2. Fizikai Réteg
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 53

2. Fizikai Réteg PowerPoint PPT Presentation


  • 61 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

2. Fizikai Réteg. Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék. Összefoglaló. OSI modell Fizikai réteg Elméleti alapok Közegek/képességek/sajátosságok Szabványosítási szervezetek. 13-02-09. Számítógép Hálózatok. 2. OSI Modell. Számítógép Hálózatok. Fizikai réteg. Bitek továbbítása

Download Presentation

2. Fizikai Réteg

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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


2 fizikai r teg

2. Fizikai Réteg

Dr. Bilicki Vilmos

Szoftverfejlesztés Tanszék


2 fizikai r teg

Összefoglaló

  • OSI modell

  • Fizikai réteg

    • Elméleti alapok

    • Közegek/képességek/sajátosságok

  • Szabványosítási szervezetek

13-02-09

Számítógép Hálózatok

2


2 fizikai r teg

OSI Modell

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Fizikai réteg

  • Bitek továbbítása

  • Fizikai jellemzőkkel foglalkozik:

    • Feszültség szintek

    • Érintkezők száma

    • Jel kondicionálás

  • Pl.:

13-02-09

Számítógép Hálózatok

4


2 fizikai r teg

Adatkapcsolati Réteg

  • A fizikai közeg elfedése

  • Hibamentes átvitel

  • Keretek kezelése:

    • Keret határok

    • Címzés

    • Nyugtázás

  • Forgalomszabályzás

13-02-09

Számítógép Hálózatok

5


2 fizikai r teg

Hálózati Réteg

  • Nagy, skálázható, robosztus hálózat kialakítása

  • Útvonalak kiválasztása

13-02-09

Számítógép Hálózatok

6


2 fizikai r teg

Szállítási Réteg

  • Adatfolyam kezelése, darabolása

  • Dedikált összeköttetések biztosítása

  • Forgalomszabályozása

13-02-09

Számítógép Hálózatok

7


2 fizikai r teg

Viszony Réteg

  • Viszonyok kialakítása

  • Szinkronizáció

  • Tranzakciók

13-02-09

Számítógép Hálózatok

8


2 fizikai r teg

Megjelenítés Réteg

  • Olyan általános dolgokkal foglalkozik amit a felhasználónak elég gyakran kell megoldania

  • ASCII

  • Sorosítás

    • XML

  • Titkosítás

13-02-09

Számítógép Hálózatok

9


2 fizikai r teg

Alkalmazás Réteg

  • Széles körben használt protokollok

  • HTTP

  • SMTP

  • DNS

13-02-09

Számítógép Hálózatok

10


2 fizikai r teg

A fizikai közeg fejlődése

  • TAT (TransAtlantic Telephone cable)

    • TAT - 1

      • 1953 - 1979-ig Anglia - USA

      • Koaxiális kábel pár

      • 51 Erősítő

      • 36 telefon vonal

    • TAT – 14

      • 2000 - Anglia – USA – Franciaország – Hollandia –Dánia – Németország

      • Optikai kábel

      • 16 x 10 Gbit/s

      • WDM

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Jelek

  • Jelek segítségével továbbítjuk az információt

12

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Jelek spektrális felbontása

  • A jeleket gyakran érdemes harmonikus jelek összegeként vizsgálni mert ilyenkor a hatások könnyebben felmérhetőek

  • Periodikus jelek Fourier sora:

  • Abszolút integrálható jel Fourier transzformáltja:

  • Sávhatárolt a jel ha

13

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Analóg és digitális jelek átvitele

  • A modell:

  • Csatorna jellemzők:

  • Alakhű átvitel:

  • Nyquist tétele: a H sávszélességű aluláteresztő szűrőn áteresztett jel 2H mintavételezéssel visszaállítható

14

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Fontosabb torzítások

  • Késleltetés:

  • Jel csillapítás

  • Diszperzió

  • Visszhang, utánzengés

  • Nemlineáris torzítás:

    • Holtzóna

    • Telítés

15

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Zajok

  • A bonyolult nehezen megfogható áthallás valamint a termikus, ipari zajok tartoznak e kategóriába

  • Amennyiben v sok azonos nagyságrendű független hatás eredője akkor jól modellezhető Gauss-folyamattal. Ekkor jól használhatóak a másodrendű jellemzői (várható érték, …)

  • A nyelő szempontjából a jel/zaj arány az érdekes. (Signal-Noise ratio)

  • Ezt a gyakorlatban a Bell tizedrészeként adják meg:

  • Gyakran a jeleket teljesítményszintjükkel írják le:

16

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Shanon Törvénye

17

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Elektromágneses hullámok

  • Ha az elektromos töltés gyorsul elektromos hullám keletkezik

  • Jellemzői

    • Hullámhossz

    • Frekvencia

    • Terjedési sebesség

  • Az elektromos és a mágneses tér egymásra merőleges síkban változik

  • Polarizáció:

    • Apoláros

    • Síkban poláros

    • Crikulárisan poláros

18

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Szabad hullámú összeköttetések

  • Típusai:

    • Szabad sugárzás

    • Irányított sugárzás

  • Az antenna méretének összemérhetőnek kell lennie a hullámhosszal (pl.: fele)

  • A terjedés szerinti felosztás

    • Felületi hullámok: követik a föld felszínét (kHz-x10Khz)

    • Térhullámok: egyenes vonalban terjednek (30MHz-300GHz)

    • Szórt hullámok: A troposzférában többszörösen megtörnek, szóródnak (200MHz-10GHz)

    • Ionoszferikus hullámok: Az ionoszférából verődnek vissza (x1000KHz-30MHz)

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Vezetett hullámú összeköttetések

  • TEM (Transzverzális Elektromos Mágneses) hullámvezető (vezeték)

    • Két fém vezető + közöttük dielektromos szigetelő anyag

    • A vezetők közötti távolság a jel hullámhosszához képest kicsi

  • Dielektromos hullámvezető

    • A köpeny törésmutatója kisebb mint a mag törésmutatója

    • Numerikus apertúra

20

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Az elektromágneses spektrum

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Frekvencia sávok elnevezése

22

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Szimmetrikus kábel

  • Használata: Horizontális gyakran időnként vertikális kábelként

  • A telekommunikációs hálózatban nagyon régóta használt megoldás

  • Használható: 600 KHz-től 600MHz-ig

  • Védelmi típusok:

    • UTP

    • STP

    • FTP

  • Sodrás:

    • Az áthallás gátolja, különböző kábel párokat különböző módon sodorják

    • Méterenként adják meg a sodrások számát – minél több annál jobb

    • A párokat azonos színnel jelölik

  • Impedancia

    • 100-150 ohm

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

EIA/TIA-568

  • EIA/TIA-568 kábelezési szabvány

    • A, B vezeték RJ45 hozzárendelés

  • Kábel típusok:

    • Egyenes kábel

    • Kereszt kábel

    • Fordított kábel

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Fellépő problémák

  • Jel gyengülés

  • Zajok:

    • Áthallás

      • NEXT

      • FEXT

      • PSNEXT

    • RFI

    • EMI

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Szimmetrikus kábel típusok

  • A kábelek minőségét adja meg (USA jelölés)

  • Típusai:

    • Cat 1 – POTS – vagy csavart, vagy csavarás nélküli – 1 MHz

    • Cat 2 – ISDN - 2-3 csavarás 30 cm-ként - 4Mbit/s

    • Cat 3 – 16 MHz – 10 MBits/s

    • Cat 4 – 2-3 csavarás 30 cm-ként, 20 MHz – 16 MBit/s

    • Cat 5 – legalább 8 csavarás 30 cm-ként, 100 MHz – 155 MBit/s

    • Cat 5e – 350 MHz-ig tesztelt – 1 GBit/s

    • Cat 6 – 250 MHz ?

    • Cat 7- 600 MHz ? Valószínűleg más alyzat kell hozzá, STP

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Összehasonlítás

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Koaxiális kábel

  • Használata: Kábel TV

  • Jellemzőik:

    • Használható 60 KHz-től 60MHz-ig

    • Impedancia (kb.: 138 log a/b)

      • 50 ohm - Ethernet

      • 75 ohm – Kábel TV (ez ma az elsődleges terület)

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Optikai kábel

  • Használata:

    • Gerinc hálózat

    • Épületek közötti összeköttetés

  • Amennyiben csak réz kábelt használnánk akkor a föld réz készlete nem lenne elegendő

  • Típusai

    • Monomódusú (lézer)

    • Multimódusú (normál fényforrás)

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Optikai szintek

  • OC-1 - 51 Mbps

  • OC-3 – 155 Mbps

  • OC-12 – 622 Mbs

  • OC-48 – 2488 Mbs

  • OC-768 – 39813 Mbs

  • OC-N – N*51.840 Mbps

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Optikai kábel hiba források

  • A közeg jellemzői:

    • Jel gyengülés

    • Diszperzió

      • Más frekvencián más a sebesség

      • Jel gyengülés

      • Sávszélesség csökkenés

    • Rayleigh szórás

      • Inhomogén struktúra

      • Teljesítmény csökkenés

      • A fény frekvenciájának negyedik hatványával arányos

    • Nem lineáris Effektusok

  • Szerelési problémák

    • Hajlítás

    • Közeg illesztés

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Használt frekvenciasávok

  • S tartomány

  • C tartomány

  • L tartomány

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

WDM, DWDM

  • Wavelenght Division Multiplexing

  • Nagyon gazdaságos megoldás

  • Egy optikai kábelen több egymástól 50-100GHz távolságra lévő jel

  • Az L sávot használják

  • Akár 400 Gbit/s átviteli kapacitás

  • Optikai erősítők, elegendő 100 km-ként, regenerálás 1000 km-ként

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Vezetékmentes kommunikáció

  • Spektrum menedzsment

    • A frekvencia véges erőforrás

    • A minőség garantálásához szabályozni kell a frekvencia használatot

    • Felosztás

      • A használható frekvencia tartományt blokkokra osztják

      • Minden blokkot további sávokra osztanak

      • A sávokat csatornákra osztják

    • Országonként más-más kiosztás lehet

      • Maximális hatékonyság

      • Új megoldások számára megfelelő frekvenciatartományok tartalékolása

      • Hatékony, igazságos frekvenciahasználási engedély kiosztás

      • Serkenteni kell a versenyt

      • Biztosítani kell a nagyközönség számára fontos szolgáltatásokat

    • Az ITU feladata a nemzetközi szabályozás

    • Nem licenszelt spektrum (szabad frekvencia)

      • Bárki használhatja

      • Be kell tartani a teljesítmény előírásokat

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Antennák

  • Tulajdonságai

    • Nyereség

      • Az izotropikus antenához viszonyítva dBi

      • A dipól sugárzóhoz viszonyítva dBd

    • Írányítottság

      • Szorosan összefügg az előzővel

    • Polarizáció

      • Az E vektor irányát adja meg. Úgy az adó mind a vevő antennának egyforma polarizációjúnak kell lennie

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Műholdas kommunikáció

  • 2.5 és 22 GHz közötti frekvenciát használnak

  • L,S,C,X,Ku,Ka sávok

  • Típusai:

    • Geostacionáris (GEO)

      • 36000 km az egyenlítő felett

      • ~250 ms késleltetés egy irányban

      • Stabil pozíció

    • Közepes pályájú (MEO)

      • 6000 – 20000 km

      • Tipikusan GPS

    • Alacsony pályájú (LEO)

      • 500 – 16000 km

      • Viszonylag kicsi késleltetés (6ms)

      • Műhold - műhold kommunikáció

  • VSAT (VerySmallAperture Terminal)

    • Pl.: Internet szolgáltatás

  • DBS (DirectBroadcast System)

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Földfelszíni kommunikáció

  • LMDS (Local MultipointDistribution System)

    • Kicsi cellák: 3 – 5 km

    • Frekvencia újrahasznosítás

    • >155 Mbps

  • MMDS (MultiplechanelMultipointDistribution System)

    • Nagy cellák: 50 km

    • ~10Mbps

  • 3G

    • Nagy mozgékonyságú felhasználó: 144 kbps

    • Közepes mozgékonyságú felhasználó: 385 kbps

    • Helyhez kötött felhasználó: 2Mbps

  • U-NII

    • Kicsi cellák: 3-5km

    • ~25Mbps

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Közeg megosztás

  • Multiplexálás

  • Típusai

    • TDMA

    • FDMA

    • CDMA

    • PDMA

    • SDMA

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Modulációs megoldások

  • Ahhoz, hogy egy jelet az adott közegen sikeresen továbbítsunk gyakran modulációra van szükségünk. Így olyan jellemzőkel bíró jelet kapunk amely megfelelő mutatókkal bír az adott közegen.

  • Analóg/Digitális

    • Amplitúdó

    • Fázis

    • Frekvencia

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Egyéb modulációs megoldások

  • OOK – On Off Keying

  • QPSK – Quadrature Phase Shift Keying

  • QAM – Quadrature Amplitude Modulation

  • CAP – Carrierless Amplitude Modulation

  • DMT – Discrete Multitone Modulation

  • CDMA – Code Division Multiple Access

    • FHSS – Frequency Hopping Sperad Spectrum

    • DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

A távközlés világának fontos szervezetei

  • Szabványok lehetővé teszik, hogy különböző gyártók termékei kompatibilisek legyenek

  • Két szabvány típus:

    • de facto

    • de jure

  • Fontosabb szervezetek:

    • ITU

    • ISO

    • ANSI

    • IEEE

    • IETF

    • ATM Forum

    • Az MPLS és Frame Relay szövetség

    • Optical Ineterworking Forum

    • DSL Forum

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

ITU

  • International Telecomunication Union

  • Az ENSZ egyik szervezete

  • Három fő szekciója van:

    • ITU-R - rádiókommunikáció

    • ITU-D – fejlesztés

    • ITU-T- távközlés

      • Az ITU-T feladat a távközlés világméretű szabványosítása

      • Tanulmányozza a különböző problémákat és ajánlásokat készít a megoldásukra

      • Az ITU-T a CCITT utóda

      • Hierarchikus felépítésű: országos, regionális

      • 15 csoport 2500 ajánlás

      • Más szervezek szabványait is felhasználja

      • Ismertebb ajánlások: I,Q,X (ATM, Frame Relay, DTE-DCE X.25)

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Példa

  • ITU-T H264

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

ISO

  • International Organization for Standardization

  • 130 ország szabványosítási testülete alkotja

  • Ismertebb szabványok:

    • ISO9000

    • Papír méretek

    • Ország kódok

    • OSI modell

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Példa

  • 33.180.01 Fibre optic systems in general

  • 33.180.10 Fibres and cables

  • 33.180.20 Fibre optic interconnecting devices

  • 33.180.30 Optic amplifiers

  • 33.180.99 Other fibre optic equipment

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

ANSI

  • American National Standards Institute

  • Ez képviseli az USA-t a nemzetközi szerveteken (ITU, ISO)

  • A fizikai réteg feletti dolgokkal foglalkozik

  • A fizikai réteggel az USA-ban az EIA foglalkozik

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Példa

  • ANSI/IEEE 802.3

  • SONET

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

IEEE

  • Instiute of Electrical and Electronics Engineering

  • A legnagyobb technológiával foglalkozó szervezet a világon

  • Ismertebb szabványai:

    • IEEE Project 802

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Példa

  • IEEE Project 802

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

IETF

  • Internet Engineering Task Force (www.ietf.org)

  • 4 csoportból álló szervezet tagja

    • Internet Society (ISOC), az internet növekedésével, fejlődésével foglalkozik

      • IANA – egyedi dolgok kiosztást felügyeli (IP, OID, AS)

    • Internet Architecture Board (IAB), az ISOC felügyeletével foglalkozik

    • Internet Engineering Steering Group (IESG), az IETF menedzselésével foglalkozik

    • Internet Engineering Task Force (IETF)

      • Nyílt társaság (gyártók, kutatók, üzemeltetők,…)

      • Funkcionális csoportokra van osztva, ezek munkacsoportokra vannak osztva

      • Egy-egy munkacsoportot két személy felügyel akik az IESG tagjai

      • A munka nyilvános levelezőlistán folyik

      • Request For Comments

        • FYI

        • Standard

      • Draft

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Példa

  • Routing Area (rtg)

Számítógép Hálózatok


2 fizikai r teg

Összefoglaló

  • OSI modell

  • Fizikai réteg

    • Elméleti alapok

    • Közegek/képességek/sajátosságok

  • Szabványosítási szervezetek

13-02-09

Számítógép Hálózatok

52


2 fizikai r teg

A következő előadás tartalma

  • Az adatkapcsolati réteg feladata

    • Keretezés

    • Hibajavítás

    • Hibadetektálás

    • Folyam szabályozás

  • Példák

    • PDH

    • PPP

13-02-09

Számítógép Hálózatok

53


  • Login