/N - moc sygnału/moc szumu (skala liniowa)

BER

stosunek liczby bitów odebranych z błędami do całkowitej liczby przesłanych bitów

Cele modelu OSI

Ułatwienie projektowania i zrozumienia sieci, Umożliwienie współpracy różnych producentów, uporządkowanie funkcji sieciowych

Warstwa 1 - Fizyczna

Fizyczne przesyłanie bitów (0 i 1) przez medium transmisyjne, Definicja parametrów elektrycznych i mechanicznych. NP Ethernet lub Rs232

Warstwa 2 - Łącza danych

bezbłędnej transmisji ramek, Wykrywanie i korekcja błędów (CRC), Kontrola dostępu do medium

MAC (Media Access Control)

Adresowanie fizyczne, Sterowanie dostępem, Ramkowanie

Warstwa 3 - Sieciowa

Adresacja, Określenie optymalnej ścieżki przez sieć, Fragmentacja i składanie pakietów

Warstwa 4 - Transportowa

Zapewnienie niezawodnej komunikacji między aplikacjami, Segmentacja danych i kontrola przepływu, Detekcja i korekcja błędów

Warstwa 5 - Sesji

Zarządzanie nawiązywaniem, utrzymywaniem i kończeniem sesji komunikacyjnych, Synchronizacja i ponowne połączenie po przerwie

Warstwa 6 - Prezentacji

Konwersja danych między różnymi formatami, Szyfrowanie i deszyfrowanie danych, Kompresja danych

Warstwa 7 - Aplikacji

Zapewnienie interfejsu pomiędzy użytkownikiem a siecią, Komunikacja między aplikacjami

Synchronizacja

zapewnienie zgodności w czasie pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem – aby dane były odczytywane w tych samych momentach, w jakich zostały wysłane

Jak uzyskać synchronizacje

Zegar nadawcy i odbiorcy muszą pracować z tą samą częstotliwością, Odbiornik może: - odzyskać taktowanie z sygnału danych (np. metodą PLL)- być sterowany wspólnym zegarem(np. w centralach cyfrowych)

Sygnalizacja

to proces wymiany informacji sterujących między urządzeniami w sieci

Funkcje sygnalizacji

- Zestawianie i rozłączanie połączeń.- Nadzór nad połączeniem (zajętość, zakończenie).- Przenoszenie informacji o błędach lub usługach dodatkowych (np. przekierowanie).- Sterowanie zasobami sieci.

PCM – Pulse Code Modulation

cyfrowa kodowania sygnałów analogowych (np. mowy) oraz podstawowy sposób transmisji w sieciach metoda telekomunikacyjnych. Etapy: próbkowanie itd

Sieci szerokopasmowe

wykorzystuje szerokie pasmo do przesyłu danych. Infrastruktury telekomunikacyjnej i wykorzystywane do tego technologie np.: linia telefoniczna, kable koncentryczne, światłowód i sieci bezprzewodowe.

CoS (classes of service)

to przydział priorytetów pakietom, jak szybko dany pakiet musi dotrzeć do odbiorcy. Ma to bezpośredni wpływ na QoS (Quality of service) oraz GoS (Grade of Service)

IP (Internet Protocol) – Tradycyjny Routing

Jest to bezpołączeniowy protokół warstwy 3 (Sieciowej), oparty na adresowaniu logicznym (IPv4/IPv6).

MPLS (Multiprotocol Label Switching)

(labels) do przesyłania pakietów bez potrzeby analizy pakietu za każdym razem przejścia przez router.(warstwa 2.5). Router E-LSR lub LER (Edge Label Switching Router) nadaje etykietę pakietowi i przechodząc przez kolejne LSR pakiet przesyłany jest dalej.

Mechanizm (Label Swapping)

LER Ingress: Klasyfikacja IP → dodanie etykiety (PUSH). LSR: Ignoruje IP. Szybka podmiana etykiety wejściowej na wyjściową (SWAP) w oparciu o tablicę. LER Egress: Usunięcie etykiety (POP) → wysłanie czystego IP.

xDSL

Transmisja danych liniami telefonicznymi (miedź). Wykorzystuje podział częstotliwości (FDM): dół pasma dla głosu, góra dla danych. ADSL: Asymetryczny (Download > Upload). Wada: Tłumienie – prędkość drastycznie spada wraz z odległością od centrali.

GPON

Pasywna sieć optyczna typu punkt-wielopunkt. Elementy: OLT (centrala) → Splitter (pasywny dzielnik) → ONT (klient). Działanie: Downstream: Broadcast (wszyscy dostają wszystko, filtrują swoje). Upstream:(nadawanie w przydzielonych szczelinach czasu).

Architektura sieci komurkowej

User Equipment (UE) ● Telefon, korzysta z karty SIM do identyfikacji w sieci 2. Radio Access Network (RAN) ● Stacje bazowe, w 2/3G nazywane BTS/NodeB, w 4G eNodeB, a w 5G gNodeB 3. Core Network (CN) ● Centrala operatora, zarządza całą siecią

podział pasma sieci komórkowej

TDD (Time Divison Duplex) Transmisja odbywa się w ustalonych slotach czasowych przeznaczonych osobno na uplink i na downlink na tej samej częstotliwości. FDD (Frequency DIvision Duplex) Podział na dwa symetryczne bloki częstotliwości,

1G (lata 80.

Cel: Wyłącznie rozmowy głosowe (brak SMS). Technologia: Sygnał w pełni analogowy (FM). Wielodostęp: FDMA (każdy ma osobny kanał częstotliwości). Wady: Brak szyfrowania (łatwy podsłuch), brak roamingu, duże telefony

2G lata90

Przełom: Sygnał cyfrowy, karty SIM, szyfrowanie, roaming. Usługi: Głos, SMS, proste dane (GPRS). Technologia: Komutacja łączy (Circuit Switching). Wielodostęp: TDMA (podział czasu na szczeliny - rozmowa na zmianę).

3G (lata 2000.)

Cel: Mobilny Internet, wideorozmowy. Technologia: HSPA (szybszy transfer). Wielodostęp: CDMA/WCDMA (kodowy). Użytkownicy nadają w tym samym czasie na szerokim paśmie, a rozróżniani są unikalnymi kodami matematycznymi

4G

Architektura: All-IP (tylko pakiety). Głos przesyłany jako dane (VoLTE). Wielodostęp: OFDMA (podział pasma na setki podnośnych). Cechy: Szerokopasmowy Internet (do 1 Gb/s), niskie opóźnienia (ok. 20ms), streaming HD

5 (5G)

3 cele: eMBB (duża prędkość), mMTC (masowe IoT, miliony czujników), URLLC (niezawodność, opóźnienia poniżej 1ms dla aut). Tech: Massive MIMO (dużo anten), Beamforming (kierunkowanie wiązki), Network Slicing (krojenie sieci)

FDMA

Najstarsza technika (1G). Pasmo radiowe dzielone jest na węższe kanały częstotliwości. Każdy użytkownik otrzymuje jeden kanał na wyłączność na czas rozmowy. Jest mało efektywna (cisza też zajmuje kanał)

TDMA (Time Division)

Użytkownicy korzystają z tej samej częstotliwości, ale w różnych momentach. Czas podzielony jest na szczeliny (sloty). Nadajesz tylko w swoim krótkim okienku czasowym, potem czekasz na kolejną kolej.

CDMA

szyscy nadają w tym samym czasie na tej samej szerokiej częstotliwości (rozpraszanie widma). Każdy sygnał jest mnożony przez unikalny kod matematyczny. Odbiornik wyławia właściwą rozmowę znając ten kod

OFDMA

Podstawa 4G i 5G. Pasmo dzielone na tysiące gęsto upakowanych podnośnych, które są ortogonalne (nie zakłócają się wzajemnie). Użytkownikowi przydziela się grupę podnośnych w zależności od potrzeb. Bardzo odporna na zaniki sygnału

WDM (Wavelength Division Multiplexing)

Technika multipleksacji falowej polega na jednoczesnym przesyłaniu wielu sygnałów świetlnych o różnych długościach fal tym samym włóknem światłowodowym. Każda długość fali przenosi niezależny kanał danych.

Jak działa światłowód

Całkowitego Wewnętrznego Odbicia. Światło wpuszczone do rdzenia pod odpowiednim kątem (mniejszym niż kąt graniczny) odbija się od granicy rdzeń-płaszcz jak od lustra i "zygzakiem" wędruje na koniec przewodu.

Budowa włókna światłowodu

1) Rdzeń (Core): Środek, którym biegnie światło. Ma wyższy współczynnik załamania światła ($n_1$). Płaszcz (Cladding): Otoczka rdzenia. Ma niższy współczynnik załamania światła 2.

Przyczyny tłumienia

Rozpraszanie Rayleigha: Fizyczna natura szkła. Fotony zderzają się z cząsteczkami w szkle. Zasada: Im krótsza fala(fiol) tym większe rozpraszanie Absorpcja: Zanieczyszczenia wodne w szkle "pożerają" światło na konkretnych długościach fali

Okna transmisyjne

I Okno (850 nm): Duże tłumienie. Tanie lasery/LED. II Okno (1310 nm): Niskie tłumienie, zerowa dyspersja, średnie dyst. III Okno (1550 nm): Najniższe tłumienie (ok. 0.2 dB/km)

Wzmacnianie Sygnału Optycznego

Kiedyś używano regeneratorów O-E-O. EDFA: W pełni optyczny wzmacniacz (bez konw na I). Działa w III oknie (1550 nm). Wykorzystuje odcinek światłowodu domieszkowany Erbem oraz laser pompujący, który dostarcza energię do wzmocnienia przelatującego sygnału.