1. STRUKOVNA KOLA VICE VLATKOVIAZADARSnjeana MandariINFORMACIJE I KOMUNIKACIJEInterna skriptaZadar, 2008.god.

2. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________SADRAJ:1. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE 31.1. Informacije i komunikacije 31.2. Analogni i digitalni signali 41.3. Nacionalna TK mrea 62. VRSTE INFORMACIJA I NJIHOVA PRETVORBA 82.1. Zvuk 8Nastajanje zvuka 8Vrste zvuka 9Veliine u objektivnoj akustici 10Ljudsko uho i sluni proces 14Subjektivna akustika 15Mikrofoni 21Zvunici 292.2. Slika 32Ljudsko oko i osobine vida 32Fotometrija 33Kolorimetrija 34Modeli boja u raunarskoj grafici 38Televizija 423. OBRADA SIGNALA 493.1. Principi multipleksnog prijenosa 493.2. Modulacijske tehnike 513.3. Digitalni prijenos 55Impulsno kodna modulacija 55Digitalni sustav PCM 30/32 593.4. DWDM tehnologija prijenosa po optikim kabelima 613.5. ISDN mrea 623.6. Tehnologija digitalne pretplatnike linije 67ADSL tehnologija 694. TK VODOVI 724.1. Simetrini kabeli 724.2. Nesimetrini ili koaksijalni kabeli 744.3. Optiki kabeli 75Princip prijenosa signala pomou svjetlosti 805. RADIOKOMUNIKACIJE 825.1. Antene 87Parametri antene 88Vrste antena 925.2. Mree za pokretne komunikacije 93Struktura GSM mree 94DODATAK 96Telefonski aparat 97PDH sustavi 103 3. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________04 4. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________1. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE1.1 INFORMACIJE I KOMUNIKACIJEInformacija je skup podataka, pojmova ili znakova koji primaocu smanjuje ili uklanjaneizvjesnost i neodreenost, te mu omoguava izbor izmeu vjerojatnih dogaaja ipoduzimanje odreene radnje.Informacija su izabrani, odreeni i organizirani podaci prema zahtjevima i potrebamakorisnika.Komunikacija je prijenos informacija tj. razmjena informacija izmeu najmanje dvaju sustavaod kojih je jadan izvor informacija (davalac), a drugi odredite informacija (primalac).Sudionici u komunikaciji: ovjek ovjekovjek - strojstroj stroj.Komunikacija moe biti:a) dvosmjerna b) jednosmjernaDAVALACPRIMALACPRIMALACDAVALACDAVALAC PRIMALACVrste informacija i pripadajue komunikacije:1. ZVUK (govor glazba) Audiokomunikacije2. SLIKA (pokretna, nepokretna) Videokomunikacije3. PODACI: - Prijenos podataka- znakovi (slova, brojke, interpukcijski znakovi)- ostali podaci (optiki, tonski i dr. signali)Elementi informacijskog kanalaIZVORINFORMACIJEULAZNIPRETVARAPRIJENOSNISUSTAVIZLAZNIPRETVARAODREDITEINFORMACIJEIZVOR UMAUlazni pretvara pretvara obino neelektrine informacije u elektrini napon ili struju. Takopretvorena informacija zove se signal.Izlazni pretvara pretvara elektrini signal u izvorni oblik informacije (reprodukcijainformacije).5 5. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Prijenosni sustav se sastoji od predajnika, prijenosnog medija i prijemnika. Osim to prenosisignal, on ga i prilagoava oblikom prijenosnom mediju.Prijenosni medij moe biti: ini:- simetrini vodovi (elektrini signal elektrina struja)- nesimetrini ili koaksijalni vodovi (elektrini signal elektrina struja)- svjetlovod ili optiko vlakno (svjetlosni signal)- valovod (EM valovi mikrovalno podruje) beini (radio-valovi)um je sluajni i nekontrolirani signal smetnje. Prijenosni sustav je kvalitetniji to je veiomjer snage korisnog signala i snage uma. um utjee na kvalitetu reprodukcije originalneinformacije.1.2 ANALOGNI I DIGITALNI SIGNALISignali se mogu prenositi preko razliitih prijenosnih medija kao analogni i kao digitalni.Digitalni prijenos omoguava vee brzine, bolju kvalitetu reprodukcije, manje greakajednostavnije i obino jeftinije krajnje ureaje.Analogni signal mijenja tijekom vremena svoje vrijednosti, a najznaajniji parametar muje period odnosno frekvencija. Period je vrijeme jednog punog titraja tj. oscilacije vala.Frekvencija je broj perioda u 1 sekundi i izraava se hercima (Hz). Brzina prijenosa analognihsignala izraena je frekvencijom na kojoj radi mrea.Analogni signalirina pojasa analognih usluga je razlikaizmeu najvie i najnie frekvencije unutar kojese prenose podaci. irina pojasa znaiprijenosni kapacitet nekog prijenosnog medija.Npr. klasina telefonija ima irinu pojasa 3.1kHz (od 300 do 3400 Hz). Simetrinineekranizirani kabelski vod ima irinu pojasaod oko 120 kHz, to znai da se u oba smjerapo istom vodu moe istodobno prenositi 12telefonskih kanala. Ovaj vod je uskopojasan,dok su koaksijalni i optiki vodoviirokopojasni vodovi. Putujui du vodia ilizrakom, analogni signal slabi ili nestaje (npr. zbog otpora vodia). Osim toga on primaelektrine smetnje ili umove na vodu zbog utjecaja npr. energetskih vodova i elektrinihstrojeva. U telefoniji se um na analognim vodovima uje kao statian, stalan. Zbog slabljenjasignala, na odreenim razmacima se u vod ugrauju pojaala. Meutim pojaalo ne razlikujeelektrinu energiju uma od energije korisnog signala, pa pojaava i signal i um. U telefonijiovo i nije veliki problem, ali u prijenosu podataka moe imati katastrofalne posljedice. Npr.kod prijenosa financijskih podataka, primljeni podatak o nekoj prodaji moe biti 300 000 KN,dok je poslani podatak bio 3 milijuna KN. Analogni signali slabe i postupno nestaju na6 6. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________kraim udaljenostima od digitalnih.Prijenos analognog signala na daljinuDigitalni signali se prenose u obliku binarnih bitova.U telekomunikacijama binaran znai da postoje samo dvije vrijednosti za prenesene bitoveinformacije:on ima napona (1)off nema napona (0).Upravo zbog postojanja samo dviju razliitih vrijednosti, digitalni signal je lake obnavljati odanalognog koji ima sloeniji oblik i mnotvo razliitih vrijednosti.Brzina digitalnog prijenosa izraena je u bitima u sekundi (bit/s ili bps), a isto tako i irinapojasa ili prijenosni kapacitet medija (to vea brzina to je i vea koliina podataka koja semoe istodobno prenositi).esto se mijeaju pojmovi bit i bajt. Bit je samo on ili off signal. Bajt (B) je znak prikazanodgovarajuim brojem bita (proireni ASCCI kod koristi 8 bita). Bajt je jedinica koliinepodataka.I digitalni signali slabe s poveanjem udaljenosti i osjetljivi su na smetnje. Meutim lakeih je obnoviti od analognih. Za razliku od analognih pojaala, digitalni regeneratori potpunouklanjaju um.Prijenos digitalnog signala na daljinuUpotreba TK vodova za pojedinu vrstu prijenosa7 7. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________TK vod prijenos brzina prijenosa broj kanalaSIMETRINAPARICAanalogni do 120 kHz 12digitalni 2 Mbit/s 30KOAKSIJALNAPARICAanalogni oko 60 MHz 10 800digitalni 560 Mbit/s 7 680SVJETLOVOD digitalni 10 Gbit/s 120 000Razvojem novih tehnologija kao to su ISDN i ADSL brzine prijenosa po obinoj simetrinojparici se poveavaju, a razvojem DWDM (multipleksni prijenos sa gustom raspodjelom valnihduljina) brzine po optikim kabelima postaju nesluene.1.3 NACIONALNA TK MREATelekomunikacije obuhvaaju predaju, prijenos i prijem znakova, signala, tekstova, slika iglasova pomou inih, optikih, radioelektrinih i drugih elektromagnetskih sustava. Pri tomese razmjena informacija odvija izmeu udaljenih subjekata.Porijeklo pojma telekomunikacije:tele (gr.) dalekocomunication (lat.) promet, vezaTelekomunikacije obuhvaaju telegrafiju, telefoniju, radio, televiziju, teletekst, teleteks,Internet i niz drugih usluga.Telekomunikacije se ostvaruju preko TK mrea. TK mree se sastoji od tri osnovna dijela:1. terminali (krajnji ili zavrni ureaji)2. prijenosni ili transmisijski sustav3. posredujui ili komutacijski sustav (centrale, koncentratori).TK mreaOrganizacija nacionalne telefonske mree8 8. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Na slici je prikazana organizacija nacionalne telefonske mree kao najrazvijenije mree prekokoje se odvija prijenos bilo koje informacije. Podijeljena je na 4 podruja meunarodnihcentrala i 20 upanijskih podruja. U svakoj upaniji se nalazi par tranzitnih centrala kojesamo tranzitiraju promet pristupnih centrala (centrala na koje se vezuju korisnici). Udaljenipretplatniki stupanj je samo prostorno izdvojeni pretplatniki stupanj pristupne centrale. Nanjega se moe vezati najvie 2048 pretplatnika.2. VRSTE INFORMACIJA I NJIHOVA PRETVORBA9 9. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________2.1. ZVUKPojmovi:Akustika je znanost o zvuku i sluhu. Prouava izvore zvuka, irenje i prijem zvuka.Naziv dolazi od grkih rijei akuo ujem i akustos sluam.Elektroakustika je podruje elektrotehnike koje istrauje pretvorbu zvuka u elektrine signale iobratno (bavi se ujnim zvukom).ELEKTROAKUSTIKAFIZIKALNA ILIOBJEKTIVNA AKUSTIKA(fizika zvuka)PSIHOAKUSTIKA ILISUBJEKTIVNA AKUSTIKA(subjektivni osjet i doivljajzvuka)NASTAJANJE ZVUKAZvuk je mehaniko titranje estica tvari oko ravnotenog poloaja. Zvuk se kroz veinusredstava iri kao longitudinalni val, a u vrstim tijelima kao i transverzalni val. U vakuumukao praznom prostoru zvuk se ne moe iriti.Izvori zvuka su tijela koja titraju u elastinom sredstvu npr. zraku. Titranje estica zrakaosjea se kao zvuk, a nastaje promjenom tlaka zraka oko konstantne vrijednosti atmosferskogtlaka (p0 = 101 352 Pa = 1, 01352 bara). Do promjene tlaka zraka dolazi zbog naizmjeninogzgunjavanja i razrjeivanja estica zraka prilikom titranja nekog tijela u zraku.Kad se zrak iri, molekule se razmiu (razrjeivanje) i tlak zraka je manji od normalnog.Kad se zrak sabije, molekule se stisnu jedna uz drugu (zgunjavanje) i tlak zraka je vei odnormalnog.Prema nainu irenja zvuni val moe biti:- kuglasti val (zvuk se radijalno iri iz tokastog izvora)- ravni val (stvara ga titrajui stap u ravnoj cijevi).VRSTE ZVUKA10 10. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________1. isti ton- zvuk samo jedne frekvencije2. Sloeni ton- periodino neharmonino titranje3. um- nepravilno neperiodino titranje bez stalnih frekvencija i amplituda4. Tranzijentne zvune pojave- nagli, kratkotrajni i jednokratni zvuk (npr. pucanj)11 11. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________IRENJE ZVUKAZvuk se iri kroz sredstvo kao val pa za njega vrijede isti zakoni kao i za ostale valove. Zvuk sereflektira od akustiki tvrdih povrina, lomi se pri prijelazu iz jednog u drugo sredstvo (pritommijenja brzinu; u akustiki tvrem sredstvu zvuk ima veu brzinu), iri se iza prepreka (ogibili difrakcija), djelomino se apsorbira pri prolazu kroz neko sredstvo ili irenjem preko nekepovrine. Poznat je i Dopplerov efekt za zvuk: ako se izvor zvuka pribliava sluatelju ovajga doivljava kao zvuk vie frekvencije, a ako se udaljava od sluatelja ovaj ga doivljava kaozvuk nie frekvencije.VELIINE ZVUKA U OBJEKTIVNOJ AKUSTICI1. Brzina zvukaZvuk kao ravni valpmax = maksimalni tlak (najvee zgunjavanje estica zraka)pmin = minimalni tlak (najvee razrjeenje estica zraka)x = udaljenost od izvora zvuka = valna duljina zvunog valaSlian gornjem dijagramu je i vremenski dijagram tlaka zraka i pomaka estica zraka odravnotenog poloaja.c = f = /Tgdje je:c = brzina zvukaf = frekvencija zvunog valaT = period tj. vrijeme potrebno da zvuk brzinom c prijee put Brzina zvuka ovisi o elestinosti i gustoi sredstva kroz koje se iri. Kroz razliitematerijale iri se razliitom brzinom:15 12. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE____________________________________________sredstvo______________________brzina_zvuka_(m/s)_guma 54zrak (0 C) 334zrak ( 20 C, 101 352 Pa) 343zrak (100 C) 363drvo (hrast) 3850voda 1441eljezo, staklo 500015 13. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________2. Zvuni tlak - pKako prolazom zvuka kroz zrak, estice zraka titraju oko ravnotenog poloaja, tako i tlakzraka titra oko nekog ravnotenog tlaka.Zvuni tlak je izmjenini tlak koji osjeamo kao zvuk.Zvuni tlakNajnii zvuni tlak koki ljudsko uho jo moe uti: 210-5 Pa (Pa = N/m2).Zvuni tlak koji izaziva bol u uhu: 20 Pa.3. Karakteristina akustika impedancija ili valni otpor medija ZcZc = c (Ns/m3)gdje je: gustoa sredstvac brzina zvuka u sredstvuNs/m3 akustiki omPrimjer:Zczraka = 415 Ns/m3Zcvode = 1.4107 Ns/m3Znaenje: estice vode sporije titraju od estica zraka.4. Jakost (intenzitet) zvuka IJakost zvuka je koliina akustike energije koja u jedinici vremena proe jedinicompovrine okomite na smjer irenja ravnog zvunog vala.I = pef2 / Zcgdje je:I jakost zvukapef - efektivna vrijednost zvunog tlakaZc akustika impedancija sredstva5. Akustika snaga PP = IA (W)A povrina kojom zvuk prolaziAkustike snage nekih izvora zvuka15 14. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________izvor akustika snaganormalni govor 7 10-6 10-5 Wljudski glas (max.) 2 10-3 10-2 Wautomobilska sirena 5 Wveliki zvunik 100 Wmlazni avion 105 W_________________________________________15 15. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________6. Titrajna brzina estica vv = p /Zc- vrlo je malena; pri p = 20 Pa iznosi maksimalno 0.05 m/s.ODNOSI NEKIH VELIINA OBJEKTIVNE AKUSTIKERazina je logaritam omjera dviju istovrsnih fizikalnih veliina u svrhu njihovog usporeivanja.Pri tom apsolutne vrijednosti tih veliina nisu bitne. Razina se izraava u decibelima (dB)1. Razina jakosti zvukaI (dB) = 10 log(I2 / I1)gdje je:I(dB) = razina jakosti zvukaI1, I2 = jakosti zvukova koji se usporeuju2. Razina zvunog tlakap(dB) = 20 log(p2 / p1)gdje je:p(dB) = razina tlaka zvukap1, p2 = tlakovi zvukova koji se usporeujuLogaritamski omjeri jakosti i tlaka zvunog vala:p2 / p1 20 log(p2 / p1) I2 / I1 10 log(I2 / I1)1 0 dB 1 0 dB2 6 dB 4 6 dB4 12 dB 16 12 dB8 18 dB 64 18 dB10 20 dB 100 20 dB16 24 dB 256 24 dB100 40 dB 10000=104 40 dBIz gornje tablice je vidljivo da svako dvostruko poveanje tlaka izaziva porast razine tlaka za6 dB. Kako je jakost zvuka proporcionalna kvadratu tlaka, dvostrukom porastu tlaka odgovaraetverostruki porast jakosti zvuka, ali razina jakosti zvuka u dB je jednaka razini tlaka zvuka.3. DinamikaKod reprodukcije zvuka znaajni faktor je odnos izmeu najglasnijeg i najtieg zvuka.Dinamika je objektivna mjera za taj odnos:D (dB) = 10 log (Imax / Imin) = 20 log (pmax / pmin)dinamika govora: oko 40 dBdinamika plesne muzike: 20-30 dB16 16. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________dinamika radio-prijenosa: oko 40 dBLJUDSKO UHO I SLUNI PROCESUi su organi sluha i ravnotee. Svako uho se sastoji od tri osnovna dijela: vanjskog, srednjegi unutranjeg uha. Vanjsko uho se sastoji od uke i zvukovodnog kanala. Srednje uho se sastojiod bubnjia i tri siune koice. Unutranje uho je smjeteno duboko u unutranjosti kostijulubanje i ine ga punica i tri tekuinom ispunjene polukrune cjevice.Graa ljudskog uha17 17. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Princip djelovanja ljudskog uha:1. Una koljka usmjerava zvune valove u zvukovod.2. Zvuni valovi odbijaju se od vrlo napete opne, bubnjia, izazivajui njezino titranje.3. Tri koice (eki, stremen, nakovanj) srednjeg uha pojaavaju titraje te ih usmjeravajuprema bubnjiu.4. Dok bubnji vibrira, tekuina prolazi iznad dlaica u punici koje te vibracije pretvaraju uivane signale. Oni slunim ivcem putuju u mozak.Zanimljivosti: Stremen je najmanja kost u ljudskom tijelu, dug je samo 3 mm. Osjeaj da su nam se odepile ui izaziva otvaranje Eustahijeve cijevi da bi se izjednaiotlak u srednjem uhu. Eustahijeva cijev slui inae za izjednaavanje tlaka zraka sa objestrane bubnjia da ne bi dolo do njegovog oteenja. Zvukovod je dug 2,5 cm. Vrtoglavica nakon okretanja oko svoje osi je posljedica pomicanja tekuine u polukrunimcijevima i kada se zaustavimo. Ovo zbunjuje mozak i izaziva vrtoglavicu.ZVUNI SPEKTARstvara ujeovjek 85 1 100 Hz 20 20 000 Hzpas 450 1 080 Hz 15 50 000 Hz18 18. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________slon 12 Hz - nepoznato 1 20 000 Hzdupin 7 000 120 000 Hz 150 150 000 Hzimi 10 000 120 000 Hz 1 000 120 000 Hzultrazvuni skener 3 500 000 7 500 000 HzZanimljivosti: imi pomou ultrazvuka hvata plijen. Ultrazvuk se odbija od kukaca u letu, pa ih imitako otkriva i hvata. Ako zvuk izazove da neki predmet titra svojom prirodnom frekvencijom, dolazi dorezonancije, amplituda titranja je sve vea i predmet se moe razbiti. SONAR (Sound Navigation and Ranging) je ureaj koji otkriva predmete ultrazvukom.Ultrazvuk se odbija od predmeta, hvataju ga ultrazvuni detektori i pretvaraju u impulsekoji na ekranu stvaraju sliku predmeta (npr. ultrazvuno snimanje neroenog djeteta). Nadzvuni prasak nastaje kad se izvor zvuka giba bre od samog zvuka to ga proizvodi.Kada avion leti podzvunom brzinom (manjom od 1200 km/h), pred sobom tlai zrak. Kadse priblii brzini zvuka, pred njim se stvara zvuni zid ili barijera stlaenog zraka. Kadaavion premai brzinu zvuka, tlak zraka na nosu aviona, zbog preklapanja zvunih valova,stvara silan udarni val koji stvara prasak.SUBJEKTIVNA AKUSTIKAOsnovne karakteristike slunog osjeta: glasnoa tona visina tona boja tona.Glasnoa, visina i boja tona mjere se metodama eksperimentalne psihologije.Glasnoa zvukaGlasnoa zvuka je osjet jakosti zvuka u naem uhu tj. subjektivni osjeaj jakosti zvuka kaofizikalne veliine. Glasnoa ovisi o jakosti i frekvenciji zvuka. Zvukove iste jakosti, a razliitefrekvencije ne doivljavamo jednako glasnim. Zato je referentna frekvencija za odreivanjeglasnoe drugih frekvencija 1 000 Hz.Dakle glasnoa nekog zvuka mjeri se tako da se usporeuje s glasnoom tona frekvencije 1000Hz. Na temelju slunog usporeivanja moe se, mijenjajui zvuni tlak na toj frekvenciji. Akose takvom usporedbom dobije da npr. mjereni zvuk ima istu glasnou kao ton frekvencije 1000Hz na razini zvunog tlaka od 80 dB iznad referentne razine (razina od 0 dB odgovara tlaku od20 Pa), onda se smatra da mjereni zvuk ima razinu glasnoe od 80 fona.Kako osjet jakosti zvuka raste priblino logaritamski, razinu jakosti zvuka raunamo s19 19. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________logaritmom omjera jakosti dvaju zvukova. Razina jakosti zvuka izraava se u dB, a glasnoa ufonima ili sonima (SON).L (fon) = 10 log(I / I0) = 20 log(p / p0)gdje je:L(fon) = razina glasnoe zvukaI = jakost nekog zvukaI0 = jakost praga ujnosti = 10-12 (W/m2)p = tlak nekog zvukap0 = tlak praga ujnosti = 2 10-5 PaPrag ujnosti zvuk kojeg ljudsko uho jedva uje- f = 1 000 Hz, p = 2 10-5 Pa, I = 10-12 (W/m2)- amplituda titranja estica zraka oko 10-11 m, a promjene tlaka oko 10-5 Pa- razina jakosti zvuka = 0 dB- razina glasnoe = 0 fonaPrag boli glasnoa koju uho jedva moe podnijeti, izaziva bol u uhu- f = 1 000 Hz, p = 20 Pa, I = 10 (W/m2)- amplituda titranja estica zraka oko 10-5 m, a promjene tlaka oko 30 Pa- razina jakosti zvuka = 120 dB- razina glasnoe = 120 fonaDinamika karakteristika ljudskog uha20 20. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Fon i decibel nisu iste jedinice. Za razliite zvune tlakove, a time i za razliite jakosti zvuka,podudaraju se samo na frekvenciji od 1 000 Hz. Izofonske krivulje (krivulje koje povezujutoke iste glasnoe) pokazuju da jednaku glasnou niih i viih frekvencija treba ostvaritiveom jakosti zvuka u odnosu na zvukove frekvencija od oko 1 000 Hz.Izofonske krivulje su i gue pri niskim i visokim frekvencijama to znai da se istompromjenom zvunog tlaka ostvaruje vea promjena subjektivnog doivljaja jakosti zvuka tj.glasnoe.Osjetljivost ljudskog uha i izofonske krivulje21 21. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Sluna ploha (podruje govora) zdravog ovjeka ovisna je o njegovoj dobi.Razina glasnoe u fonima ne daje podatak koliko je puta neki zvuk glasniji od drugog, jer seglasnoe zvukova iz razliitih izvora usporeuju u odnosu na prag ujnosti, a ne meusobno.Zbog toga meunarodna organizacija ISO uvodi jedinicu SON. 1 son odgovara glasnoi zvukaod 40 fona (u praksi odgovara priguenom govoru ili paranju papira).Broj sona pokazuje koliko je puta neki zvuk glasniji od zvuka koji ima glasnou od 1 sona.Odnos glasnoe u sonima i fonimaSON = 2(fon 40)/1022 22. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Iz gornje relacije je vidljivo da svako poveanje glasnoe za 10 fona odgovara udvostruenjeglasnoe u sonima.Primjer:ljudski govor 50 fona = 2 SONAautomobilska truba 90 fona = 32 SONAprag bola 120 fona = 256 SONASada se jasno vidi da je automobilska truba 16 puta glasnija od normalnog govora.Prednosti SONA u odnosu na fone:- glasnoe zvukova iz razliitih izvora mogu se meusobno usporeivati- glasnoe zvukova iz vie izvora mogu se zbrajati.Za tonove glasnoe vie od 1 SONA i frekvencija viih od 300 Hz, glasnoa u sonima jelinearno ovisna o logaritamskoj promjeni zvunog tlaka.Boja tonaBoja tona je u psihoakustici karakteristian doivljaj muzikog zvuka. Razliita glazbalasviraju istu notu (ton iste frekvencije), ali njihov zvuk nije isti, jer svako glazbalo ima svojuboju tona. Iako je osnovna frekvencija ista, glazbala proizvode i tonove drugih frekvencija(harmonike). Boja tona je odreena brojem, frekvencijom i jakou harmonika osnovnog tona.Boji tona u objektivnoj akustici odgovara spektar sloenog tona.Visina tonaVisina tona je psihoakustika veliina po kojoj se dva tona mogu razlikovati kao dublji(tamniji) ili vii (svjetliji). Doivljeni ton je vii to je via frekvencija tona kao objektivnogpodraaja.23 23. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Osjet visine tona nije proporcionalan iznosu promjene frekvencije, nego omjeru promjene.Npr., porast frekvencije sa 100 na 120 Hz izaziva isti osjet promjene tona kao i promjenafrekvencije s 5 kHz na 6 kHz. To znai da se osjet visine tona mijenja s logaritmom frekvencije.Visina tona je odreena i glasnoom zvuka. S poveanjem glasnoe povisuje se visina tonovafrekvencija iznad 5 kHz, a smanjuje za tonove frekvencija ispod 500 Hz.Osjetna visina tona se izraava jedinicom mel (prema melodiji). 1 000 mela je visok tonfrekvencije 1 000 Hz i glasnoe 1 SON.Ako su tonovi npr, cjelobrojne vrijednosti malih brojeva, osjet tih tonova je harmonian.Npr.1:2 je oktava, 1:3 je terca, 3:2 je kvinta.Da bi se neki ton mogao prepoznati, mora trajati izmeu 4 i 10 ms za frekvencijsko podrujeizmeu 400 Hz i 10 kHz. Ispod 100 Hz vrijeme prepoznavanja je dulje od 30 ms.S obzirom na subjektivnost ovjek razlikuje dvije tonske visine: harmonijsku i melodijsku.ovjek uje oko 10 harmonijskih i 6,3 melodijske oktave.Ovisnost subjektivne visine tona o frekvenciji24 24. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________MIKROFONIMikrofon je akustikoelektrini pretvara; pretvara zvuk u elektrinu struju.Simbol mikrofona:Podjela mikrofona prema principu rada (elektrini kriterij):- ugljeni- elektrodinamiki- elektromagnetski- kristalni- kondenzatorski.Podjela mikrofona prema nainu djelovanja tlaka na membranu mikrofona (akustiki kriterij):- tlani: zvuni tlak djeluje samo s jedne strane membrane, membrana titra zbog razlikeizmeu vanjskog zvunog tlaka i atmosferskog tlaka unutar kuita mikrofona- gradijentni: zvuni tlak djeluje s obje strane membrane, membrana titra pod utjecajemrazlike tlakova s prednje i stranje strane mikrofona.TEHNIKE KARAKTERISTIKE MIKROFONA:1. Osjetljivost mikrofonaOsjetljivost mikrofona je omjer induciranog napona i efektivne vrijednosti zvunog tlakakoji je izazvao taj napon.SM = inducirani napon mikrofona / zvuni tlak = U/p (V/bar)1 bar = 105 Pa = 105 N/m21 bar = 0.1 PaOsjetljivost realnog mikrofona SM se obino usporeuje sa osjetljivou zamiljenogreferentnog mikrofona osjetljivosti S0 = 1 V/ bar ili 10 V/Pa i daje se u decibelima.SM (dB) = 20log(SM/S0)Osjetljivost ovisi o starosti mikrofona, konstrukciji, struji napajanja, poloaju imikroklimatskim uvjetima.2. Usmjerenost mikrofonaUsmjerenost izraava ovisnost osjetljivosti mikrofona o smjeru odakle dolaze zvunivalovi. Najveu osjetljivost mikrofon ima za zvuk koji upada okomito na membranumikrofona. Usmjerenost dolazi do izraaja pri viim frekvencijama.Usmjerenost tlanog mikrofona za razliite frekvencije zvuka28 25. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________28 26. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________3. EfikasnostEfikasnost (n) se definira kao logaritam omjera snage PM stvarnog mikrofona i snage P0referentnog mikrofona.Snaga referentnog mikrofona iznosi P0 = 1 mW pri zvunom tlaku na membranu mikrofonaod p0 = 1 Pa = 10 bar koji stvara normalni govor. Mikrofon je prilagoen tj. optereenje otporom koji je jednak unutranjem otporu mikrofona (prilagoenje troila na najveusnagu).n (dB) = 10log(PM/P0)4. ImpedancijaImpedancija mikrofona je ukupni unutranji otpor koji mikrofon ima kao izvor prifrekvenciji od 1000 Hz.5. Frekvencijska karakteristikaFrekvencijska karakteristika pokazuje ovisnost osjetljivosti mikrofona o frekvenciji zvuka.U govornom podruju od 300 do 3400 Hz osjetljivost nije konstantna, ali ljudsko uhonije previe osjetljivo na razliite osjetljivosti mikrofona tako da razlike u osjetljivostimikrofona manje od 2 dB skoro ne zamjeujemo. Ipak je poeljno da frekvencijskakarakteristika mikrofona bude konstantna u to irem frekvencijskom podruju, ali ovisno io namjeni mikrofona (prijenos govora, prijenos glazbe).Frekvencijska karakteristika mikrofona6. DinamikaDinamika je logaritam omjera najjaeg i najslabijeg zvuka koji mikrofon moe prenijeti bez28 27. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________utjecaja uma i bez izoblienja.Donja granica dinamike odreena je samim umom mikrofona, dok je gornja granicadinamike ograniena izoblienjima koje izaziva prevelika elongacija membrane mikrofona.Dinamika kod kvalitetnih mikrofona iznosi preko 20 dB.Dinamiko podruje mikrofona28 28. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________7. Korisnost Korisnost mikrofona je omjer izmeu uloene akustike energije i dobivene elektrineenergije.Zbog dvostruke pretvorbe energije (akustika energija zvuka se pretvara u mehanikuenergiju titranja membrane, a ova u elektrinu energiju), korisnost mikrofona je malena iiznosi od 1 do 3%.8. IzoblienjeIzoblienje mikrofona je promjena oblika signala kojeg mikrofon stvara.Izoblienja mogu biti linearna i nelinearna.Linearna izoblienja nastaju zbog razliite osjetljivosti mikrofona za razliite frekvencijezvuka te se mijenjaju amplitude ili/i faze elektrinog signala pojedinih frekvencija. Uhoosjea linearna izoblienja kao promjenu boje tona.Nelinearna izoblienja nastaju zato to se promjenom tlaka na membranu ne mijenjalinearno otpor mikrofona, a time se ne mijenja linearno ni mikrofonska struja. Ulaznisinusni zvuni tlak dat e na izlazu mikrofona izoblienu mikrofonsku struju koja se sastojiod osnovnog tona i niza viih harmonika koji nema u izvornom zvunom signalu.U ukupno izoblienje ulazi i um mikrofona.Najvea izoblienja ima ugljeni, a najmanja elektrodinamiki i elektromagnetski mikrofon.VRSTE MIKROFONAUGLJENI MIKROFONUgljeni mikrofon ima kuite ispunjeno ugljenom prainom koje je s jedne strane zatvorenotankom metalnom prainom. Elektrini otpor ugljene praine ovisi o njenoj gustoi kojase mijenja ovisno o zvunom tlaku na membranu. Promjena elektrinog otpora utjee napromjenu jakosti istosmjerne struje kojom se mikrofon napaja (npr. jai glas - vei tlak - veaelongacija membrane vea gustoa ugljenih zrnaca vea dodirna povrina meu zrncima manji prijelazni otpor jaa struja). Dakle mikrofon generira promjenjivu tj. izmjeninu struju.Napon na stezaljkama mikrofona je proporcionalan elongaciji membrane, a neovisan ofrekvenciji.Ugljeni mikrofoni se najvie upotrebljavaju u telefoniji.Impedancija: iskljuivo omski otpor od nekoliko stotina omaLinearna izoblienja: znatna i to do 100%Frekvencijsko podruje: usko, 300 3000 HzOsjetljivost: velika, oko 40 dB, oko 100 mV/Pa, ne treba pojaanje signalaEfikasnost: oko 20 dB- primjetan um, posebno pri jaim strujama29 29. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________KRISTALNI MIKROFONPrincip rada kristalnog mikrofona je piezoelektrini efekt: djelovanjem sile na plohe kristalaizmeu njih se stvara napon.Membrana je mehaniki povezana s kristalom pa se njeno titranje prenosi na plohe kristala tj.izmeu prikljunica kristala stvara se napon koji vjerno prati promjene zvunog tlaka. Ovajnapon je proporcionalan elongaciji membrane i neovisan je o frekvenciji.Impedancija: od nekoliko desetaka k do oko 250 k ovisno o kapacitetu (600-3000 pF)Osjetljivost: velika, nekoliko desetaka mV/Pa, ne treba pojaanje signalaELEKTRODINAMIKI MIKROFONElektrodinamiki mikrofon s trakom Elektrodinamiki mikrofon sa zavojnicom30 30. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Princip rada elektrodinamikih mikrofona je elektromagnetska indukcija sjeenjem magnetskihsilnica. U vodiu koji se giba u magnetskom polju i pritom sijee magnetske silnice inducira senapon koji je proporcionalan brzini gibanja vodia: U = Blv.Kod ovih mikrofona, titranje membrane se prenosi na metalnu traku odnosno pokretnuzavojnicu, pa je inducirani napon proporcionalan brzini titranja membrane.Karakteristike mikrofona sa zavojnicom:Impedancija: iskljuivo omski otpor od oko 200 Linearna izoblienja: zanemarivaFrekvencijsko podruje: 30 Hz 15 kHzOsjetljivost: oko 2 mV/Pa, izlazni je napon malen pa ga je potrebno podii transformatoromprije ulaza u pojaaloOstalo: vlastiti um oko 20 dB iznad praga ujnostiKONDENZATORSKI MIKROFONKondenzatorski mikrofon je ploasti kondenzator smetalnom folijom (membranom) s jedne strane imetalnom protuelektrodom s druge strane. Izmeuelektroda je kao dielektrik zrak debljine 10-20 m.Titranjem membrane kondenzatorskog mikrofonamijenja se razmak izmeu elektroda kondenzatora,polazi do promjene kapaciteta (raste ili pada) iistosmjerni izvor puni-prazni kondenzator u ritmugovornog signala. Promjenjiva struja punjena-pranjenjakondenzatora na velikom otporu R stvaraizmjenini pad napona koji je proporcionalanelongaciji membrane i neovisan o frekvenciji.Impedancija: vrlo velik, reda M, odreenkapacitetom od oko 50 pF Linearna izoblienja: zanemariva, um neznatanFrekvencijsko podruje: irokoOsjetljivost: 30 50 V/PaOstalo: nedostatak je potreba izvora napona 100 200 V, ali ako je izolator prethodnopolariziran vanjski izvor nije potreban (elektretski mikrofoni)ELEKTROMAGNETSKI MIKROFON31 31. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Sa membranom ovog mikrofona spojena je ploica odmekog eljeza koja s permanentnim magnetom tvorimagnetski krug. Titranjem membrane mijenja se zraniraspor izmeu ploice i polova magneta, ime semijenja magnetski otpor, a time i magnetski tok uzavojnici pa se u njoj inducira napon: U = - N /t.Inducirani napon je proporcionalan brzini titranjamembrane.Primjena: u bezbaterijskim telefonima u rudnicima, nabrodovima i sl.TLANI MIKROFONIKod tlanih mikrofona membrana titrazbog razlike izmeu vanjskog zvunogtlaka p i atmosferskog tlaka p0 unutarkuita mikrofona. Najvee amplitudepomaka membrane nastaju prirezonancijskoj frekvenciji membrane kojaovisi o masi i koeficijentu elastinostimembrane.Kod ugljenih, kristalnih ikondenzatorskih mikrofona tlanogtipa kod kojih je inducirani naponproporcionalan pomaku membrane,membranu treba konstruirati takoda joj je rezonancijska frekvencijaiznad radnog podruja mikrofona.a pomak, elongacija membraneKod elektrodinamikih ielektromagnetskihmikrofona tlanog tipa kodkojih je inducirani naponproporcionalan brzinititranja membrane,rezonantna frekvencija trebabiti u sredini radnog32 32. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________podruja mikrofona ali uzdovoljno veliko priguenje.v brzina titranja membraneUsmjerena karakteristika tlanih mikrofonaGRADIJENTNI MIKROFONIKod gradijentnih mikrofona sila na membranu jeproporcionalna razlici tlakova p1 i p2 po jedinici duljinetj. gradijentu tlaka. Sila raste s frekvencijom zvuka 6 dB/oktavi.Kod ugljenog, kristalnog i kondenzatorskog mikrofona gradijentnog tipa rezonancijskafrekvencija odabire se u sredini radnog podruja uz dovoljno veliko priguenje.Kod elektrodinamikog i elektromagnetskogmikrofona gradijentnog tipa radno podruje33 33. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________lei iznad rezonancijske frekvencije membranejer je za to podruje frekvencija brzinamembrane neovisna o frekvenciji.Usmjerena karakteristika gradijentnog mikrofona(osmiasta karakteristika)ZVUNICIZvunik je elektroakustiki pretvara koji pretvara elektrinu energiju u akustiku.Od zvunika se zahtijeva to vjernija reprodukcija zvuka.Idealni irokopojasni zvunik pretvara konstantnu privedenu elektrinu energiju u konstantnizvuni tlak u cijelom ujnom frekvencijskom podruju od 20 Hz do 20 000 Hz. Ovo je tehnikiskoro nemogue izvesti pa se za prekrivanje cijelog ujnog podruja koristi vie zvunika tj.kombiniraju se niskotonski i visokotonski zvunici.Podrujekombinacija I II IIIs 3 zvunika 20 250 Hz 250 5000 Hz 5 15 kHzs 2 zvunika 20 500 Hz 500 15 000 Hzili ili20 5000 Hz 5000 15000 HzManje kvalitetni zvunici prekrivaju podruje od 70 do priblino 10000 Hz.Kao mehaniki titrajni sustav koristi se membrana (okrugla, ovalna ili pravokutna kruta ploha,ravnog ili konusnog oblika) koja je vanjskim rubovima pomou gornjih centratora elastinouvrena na dra tzv. koaru, a unutarnjim rubom na donji centrator. Sila se prenosi namembranu ili u sredini ili linijski ili na cijeloj povrini. Titranje membrane se prenosi na esticeokolnog zraka te mehaniki titraji membrane u njemu stvaraju zvune valove.Zvunici se ugrauju u ravne ploe ili u otvorene ili zatvorene kutije da bi se sprijeio akustikikratki spoj. Naime sama membrana zvunika ne moe dovoljno odjeliti prednju i stranju stranuzvunika. Zbog toga kada se membrana kree naprijed, ispred zvunika nastaje sabijanje zraka,a istodobno iza zvunika njegovo razrjeivanje. Zbog razlike u tlakovima oni e se nastojatiizjednaiti najkraim moguim putem tj. preko rubova zvunika to ima za posljedicu irenja34 34. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________zvuka slabijim intenzitetom. Ova pojava izjednaenja tlakova neugraenog zvunika zove seakustiki kratki spoj.TEHNIKE KARAKTERISTIKE ZVUNIKATehnike karakteristike zvunika: Reprodukcija ili osjetljivost (ujnost) Usmjerenost Frekvencijska karakteristika Korisnost Nazivna snaga Impedancija IzoblienjeOd navedenih karakteristika kratko su definerane tri.Reprodukcija ili osjetljivost zvunika je omjer zvunog tlaka p na odreenoj udaljenosti u smjeruosi zvunika i napona u na prikljunicama zvunika.Reprodukcija ovisi o udaljenosti od membrane zvunika.Nazivna snaga zvunika koju navodi proizvoa je maksimalna elektrina snaga koju zvunikmoe trajno podnijeti bez oteenja.Ova snaga mora biti vea od nazivne izlazne snage pojaala na koje se zvunik prikljuuje dane doe do preoptereenja zvunika (dobro je da bude 2 puta vea od snage pojaala jer suizoblienja najmanja).Elektrina impedancija zvunika je bitna zbog prilagoenja zvunika na pojaalo. Ako suimpedancije zvunika i pojaala jednake dolazi do maksimalnog prijenosa snage izmeu ova dvaureaja. Impedancija zvunika mora biti jednaka ili vea od impedancije pojaala da ne bi dolodo preoptereenja pojaala i njegovog mogueg unitenja.Nazivna impedancija za dinamike zvunike je 4, 8 ili 16 , ali na frekvencijama izvan pojasa200 600 Hz obino je znatno vea.VRSTE ZVUNIKA- elektrodinamiki ili dinamiki zvunik- elektrostatiki zvunik- kristalni ili piezoelektrini zvunikDINAMIKI ZVUNIKU zranom rasporu izmeu polova magneta nalazise pomina zavojnica na koju je privrenakonusna membrana.Kada kroz zavojnicu protjee struja ujnihfrekvencija, zavojnica se pomie lijevo desno podutjecajem sile izbacivanja F = Bli. Pomaci35 35. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________zavojnice prenose se na membranu koja titrajuiproizvodi zvuk.Kako su za odreeni zvunik B i l konstantni, sila izbacivanja je proporcionalna i mijenja se kakose mijenja struja. Za postizanje vee sile, indukcija u zranom rasporu iznosi i preko 2 T.Za visokotonske zvunike membrana se izrauje od krueg i lakeg papira, a za niskotonske odmekeg i teeg papira.ELEKTROSTATIKI ILI KONDENZATORSKI ZVUNIK36 36. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________1. Nema tonskog signala u = 0membrana: +Q, +uperforirana elektroda: -Q, -uNa membranu djeluju jednake, ali suprotne sile pa ona miruje.2. Prisutan tonski signal umembrana: +Q, + u1. perforirana elektroda: -Q + q/2, -u + u/22. perforirana elektroda: -Q q/2, -u - u/2Pozitivno nabijena membrana otklanja se prema elektrodi nieg potencijala tj. premanegativnije nabijenoj elektrodi. Kako je tonski signal izmjenian, membrana titra.KRISTALNI ILI PIEZOELEKTRINI ZVUNIKPrincip rada kristalnog zvunika je obrnutipiezoelektrini efekt: dovoenjem izmjeninognapona na plohe kristala, kristal titra i ti se titrajiprenose na membranu.Karakteristike kristalnih zvunika:- visokotonski zvunici (od nekoliko kHz do 20kHz)- visoka korisnost ( uz pomo trube i do 70%)- lagani su jer nemaju magnete- neosjetljivi na manja preoptereenja- vrlo lomljivi, temperaturno osjetljivi2.2. SLIKALJUDSKO OKO I OSOBINE VIDABez svjetla ne bismo nita vidjeli. Svjetlost je elektromagnetsko zraenje ije se valne duljineu vidljivom dijelu spektra kreu od 400 nm do 700 nm. Kroz vakuum (zrak) se iri brzinom od300 000 km/s.Oko je okrugla vreica bistre elatinozne tekuine koja se zove staklasta tekuina obavijenavrstom vanjskom ovojnicom tj. bjeloonicom.37 37. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Dijelovi oka:- arenica: mii koji nadzire veliinu zjenice (pigmenti arenice odreuju boju oiju)- ronica: lomi svjetlo koje upada u oko i djelomino ga izotrava (prozirni ispupeni vanjskidio one jabuice- zjenica: otvor u arenici kroz koji ulazi svjetlost; kad je svjetlo prigueno iri se, a kad jejako suzuje se akomodacija oka- lea: fokusira svjetlo, fino ga izotrava- mrenica: opaa svjetlost tj. prima sliku. Sadri milijune stanica osjetljivih na svjetlo koji sezovu tapii i unjii; tapii vide crno-bijelo, a unjii u boji. Slika u mrenici je obrnuta.- vidni ivac: prenosi sliku u mozak gdje se slika vraa u pravilni uspravni poloaj.Jedna od vanih karakteristika oka je njegova tromost. Tromost oka znai da receptori oka inakon prestanka trenutnog svjetlosnog podraaja jo neko vrijeme pamte sliku tj. zadrava sesubjektivni doivljaj slike. Ako se u jednoj sekundi prikae slijed od 24 slike nekog dogaaja,zbog tromosti oka ovjek e to doivjeti kao pokretni dogaaj (televizijska, kino slika).FOTOMETRIJAFotometrija je dio fizike koji se mjerenjem veliina vidljivog dijela svjetlosnog spektra.Tok svjetlosti F je energija emitirane svjetlosti Es nekog izvora u jedinici vremena: F=Es/t.Jedinica za tok je lumen.Efikasnost izvora svjetlosti S je omjer izmeu toka svjetlosti F i uloene energije u jedinicivremena P: S=F/P.Jakost izvora ili intenzitet I (luminoznost) je tok svjetlosti F to ga izvor alje u jedininiprostorni kut :38 38. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________I=F/Jedinica za intenzitet izvora je 1 svijea ili kandela (cd) tj. 1/60 intenziteta od 1 cm2 crnog tijelapri talitu platine od 1770 C. Jedna kandela odgovara otprilike sjaju jedne svijee.Rasvjeta (osvjetljenje ili iluminacija) E direktno je proporcionalna s tokom svjetlosti F, aobrnuto proporcionalna s povrinom S koju svjetlost obasjava: E=F/S.Jedinica rasvjete je luks (lx). Ploha ima rasvjetu 1 luks ako na svaki kvadratni metar te plohepada tok svjetlosti od 1 lumena. S udaljenosti od 1 m2, svjetlosni izvor jakosti 1 kandeleosvijetlit e 1 m osvjetljenjem od 1 luksa.Sjaj je gustoa jakosti svijetlosti nekog svjetlosnog izvora (jakost svjetlosti po jedinici povrineizvora).BOJABojom nazivamo reakciju fotoosjetljivih unjia u naem oku na vanjski podraaj u oblikusvjetlosne zrake. Ulaskom u oko zraka se lomi kao u prizmi i raspruje u spektar.Doivljaj boje povezan je s pojmom svjetlosti. Razlikuju se dvije skupine svjetlosti:- akromatska (neobojena) i- kromatska (obojena) svjetlost.Akromatska svjetlostAkromatsku svjetlost doivljavamo kao crnu, bijelu i sivu boju. Primjeri primjene akromatskesvjetlosti su crno-bijela televizija, crno-bijela slika na monitoru raunala i crno-bijeli tisak.Jedini parametar akromatske svjetlosti je koliina svjetlosti koja u fizikalnom smislu odgovaraenergiji. Koliina svjetlosti opisuje se veliinama intenzitet (jakost) i osvijetljenost. Upsiholokom smislu koliina svjetlosti se opisuje kao intenzitet osjeta i naziva se sjajnost(brightness).Intenzitet crne boje ima vrijednost 0, a intenzitet bijele boje ima vrijednost 1. Vrijednostimaizmeu 0 i 1 odgovaraju razliite razine sive boje. Crno-bijela televizija ili monitor moeproizvesti razliite razine sive boje na istom mjestu (pikselu).Kromatska svjetlostovjekov doivljaj svjetlosti (boje) opisuje se s tri psiholoke veliine:- nijansa- zasienje- osvijetljenost (svjetlina, sjajnost, sjaj)Nijansa opisuje vrstu boje npr. crvena, zelena, uta ovisno o dominantnoj valnoj duljiniemitirane svjetlosti.Zasienje opisuje udaljenost boje od sive boje istog intenziteta npr. crvena boja je vrlozasiena, ruiasta je manje zasiena.Osvijetljenost opisuje intenzitet svjetlosti reflektirane od objekta.Dodavanjem akromatskihboja kromatskim bojama dobivaju se tonovi kromatskih boja. Ton je dodana koliina svjetlostiu boji, dakle svijetloplava, tamnoplava, jo tamnija plava i tako sve do crne.39 39. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Dodavanjem sivih tonova nekoj kromatskoj boji ona, osim to se zatamnjuje u tonu, gubi i naistoi. Tako dodavanjem sive boja blijedi, gubi na kvaliteti, istoi, intenzitetu ili zasienosti.Primjer degradacije boje: istoj crvenoj boji se postepeno dodaje sivau sve veoj koliini to rezultira gaenjem, izbljeivanjem boje kojaod iste, jarke, intenzivne postaje zagasita, blijeda, degradirana.Boja ima i svoju prirodnu koliinu svjetlosti u sebi; tako je uta bezprimjese bijele svjetlija od plave. ista crvena i zelena imaju otprilike jednaku svjetlinu.KOLORIMETRIJAKolorimetrija je grana fizike koja na objektivan nain opisuje boje.Kolorimetrija je usporeivanje boje na temelju odreivanja fizikalnih podraaja koji izazivajujednake osjete tona boje, zasienja i svjetline.Fizikalno, vidljiva svjetlost je elektromagnetsko zraenje valnih duljina od 400 do 700 nm.Spektar svjetlostividljiva svjetlost infracrvena ultraljubiasta svjetlost svjetlost380 nm 770 nm ljubiasta crvenaSpektarne boje i valna duljinaBoja Valna duljina (nm)ljubiasta 390-455plava 455-49240 40. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________zelena 492-577uta 577-597naranasta 597-622crvena 622-770Bijela svjetlost kao akromatska svjetlost sastavljena je od mnotva boja i na svim valnimduljinama ima priblino istu energiju. Ljudsko oko teko razlikuje dvije bijele svjetlosti kodkojih se sastav boja znatno razlikuje.Koliina energije na pojedinoj valnoj duljini opisuje se spektralnom distribucijom energije.Pritom, vie razliitih distribucija moe izazvati opaaj iste boje.Primjer spektralne distribucije energije svjetlostiVizualni efekt spektralne distribucije moe se opisati trima parametrima:- dominantnom valnom duljinom- istoom pobude i- koliinom svjetlosti (sjaj).istoa pobude je udio bijele svjetlosti u nekoj boji. Boju odreuje dominantna valna duljinai udio bijele svjetlosti u toj boji. Ako je udio bijele svjetlosti u nekoj boji manji kaemo da jezasienje te boje vee te ona sa manjom energijom pobuuje maksimalni doivljaj boje. Dakle,bijela svjetlost unosi poremeaj u doivljaj boje.Bijela svjetlost smanjuje zasienje bojedominantna valna duljinaveezasienjeenergija548 nmzelenamanje zasienjebijela svjetlostzasienje=0Odnos izmeu percepcijskih veliina kje opisuju svjetlost i kolorimetrijskih veliina:41 41. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Percepcijska veliina Kolorimetrijska veliinaNijansa Dominantna valna duljinaZasienje istoa pobudeSvjetloa IntenzitetSjajnost IntenzitetSINTEZA BOJASintezom ili mijeanjem boja dobiva se nova boja. U osnovi dva su naina mijeanja boja:1. aditivno: optiko mijeanje svjetlosti. RGB snopovi u televiziji. Osnovne ili primarneboje: R (red) crvena, G green (zelena), B blue (plava) pri kojemu se dodavanjemsvake boje dodaje i svjetlosna energija idui od tamnoga ka svijetlome.43 42. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________43 43. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________2. suptraktivno: mehaniko mijeanje pigmentacija. Osnovne boje: crvena, plava, uta.Primjena: slikarstvo, fotografija u boji.Primarne boje- meusobno neovisne boje to znai da se mijeanjem dviju boja ne moedobiti trea neovisna boja. Sve tri skupa pomijeane daju bijelu boju. To su:crvena..R (red) 610 nmzelena...G (green) 548 nmplavaB (blue) 465 nmKomplementarne boje boje koje se dobiju mijeanjem primarnih boja. Zajedno daju crnuboju. Komplementarne su zato to mijeanjem s primarnim bojamadaju neutralnu boju. uta je komplementarna plavoj, plavozelena(cijan-svjetloplava) crvenoj, a ljubiasta (magenta) zelenoj. To su:uta Ye = R + Gcijan..C = G + Bljubiasta.M = R + BLjudski vid je trikromatski. Sve se boje mogu dobiti mijeanjem triju primarnih boja. Ukromatskoj televiziji to su crvena, zelena i plava. Dobivena boja ovisit e o udjelima pojedineprimarne boje. Za potpuno odreivanje boje potrebno je izvesti izjednaavanje (odreivanjeudjela pojedinih primarnih boja) tako da zbroj svih triju primara daje bijelu boju. Ta se koliinaprimara smatra njegovom jedininom vrijednou (podeavanje kamere prije snimanja nareferentno bijelo ili engl. white balance kako bi primari dali potpuno odreenje boje).MODELI BOJA U RAUNARSKOJ GRAFICISkupine modela boja:1. sklopovski orijentirani modeli:a) RGB (Red-Green-Blue) za CRT monitoreb) CMY (cyan, magenta, yellow) i CMYK (cyan, magenta, yellow, black) za tiskanje u boji2. korisniki orijentirani modeli:a) HSV (hue-nijansa, saturatio-zasienje, value-sjajnost)b) HLS (hue, lightness, saturation)c) HVC (hue, value, chromaticity)Meu pojedinim modelima mogua je pretvorba specifikacije boje.RGB model boje44 44. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Crvena, zelena, plava aditivne primarne boje; njihovi udjeli se mogu zbrojiti za dobivanjeodreene bojeDijagonala koja spaja crnu i bijelu boju predstavlja razine sivog.Podruje boja koje moe prikazati CRT monitor odreeno je svojstvima fosfornog sloja.HSV model boja45 45. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Vrh esterostrane piramide je u ishoditu koordinatnog sustava i odgovara crnoj boji.Vertikalna os V odreuje sjajnost boje. Baza piramide je na razini V=1 to odgovara skupusjajnih boja. Nijansa je odreena kutom zakreta H oko vertikalne osi V. Kutovi zakretakomplementarnih boja razlikuju se za 180. Radijalna udaljenost od osi V odreuje razinuzasienosti boje S.Mnogi aplikacijski programi omoguavaju korisniku izbor boje iz prikazanog skupa boja.Za vei izbor boja, korisnik moe odrediti boju pomou nekog od modela boja prekoodgovarajueg korisnikog suelja.Primjer korisnikog suelja za odreivanje boje u HSV modeluTELEVIZIJATelevizija se bavi prijenosom pokretne slike.46 46. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Televizija moe biti:- akromatska (crno-bijela) i- kromatska (u boji).Za snimanje slika i scena slue pri televizijskom prijenosu TV kamere.Glavni dijelovi TV kamere su objektiv, analizirajua cijev i elektroniki trailac slike tj.mala katodna cijev na kojoj se vidi reprodukcija trenutno snimane slike. Kamera pretvarasliku u elektrini signal da bi se omoguio njen prijenos. Analizirajua cijev je optoelektrinipretvara. Postoji vie vrsta analizirajuih cijevi (plumbikon, superortikon, vidikon, satikon),ali se danas u kamerama uglavnom koriste CCD senzori (Charge Coupled Device) zaanaliziranje slike.Kamere kao optoelektrini pretvarai rade na principu fotoelektrinog efekta. Ako materijuobasjamo svjetlou dolazi do sudara fotona i elektrona vezanog za jezgru atoma. U ovomsudaru foton nestaje, a elektron naputa atom. Ovisno o dobivenoj kinetikoj energiji u sudaruelektron ostaje slobodan u materiji i poveavaju njenu vodljivost (unutranji fotoelektriniefekt) ili naputa materiju (vanjski fotoelektrini efekt). Elektroni mogu biti osloboeni izmaterije ako povrinu materije bombardiramo elektronima dovoljno velike energije.Reprodukcija snimljene slike dobiva se na CRT, LCD ili plazma monitorima.Vidikon je najjednostavnija analizirajua cijev, a radi na principu unutranjeg fotoelektrinogefekta.Vidikon U vidikonu se kao fotoosjetljivi materijal i materijal za uskladitenje slike (ekran)primjenjuju mali poluvodiki elementi naneseni s unutranje strane prozirne signalneelektrode koja je preko otpornika R spojen as izvorom napona 10 100 V. Na te male poluvodike elemente s unutranje strane pada elektronski snop male energije idovodi pojedine toke tog ekrana na potencijal katode od 0 V. Optika slika pomou optike kamere kroz prozirnu signalnu elektrodu pada na ekran s druge48 47. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________strane.48 48. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________ Poluvodiki elementi djeluju kao mali kondenzatori na kojima se zbog razlike potencijalanakupljaju maleni naboji. Fotoosjetljivi sloj je dielektrik tih kondenzatora. Pod utjecajem svjetlosti mijenja se, zbog unutarnjeg fotoefekta, otpor dielektrika , pa svakielement ovisno o osvijetljenosti ima drugi otpor. Dielektrik neosvijetljenih elementarnihkondenzatora ponaa se kao izolator, pa ovi kondenzatori zadravaju naboj. Izmeudva analiziranja, elementarni kondenzatori se preko vodljivog dielektrika vie-manjeizbijaju, pa na unutranjoj strani ekrana u pojedinim tokama vladaju razliiti potencijali(visina potencijala proporcionalna je intenzitetu svjetlosti) koji predstavljaju elektrinureprodukciju slike. Analiziranjem slike pomou elektronskog topa popunjavaju se izgubljeni naboji tj.neutraliziraju se pozitivni potencijali (dovode se opet na 0 V). Kroz otpor R tee strujapunjenja elementarnih kondenzatora i na otporu stvara pad napona koji predstavlja signalslike. Srednja struja pri maksimalnom osvjetljenju iznosi 0,2 do 0,35 A. Vrlo mala struja tee i upotpunoj tami (struja tame ili struja crnog). (Pomou optike kamere kroz prozirnu signalnu elektrodu se projicira slika na tankifotoosjetljivi sloj naparen na elektrodu. Zbog unutranjeg fotoefekta mijenja se proporcionalno intenzitetu svjetlosti otpor napojedinim elementima fotoosjetljivog sloja Svaki element sloja djeluje kao mali kondenzator s bolje ili loije vodljivim dielektrikom. Signalna elektroda je na pozitivnom naponu (10100 V) Na neosvijetljenim mjestima fotoosjetljivi sloj djeluje kao izolator pa se na njimazadrava naboj. Osvijetljena mjesta imaju manji otpor, pa kako je signalna elektrodana pozitivnom naponu, dolazi do neutralizacije naboja i pojave pozitivnih potencijalas unutranje strane fotoosjetljivog sloja. Tako dobiveni potencijali koji na pojedinimtokama odgovaraju intenzitetu svjetla (to je vei intenzitet svjetla vei je potencijaltoke), predstavljaju elektrinu reprodukciju slike i zadravaju je izmeu dva uzastopnaanaliziranja. Analizu slike vri elektronski snop (elektronska zraka) iz elektronskog topa. Elektronskisnop se ubrzava elektrinim poljima elektrode za fokusiranje i ubrzavanje i anode,ispravlja magnetskim poljem zavojnica za linearizaciju i fokusira magnetskim poljemzavojnice za fokusiranje. Otklonske zavojnice svojim magnetskim poljima otklanjajusnop u horizontalnom i vertikalnom smjeru radi analiziranja fotoosjetljivog sloja i to redpo red, slijeva nadesno, odozgo prema dolje. Elektroni iz elektronskog snopa neutraliziraju potencijale osvijetljenih toaka svodei ihna potencijal katode. Preostali elektroni snopa vraaju se prema elektronskom topu. Elektroni iz elektronskog topa koji stiu do fotoosjetljivog sloja imaju vrlo malu brzinuzbog malog napona signalne elektrode. Ovo je bitno jer oni nemaju dovoljno energije daoslobode dodatne elektrone u fotovodljivom sloju. Kroz opteretni otpor R konstantno tee srednja struja izbijanja. Meutim, kod analiziranjapojedinih toaka dolazi do ravnotee potencijala, a time i do promjene struje krozopteretni otpor. Pad napona na ovom otporu u tom sluaju predstavlja korisni videosignal. Srednja struja pri maksimalnom osvjetljenju iznosi 0,2 do 0,35 A. Vrlo mala struja teei u potpunoj tami (struja tame ili struja crnog).)Kineskopi su katodne cijevi za reprodukciju slike u akromatskoj televiziji, a slini suosciloskopskim cijevima. Katodne cijevi za reprodukciju slike u boji imaju ekran izraen u49 49. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________obliku mozaika od tri vrste fluorescentnih elemenata: jedni daju crveno, drugi zeleno, a treiplavo svjetlo. Mijeanjem ovih boja dobiju se sve ostale boje.Cijev s maskom ima tri elektronska topa, a ispred ekrana s unutranje strane nalazi se metalnaploa, zvana maska, sa oko 400 000 rupica promjera oko 300 m. Do elemenata ekrana kojidaju jednu od tri osnovne boje dopiru elektroni iz samo jednog od tri topa. To se postiepomou maske i fokusiranjem snopova pomou magneta za istou boja. Pomou zavojnicakonvergencije postie se da sva tri snopa prolaze uglavnom kroz iste otvore na maski. Oko80% elektrona udara u masku to su znaajni gubici, pa napon dodatnog ubrzanja iznosivisokih 23 kV da bi se dobila eljena svjetlina toaka na ekranu.Kromatron s tri snopa umjesto maske ima vertikalne otklonske vodie na koje je prikljuennapon ubrzanja, a fluorescentni elementi za tri razliite boje naneseni su na ekran kaovertikalne pruge. Djelovanje vodia jednako je djelovanju maske, ali je iskoristivostelektronskog snopa vea.Koncept RGB monitoraANALIZIRANJE SLIKERadi lakeg razumijevanja prvo su objanjenja vezana za akromatsku, a zatim za kromatskuteleviziju.Analiziranjem (snimanjem) slika se razlae u raster paralelnih linija koje zraka za oditavanjeanalizira slijeva nadesno. Svjetlosni intenziteti se u cijevi za analiziranje pretvaraju u elektrinisignal koji se na prijemu ponovno pretvaraju u svjetlosne intenzitete koji na zaslonu ekranakatodne cijevi (kineskopa) iscrtava katodna zraka u istom slijedu kao pri analiziranju slike.Zbog tromosti oka i perzistencije ekrana (na ekranu se kratko zadravaju pobuena mjesta),oko ne vidi pomak svijetle toke tzv.spota po ekranu ve doivljava sliku bez prekidakontinuiteta.50 50. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Princip analiziranja i reprodukcije TV slikePomak zrake u horizontalnom smjeru odreen je pilastim naponom iz horizontalnog oscilatora,a pomak u vertikalnom smjeru pilasti napon iz vertikalnog oscilatora.Pomak tj. povratak zrakena poetak nove linije i nove slike mora biti to bri i pri tom se ona mora zatamniti to jeosigurano potisnim impulsom (inae bi analizirala sliku u obrnutom smjeru-nestvarna slika).Europski TV standard ima 50 izmjena poluslika u sekundi tj. na principu proreda radisuavanja frekvencijskog pojasa za prijenos slike, 25 slika s neparnim i 25 slika s parnimlinijama u sekundi (ne mijenja se vizuelni efekt).U svijetu postoje razliiti standardi za prijenos TV slike.Standard PAL (europski) NTSC (ameriki)broj linija u slici 625 52551 51. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________horizontalna frekvencijavertikalna frekvencijafrekvencija slikefrekvencija poluslikeproredomjer stranica slikeirina luminantnog signala15625 Hz50 Hz25 Hz50 Hz2:14:35 MHz15750 Hz60 Hz30 Hz60 Hz2:14:34,2 MHzVertikalna frekvencija slike odgovara frekvencije izmjeninog napona gradske mree pojedinihpodruja. Glavni razlog je osiguranje kontinuiranog osvjetljenja odnosno izbjegavanjerasvjetom izazvanih problema treperenja u slici.TV slika sastavljena od 2 poluslikeVIDEOSIGNALirina videosignala definirana je razlikom maksimalne i minimalne frekvencije. Maksimalnafrekvencija se dobije kada se naizmjenino emitiraju crni i bijeli elementi u dimenzijama spota(kao ahovska ploa). irina ekrana TV prijamnika je 4/3 puta vea od njegove visine pa ujednoj liniji ima:625 4/3 = 833 kvadratinih elemenata slikeodnosno na itavom ekranu:625 833 = 520625 elemenata slike.Taj broj elemenata slike treba se reproducirati 25 puta u sekundi pa je potrebna sposobnostreproduciranja od520625 25 = 13 106 elemenata slike u sekundi.Izmjena crnih i bijelih elemenata slike ostvaruje se periodom napona katodne cijevi i to usvakom periodu jedan crni i jedan bijeli element pa bi frekvencija ovog napona trebala bitiduplo manja od broja elemenata slike u sekundi tj. 6,5 MHz.U PAL sustavu frekvencija je neto manja, 5 MHz na raunajui frekvencijski pojas za prijenostona.52 52. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________U postupku analiziranja ili reprodukcije slike zraku je potrebno potisnuti tj. gasiti pri svakompovratku u novu liniju ili novu polusliku. To se izvodi pomou potisnih impulsa ija razina uluminantnom signalu (signalu svjetline) odgovara razini crnog (crno rame). Unutar potisnogimpulsa nema informacije slike (video signal je isprekidan). Za vrijeme potisnog impulsaodailje se sinkronizacijski impuls koji oznaava kraj jedne linije i daje nalog za prijelazu drugu liniju (horizontalni sinkronizacijski impuls). Ovi impuls je crnji od crnog da ne biometao analiziranje ili reprodukciju slike.Vrijeme trajanja jedne linije od 64 s dobiveno je kao reciprona vrijednosti horizontalnefrekvencije od 15625 Hz.Vertikalni potisni impuls za vraanje zrake na novu polusliku traje 20-tak linija tj. oko 100puta je iri od horizontalnog potisnog impulsa i unutar njega se nalazi skupina vertikalnihsinkronizacijskih impulsa.Vertikalni sinkronizacijski impuls (raster)Posljedica neaktivnosti elektronske zrake za vrijeme trajanja potisnih impulsa malo je manjiformat slike od formata ekrana (4:3). Broj linija slike nije 625 ve 574, a svaka linija ne traje64 s ve oko 12 s krae. Zato irina frekvencijskog spektra videosignala iznosi 5 MHz, a ne6,5 MHz.53 53. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________PRIJENOS TV SIGNALADobiveni TV signal moe se prenijeti TK vodovima ili beino.Ovaj signal se naziva VPS (video-potisni-sinkro) signal. Za kromatsku televiziju naziva seBVPS (boja-video-potisni-sinkro) signal.Da bi se omoguio beini prijenos VPS signal amplitudno modulira VF signal kao prijenosnisignal. Signal tona u PAL i SECAM sustavu se frekvencijski modulira, a u NTSC sustavuamplitudno. Frekvencijski pojasi slike i tona su razdvojeni da se ne bi signali slike i tonameusobno ometali.REZOLUCIJARezolucija je jedna od najbitnijih parametara za kvalitetu reproducirane slike, a podrazumijevafinou strukture slike. Rezolucija je razabiranje razlike u detalju izmeu toke i toke, linije ilinije (otrina slike).KROMINANTNI KOORDINATNI DIJAGRAMDa se podsjetimo, ovjekov doivljaj svjetlosti (boje) opisuje se s tri psiholoke veliine:- nijansa (boja)- zasienje- osvijetljenost (svjetlina, sjajnost, sjaj)U krugu boja prikazane su tri osnovne boje: crvena, zelena i plava, a sve ostale boje dobivenesu mijeanjem tih boja.Zasienost boje raste idui iz sredita prema rubu kruga.Dakle, bilo koja boja u krugu odreena je polarnim koordinatama kao funkcija dvajuargumenata: kut odreuje nijansu, a duljina vektora zasienje boje.54 54. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Dakle: boja = nijansa + zasienjePrimjer sa slike:ljubiasta boja = 0.6 U + 0.5VOvim je dobiven matematiki model za odreivanje boje koji pomae u shvaanju principakromatske televizije.PRETVARANJE BOJE U ELEKTRINI SIGNALKromatski videosignal osim luminantnog signala sadri i tri signala boje (RGB). Ti se signalidobivaju sustavom triju ili etiriju analizirajuih cijevi i optikih filtera ili CCD senzorima ukamerama.Prvo zrcalo proputa plavu i zelenu, a reflektira crvenu, a drugo zrcalo proputa zelenu, areflektira plavu svjetlost. Dikroidna zrcala razlau svjetlost i provode selektivnu refleksiju.Na izlazu se dobivaju krominantni signali ER, EG i EB, a za luminantni signal koji nastaje usklopu za kodiranje vrijedi:E = 0,3 ER + 0,59 EG + 0,11 EBTako tri krominantna signala odreuju etvrti, luminantni signal.PRIJENOS KROMATSKOG TV SIGNALAKromatski TV signal se prenosi pomou kvadraturne amplitudne modulacije u frekvencijskompojasu slike od 5 MHz uz luminantni signal tako da jedan drugome ne smetaju. VF nosilackrominantnog signala iznosi 4,43 MHz i on je za toliko odmaknut od VF nosioca luminantnogsignala. VF nosilac slike je moduliran i luminantnim signalom i signalom od 4,43 MHz, a ovajzadnji je moduliran kromatskim sadrajem. To znai da se radi o dvostrukoj amplitudnoj tzv.55 55. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________kvadraturnoj modulaciji.Prijenos slike, umjesto triju kromatskih komponenti, prenosi se prijenosom luminentnekomponente E i dviju krominantnih komponenti razlike (ER - E i EB E).Akromatski i kromatski sustav prijenosa slike moraju biti kompatibilni. Kromatski televizormora prikazivati i crno-bijelu sliku.Informacija o boji sadrana je u burstu (it. berst), referentnom signalu nosioca boje, koji senalazi u sastavu sinkronizacijskog impulsa u oba sustava prijenosa slike. Kromatski prijemnike ovaj signal registrirati dok akromatski nee. Za akromatski prijemnik je dovoljan samoluminentni signal jer on u stvari nosi sliku. Ovaj signal za kromatsku televiziju daje podatak ozasienju boje i slui za potpunu reprodukciju boje slike. Podaci o boji i zasienju boje nalazese u frekvencijskom podruju koje registriraju obe vrste prijemnika.Danas se razvijaju novi TV standardi koji tee to kvalitetnijoj slici kao to je HDTV (HighDefinition Television) televizija visoke rezolucije koja tei kvaliteti slike 35mm filma.Jo neki pojmovi: Kabelska televizija:To je prijenos TV i radio programa kabelskim distribucijskim sustavom (koaksijalni i optikikabeli). Uz vee zgrade ili kompleks zgrada postoji zajedniki antenski sustav, a kabeli serazvode do pojedinih stanova. Kabelska mrea naziva se sekundarna distribucija, a primarnadistribucija je radiodifuzijski prijenos pomou zemaljskih i satelitskih odailjaa (beiniprijenos) TeletekstTV signalom se prenose digitalni podaci koji se na ekranima TV prijemnika reproducirajukao alfanumeriki i drugi grafiki znakovi. Korisnik moe pomou daljinskog upravljaabirati odreene stranice iz baze podataka zastupljenih TV postaja.56 56. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________3. OBRADA SIGNALA3.1. PRINCIPI MULTIPLEKSNOG PRIJENOSAmultipleksni prijenos (viestruki prijenos) istodobni prijenos vie informacijskih kanala poistom prijenosnom mediju (npr. po jednoj telefonskoj parici)Telefonski razgovor se prenosi u niskofrekvencijskom podruju od 300 do 3400 Hz (telefonijana 3.1 kHz) tj. kao govorni kanal irine 3100 Hz. Kako je frekvencijsko prijenosno podrujeprijenosnih medija daleko ire, namee se potreba njihovog to boljeg iskoritavanja to upravoomoguava multipleksni prijenos.Vrsta prijenosnog medija Frekvencijski opsegsimetrina parica (neekranizirana) 0-120 kHzkoaksijalna parica 60 kHz-60 MHzoptiko vlakno 1012-1015 Hzslobodan prostor (radiokomunikacije) 3 kHz-3000 GHzMultipleksni prijenos se moe ostvariti pomou dvije metode:1. FDM (Frequency Division Multiplex)- multipleksni prijenos s frekvencijskom raspodjelomkanala ili frekvencijski multipleks2. TDM (Time Division Multipleks)- multipleksni prijenos s vremenskom raspodjelom kanalaili vremenski multipleksOsim frekvencijskog i vremenskog multipleksa moe se govoriti i o prostornom multipleksu,ali to nije u pravom smislu multipleksni prijenos jer je za svaki telefonski kanal potrebanposebni vod. Osim ovih naina prijenosa, za prijenos po optikim kabelima razvio semultipleksni prijenos s gustom raspodjelom valnih duljina (DWDM Dense WavelenghtDivision Multiplexing) gdje se svaka valna duljina svjetlosti prenosi brzinom od 10 Gbps (120000 kanala).U multipleksnom prijenosu irina telefonskog kanala je 4 kHz, a njime se moe prenositi bilokoja vrsta informacije, a ne samo govor.FREKVENCIJSKI MULTIPLEKSTelefonski kanal (300-3400 Hz) se pomou modulacije pomie u vie frekvencijsko podruje.Svaki telefonski kanal ima vlastiti frekvencijski pojas (interval) te se po istom vodu moe slativie telefonskih kanala smjetenih na frekvencijskoj skali jedan do drugoga. Dakle, razliitikanali se istodobno prenose po istom vodu, a kriterij meusobnog razlikovanja je frekvencija.57 57. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________VREMENSKI MULTIPLEKSInformacijski kanali se prenose po istom vodu u odreenim vremenskim intervalima umjesto uodreenim frekvencijskim intervalima. To se moe slikovito prikazati rotirajuim sklopkamana krajevima voda koje fiziki spajaju odgovarajue parove kanala predajnika i prijemnika uritmu takt impulsa. Ove sklopke se okreu sinkrono (istom brzinom) i istofazno (imaju istipoetni poloaj). Kanali predajnika i prijemnika nisu neprekidno fiziki spojena za vrijemeveze, ve samo u odreenim vremenskim trenutcima, ali kako je interval ponavljanja spajanjakratak i odvija se velikom brzinom dobiva se utisak stalnog spoja.3.2. MODULACIJSKE TEHNIKE58 58. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Modulacija je postupak u kojem se mijenja neki od parametara nosioca ili prijenosnog signalapod utjecajem modulacijskog signala koji predstavlja informaciju. Informacijski signal semodulira zbog toga to obino nije mogu njegov prijenos u originalnom frekvencijskompojasu ili zbog multipleksnog prijenosa po istom prijenosnom mediju. Modulacija je samo diosustava za prijenos informacija.Izvor informacije: daje bilo koju vrstu informacije koju elimo prenijeti (govor, muzika,slike, podaci, tekst, mjerene veliine itd.)Pretvara informacije: pretvara neelektrinu informaciju u elektrini signal (npr. mikrofonpretvara zvuk u elektrini napon.Pretvara signala: modulira elektrini informacijski signal ako se ovaj ne moe prenijetiu originalnom frekvencijskom pojasu. Npr. radio signal se moe prenositisamo na visokim frekvencijama; u telefoniji se zbog boljeg iskoritenjaprijenosnog medija po njemu istodobno prenosi vei broj telefonskihkanala.Prijenosni kanal ili vod: prijenosni medij kao bakreni vodii, optika vlakna, zrakIzvor smetnji: razliiti izvori smetnji koje naruavaju kvalitetu signala i koji mogu djelovatina bilo kojem dijelu prijenosnog puta (npr. smetnje pri ukljuivanju iiskljuivanju elektrinih troila, inducirani naponi zbog EM polja elektrinihvodova, um elektrona u vodiima itd.)Pretvara signala (prijemnik): Iz moduliranog signala izdvaja originalni signal koji je uaou modulator. Na alost demodulira se i signal smetnje.Pretvara informacije (prijemnik): reproducira informaciju iz demoduliranog elektrinogsignala.Odredite informacije: korisnik informacije npr. ljudsko uhoVRSTE MODULACIJE59 59. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Signali u modulacijiVrste modulacijeModulacijsketehnikeInformacijski signal(modulacijski signal)Prijenosni signal Vrsta modulacijeANALOGNE analogni sinusni- amplitudna modulacija (AM)- frekvencijska modulacija (PM)- fazna modulacija (PM)DIGITALNE digitalni sinusni- amplitudna binarna modulacija (ASK)- frekvencijska binarna modulacija (FSK)- fazna binarna modulacija (PSK)IMPULSNE analogni impulsnimodulacijski signalnekodiran:- impulsnoamplitudna (PAM)- impulsno irinska(PDM)- impulsno pozicijska(PPM)- impulsnofrekvencijska (PFM)modulacijski signalkvantiziran i kodiran:- impulsno kodna(PCM)- delta modulacija(DM)Iz gornje tablice je vidljivo da se pojedina modulacija zove ovisno o tipu informacijskogi prijenosnog signala i parametru prijenosnog signala koji se mijenja pod utjecajemmodulacijskog signala i u ijim je promjenama i sadran originalni informacijski signal.ANALOGNE I DIGITALNE MODULACIJE60 60. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Legenda:AM (Amplitude Modulation) amplitudna modulacijaFM (Frequency Modulation) frekvencijska modulacijaPM (Phase Modulation) fazna modulacijaASK (Amplitude Shift Keying) amplitudna binarna modulacijaFSK (Frequency Shift Keying) frekvencijska binarna ili modulacija s pomakom frekvencijePSK (Phase Shift Keying) fazna binarna ili modulacija s pomakom fazeIMPULSNE MODULACIJE61 61. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Legenda:PAM (Pulse Amplitude Modulation) impulsno amplitudna modulacijaPDM (Pulse Duration Modulation) impulsno irinska modulacijaPFM (Pulse Frequency Modulation) impulsno frekvencijska modulacijaPPM (Pulse Position Modulation) impulsno pozicijska modulacijaPCM (Pulse Code Modulation) impulsno kodna modulacijaDM (Delta Modulation) delta modulacija3.3. DIGITALNI PRIJENOS62 62. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Danas se sve vie naputa analogni prijenos informacija i tei digitalizaciji svih dijelova jedneTK mree. Osnova digitalnog prijenosa je vremenski multipleks i PCM modulacija.IMPULSNO KODNA MODULACIJAPCM Pulse Code ModulationDigitalni prijenos je kvalitetniji, sigurniji i ekonominiji od analognog prijenosa. Digitalnisignal, zbog samo 2 razliite vrijednosti (1 i 0), ima manja izoblienja, lake ga je reproduciratibez utjecaja uma i postie vei domet od analognog signala.Osnova digitalnog prijenosa je teorem uzoraka.Teorem uzoraka kae da je svaka funkcija koja ne sadri frekvencije vie od gornje graninefrekvencije fg potpuno odreena svojim diskretnim vrijednostima uzetim u vremenskimintervalimaT0 = 1/2fg = Tg/2Gdje je:fg = najvia frekvencija signalaTg = period najvie komponente signala.Dakle, pri prijenosu analognog signala ne moramo prenositi sve vrijednosti signala kojihteoretski ima beskonano mnogo, ve ogranien broj vrijednosti signala odreen teoremomuzoraka. Pritom, uzorci se mogu uzimati u kraim intervalima od T0, ali nikako u duim.Frekvencija uzimanja uzoraka mora biti jednaka ili vea od dvostruke maksimalne frekvencijeanalognog signala; f0 = 1/T0 2fg.Transformacija analognog signalaImpulsno kodnom modulacijom postie se pretvorba analognog govornog signala (300-3400Hz) u digitalni signal.Faze PCM modulacije:63 63. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Niskopropusno filtriranje:NF filtar ree sve frekvencije analognog signala iznad gornje granine frekvencije radisprjeavanja preklapanja originalnog signala s moduliranim signalom.Uzorkovanje ili impulsno amplitudna modulacija (PAM):U ovoj fazi se iz analognog signala uzima 8000 uzoraka u sekundi (frekvencija uzorkovanja je8000 Hz) odnosno iz analognog signala se svakih 125 s uzima trenutna vrijednost signala.Kako je najvia frekvencija govornog signala 3400 Hz, po teoremu uzoraka najmanjafrekvencija uzorkovanja mora biti f0 = 23400 = 6800 Hz, ali se uzima 8000 Hz, odnosno8000 uzoraka u sekundi. Uz ovu frekvenciju uzorkovanja, uzorci analognog signala moraju seuzimati svakih 125 s (T0 = 1: 8000 = 125 s).Uzorkovanje je u biti impulsno-amplitudna modulacija (PAM).UzorkovanjeKvantizacija:Poto se svaki uzorak analognog signala kodira s 8 bita, broj moguih kodnih kombinacija je 28= 256. Ove kodne kombinacije se zovu kvantizirane vrijednosti.Kvantizirane vrijednosti su cijeli brojevi od -127 do 127 ili od 0 do 256 ovisno o nainumodulacije. U postupku kvantizacije svakom uzorku analognog signala se pridruuje jedna od256 kvantiziranih vrijednosti. Time se unosi greka tzv. um kvantizacije, jer po vrijednostimamalo razliiti uzorci mogu imati istu kvantiziranu vrijednost.64 64. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Kodiranje:Kvantizirane vrijednosti uzoraka analognog signala se kodiraju s 8 bita tj. pretvaraju u niz odosam 1 i 0 odnosno u niz strujnih i bestrujnih impulsa prepoznatljivih kao digitalni signal.Brzina ovog signala iznosi 64 kbit/s (8000 uzoraka/s 8 bita = 64000 bita/s) i predstavljaosnovnu brzinu na kojoj se grade digitalni sustavi veih brzina.Primjer: Kvantizirana vrijednost amplitude PAM signala ili uzorka je +112.+112 = + (64 + 32 + 16) 1111000 (kodna rije)8-bitni binarni kodU PCM modulaciji kvantizirane vrijednosti mogu biti i samo cijeli brojevi, dakle od 0 do 256,ali tada 1. bit (MSB) kao najznaajniji bit ima vrijednost 27 = 128, a ne odreuje predznakkvantizirane vrijednosti. Ali opet e svi uzorci negativnih vrijednosti (naponi negativnogpolariteta) imati 1. bit 0, a oni pozitivnih vrijednosti (naponi pozitivnog polariteta) 1.Tada je 1. bit bit najveeg znaaja ili vrijednosti (MSB most significant bit), a 8. bit je bitnajmanjeg znaaja ili vrijednosti (LSB least significant bit)65kodiranje 65. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________PCM DEMODULACIJAPCM demodulacijom se postie pretvorba digitalnog u analogni signal.Faze demodulacije:Dekodiranjem digitalnog signala dobivaju se kvantizirane vrijednosti amplituda PAM signala(uzoraka analognog signala). Ovaj signal nije potpuno isti kao signal nakon uzorkovanja umodulaciji jer se u fazi kvantizacije svim uzorcima koji su upali u isti interval kvantizacijepridruivala ista kvantizirana vrijednost iako su oni po iznosu mogli biti malo razliiti. Ovagreka se naziva um kvantizacije, a manja je to je vie intervala kvantizacije tj. vei broj bita.Nakon proputanja PAM signala kroz niskopropusni filtar (npr. RC filtar) dobiva se analognisignal kao reprodukcija originalnog signala. Ovaj signal se pomou izlaznog pretvaraareproducira u odaslanu informaciju (npr. preko zvunika u zvuk).PCM demodulacijaDigitalni prijenos zvuka66 66. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________REGENERACIJA DIGITALNOG SIGNALANa svom putu kroz mreu i digitalni signal se izobliuje. Ponovna rekonstrukcija digitalnogsignala se obavlja u regeneratorima.Regeneratori se ugrauju svakih 70 -130 km i vie. Za razliku od analognih pojaala oni upotpunosti uklanjaju um iz digitalnog signala.Za svaki digitalni prijenosni sustav definiran je BER (Bit Error Rate).Bilo koji sustav je neraspoloiv ako je BER loiji od 10-3 (ako je na 1000 bita jedan bit pogrean).DIGITALNI SUSTAV PCM 30/32Ukoliko elimo po istom prijenosnom mediju istodobno prenijeti vei broj kanala, nakonuzorkovanja se vri vremensko multipleksiranje, koje moemo prikazati rotirajuom sklopkomkojom upravljaju takt impulsi.Europski standardni TDM sustav je PCM 30/32 sustav.67 67. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Budui da je vrijeme izmeu dva uzastopna uzorka istog kanala 125 s, rotirajua sklopka se nasvakom kanalu zadri 3,9 s (125 s /32 = 3,9 s). Ovo vrijeme se zove vremenski slot (trajanjeuzetog uzorka + zatitni razmak izmeu uzoraka susjednih kanala).Vrijeme od 125 s zove se okvir (frame). U okviru postoje 32 slota. Unutar jednog slota alje sekod odgovarajueg kanala. Slotovi su oznaeni oznakama T0 T31. Slot T0 slui zasinkronizaciju tj. osigurava da bitovi odreenog govornog kanala s predajne strane dou uodgovarajui govorni kanal na prijemnoj strani. Slot T16 koristi se za signalizaciju, a preostalih30 slotova predstavlja govorne kanale.Slijed od 16 okvira predstavlja multiokvir koji traje 2 ms.Broj impulsa koji se prenese na liniju u 1 sekundi kod ovog sustava dobiva se mnoenjem trijufaktora:broj kanala 32broj uzoraka po kanalu 8000 s-1broj bita po uzorku 8to ukupno daje 2 048 000 bit/s = 2,048 Mbit/s tj. okruglo 2 Mbit/s.Umnaanjem pomou multipleksera i to za faktor 4 dobivaju se sustavi jo veih brzina i brojakanala.DIGITALNI SUSTAVI PRIJENOSAPDH (Plesichronous Digital Hierarchy)- digitalni sustavi prijenosa pleziokrone hijerarhijeKarakteristike PDH sustava:- krutost mree- zvjezdasta struktura68 68. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Razinasignala Brzina Brojkanala NapomenaE0 64 kbps 1 ekvivalentno s kanalom 300-3400 HzE1 2048 kbps (2 Mbps) 30 europska primarna hijerarhijska brzinaE2 8448 kbps (8 Mbps) 120E3 34368 kbps (34 Mbps) 480E4 139264 kbps (140 Mbps) 1920E5 565 Mbps 7680SDH (Sychronous Digatal Hierarchy)- sinkrona digitalna hijerarhija- europska verzija sinkronih optikih brzinaKarakteristike SDH sustava:- fleksibilnost- prstenasta struktura mree (veze izmeu centrala idu najkraim putem, a ako to nije mogue idupo prstenu)- ureaji: Add/drop multiplekseri koji slue za vaenje i umetanje 2 Mbit-nih skupina, prosljeujupromet lijevo-desno po prstenuRazinasignala Brzina Broj kanalaSTM - 0 52 Mbps 630 (21x E1)STM - 1 155520 kbps (155 Mbps) 1890 (63 x E1)STM - 4 4 x 155520 kbps (622 Mbps) 7560 (252 x E1)STM - 16 16 x 155520 kbps (2,5 Gbps) 30240 (1008 x E1)STM - 64 64 x 155520 kbps (10 Gbps) 120960 (4032 x E1)STM sinkroni transportni nain (europsko ime za razliite brzine i elektrine specifikacije)3.4. DWDM TEHNOLOGIJA PRIJENOSA PO OPTIKIM KABELIMADWDM Dense Wavelenght division Multiplexsing (umnoavanje gustom raspodjelom valnihduljina)Svjetlovodno vlakno se u principu sastoji od staklene jezgre cilindrinog oblika oko koje jestakleni omota (odrazni plat) manjeg indeksa loma od jezgre. Odrazni plat ima zadatak dapomou totalne refleksije zadri svjetlosnu zraku u jezgri vlakna. Za prijenos signala najveimbrzinama koriste se jednomodna vlakna iji je promjer jezgre reda veliine valne duine svjetlostipa se moe iriti samo jedan mod tj. svjetlosna zraka se kroz jezgru moe iriti samo jednimputem. Promjer jezgre jednomodnog vlakna iznosi 10 m.Priguenje svjetlosnog signala izmeu ostalog ovisi i o valnoj duini svjetlosti. Valne duineinfracrvene svjetlosti za koje staklena jezgra prua najmanja priguenja zovu se prozori. Za staklopostoje 3 ovakva prozora:I prozor 850 nm (najvee priguenje)II prozor 1300 nmIII prozor 1550 nm (najmanje priguenje)69 69. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Jednomodnim vlaknima se uglavnom prenosi II prozor (priguenje 0.4-1 dB/km) i III prozor(priguenje 0.25-0.5 dB/km).DWDM omoguava prijenos vie kanala po jednom paru optikih niti tako da ulaznim optikimsignalima (s razliitih optikih niti) pridruuje odreene malo razliite valne duljine iz podrujaoko 1500 nm te ih multipleksira za zajedniki prijenos po istom vlaknu. Kako se svaka valnaduljina moe prenositi brzinom od 10 Gbps, brzine prijenosa po paru niti (jedna nit za jedan smjerprijenosa, druga nit za drugi smjer prijenosa) mogu dosei ogromne vrijednosti.DWDM tehnologija je omoguila razvoj optikih filtera, lasera, optikih pojaala i prijemnika.Princip DWDM-a3.5. ISDN MREAISDN (Integrated Services Digital Network) digitalna mrea s integriranim uslugamaISDN je digitalni svjetski standard za slanje glasa, videa i podataka preko javne komutiranetelefonske mree. Standard je definiran jo 1984. god., a prvu demonstraciju javnog poziva prekoISDN-a ostvario je Nortel 1987.god.Prednosti ISDN tehnologije u odnosu na ranije tehnologije:- iroki spektar usluga na istoj pristupnoj toki- digitalna komunikacija brzine od 64 kbit/s do 2 Mbit/s- bolja kvaliteta govora i bre uspostavljanje veze- pristup do svih raspoloivih mrea- videotelefonija i videokonferencija.Postoje 2 pristupa ISDN mrei:1. BRA pristup (Basic Rate Access) ili osnovni pristup i2. PRA pristup (Primary Rate Access) ili primarni pristup.70 70. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________OSNOVNI PRISTUP (BRA)Struktura kanala:2B + DB = informacijski kanal brzine 64 kbit/sD = signalizacijski kanal brzine 16 kbit/s (zajednika signalizacija za oba B kanala)I2 = kanal za nadzor, sinkronizaciju i upravljanje brzine 16 kbit/s (nije posebno istaknut ustrukturi kanala)Ukupna brzina digitalnog signala na liniji: 264 + 16 + 16 = 160 kbit/sOsnovni pristup na ISDN mreuKorisnika sabirnica je 4-ina jer ima odvojene smjerove prijenosa za predaju i prijem. Terminalise prikljuuju na sabirnicu preko 8 pinskih ISO konektora.Vod izmeu LT i NT je 2-ini (1 parica). Udaljenost izmeu centrale (LT) i korisnika (NT) jemaksimalno 4.2 km za vodie promjera 0.4 mm i 8 km za vodie promjera 0.6 mm, inae se moraumetati regenerator.Za razliku od ranijih modema, osnovni ISDN pristup prvi put prua mogunost korisnikuistodobnog surfanja Internetom i telefoniranja ili slanja faksa, jer ima dva nezavisna informacijskakanala. Ovi kanali se mogu meusobno kombinirati za postizanje vee brzine.Na jedan NT moe se spojiti preko sabirnice 8 terminala. Postoje 3 verzije mrenog zavrnogureaja:- NT1 sa digitalnim sueljem S0- NT1 + 2a/b sa digitalnim sueljem S0 i analognim sueljem a/b- NT1 + 2a/b + V.24 koji osim digitalnog i analognog suelja ima i V.24 suelje za prikljuakosobnog raunala bez ISDN karticeNa digitalno suelje mogu se prikljuiti samo digitalni terminali: raunalo sa ISDN karticom,ISDN telefon, videotelefon, telefaks grupe 4.71 71. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Na analogno suelje mogu se prikljuiti samo analogni terminali: analogni telefon, modem,telefaks grupe 2 i 3.PRIMARNI PRISTUP (PRA)Struktura kanala:30 B + DB = informacijski kanal brzine 64 kbit/sD = signalizacijski kanal brzine 64 kbit/s (zajednika signalizacija za 30 B kanala)I = kanal za nadzor, sinkronizaciju i upravljanje brzine 64 kbit/sUkupna brzina digitalnog signala na liniji: 3064 + 64 + 64 = 2048 kbit/s = 2.048 Mbit/s 2 Mbit/sPrimarni pristup na ISDN mreuKoritenjem PRA usluge, svi kanali stoje na raspolaganje za slanje glasa, videa i podataka.Signali za uspostavu veze prenose se signalizacijskim kanalom i obavijetavaju javnu centraluda li e poziv prenositi podatkovnom ili glasovnom mreom. Na taj nain kanali ne moraju bitiunaprijed odreeni za video ili podatke, te kada nema videa ili podataka za slanje, kanali ne ostajuneiskoriteni ve su na raspolaganju za slanje govora.SPOJNA ISDN MREAIzmeu ISDN centrala rade prijenosni sustavi veeg kapaciteta: n64 kbit/s brzinama tj. od 2 Mbit/s do 10 Gbit/s.Spojna ISDN mrea72 72. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________ISDN je dial-up (pozivajua) usluga, tj, da bi se uspostavila veza, ISDN korisnik bira telefonskibroj. Isto tako naplauje se usluga koritenja za podatkovne veze (Internet) i to po minuti ilikombinacija pretplate i trokova za odreeni broj sati koritenja mjeseno.Usporedba vremena uitavanja 10 MB datotekeBrzina/vrsta usluge Vrijeme uitavanja datoteka14.4 kbps modem 93 min28.8 kbps modem 46 min1 ISDN kanal (64 kbps) 21 min2 ISDN kanala (128 kbps) 10 minNavedeni podaci jasno pokazuju prednost ISDN-a prema starim sporim modemima, ali i ukazujuna potrebu razvijanja novih tehnologija koje e omoguiti jo vee brzine skidanja sadraja saInterneta i gotovo trenutno uitavati i najzahtjevnije sadraje. Zato se razvijaju nove komercijalnetehnologije kakve su xDSL tehnologije.Povezivanje na javnu ISDN mreu73 73. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________3.6. TEHNOLOGIJA DIGITALNE PRETPLATNIKE LINIJE74 74. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________DSL Digital Subscriber Line digitalna pretplatnika (korisnika) linijaBudui da postoje razliite varijante DSL tehnologije, ona se naziva i xDSL tehnologije. RazliiteDSL usluge imaju razliite brzine, razliitog su dometa, zahtijevaju razliitu opremu na stranikorisnika i centrale te su i namijenjene razliitim vrstama korisnika.Vremenski slijed razvoja DSL tehnologijaVrste i usporedba DSL tehnologijaISDN digitalna mrea sa integriranim uslugamaIDSL ISDN preko DSL-aHDSL High bit rate DSL brzi DSLSDSL Symmetric DSL simetrini DSLVDSL Very high bit rate DSL vrlo brzi DSLADSL Asymmetric DSL asimetrini DSLG.lite lagani ili univerzalni ADSLSve DSL usluge, osim HDSL-a, zahtijevaju 1 bakrenu paricu (2 ice). HDSL treba 2 parice (4ice).Usluge koje imaju istu dolaznu brzinu (brzina do korisnika) i odlaznu brzinu (brzina od korisnika)75 75. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________spadaju u simetrine usluge, a one kod kojih su dolazne i odlazne brzine razliite su asimetrineusluge.Osnovna konfiguracija DSL-a s podrkom za POTSDSL modem ima dvije verzije:- ATU-R: asimetrina primopredajna jedinica (Asymmetric Transceiver Unit Remote)- STU-R : simetrina primopredajna jedinicaPOTS Plain Old Telephone Service: obina stara telefonska uslugaAko se bakrenom paricom istodobno prenose DSL-podaci i POTS-promet, ATU-R je s paricompovezan preko POTS-razdjelnika (splitter), koji u dolaznom smjeru razdvaja POTS-promet odDSL-prometa. U ovom sluaju pravilno oienje na strani korisnika obavlja tehniar. UmjestoPOTS-razdjelnika mogu se koristiti mikrofilteri koje korisnik moe sam instalirati.Na drugom kraju upredena bakrena parica prikljuena je na glavni razdjelnik MDF u lokalnojcentrali koji povezuje krajnje DSL korisnike s pristupnim DSL multiplekserom DSLAM-om(Digital Subscriber Line Access) u koji su ugraene modemske DSL-kartice (ATU-C ili STU-C).Ove kartice imaju varijabilni broj prikljuaka. DSLAM multipleksira DSL-promet koji potjeeod mnogobrojnih krajnjih DSL korisnika na brzu temeljnu ATM mreu (ATM-AsynchronousTransfer Mode: asinkroni nain prijenosa) posredstvom univerzalnog pristupnog koncentratoraUAC u lokalnoj centrali.UAC odabire pruatelja mrene usluge NSP kojemu je potrebno proslijediti podatke krajnjihkorisnika, zatim usmjerava podatke prema brzoj glavnoj poveznici prema odabranom NSP-u.Kada se POTS-promet prenosi skupa sa DSL-prometom istim lokalnim paricama, oni se ulokalnoj centrali frekvencijski razdvajaju pomou viestrukog POTS-razdjelnika PSC u kojem sePOTS-promet odvaja prema PSTN-u (javnoj komutiranoj telefonskoj mrei), a podatkovni prometprema modemskim DSL karticama u DSLAM-u. PSC je pasivni ureaj to znai da u sluajunestanka napajanja DSLAM-a elektrinom energijom ili nekog drugog kvara POTS promet ostajesauvan.ADSL TEHNOLOGIJAADSL asimetrina digitalna pretplatnika linija76 76. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Ova tehnologija, kao i ostale DSL tehnologije, za prijenos podataka koriste neiskoritenofrekvencijsko podruje dostupno u standardnoj telefonskoj ici. Govor se prenosi nafrekvencijama do 4 kHz, dok se vie frekvencije koriste za prijenos podataka.ADSL je najrairenija irokopojasna usluga u svijetu, a neki primjeri te usluge su brzi Internet,teleuilite, video na zahtijev, zahtjevne igre itd.ADSL se moe koristiti preko javne telefonske mree PSTN i preko ISDN mree (ISDN BRApristup).ADSL Lite ili G.lite je lagana verzija ADSL-a poznat pod imenom DSL bez razdjelnika. Odopreme je potrebna samo modemska kartica te su trokovi uvoenja daleko manji. Ovaj ADSLnije kompatibilan sa ISDN-om.Prednosti ADSL-a u odnosu na ISDN:- daleko vee brzine prijenosa podataka- i dalje se koristi postojea telefonska linija bez ikakvih preinaka- korisnik je neprekidno ON LINE- klasina telefonska usluga se ne prekida u sluaju prekida prijenosa DSL-podatakaNedostaci ADSL-a:- brzina prijenosa je vrlo osjetljiva na udaljenost od centrale i na kvalitetu bakrene parice- brzine primanja i slanja podataka nisu iste- usluga nije uvijek dostupnaDSL modemi koriste diskretnu vietonsku modulaciju DMT pomou koje se podatkovni signalkodira i komprimira u 256 potkanala u koracima od 32 kbps tj. podaci se alju preko 256diskretnih frekvencija istodobno. DMT, naime dijeli frekvencijsko podruje do 1 104 kHz na256 potkanala svaki irine 4,3125 kHz i vlastite prijenosne frekvencije. Kanali su meusobnonezavisni i linijska brzina svakog kanala je konstantna i iznosi 4000 QAM (kvadraturnaamplitudna modulacija) znakova u sekundi. Svaki znak se kodira sa do 8 bita (maksimalna brzinakanala 32 kbps). Odreeni broj kanala se koristi za dolazni, a neki za odlazni promet. Teoretski,ATU-C moe slati 256 kanala u dolaznom smjeru (dolazna brzina 8.192 Mbps), dok ATU-R moeslati 32 potkanala u odlaznom smjeru (odlazna brzina 1.024 Mbps).Realno ADSL ne koristi prvih 5 potkanala radi sprjeavanja interferencije (preklapanja) s POTS-omi ne koristi 256. potkanal tako da su dolazne brzine ograniene na 8 Mbps, a odlazne na 864kbps.77 77. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________78 78. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Svakih 17 ms ADSL modem alje jedan superokvir koji se sastoji od 68 okvira. Okviri 0 i 1prenose informacije namijenjene otkrivanju i ispravljanju pogreaka te indikatorske bitovenamijenjene upravljanju poveznicom. Ostatak indikatorskih bitova prenose okviri 34 i 35. Ostaliokviri prenose informacije. Modem alje po jedan okvir svakih 250 s.Uvjeti za uvoenje ADSL-a:- korisnik na liniji ne smije imati sekundarne TK ureaje: dvojni prikljuak, PCM-4, 1+1FM,RSM, FMUX- na pripadajuoj centrali ili udaljenom pretplatnikom stupnju mora biti instaliran DSLAM- kapaciteti ureaja nisu popunjeniBrzine prijenosa ovise o udaljenosti korisnika od centrale:udaljenost odcentrale 2.5 km 3 km 4 km 5 kmdolazna brzina 8 Mbps 6 Mbps 4 Mbps 2 Mbpsodlazna brzina 800 kbps 640 kbps 384 kbps 192 kbps4. TK VODOVI79 79. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________4.1. SIMETRINI KABELISimetrini TK vodovi su bakreni izolirani vodovi koji slue za prijenos signala pomou elektrinestruje. Zovu se simetrini jer se upredanjem vodia meusobno i upredanjem itave kabelskejezgre nastoji postii da su vodii pojedinog elementa upredanja meusobno jednako udaljeni ijednako udaljeni od omotaa kabela odnosno mase (simetrija vodia prema zemlji).Konstrukcijski elementi simetrinog kabela:- ila (izolirani vodi)- elementi upredanja- jezgra kabela- omota ili plat- armatura- zatitni sloj ili vanjski omotaila simetrinog kabelaile simetrinog kabela se upredaju u elemente upredanja i to:a) parica (dvije meusobno upredene ile)b) zvijezda etvorka (etiri meusobno upredene ile)c) DM etvorka (Dieselhorst-Martinova etvorka dvije meusobno upredene parice)80 80. INFORMACIJE I KOMUNIKACIJE___________________________________________Elementi upredanja mogu biti oklopljeni metalnim ekranom koji se uzemljuje, a slui za zatituvodia od vanjskih elektromagnetskih polja koja bi mogla inducirati u njima napone smetnje itime naruiti kvalitetu signala. Dakle ovi elementi mogu biti oklopljeni (ekranizirani) ilineoklopljeni.Unutar nekog elementa upredanja, ile se meusobno razlikuju po boji izolacije to je jako bitnopri nastavljanju i zavravanju ovih kabela.Omota kabela slui za zatitu vodia od prodora vlage, ali i za njihovu mehaniku z