MULTIPLEKSIRANJE - ovo je mene pitao i da nabrojim kakvih sve imamo= (FDM, TDM i WDM)

- je postupak koji većem broju uređaja omogućuje zajedničko istodobno korištenje linka.

U multipleksor (MUX) tj. uređaj koji obavlja multipleksiranje, ulazi N linkova. Multipleksor je s demultipleksorom (DEMUX, uređaj koji obavlja demultipleksiranje) povezan pomoću jednog linka od točke do točke, koji može prenositi N odvojenih kanala. Multipleksor kombinira podatke iz N ulaza u jedan zajednički signal koji šalje prema demultipleksoru (svakom ulazu je pridijeljen jedan kanal na linku). Po prijemu tog kompozitnog signala demultipleksor iz njega vadi pojedinačne kanale, te svakog od njih šalje na odgovarajući izlaz (broj izlaza je također N). Za raspodjelu adresa stoje nam na raspolaganju četiri koordinate: prostor, frekvencija, vrijeme i dinamika. Na ulazu linka obično je prostorna raspodjela komunikacijskih kanala pa nam za adresiranje prilikom multipleksiranja stoje na raspolaganju tri koordinate: frekvencija, vrijeme i dinamika. Koordinata dinamike najosjetljivija je na djelovanje smetnji, a u digitalnim sustavima radimo s malim brojem stupnjeva amplitude, pa se ona ne upotrebljava za podjelu kanala. Tako nam ostaju dvije mogućnosti: frekvencija i vrijeme.

FREKVENCIJSKO MULTIPLEKSIRANJE – FDM

Multipleksiranje signala po frekvencijama (FDM) moguće je samo kad je iskoristiva širina prijenosnog pojasa prijenosnog medija veća od ukupne širine prijenosnog pojasa svih signala koji se multipleksiraju na dotični medij. Signal koji dolazi na ulazu multipleksora translatira se u više frekvencijsko područje pomoću modulacije. U modulacijskom postupku ulazni signal djeluje kao modulacijski signal kojim se djeluje na neko od svojstava signala nosioca i na tj način nastaje modulirani signal. Moguće je djelovati na amplitudu, frekvenciju ili fazu nosioca, pa sukladno tome razlikujemo tri vrste modulacije: AM, FM i PM. Modulacija se zapravo koristi za translaciju signala iz njegovog osnovnog pojasa u više frekvencijsko područje. Prilikom multipleksiranja većeg broja kanala na jedan medij bitno je da se frekvencijski pojasi moduliranih signala ne preklapaju. Ako je taj uvjet ispunjen, tada je moguć istodobni prijenos većeg broja frekvencijski odvojenih kanala kroz zajednički prijenosni medij, čime se i ostvaruje osnovna zamisao FDM-a, jer se svakom kanalu pridružuje adresa u obliku oznake njemu pridruženog frekvencijskog područja prijenosa. Izvor generira signal. Za svaki se izvor koristi poseban nosilac frekvencije. Modulacijom nastaje N signala i svakom je tom signalu pridružen jedan kanal, tj. pojas frekvencija koji je smješten pokraj frekvencije. Točan raspored frekvencija u kanalu ovisi o vrsti korištene modulacije. Signali se zbrajaju u kompozitni signal koji se u predajniku dodatno modulira na nosilac frekvencije i šalje na prijenosni medij kao signal. Prilikom frekvencijskog multipleksiranja kanal predstavlja širinu frekvencijskog pojasa koja je potrebna moduliranom signalu za prijenos medijem. Kako bi se spriječila interferencija (međusobno ometanje) između kanala, kanali se odvajaju zaštitnim frekvencijskim pojasevima, koji na žalost predstavljaju neiskorišteni dio spektra. Kompozitni signal koji je kreiran od N moguliranih signala prenosi se između multipleksora i demultipleksora kao analogni signal. Postupak translacije signala u više frekvencijsko područje i formiranje skupnog signala naziva se frekvencijsko multipleksiranje.

1

U demultipleksoru signal dolazi na ulaz prijemnika. Iz oprijemnika izlazi signal koji se propušta kroz pojasno-propusne filtre i dobiveni se signali demoduliraju u signale koji se šalju na odgovarajuće izlaze iz demultipleksora. Primjer korištenja FDM-a je stara analogna telefonska mreža. Osnovni govorni kanal koji generira korisnik zauzima frekvencijsko područje od 300 Hz do 3400 Hz, a u FDM sustavima uzima se da širina govornog kanala iznosi 4 kHz. FDM se koristi i kod razašiljanja signala (broadcast), te u kabelskoj televiziji.

VREMENSKO MULTIPLEKSIRANJE – TDM

- ponekad se naziva i sinkrono vremensko multipleksiranje (S-TDM). Moguće ga je koristiti kad fizički medij omogućuje postizanje prijenosne brzine koja je veća od prijenosne brzine potrebne za prijenos signala tim medijem. Moguće je jednim transmisijskim putem paralelno prenijeti veći broj signala. Svakom se ulazu pridjeljuje vremenski odsječak (vremenska adresa) u kojem predaje svoje informacije. Signali koji na ulaz TDM multipleksora dolaze iz izvora, kratkotrajno se spremaju u memorijske spremnike (buffer) koji se još nazivaju i elastična memorija. Svaki je spremnik duljine jednog bita ili jednog okteta, ovisno o tome koji se način prepletanja signala koristi. Poseban uređaj u multipleksoru redom ispituje (skenira) svaki od svojih N ulaza (skeniranje se odvija po kružnom redoslijedu) i na temelju prikupljenih bita, odnosno okteta, tvori skupni signal. Proces skeniranja mora biti dovoljno brz kako bi se spremnici na vrijeme ispraznili i omogućili prihvat novih podataka iz izvora. Prijenosna brzina signala mora biti minimalno jednaka zbroju prijenosnih brzina svih signala. Prije slanja na liniju, signal se propušta kroz modem koji kreira analogni ili digitalni signal, koji ima odgovarajuća obilježja za prijenos medijem (analogni modem obavlja modulaciju nosioca pomoću signala, a digitalni modem ga linijski kodira). Podaci iz izvora se organiziraju u okvire (frame). Svaki okvir sadrži minimalno N vremenskih odsječaka (time slot). Vremenski slijed odsječaka koji je namijenjen jednom izvoru naziva se TDM kanal. U prijemniku signal prolazi kroz modem koji ga pretvara u signal. Iz tog se signala skeniranjem izdvajaju signali koji se spremaju u prijemne spremnike i šalu svojim odredištima. Primjer korištenja TDM-a u multipleksiranju analognih signala je prijenosni PCM sustav. Pulsno-kodna modulacija PCM koristi se za pretvorbu analognog signala u digitalni. Analogni signal, čija gornja granična frekvencija iznosi B Hz, pretvara se u uzorke (sampling) frekvencijom koja mora iznositi najmanje 2B Hz, kako bi se poštivao Nyquistov teorem o uzimanju uzoraka. Pretvorba analognog signala u slijed uzoraka naziva se pulsno-amplitudna modulacija PAM. Svaki se uzorak kvantizira, tj. pretvara u jednu od 2N diskretnih vrijednosti koja se u koderu pretvara u N bita. Time je završen postupak PCM kodiranja signala. Za govorni kanal u telefoniji, čija širina frekvencijskog pojasa iznosi 4 kHz, pretvaranje u uzorke obavlja se frekvencijom od 8 kHz i svakom se uzorku pridjeljuje kodna riječ od osam bita. Na taj način nastaje digitalizirani govor prijenosne brzine 64 kbit/s. Osnovni nedostatak TDM-a je što se vremenski odsječci šalju bez obzira ima li izvor ili nema podataka za slanje. TDM omogućuje prijenos podataka iz izvora koji koriste različite prijenosne brzine, pri čemu se bržim izvorima jednostavno pridjeljuje veći broj vremenskih odsječaka po okviru.

2

TDM pronalazi svoju pravu primjenu u prijenosu signala stalne prijenosne brzine, kao što su npr. govor i video stalne brzine. Međutim, ako se TDM primijeni u prijenosu podataka čija brzina stalno varira (npr. prijenos govora i videa promjenjive brzine), tada se prijenosni link neučinkovito koristi.

Alternativu vremenskom multipleksiranju s fiksnim pridjeljivanjem vremenskih odsječaka, predstavlja statističko multipleksiranje SM, koje se ponekad naziva i asinkroni TDM.Na temelju statističkih svojstava podataka statističko multipleksiranje SM dinamički pridjeljuje vremenske odsječke pojedinim izvorima i to na njihov zahtjev, tj. sukladno njihovim potrebama. Statistički multipleksor ima određeni broj ulaznih linija i jednu izlaznu liniju veće brzine. Svakoj je ulaznoj liniji pridružen spremnik.

RAZLIKA: SM i TDM

Za razliku od TDM multipleksora, koji skupu od N ulaza pridružuje N vremenskih odsječaka u TDM okviru, SM multipleksor skupu od N ulaza pridružuje samo K vremenskih odsječaka na izlaznoj liniji, pri čemu je K<N. Osnovni zadatak SM multipleksora je da ciklički skenira ulazne spremnike, prikuplja podatke, popunjava okvir i zatim ga šalje na izlaznu liniju. U prijemu SM demultipleksor prima okvire i raspakirava ih u pojedinačne vremenske odsječke. Demultipleksirane kanale privremeno sprema u izlazne spremnike, nakon čega ih šalje na odgovarajuće izlazne linije. SM se u svom radu oslanja na dvije bitne činjenice:1) izvori spojeni na ulaz multipleksora vrlo rijetko šalju svoje podatke istodobno, 2) izvori spojeni na ulaz multipleksora ne šalju svoje podatke konstantno. Potrebna brzina linka kod primjene SM-a manja je od one koju je nužno koristiti kod TDM-a. Za razliku od TDM-a, SM multipleksor u određenom trenutku prikuplja podatke iz izvora A i B, nakon čega u sljedećem trenutku prikuplja podatke iz izvora B i C, te ih upravo tim redoslijedom i šalje na link. SM također korist koncept vremenskih odsječaka, ali pritom nije unaprijed poznato kojem će izvoru biti pridijeljen koji vremenski odsječak. Budući da podaci u nekom vremenskom odsječku mogu potjecati iz bilo kojeg izvora, neophodno je korištenje adresne informacije kako bi se osigurala ispravna isporuka podataka na odgovarajuća odredišta.

VALNO MULTIPLEKSIRANJE – WDM

Širokopojasna optička pojačala otvorila su put prema multipleksiranju većeg broja valnih duljina na jedno optičko vlakno. Ta je tehnika poznata kao valno multipleksiranje WDM. WDM znatno poboljšava prijenosni kapacitet optičkog sustava. WDM predstavlja ključni mehanizam zha ostvarenje prijenosa brzinama većim od terabita u sekundi. Načelo rada WDM-a oslanja se na činjenicu da se istim optičkim vlaknom može istodobno prostirati nekoliko svjetlosnih zraka različitih boja (tj. valnih duljina). Pritom svaka valna duljina prenosi jedan slijed podataka. Raspoloživa širina frekvencijskog pojasa u WDM-u iznosi nekoliko THz (teraherca). Na ulaz WDM predajnika dolaze električni signali iz N izvora. El. signal modulira u laserskoj diodi optički nosilac (svjetlosni signal određene valne duljine) i tako nastaje modulirani optički signal koji se šalje na ulaz WDM multipleksora. Takav se signal, smješten oko jedne valne duljine ujedno naziva i optički kanal. WDM multipleksor kombinira optičke kanale u jedan skupni optički signal koji se prenosi do WDM demultipleksora pomoću optičkog vlakna velike širine prijenosnog pojasa.

3

U WDM prijemniku WDM demultipleksor razdvaja optičke kanale koristeći pasivne rasprežnike i pojasno-propusne optičke filtre koji su podešeni na određene valne duljine. Na izlazu svakog filtra pojavljuje se jedna valna duljina koja se prosljeđuje fotodetektoru. Izlaz iz fotodetektora jednak je originalnom električnom signalu, ali uz uvjet da u prijenosu nisu nastupile pogrreške koje prijemnik nije u mogućnosti ispraviti.

ISDN - DIGITALNA MREŽA

ISDN je digitalna mreža integriranih usluga sa sljedećim obilježjima: podrška govornim i negovornim aplikacijama, komutiranim i neko9mutiranim uslugama, korištenje veze prijenosne brzine 64 kbit/s kao temeljnog bloka za izgradnju ISDN-a, uvođenje inteligencije u mrežu, slojevita protokolarna arhitektura i podrška različitim mrežnim konfiguracijama. Transmisijska struktura na bilo kojem pristupnom linku koristi sljedeće kanale: B (64 kbit/s), D (16 ili 64 kbit/s) i H (H0-384 kbit/s, H11-1536 kbit/s i H12-1920 kbit/s). Kanal B je osnovni korisnički kanal za prijenos digitalnih podataka, govora kodiranog digitalnim modulacijskim postupkom PCM ili mješovitog prometa niže prijenosne brzine. Kanalom B moguće je uspostaviti četiri vrste veza: veze uspostavljene komutacijom kanala, paketa, okvira i polutrajne veze. Kanal D prenosi signalizacijsku informaciju ili podatke nižih brzina (telemetrijski podaci). Kanal H omogućuje prijenos korisničkih informacija većim brzinama. Postoje dvije vrste korisničkog pristupa u ISDN: osnovni BRA (basic rate access) i primarni PRA (primary rate access).

KOMPARATIVNA ANALIZA PRIJENOSNIH METODA

ANALOGNI – DIGITALNI Prednosti primjene digitalnog prijenosa u odnosu na analogni :

praktički neograničen domet uz kvalitetu po želji, jedinstven format za sve vrste izvornog signala i mogućnost integracije

telekomunikacijskih usluga, primjena digitalnih logičkih sklopova, integracija digitalnog prijenosa i komutacije.

Nedostatak primjene digitalnog prijenosa u odnosu na analogni: potrebna veća širina frekvencijskog spektra, uz ogradu da je digitalni prijenos moguće

ostvariti lošijom kvalitetom, odnosno jeftinijim vodovima.

ELEKTRIČNI – OPTIČKI Veliki skok u povećanju učinkovitosti prijenosa dogodio se u trenutku kada je proizvedena svjetlovodna ni8t s prigušenjem od oko 20 dB/km, a još više kada je postignuto prigušenje svjetlovodne niti <1dB/km. Malo optičko prigušenje omogućilo je drastično povećanje dometa optičkog linka bez korištenja aktivnih optičkih komponenti između optičkog predajnika i prijemnika. Iako su pojedinačni uređaji optičkog sustava prijenosa i dalje skuplji od onih električnih, njihov mani broj i veliki kapacitet prijenosa daju vrlo povoljnu cijenu po pojedinačnom kanalu, odnosno jedinici prijenosnog spektra. Teorijske granice iskorištenja kapaciteta optičkog prijenosa još nisu dosegnute, a vide se i praktičke mogućnosti daljnjeg povećanja.

4

Prednosti: potpuna regeneracija signala omogućuje praktički neograničen prijenosni domet uz

veliku kvalitetu prijenosaNedostaci:

veliko prigušenje signala što ograničava brzinu prijenosa i širinu pojasa prijenosa mali razmak regeneratora (nekoliko km) ograničena brzina elektronike (obrade signala u čvorovima) javlja se treperenje faze (jitter) i učestalost pogreške (BER-bit error ratio)

Prednosti primjene svjetlovodne niti optičkog prijenosa u odnosu na električni: širokopojasni prijenos veliki kapacitet manje prigušenje veliki razmak regeneratora (100 km) manji volumen i težina – manji troškovi skladištenja, transporta, instalacije… nema radijacije u okolinu nema preslušavanja između niti veća pouzdanost i dulji vijek trajanja

Nedostaci: nepotpuna regeneracija ograničava domet optičkog signala, akumulira se šum veći domet može se postići ako se smanji brzina prijenosa osjetljivost na vodu i vodenu paru

DIGITALNI PRIJENOS

PULSNO KODNA MODULACIJA (PCM) Pretvorba analognog siganala izvora u digitalni oblik u predajniku obuhvaća primjenu triju osnovnih principa: uzimanje uzoraka, kvantiziranje i kodiranje uzoraka. Dobiveni PCM signal može se različitim prijenosnim medijima uz manji ili veći broj regeneracija i komutacija signala prenijeti do odredišta (prijemnika), gdje se vrši pretvorba digitalnog signala u analogni postupcima dekodiranja i rekonstrukcije signala. Kvaliteta rekonstruiranog signala ne ovisi o digitalnom prijenosu, već o procesiranju signala u krajnjim uređajima ukoliko je učestalost pogrešaka manja od neke granične vrijednosti. Odnos signala i šuma mjeren na prijemnoj strani predstavlja mjeru kvalitete prijenosa.

UZIMANJE UZORAKA Frekvencija uzimanja uzoraka treba biti jednaka ili veća od dvostruke vrijednosti najviše frekvencije spektra. Kod primjene uzimanja uzoraka na govorni (telefonski) signal pretpostavlja se standardni govorni spektar u području 300-3400 Hz. Frekvencija uzimanja uzoraka standardizirana je na 8 kHz.

KVANTIZIRANJE - je postupak kojim se područje kontinuiranih vrijednosti pulsno amplitudno moduliranih signala PAM transformira u konačan broj razina, kvantizacijskih intervala, kojima se mogu pridružiti numeričke vrijednosti kodirane binarnim kodom. Područje svih razina signala naziva se kvantizacijskim poljem. Budući da se skup svih kontinuiranih razina unutar jednog kvantizacijskog intervala predstavlja jednom jedinom, i to srednjom vrijednošću intervala, to je ujedno i vrijednost koja

5

odgovara rekonstruiranoj razini analognog signala. Dakle, postupak kvantiziranja unosi izobličenje signala koje se naziva kvantizacijskim izobličenjem ili kvantizacijskim šumom.

KODIRANJE PAM SIGNALA - je kodiranje kojim se nejednoliko kvantiziran PAM signal pretvara u PCM signal.

DEKODIRANJE PCM SIGNALA - provodi se pomoću digitalno/analognog pretvarača u PAM uzorke.

REKONSTRUKCIJA - izvornog signala provodi se propuštanjem PAM uzoraka kroz niskopropusni filter. Zbrojem odziva svih pojedinačnih PAM uzoraka dobije se anvelopa, odnosno rekonstruirani izvorni analogni signal.

SINKRONIZACIJA TAKTA Digitalnim signalima u uređajima digitalnih transmisijskih sustava upravljaju generatori takta. U najjednostavnijem načinu digitalnog prijenosa, od točke do točke, svaki smjer digitalnog prijenosa može imati svoj takt koji je određen taktom predajnika. Na prijemnoj strani takt se dobiva ekstrakcijom (izdvajanjem) takta iz dolaznog signala. Svaki smjer digitalnog linka je izolirani otok s obzirom na frekvenciju takta u odnosu na drugi smjer odnosno druge linkove. Taktovi su u takvom slučaju u asinkronom odnosu, dakle različitih frekvencija. Asinkroni (pleziokroni) taktovi imaju impulse različite frekvencije. Sinkroni taktovi – svi su impulsi iste frekvencije ili se sinkroniziraju na istu frekvenciju. Ako je odstupanje veće od propisanog, u digitalnom nizu nastupit će pogreška nazvana klizanje (slip) tj. Izbacivanje ili ponavljanje bita u nizu. Jedna od neposrednih posljedica klizanja bita je gubitak sinkronizma okvira i konačan gubitak informacije.

PLEZIOKRONA DIGITALNA HIJERARHIJA - PDH

Pleziokrona mreža: impulsi su različite frekvencijeSinkrona mreža: impulsi su iste frekvencije

Na temelju binarnog oblika različitih izvora informacija i njihovog vremenskog multipleksiranja, te pleziokronog odnosa između frekvencije taktova digitalnih pritoka koji ulaze u vemenski multipleksor, razvijala se multipleksna hijerarhija, pleziokrona digitalna hijerarhija PDH. PDH je definirana brzinom prijenosa na različitim razinama, te multipleksnim faktorom koji definira broj pritoka koji sudjeluju u vremenskom multipleksiranju. Od samog početka razvijala se u dva, a zatim u tri pravca. U SAD i Japanu osnovna je razina hijerarhije ona brzine prijenosa 1,544 Mbit/s. U Europi, gdje je razvoj digitalne hijerarhije započeo kasnije, osnovna brzina prijenosa je 2,048 Mbit/s. Međutim, sve tri hijerarhije su standardizirane. Brzina prijnosa za europski standard multipleksiranja iznosi 2.048 kbit/s=8 kHz*8 bita (1 znak =8 bita) *32 vremenska intervala. To je ujedno i prva razina PDH. Svaki se kanal sastoji od okteta (znaka) od 8 bita što omogućuje brzinu prijenosa od 64 kbit/s. KLIZANJE

6

Zbog razlike u frekvencijama taktova pojedinih pritoka koji ulaze u multipleksor u odnosu na zajednički takt multipleksora frekvencije, dolazi do klizanja (slip) tj. Do ponavljanja ili izostanka bita iz niza. Ukoliko ne postoji mehanizam zaštite od klizanja, ono se periodički ponavlja. Ako je razlika frekvencija manja, period pogreške je veći i obratno. Ako postoji mehanizam zaštite, on može djelovati jedino ako je r4azlika frekvencija manja od definirane granične vrijednosti. Time je zapravo definiran odnos između taktova u pleziokronim pritocima. Ukoliko je odstupanje bilo kojeg pleziokronog pritoka veće od definiranog, dolazi do pogreške klizanja bez obzira na postojanje mehanizma zaštite.

SINKRONA DIGITALNA HIJERARHIJA – SDH

Razvoj PDH završava brzinom prijenosa 140 Mbit/s za europski standard. Budući da PDH sadrži niz nedostataka koji na većim brzinama i kod širokopojasnih usluga sve više dolaze do izražaja, za brzine prijenosa veće od 140 Mbit/s definirana je nova hijerarhija – SDH. Prva sinkrona optička mreža SONET (Synchronous Optical Network) uvedena je 1985.g. u SAD-u, sa različitim brzinama prijenosa za američki i europski standard. Godine 1988. SDH i SONET povezani su u jedinstveni standard. U SDH su izbjegnuti nedostaci PDH i uvedeni novi principi multipleksiranja koji se na novoj tehnološkoj razini mogu jednostavno realizirati.

RAZLIKE PDH I SDH- NEDOSTACI I PREDNOSTI

Nedostaci PDH koji su se isticali kao argumenti za uvođenje nove hijerarhije SDH: pritoci u multipleksiranom signalu nisu direktno vidljivi, asinkrono multipleksiranje (demultipleksiranje) korak po korak, multipleksiranje bit po bit, novo zaglavlje na svakoj hijerarhijskoj razini, različite strukture okvira na različitim brzinama prijenosa, vrlo ograničena podrška za upravljanje i održavanje (nema rezervnog kapaciteta), tri različita standarda u svijetu (Europa, SAD i Japan), nepostojanje standarda za sustave brzina prijenosa većih od 140 Mbit/s, svaki

proizvođač nudi svoj standard.

Prednosti SDH u odnosu na PDH: oblikovan za učinkovito i fleksibilno umrežavanje, direktno sinkrono multiplekdiranje, ugrađeno 5% ukupnog kapaciteta za upravljanje i održavanje mreže, prihvaća tipove pritoka iz postojeće telekomunikacijske mreže, iz PDH, te ostalih

formata, ima fleksibilnost prilagodbe na nove tipove usluga u budućnosti, jedinstven standard – oprema različitih proizvođača je kompatibilna.

MULTIPLEKSIRANJE (PDH I SDH)

7

Kod SDH se primjenjuje sinkrono multipleksiranje znak po znak s multipleksnim faktorom 4, s time da se multipleksiraju svi znakovi u okviru, oni u teretu i oni u zaglavlju. Zbog toga je struktura meltipleksiranog signala jednostavna. Okvir multipleksiranog signala sadrži točno 4 puta više elementarnih jedinica u odnosu na okvire pritoka. Informacije koje se pakiraju u okvir smještene su u virtualne spremnike manje ili veće veličine. Budući da spremnici koji se multipleksiraju dolaze iz različitih dijelova mreže, njihovi počeci nisu sinkronizirani. Da bi u multipleksiranom signalu svaki spremnik ostao u istom vremenskom intervalu u kojem je nastao koriste se pokazivači. Pokazivači su smješteni u zaglavlje dionice i pokazuju trenutak početka (kraja) spremnika u odnosu na početak okvira. Preduvjet svakog multipleksiranja je sinkronizacija ili poravnanje zaglavlja svih pritoka. Da bi se svi virtualni spremnici koje treba multipleksirati smjestili u strukturu s jedinstvenim zaglavljem, potrebno je preračunati vrijednosti pokazivača u pritocima, gdje su poćeci potpuno asinkroni. Pritoci s nižih razina digitalne hijerarhije, npr PDH, koji se multipleksiraju u SDH mogu biti u pleziokronom odnosu. Da bi se prilagodile brzine prijenosa te izbjegle pogreške klizanja, usklađuju se taktovi. Ovisno o tome je li brzina ulaznih podataka veća ili manja od frekvencije nosioca, vrši se negativno odnosno pozitivno podešavanje. Ako je ulazni niz brži od takta nosioca, smanjuje se vrijednost pokazivača na 3 znaka. U suprotnom, ako je ulazni niz sporiji, pokazivač se poveća tako da virtualni spremnik započinje kasnije.

MREŽA SDH

- sastoji se od SDH čvorova i grana. U čvoru SDH mreže spajaju se ili razdvajaju virtualni spremnici, ili se sastavni dijelovi niže razine multipleksiranja prospajaju pomoću digitalnog prospojnika odnosno add and drop multipleksora. U čvoru se formiraju okviri STM-N za raličitie odredišne čvorove u mreži ovisno o prometnim zahtjevima. Čvorovi u kojima se vrši multipleksiranje i grana između njih tvore multipleksnu dionicu odnosno transportni sustav. Virtualni spremnici koji se u čvoru trebaju prespojiti kao cjelina ostaju nepromijenjeni, a u STM-u se mijenja samo zaglavlje dionice. (Sve bitno nalazi se u zaglavljima).

OPTIČKI TRANSMISIJSKI SUSTAVI

Razvoj optičke transmisijske mreže potaknut je nizom razloga: tehnološki napredak komponenti za prijenos, komutaciju i procesiranje optičkog

signala, pad cijena fotoničkih komponenata, povećanje zahtjeva za raznolikošću telekomunikacijskih usluga, povećanje zahtjeva za fleksibilnošću, povećanje zahtjeva za rasploživošću, brzi porast prometa, zahtjevi za širokopojasnim uslugama.

Svojstva optičke mreže su: optička transparentnost na velikim udaljenostima, ogroman potencijalni transmisijski kapacitet,

8

mala učestalost pogreške, fleksibilnost u radu, integracija postojećih usluga.

Osnovne tehnologije i tehnike optičke mreže su: multipleksne tehnike, tehnologija svjetlovodne niti, tehnologije fotoničkih sustava i komponenti, transmisijska tehnika, komutacijska tehnika, obrada optičkog signala.

SVJETLOVODNA NIT

Osnovna izobličenja koja djeluju na optički signal pri prijenosu svjetlovodnom niti su prigušenje i disperzija.

Prigušenje je difinirano odnosom snaga ulaznog i izlaznog optičkog signala na optičkoj komponenti. Prigušenje ograničava domet optičkog signala. Svjetlovodne niti pokazale su se pogodnim za prijenos triju područja valnih duljina, odnosno triju „optičkih komunikacijskih prozora“.

Disperzija (raspršenje) optičkog signala je izobličenje u vremenskoj domeni i znači proširenje optičkog signala tijekom prijenosa svjetlovodnom niti. Posljedica disperzije je ograničenje brzine prijenosa, odnosno dometa, jer se povećanjem brzine prijenosa povećava upčestalost pogreške izazvana stapanjem impulsa zbog proširenja. Kromatska disperzija nastaje kao zbroj dvaju različitih efekata:

1. Materijalna disperzija nastaje zbog toga što brzina propagacije u sredstvu ovisi o indeksu loma. Budući da indeks loma ovisi o valnoj duljini, pojedini se dijelovi spektra optičkog signala šire kroz optičku nit različitim brzinama.

2. Valovodna disperzija proizlazi iz činjenice da optička energija moda propagira jezgrom niti, ali zalazi i u omotač.

OPTIČKA POJAČALA

Optički link za optički prijenos na veće udaljenosti osim optičkog predajnika i prijemnika sadrži optička pojačala i to:

Optička pojačala snage BOA koja se postavljaju nakon predajnika da bi snagu podigla na željenu razinu,

Linijska optička pojačala LOA koja se koriste za ompenzaciju gubitka optičke snage zbog prigušenja u optičkoj niti,

Optička predpojačala OPA koja trebaju pjačati signal prije optičkog prijemnika i na taj način podići njegovu osjetljivost.

Najučinkovitija i tehnološki najzrelija širokopojasna pojačala koja se danas koriste na optičkom linku su pojačala s erbijem dopiranom niti EDFA sa prednostima primjene: kompenziraju prigušenje niti, koriste veliki frekvencijski pojas (~30 nm) i istovremeno pojačavaju nekoliko kanala (multipleksiranih), što je pogodno za primjenu u valnom multipleksiranju WDM. Nedostatak EDFA, kao i drugih pojačala, je u tome što osim signala pojačavaju i razinu šuma, te dodaju signalu svoj dio šuma.

9

PRORAČUN OPTIČKOG LINKA - treba uzeti u obzir nekoliko faktora: snagu predajnika, prigušenje optičke niti i osjetljivost prijemnika. Duljina optičkog linka može se povećati podizanjem snage na izlazu predajnika. Međutim, snaga se može podići samo do granice linearnosti.

MULTIPLEKSIRANJE S VALNOM PODJELOM (WDM)(kod optičkih transmisijskih sustava)

- sastoji se od laserskih predajnika koji emitiraju optički signal na odabranim valnim duljinama razmaka S (span) i ukupne širine pojasa BW (bandwidth). Ukoliko se radi o sustavu s velikim brojem (gustoćom) valnih duljina, govori se o sustavu multipleksiranja s gustom podjelom valnih duljina (DWDM). Komunikacijski kanali iz električne domene moduliraju laserske modulatore na različitim valnim duljinama, koji se multipleksorom spregnu u zajedničku nit. Klasičan način demultipleksiranja sastoji se od postupka rasprezanja signala, kojim se optički WDM signal raspreže na n dijelova. Svaki od dijelova sadrži sve valne kanale, ali najmanje n puta manje snage. Konačno demultipleksiranje obavlja se pomoću optičkih filtera podešenih na pojedine valne duljine u multipleksiranom signalu. Svaki se valni kanal posebno pretvara u električni signal.

ARHITEKTURE TRANSMISIJSKIH MREŽA

Suvremena transmisijska mreža temelji se na digitalnom prijenosu i vremenskom multipleksiranju u elektičkoj domeni, valnom multipleksiranju u optičkoj domeni, te prostorno-vremenskom prospajanju. Osnovni elementi transmisijske mreže su: digitalni linkovi (elektički ili optički), uređaji za multipleksiranje i komutacijski elementi.

PRISTUPNE MREŽE

Pojavom širokopojasnih usluga (videokonferencija, telemedicina, učenje na daljinu, prijenos digitalnog TV signala, mrežne igre…) brzine računalnih komunikacija neprestano rastu te je sve češći problem zagušenja postojeće javne prijenosne mreže i sve veća potreba za povećanjem kapaciteta mreže do svakog korisnika. Kao moguća rješenja povećanja prijenosnog kapaciteta prema jednom ili grupi korisnika pojavljuju se napredne tehnologije pristupa i to:

Pristupne tehnologije po bakrenim paricama (DSL), Optičke pristupne tehnologije (FITL), Pristupne tehnologije preko koaksijalnog kabela ili tehnologije po optičkoj parici i

koaksijalnom kabelu (HFC), Bežične pristupne tehnologije (WLL).

U budućnosti se planira niz novih usluga vezanih za prijenos multimedijskih informacija preko interneta. Kako se radi o velikom broju različitih aplikacija postoji velika opasnost postojanja zatvorenih razvojnih platformi i nestandardnih rješenja. Stoga je orijentacija svih proizvođača usmjerena prema definiranju zajedničkih polazišta i standarda. Za nove usluge

10

najbitnije je da ne budu ovisne o pristupnoj tehnologiji, kao što je za svaku tehnologiju bitno da može prenositi bilo koju uslugu. Svaki model podijeljen je u nekoliko cjelina i to:

Korisnička mreža (mreža korisničkih uređaja – nekoliko računala povezanih u lokalnu mrežu),

Pristupna mreža (infrastruktura koja povezuje korisničku mrežu s mrežom telekomunikacijskog operatora),

Prijenosna mreža (javna mreža), Standardizirana sučelja između pojedinih nabrojanih cjelina.

PRIJENOSNI MEDIJI I MODULACIJSKE TEHNOLOGIJE

BAKRENA PARICA I NJENE KARAKTERISTIKE

Bakrena parica sastoji se od dvaju međusobno izoliranih i upredenih vodiča. Najčešće je veći broj bakrenih parica smješten unutar kabela i zaštićen zajedničkim omotačem. Bakrena parica dolazi u svoje dvije izvedbe, i to: oklopljena STP i neoklopljena UTP. UTP se najčešće koristi za telefonske instalacije i kbliranje u lokalnim računalnim mrežama zbog jednostavne instalacije i niske cijene ugradnje. Parica UTP nije imuna na elektromagnetska preslušavanja, što uključuje i preslušavanja između susjednih parica unutar jednog kabela. Radi smanjenja preslušavanja i poboljšanja karakteristika prijenosnog medija, parice se dodatno zaštićuju (oklapaju) metalnim plaštom.

KOAKSIJALNI KABEL

- najčešće se koristi kao prijenosni medij za analogne i digitalne uskopojasne i širokopojasne video aplikacije, kao i za digitalni prijenos podataka.PREDNOSTI I NEDOSTACI: Pokazuje dobra svojstva u pogledu elektromagnetskih zračenja (manje preslušavanje u usporedbi s bakrenom paricom). Koristi prijenosni frekvencijski pojas od 5 MHz do 2,2 GHz unutar kojeg su podržane prijenosne brzine do 1 Gbit/s. Nedostaci se očituju u relativno maloj savitljivosti, povećanoj dimenziji (promjer) i cijeni u usporedbi s bakrenom paricom.

Postoje još i optičke parice (spominjano u prethodnom tekstu).

PRISTUPNE TEHNOLOGIJE PO BAKRENIM PARICAMADSL TEHNOLOGIJE

DSL je skup prijenosnih tehnologija koje izlaze u susret korisničkim zahtjevima za sve većim brzinama prijenosa podataka. Sve DSL tehnologije iskorištavaju raspoloživi prijenosni spektar u bakrenim telefonskim linijama, koristeći napredne modulacijske tehnike za prijenos podataka velikim brzinama. Osnovna razlika između DSL tehnologija leži u njihovim brzinama prijenosa, dozvoljenim udaljenostima i vrsti usluge koju podržavaju.

PREDNOSTI DSL TEHNOLOGIJE

Koristi postojeće bakrene parice, Istodobno prenosi govorni i podatkovni promet,

11

Radi u postojećim mrežama, Osigurava privatnost i Jednostavno se ugrađuje.

ISDN

Uskopojasni ISDN (integreted services digital network) standardiziran krajem 1986. bio je prvi korak u integraciji govora i podataka i kao takav je zahtijevao digitalizaciju pretplatničke petlje. Ima prijenosnu brzinu 160Kbit/s. Signal se prenosi preko jedne parice između ISDN centrale i korisnika. Na krajevima parice nalaze se ISDN modemi.PREDNOSTI I NEDOSTACI ISDN – a: Prednosti koje donosi ISDN u odnosu na modeme koji rade u govornom frekvencijskom području (0-4 KHz) očituju se u povećanju prijenosne brzine s 33,6 i 56 kbit/s na 160 kbit/s, u istodobnoj podršci prijenosa podatkovnih i govornih usluga kao i u potpunoj digitalizaciji prijenosnog puta čime su izbjegnute analogno – digitalne pretvorbe. Loša strana je što kvaliteta signala u prijamu ovisi o stanju parice, njenoj duljini i izvedenim spojevima na njoj. Isto tako, prijenosni kapacitet koji se postiže ISDN tehnologijom nedostatan je za većinu sadašnjih, a pogotovo za neke buduće multimedijske usluge.

HDSL

- (high bit rate DSL) je prva DSL tehnologija i od svih DSL tehnologija ujedno i najraširenija. HDSL je razvijen 1991. i standardizaran je u Americi i Europi. Svaka od te dvije standardizacijske udruge definirala je vlastiti način izvedbe HDSL modema. Tehnologija HDSL koristi se za:

povezivanje korporacijskih mreža ili individualnih korisnika s pružateljima internetskih usluga, tj. s njihovim poslužiteljskim računalima,

podršku uslugama: video konferencija i učenje na daljinu, povezivanje baznih stanica bežičnih sustava sa središnjim operatorskim centrom.

Sva ograničenja koja su se pojavila kod prvih HDSL proizvoda ispravljena su u novoj generaciji HDSL2, koji definira prijenosnu tehniku koja omogućuje digitalni prijenos signala velike brzine preko jedne upredene parice.

MSDSL

Značenje kratice MSDSL (multirate symetric DSL) u našem jeziku bi se moglo opisati kao simetrična digitalna korisnička linija s više brzina prijenosa. Veliki novitet ove tehnologije u odnosu na druge tehnologije DSL je što dopušta mijenjanje brzine prijenosa, a samim tim i dometa, ovisno o korisnikovim potrebama.

ADSL

- (asymmetric digital subscriber line) je dio mrežne arhitekture kkoja malim korisnicima omogućuje korištenje širokopojasnih usluga, poput bržeg pristupa internetu, videa na zahtjev (VOD - video on demand), interaktivne trgovine, te raznih multimedijskih usluga.

12

Standardiziran je 1993.g. Razvijen je tako da iskoristi postojeću infrastrukturu bakrenih parica za prijenos telefonskog i podatkovnog prometa. Prijenos informacija izvodi se različitim brzinama prijenosa u odlaznom i dolaznom smjeru. U smjeru od korisnika (upload) brzine se kreću u rasponu od 16 kbit/s do 640 kbit/s, dok su u dolaznom smjeru (download) od 1,5 do 8 Mbit/s (realno 6,144 Mbit/s). Prijenos informacija izvodi se preko jedne parice, a podaci se na ADSL liniji multipleksiraju koristeći modulacijske tehnike. ADSL sustav koristi razdjelnik (splitter) za razdvajanje govornih i podatkovnih signala. Razdjelnik omogućuje prenošenje frekvencijskog pojasa širine 4 kHz "ispod" digitalnog pojasa na ADSL liniji. Na korisničkoj strani može biti instaliran odvojeno od ADSL modema ili integriran u ADSL modem. ADSL ima dva standarda, i to:

G.dmt standard ili full-rate i G. Lite standard, često nazivan i splitterless ADSL.

G.Lite nema razdjelnika između POTS uređaja (telefon, fax) i G.Lite modema, nego mikrofiltar koji instalira sam korisnik. Brzine podržane ugradnjom G.Lite modema ne ovise samo o duljini pretplatničke linije (od centrle do korisnika), nego i o karakteristikama parice i POTS uređaja.

USPOREDBA TEHNOLOGIJA G.dmt i G.Lite

Vidljivo je da su osnovne razlike u brzini prijenosa, koja je veća kod ADSL-a s maksimalnom prijenosnom brzinom (full-rate) nego kod korisničke verzije G.Lite (8 Mbit/s naprama 1.5 Mbit/s za dolazni smjer, 640 kbit/s naprama 512 kbit/s za odlazni smjer). Brzina prijenosa ovisi o udaljenosti od centrale i veća je kod tehnologije G.Lite. Unatoč smanjenoj brzini, G.Lite modem ipak predstavlja napredak u odnosu na danas najbrže analogne modeme brzine 56 kbit/s, tako da su prednosti tehnologije G.Lite kod malih korisnika izraženije. Jedna od njih je jednostavna instalacija ADSL G.Lite modema jer ne koristi razdjelnik (splitterless). Instalacija G.dmt modema zahtijeva dodatno ožičenje, što znatno povećava troškove ugradnje. Upravo se zato korištenje razdjelnika, uz malu udaljenost od centrale, smatra osnovnim nedostacima pristupne tehnologije G.dmt. Obje tehnologije koriste modulacijsku tehniku DMT za multipleksiranje informacija na ADSL liniju, no spektar koji ona obuhvaća je različit. Uži spektar kod standarda G.Lite utječe na broj kanala namijenjenih za prijenos informacija, a logična posljedica toga je smanjena brzina prijenosa informacija. U oba slučaja odlazni kanali nalaze se na nižim frekvencijama prijenosnog spektra ADSL-a. Glavni razlozi za to su manje gušenje signala na nižim frekvencijama (korisnikov signal je manje snage), te manje preslušavanje.

PRISTUPNE TEHNOLOGIJE PREKO KOAKSIJALNOG KABELA

Dok se DSL tehnologije razvijaju na infrastrukturi telefonske mreže, pristupna mreža na koaksijalnom i optičkom kabelu (HFC - hybrid fiber coax) i mreža komutiranih video usluga

13

(SDV - switched digital video) za osnovicu koriste mrežu kabelske televizije (CATV - community access television). Zbog velike širine raspoloživog pojasa prijenosa koaksijalnog kabela, HFC se koristi za distribuciju analognog i digitalnog signala i služi kao prijelazna osnova za potpuno optičke digitalne mreže. SDV se razvije kao logičan korak u trendu pomicanja optičkog vlakna od temeljne mreže sve bliže korisniku ( zbog velikog kapaciteta optičkog vlakna koje zadovoljava zahtjeve za širokopojasnim uslugama). Dok se veći dio mreže izvodi pomoću optičkih vlakana, posljednja etapa veze do korisnika još nije izvedena u toj tehnologiji već se koristi bakrena parica i koaksijalni kabel.

BEŽIČNE PRISTUPNE TEHNOLOGIJE

Primjena bežične prijenosne tehnologije u pristupnoj mreži, u usporedbi s DSL-om ili korištenjem infrastrukture kabelske televizije, jeftino je i isplativo rješenje koje korisnicima osigurava pristup u javnu mrežu velikim brzinama. Glavne odlike bežične prijenosne tehnologije su veliki doseg signala, rad u optimalnom frekvencijskom području i velike prijenosne brzine. Prema opsegu pokrivanja, bežične pristupne tehnologije dijele se na:

MMDS (multichannel multipoint distribution systems) - pokrivanje područja promjera do 70 km,

LMDS (local multipoint distribution system) - ćelijsko pokrivanje područja promjera do 5 km,

DBS (direct broadcast satellite) - pokrivanje velikih područja preko satelita.

ARHITEKTURA DBS - SATELITSKI SUSTAVI

- kao poseban oblik bežičnih tehnologija, koriste se za prijenos širokopojasnih usluga u pristupnoj mreži. Satelitski sustavi dijele se prema načinu prijenosa, na satelitske sustave za linkove tipa "od točke do točke" u kojima satelit osigurava link između dvije zemaljske stanice i na satelitske sustave koji osiguravaju veze od zemaljske stanice do više korisnika, tzv. DBS sustavi. Prijenos podatkovnih usluga putem satelitskih sustava može se izvoditi na dva načina. Prvi, kod kojeg se za dolazni smjer (od pružatelja internetskih usluga prema korisniku) koristi satelitski link, dok se kao odlazni smjer (prema pružatelju internetskih usluga) koristi modemska veza ili birani (dial-up) sustavi, i drugi, koji za odlazni i dolazni smjer koristi satelitski link. Najčešće se koriste niskoorbitalni (LEO - low earth orbit) i srednjeorbitalni (MEO - middle earth orbit) satelitski sustavi, za razliku od stacionarnih satelitskih sustava (GEO - geosynchronous earth orbit), iz razloga što imaju manje kašnjenje na linku i što za dvosmjernu komunikaciju ne zahtijevaju predajnike velike odašiljačke snage. DBS sustavi najviše se ikoriste za prijenos televizijske slike visoke kvalitete i pružanje usluge "video na zahtjev". Optimalni frekvencijski pojas prijenosa signala za satelitske sustave je između 1 i 10 GHz. Signali ispod 1 GHz su pod utjecajem različitih izvora smetnji, kao što su galaktički, svjetlosni i atmosferski šum, kao i šum iz različitih zemaljskih elektroničkih uređaja, dok su signali iznad 10 GHz prigušeni uslijed atmosferske apsorpcije.

PREDNOSTI I NEDOSTACI DBS ARHITEKTURE

14

Jedna od glavnih prednosti satelitskih sustava je što pokrivaju veliko zemljopisno područje. S druge strane, satelitski sustavi susreću se s nizom tehničkih problema kao što su sunčev i gravitacijski utjecaj, propagacijsko kašnjenje, itd.

LOKALNA MREŽA

LAN (local area network) je komunikacijska mreža koja međusobno povezuje raznovrsne krajnje uređaje (data terminal equipment - DTE) unutar ograničenog područja i omogućuje razmjenu informacija između tih uređaja. Za krajnje uređaje kao što su osobna računala, prijenosna računala i radne stanice, obično se koristi generički naziv stanica. Osnovna obilježja lokalnih mreža su sljedeća:

LAN je najčešće instaliran unutar jedne zgrade ili unjutar skupine zgrada na ograničenom području - to je osnovni razlog zašto se u nazivu takve mreže koristi pridjev lokalna,

broj krajnjih uređaja spjenih u LAN je ogrničen, pri čemu se ograničenje kreće u rasponu od nekoliko desetaka do nekoliko stotina krajnjih urešđaja u jednoj lokalnoj mreži,

LAN je obično u vlasništvu jedne organizacije, koja je ujedno i vlasnik mrežnih uređaja međusobno povezanih tim LAN-om,

u lokalnim mrežama se u pravilu koriste velike prijenosne brzine (kreću se u rasponu od 1 Mbit/s do 1 Gbit/s.

15