+ All Categories
Home > Documents > Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

Date post: 21-Feb-2018
Category:
Upload: dumitrudany
View: 242 times
Download: 0 times
Share this document with a friend

of 68

Transcript
  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    1/68

    Cursul 1

    1IntroducereMediul fizic6-7 octombrie 2015

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    2/68

    Obiective

    Ce este o reea de calculatoare? Dispozitive de reea

    Topologii de reele Stiva de protocoale Funciile nivelului fizic Medii de transmisie Exemple de codificri

    2

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    3/68

    Internet

    Getting information off the Internet is like taking a drink from a firehydrant.

    Mitchell Kapor

    The Internet is the first thing that humanity has built that humanitydoesn't understand, the largest experiment in anarchy that wehave ever had.

    Eric Schmidt

    3

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    4/68

    Ce este o reea de calculatoare?

    Sistem de interconectare a mai multor sisteme de calcul

    Conexiunea ntre componentele unui calculator se realizeaz prinmagistrale (circuite electrice pe placa de baz) i chipset -uri

    Conexiunea ntre sisteme de calcul diferite se realizeaz prinintermediul unor dispozitive (plci de reea, switch -uri, rutere) ia unor medii de comunicaie (cabluri electrice, fibr optic)dedicate

    4

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    5/68

    Avantajele reelelor de calculatoare

    Avantaje

    Spaiu destocare

    Putere deprocesare

    Acces de ladistan

    Partajareechipamente

    Comunicare

    Divertisment

    5

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    6/68

    Dimensiunea fizic a unei reele

    Distana ntre procesoare Localizare procesoare Reea

    1 mm Centimetru ptrat Micro nw (pe siliciu)

    1 cm Decimetru ptrat Platform multiprocesor

    1m Metru ptrat Personal Area Network

    10 m Camer Local Area Network

    100 m Cldire

    1 km Campus

    10 km Ora Metropolitan Area Net

    100 km ar Wide Area Network

    1000 km Continent

    10 000 km Planet Internet

    6

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    7/68

    LAN, MAN, WAN

    Clasificare n funcie de distana ntre nodurile reelei, concretizat printr -un numr deprotocoale specifice fiecrui tip de reea

    7

    LAN Local Area NetworkStandardele dominante sunt Ethernet i WLAN (IEEE 802.11) Separaia (conectarea) ntre LAN i MAN/WAN se realizeaz cu un ruter(gateway)

    MAN Metropolitan Area Networkrar ntlnite n reelele actuale

    WAN Wide Area NetworkNumeroase protocoale: MPLS, ATM, Frame Relay, PPP

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    8/68

    Dispozitive de reea

    Plac de reea network card, network adapter, NIC (NetworkInterface Controller)

    Permite sistemului s comunice cu un altul aflat n aceeai reea

    Repetor , hub folosit pentru regenerarea i amplificareasemnalului

    Switch folosit pentru interconectarea sistemelor de calcul dintr-o reea (topologie stea)

    Ruter folosit pentru interconectarea mai multor reele decalculatoare (LAN); folosit n WAN

    8

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    9/68

    Dispozitive de reea - imagine

    9

    Router

    Switch

    Host

    Internet

    Server

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    10/68

    Interfaa de reea

    Network interface Se refer la un punct de comunicaie cu o reea de calculatoare (o plac de

    reea, un port al unui dispozitiv avansat de reea) Un calculator cu o plac de reea are o singur interfa de reea; un calculator

    cu dou plci are dou interfee Un switch/ruter are mai multe interfee de reea mai multe porturi de

    comunicaie Denumirea de interfa de reea se refer i la abstracia dat de sistemul de

    operare configurarea unei plci de reea sau a unui port al unui ruter se numete

    configurarea unei interfee pe un sistem Unix/Linux, interfeele de plci de reea Ethernet sunt denumite eth0 ,

    eth1 , etc. o interfa virtual denumit interfa de loopback este folosit pentru a referi

    staia curent ca i cum aceasta s -ar afla ntr- o reea (dei aceasta nu exist fizic)

    10

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    11/68

    Protocol

    Comunicaia ntre dou entiti necesit existena unui protocol Ce este un protocol?

    Un set de reguli care guverneaz modul n care dou dispozitive schimb informaie ntr -oreea

    11

    ??!

    Ambele capete ale unei

    transmisii trebuie sfoloseasc acelai protocol

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    12/68

    Stiva de protocoale OSI

    Pentru a abstractiza complexitatea lucrului cu reeaua, se stabilete o stiv deprotocoale; protocolul de nivel inferior ofer servicii celui de nivel superior

    12

    5. Sesiune

    6. Prezentare

    7. Aplicaie

    4. Transport

    3. Reea

    2. Legtur de date

    1. Fizic

    Controlulsesiunilor

    Reprezentarea

    datelor

    Servicii de reele,aplicaii

    Controlul fluxuluide date

    Determinarea ciictre destinaie

    Acces la mediu

    Transmisie binar

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    13/68

    Stiva de protocoale TCP/IP

    13

    Stiva de protocoale utilizat nInternet este stiva TCP/IP

    IP este protocolul esenial de lanivelul Internet, iar TCP de la nivelulTransport

    Nivelul Aplica ie este cel care ofer

    servicii utilizatorului (transfer defiiere, control de la distan ,transmitere e-mail, etc.)

    Nivelul Transport este responsabil cuasigurarea controlului fluxului (pachetele s ajung n ordine inealterate)

    Aplicaie

    Transport

    Internet

    Acces la mediu

    Mediulfizic

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    14/68

    POP3

    DNS

    Stiva OSI vs Stiva TCP/IP

    14

    5. Sesiune

    6. Prezentare

    7. Aplicaie

    4. Transport

    3. Reea

    2. Legtur de date

    1. Fizic

    Aplicaie

    Transport

    Internet

    Acces la mediu

    HTTP

    SSH

    IMAP

    TCPUDP

    IP

    PPPEthernet

    OSI TCP/IP Protocoale

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    15/68

    Cursul 1

    Nivelul fizic Roluri Transmisii analogice Transmisii digitale

    Transmiterea datelor digitale cu carrier analog Medii de transmisie Multiplexare Exemple

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    16/68

    Nivelul fizic

    Roluri

    TransformareBit semnal

    Controlulvitezei

    Sincronizarebii

    Multiplexare

    16

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    17/68

    Cursul 1

    Transmisii analogice

    Caracteristici AM FM

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    18/68

    Transmisii analogice

    Folosesc valori continue pentru a transmite informaia

    Caracteristici Amplitudine nivelul maxim al semnalului Perioada/frecvena viteza de schimbare raportat la timp Faza poziia formei de und raportat la momentul de timp zero

    18

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    19/68

    Transmisie analogic - AM

    AM = Amplitude Modulation Folosete valori continue ale amplitudinii pentru a transmite

    informaia Folosit n special n transmisii radio

    19

    I n t e n s i t y

    Time

    Main Signal

    AM

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    20/68

    Transmisie analogic - FM

    FM = Frequency Modulation Folosete valori continue ale frecvenei pentru a transmite

    informaia Folosit n special n transmisii radio

    20

    I n t e n s i t y

    Time

    Main Signal

    FM

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    21/68

    Cursul 1

    Transmisii digitale Caracteristici Manchester Manchester diferenial NRZ-L

    NRZ-I MLT-3 PAM-5 Exemplu: Fast Ethernet Exemplu: Gigabit Ethernet

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    22/68

    Transmisii digitale

    Folosesc valori discrete pentru a transmite informaie Caracteristici:

    Bit interval (echivalent perioad) Bit rate (echivalent frecven)

    Line coding este denumit i digital baseband modulation Unipolar un singur nivel de tensiune care reprezint 1; absena

    nseamn 0 Polar dou niveluri de tensiune Bipolar trei niveluri: pozitiv, negativ i zero

    22

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    23/68

    Codificare Manchester IEEE 802.3

    23

    1 0 00 01 1 1

    Ceas

    Manchester802.3

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    24/68

    Codificare Manchester Diferenial

    24

    1 0 00 01 1 1

    Ceas

    ManchesterDiferenial

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    25/68

    Codificare Non-Return-To-Zero Level

    25

    1 0 00 01 1 1

    Ceas

    NRZ-L

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    26/68

    Codificare Non-Return-To-Zero Inverted

    26

    1 0 00 01 1 1

    Ceas

    NRZ-I

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    27/68

    Codificare Multi-Level Transmit 3

    27

    1 0 00 01 1 1

    Ceas

    MLT-3

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    28/68

    Codificare Pulse-Amplitude Modulation 5

    Un nivel din cele 5 poate fi folosit pentru corecia erorilor Transmite doi bii ntr -o perioad de ceas

    28

    1 0 00 01 1 1

    Ceas

    PAM-5

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    29/68

    Codificare 4B5B

    Convertete blocuri de 4 bii n blocuri de 5 bii Folosit n combinaie cu NRZ -I (fibr optic) sau MLT -3 (100BASE-TX, FDDI peste cupru) Blocurile de 5 bii au suficient de muli bii de 1 a.. NRZ -I/MLT- 3 s nu piard

    sincronizarea Nu se pot obine mai mult de 3 bii de 0 consecutivi

    29

    Nume 4b 5b

    8 1000 100109 1001 10011

    A 1010 10110

    B 1011 10111

    C 1100 11010

    D 1101 11011

    E 1110 11100

    F 1111 11101

    Nume 4b 5b

    Q - 00000I - 11111

    J - 11000

    K - 10001

    T - 01101

    R - 00111

    S - 11001

    H - 00100

    Nume 4b 5b

    0 0000 111101 0001 01001

    2 0010 10100

    3 0011 10101

    4 0100 01010

    5 0101 01011

    6 0110 01110

    7 0111 01111

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    30/68

    100BASE-FX/SX/BXFast Ethernet peste fibr optic

    Exemplu: Fast Ethernet

    30

    Date 4B5B NRZI

    100BASE-TXFast Ethernet peste cablu torsadat

    Date 4B5B NRZI MLT-3

    (Tehnologiile Ethernet vor fi studiate n detaliu n cadrul cursului 2)

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    31/68

    1000BASE-CX/LX/SXGigabit Ethernet peste cablu coaxial sau fibr optic

    Exemplu: Gigabit Ethernet

    31

    Date 8B10B NRZ

    1000BASE-TGigabit Ethernet peste cablu torsadat

    Date PAM-5

    (Tehnologiile Ethernet vor fi studiate n detaliu n cadrul cursului 2)

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    32/68

    Cursul 1

    Transmiterea datelor digitale cucarrier analog

    Caracteristici ASK PSK

    FSK Diagrame de constelaii

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    33/68

    Transmisie analogic a datelor digitale

    Dac se dorete transmiterea datelor digitale peste un mediu ce

    folosete semnale analogice (de exemplu linii telefonice),semnalul analog trebuie modulat Exist mai multe tipuri de modulare:

    ASK Amplitude Shift Keying PSK

    Phase Shift Keying

    FSK Frequency Shift Keying Bit rate numrul de bii pe secund Baud rate num rul de semnalepesecund

    Baud rate bit rate Tehnicile de modulare sunt caracterizate prin raportul

    33

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    34/68

    Modulare ASK

    34

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    35/68

    Modulare PSK

    35

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    36/68

    Modulare FSK

    36

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    37/68

    Combinaie PSK -ASK

    37

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    38/68

    Diagrame de constelaii

    38

    Cod A Cod A

    000 1 0 100 1 180

    001 2 0 101 2 180

    010 1 90 110 1 270

    011 2 90 111 2 270

    90

    0180

    270

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    39/68

    Exemple de constelaii

    39

    0

    90

    180

    270

    0

    90

    180

    270

    0

    90

    180

    270

    QPSK QAM-16

    QAM-64

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    40/68

    Exerciiu

    Se consider o linie cu o capacitate de 2400 baud. Ci bii de date

    pot fi trimii pe secund dac se folosete QAM -16 pentrumodulare? R: Sunt folosite 16 puncte de constelaie pentru a trimite 4 bii

    per simbol, ceea ce nseamn:

    40

    0

    90

    180

    270

    4 2400 = 9600

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    41/68

    Modem

    MOdulator/DEModulator

    41

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    42/68

    Cursul 1

    Multiplexare

    FDM WDM TDM

    Exemplu: DSL

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    43/68

    Multiplexare

    Const n gruparea mai multor fluxuri de date ntr -un singursemnal peste un singur mediu partajat

    Analogic FDM frequency division multiplexing WDM wavelength division multiplexing (mediu optic)

    Digital

    TDM time division multiplexing

    43

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    44/68

    Multiplexare - FDM

    44

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    45/68

    Multiplexare - WDM

    45

    l l

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    46/68

    Multiplexare - TDM

    46

    Li ii l f i

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    47/68

    Linii telefonice

    47

    Hi h S d Di i l A DSL

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    48/68

    High Speed Digital Access: DSL

    48

    Digital Subscriber Line

    ADSL Asymmetric DSL: destinat utilizatorilor; nepotrivit pentrumediu business Asymmetric reprezint faptul c mai mult din limea de band

    se folosete pentru trafic spre utilizator

    Limea de band poate ajunge la 1.1 MHz

    ADSL (2)

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    49/68

    ADSL (2)

    49

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    50/68

    Cursul 1

    Medii de transmisie

    Cablu coaxial Cablu torsadat Fibr optic

    Wireless

    M dii d t i i

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    51/68

    Medii de transmisie

    Cu fir (ghidat)

    Cablu coaxial Cablu torsadat (twisted-pair cable)

    UTP STP / FTP ScTP

    Fibr optic Multimode Singlemode

    Fr fir (neghidat)

    Unde radio Microunde Infraroii

    51

    C bl i l

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    52/68

    Cablu coaxial

    52

    50

    50

    75

    Impedance

    Thick EthernetRG-11

    Thin EthernetRG-58

    Cable TVRG-59

    UseCategory

    C bl t d t

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    53/68

    Cablu torsadat

    53

    Categorii de cabl torsadat

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    54/68

    Categorii de cablu torsadat

    Categorie Frecven Vitez Standard

    Cat 1 1Mbps Telefonia clasic

    Cat 2 4Mbps Transmisiuni seriale

    Cat 3 16MHz10 Mbps

    100 Mbps

    TokenRing10BaseT

    100BaseT4

    Cat 4 20MHz16 Mbps

    100 Mbps

    TokenRing10BaseT

    100BaseT4

    Cat 5 100MHz 10 Mbps100 Mbps

    TokenRing,10BaseT

    100BaseTX

    Cat 5e 155MHz10 Mbps

    100 Mbps1 Gbps

    10BaseT,100BaseTX,1000BaseT

    Cat 6 250MHz100Mbps

    1 Gbps100BaseTX1000BaseT

    Cat 6a 500MHz 10 Gbps 10GBaseT

    Cat 7 625MHz 10 Gbps 10GbaseT

    Cat 8 1200Mhz 10 Gbps 10GbaseT

    54

    Cablri twisted pair: Straight through

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    55/68

    Cablri twisted -pair: Straight-through

    55

    TIA/EIA-568B TIA/EIA-568A

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    56/68

    Cablri twisted pair: Rollover

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    57/68

    Cablri twisted -pair: Rollover

    57

    TIA/EIA-568B TIA/EIA-568A

    Fibr optic

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    58/68

    Fibr optic

    58

    Fibr optic (2)

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    59/68

    Fibr optic (2)

    59

    7/125

    100/125

    62.5/125

    50/125

    Type

    7

    100

    62.5

    50

    Core

    Single-mode125

    Multimode, graded-index

    125

    Multimode, graded-index

    125

    Multimode, graded-index125

    ModeCladding

    Fibr optic (3)

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    60/68

    Fibr optic (3)

    60

    Wireless

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    61/68

    Wireless

    61

    Spectrul electomagnetic

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    62/68

    Spectrul electomagnetic

    Unde radio comunicaii multicast: radio si televiziune

    Microunde comunicaii unicast: telefoane mobile, reele desatelii, Wireless LAN Infraroii transmisii pe distan scurt

    62

    Radio Infrared UVMicrowave

    f(Hz)

    FM

    Coax

    Satellite

    TV

    AM Terrestrial microwave

    Fiber optics

    X ray

    10 0

    10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16

    10 2 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 16 10 18 10 20 10 22 10 2410 4

    Gamma ray

    Probleme la transmisie

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    63/68

    Probleme la transmisie

    63

    Atenuare Soluie: Repetor

    Crosstalk Soluie: Torsadare

    Zgomot Soluie: Ecranare

    Media converter

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    64/68

    Media converter

    64

    Electric - electric

    Electric - optic

    Electric - wireless

    Repetor

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    65/68

    Repetor

    65

    Repetor electric

    Repetor optic

    Repetor wireless

    Performana unei reele

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    66/68

    Performana unei reele

    Throughput Cantitatea de date transmise n unitatea de timp Uniti de msur:

    KB = 210 bytes Mbps = 10 6 bits per second

    Latena Timpul necesar pentru ca un semnal (sau bit) s ajung din punctul A n

    punctul B one-way vs round-trip time (RTT) Componente:

    Timpul de propagare Latena introdus de echipamente

    66

    Cuvinte cheie

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    67/68

    Atenuare

    MAN

    Laten

    Modem

    WAN

    LAN

    Stiv deprotocoale

    Wireless

    Cuvinte cheie

    Reea decalculatoare

    SwitchHub

    Router

    Plac dereea

    Repetor

    Semnalanalogic

    Semnaldigital

    Cablu

    torsadat

    Modulare

    Cablucoaxial

    Fibroptic

    Bandwidth

    MultiplexareZgomot

    Crosstalk

    Dispozitivede reea

    Medii detransmisie

    Throughput

    The End

  • 7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.

    68/68

    The End

    ?


Recommended