Transmisia datelor
Medii de transmisie. Retele de comunicare
Telecomunicatiile moderne presupun transmisia rapida si exacta a unui volum mare de date. Telefonul, patentat in 1877 de Alexander Graham Bell a fost doar inceputul comunicarii la distanta in timp real.
Transmisia de date se face prin diverse medii (cablu, radio, satelit) sub forma de impulsuri luminoase sau impulsuri electrice, (prezenta unui impuls reprezentand valoarea "1" iar absenta lui valoarea "0") prin unde sau curent electric alternativ.
Aparitia si dezvoltarea tehnologiei de comunicare prin folosirea fibrelor (cablurilor) optice a dus la o extindere globala a retelelor de comunicare.
Se pot transmite simultan mai multe conversatii, pe acelasi cablu. Semnalele electrice analoage provenite de la un telefon sunt citite de 400 de ori pe secunda si sunt convertite in semnale digitale pe 8 biti.
Semnalele digitale sunt multiplexate pentru transmisia simultana a mai multor semnale si transportate spre centrale telefonice prin cabluri de cupru pe distante mici si prin cabluri optice de mare capacitate pe distante mari. In cazul centralelelor pentru mobile apelul telefonic poate fi transmis pe distante mari prin radio (prin legaturi de microude terestre) sau prin satelit (prin frecvente de microunde).
1. Tipuri de semnale:
in functie de sursa de generare
- semnal analog (sursa de curent electric)
- semnal digital (circuite electrice)
- impulsuri luminoase (laser, fotodioda)
Datele pot fi transmise sub forma de:
- curent electric alternativ
- impulsuri luminoase
- impulsuri electrice
- semnale digitale
- unde radio (microunde)
Undele radio se întind pe o bandă largă de frecvente. De exemplu, undele de radio FM obisnuite sunt emise în "banda vest" - CCIR (88-108 MHz) si "banda est" - OIRT (65-74 MHz).
2. Medii de transmisie
A. Transmisa prin cablu
Cablurile de transmisie a informatiilor se diferentiaza prin tipul de semnal pe care-l transporta. Punctele forte ale cablurilor sunt: viteza de transmisie, latimea de banda si distanta pe care se face transmisia de date fara atenuari sau erori.
Latimea de banda este o caracteristica a cablurilor si reprezinta cantitatea de informatie pe care o poate transmite.
Tipuri de cabluri:
- coaxial- UTP
- fibra optica
Cablul coaxial este realizat dintr-un miez de cupru prin care se face transportul informatiei si care este inconjurat de o impletitura de cupru pentru protectia interferentelor, canale separate prin straturi izolante. Poate transporta informatie digitala sau analoaga. Miezul de cupru este unul din cei mai buni conductori.
Este folosit in reteaua de telefonie , calculatoare, televiziunea prin cablu si la transmisia semnalelor TV.
Semnalul digital sau curentul electric alternativ este transmis prin miezul de cupru.
Cablurile UTP
Cablurile UTP sunt folosite pentru transportul informatiilor digitale si sunt realizate din 4 perechi de cabluri rasucite cate 2 si acoperite cu un invelis protector. Doua perechi sunt folosite pentru conectarea in retea a PC-urilor iar celelate doua perechi pentru reteaua de telefonie ceea ce de altfel este unul din avantajele folosirii lor. Este folosit la conectarea PC-urilor in retele locale, deci pentru distante nu foarte mari.
Fibra optica
Sunt realizate din 2 straturi de sticla pura sau plastic, protejate de un invelis de plastic. Semnalele de lumina (impulsurile luminoase) sunt transmise prin miezul de sticla, stratul exterior avand rol dee reflexie a impulsurilor in interiorul fibrei.
Ca sursa de lumina este folosit laserul. Fibrele optice sunt prinse intr-un un manunchi in jurul unui miez rezistent la indoiri care are rol de protectie la solicitari externe ale cablului.
Lumina se propaga mai repede si este atenuata mai putin decat curentul electric.
exista trei tipuri de fibra optica in functie de distanta de transmisie.
1. Fibra mod unic (Single mod)
Semnalul luminos produs de laser este transmis de-a lungul axei miexului. se utilizeaza pe distante mari.
2. Fibra multimod (graded-index)
Datorita densitatii diferite in miezintre margini si mijloc, impulsul luminos din centru e mai incet decat cel de la margine astfel incat el va ajunge in acelasi timp la receptor cu semnalul de la margini chiar daca parcurge drumul cel mai scurt. Sursa de lumina este o fotodioda (LED). Se utilizeaza pentru retelele locale (LAN) deoarece pe distante foarte mari impulsul se lateste si devine difuz, pierzand astfel din intensitate (apar erori).
3. Fibra multimod (step-index)
Aceasta fibra are un miez lat si semnalul luminos este transmis pe mai multe cai de lumina care variaza in lungime. Sursa de lumina este fotodioda sau un laserul. este utilizat doar pe distante mici de exemplu la tuburile endoscopice.
Pentru a intinde cablurile optice pe fundul oceanelor pana la 1000m sub nivelul marii se folosesc vehicule telecomandate. In mare ele se ingroapa in santuri adanci de 3m pentru a fi protejate de miscarile seismice sau de curentii de adancime.
Multiplexarea este folosita pentru a mari latimea de banda deci pentru a creste cantitatea de date transmisa. Secventele de date sunt transmise intercalat printr-un singur cablu pentru a forma un semnal complex si apoi sunt separate la iesirea cablului. Pentru a transmite mai multe date pe acelasi semnal se foloseste multiplexarea cu divizare de timp TDM sau cu divizare de frecventa (FDM)
B. Transmisia radio
În primii ani de dezvoltare, comunicatiile radio au fost numite telegrafie sau telefonie fara fir, expresii care au fost înlocuite cu termenul generic radio. In realizarea unei transmisii radio (radiocomunicatie) intervin două tipuri de echipamente. Primul este echipamentul de emisie, care are rolul de a emite in eter informatia utilă. Sunetul (unda mecanica) produs prin vorbire sau alta sursa este transformat in semnal electric cu ajutorul unui microfon, semnalul fiind foarte slab este amplificat cu un amplificator, iar apoi semnalul este directionat catre un modulator . Aici este suprapus peste o unda radio purtatoare provenita de la un oscilator local. Din acest etaj, semnalul este injectat în etajul de radiofrecventă si apoi direct în antenă.
După ce semnalul a fost astfel transformat in radiatie electromagnetică, intrevine al doilea tip de echipament, cel mai cunoscut, si anume echipamentul de receptie sau mai pe scurt radioul. Aici, semnalul captat de antena receptorului, este demodulat, si apoi transmis unui amplificator de joasă frecventă. Difuzorul este ultimul element care mai intervine între radioreceptor si urechea umană.
Modularea reprezinta modelarea undelor radio de catre semnalul sonor sau de imagine. Prin urmare undele radio poarta semnalele sonore si imaginile. După tipul de modulatie al undei electromagnetice, întâlnim doua tipuri de modulatie. Acestă frecventă modulatoare este asigurată de oscilatorul local al echipamentului din care face parte. Întâlnim modulatia în amplitudine AM, si modulatia în frecventă FM. Descarcarile electrice si zgomotul diminueaza amplitudinea semnalelor insa nu le modifica frecventa. Ca urmare undele FM au latimea de banda mai mare decat cele AM.
Frecventa este măsura numărului de repetări ale unui fenomen periodic în unitatea de timp. Unitatea de masura pentru frecventa este hertz-ul Hz. O frecventă de 1 Hz corespunde unei perioade de repetare de o secunda. De exemplu, putem spune că o ciocănitoare care bate cu ciocul în scoarta unui copac de 5 ori pe secundă produce un sunet cu o frecventă de 5 Hz.
Undele radio se întind pe o bandă largă de frecvente. De exemplu, undele de radio FM obisnuite sunt emise în "banda vest" - CCIR (88-108 MHz) si "banda est" - OIRT (65-74 MHz).
VHF sunt unde FM cu frecventa intre 30-300MHzn si merg doar in linie dreapta de aceea se folosesc numai pe distante mici.
Undele sunt reflectate de suprafete, cladiri, dealuri, etc. astfel încat un receptor poate primi simultan transmisii în aceasi latime de banda, care au parcurs drumuri diferite. Aceasta provoaca interferente care distorsioneaza sunetul. Transmisiile digitale rezolva aceasta problema prin codificarea semnalului astfel încat receptorul îl poate reconstitui chiar daca exista interferente.
Undele radio sunt folosite pentru comuunicarea intre retele de calculatoare prin folosirea tehnologiei wireless.
C. Transmisia prin satelit
Satelitii artificiali folositi pentru comunicatii sunt nave robotice care sunt lansate în spatiu si orbitează în jurul Pământului pe o orbita fixa. Comunicarea prin satelit foloseste microundele pentru preluarea si transmiterea informatiilor.
Microundele sunt unde Hertziene a căror lungime este cuprinsă între 1 mm (300 GHz) si 1 m (0,3 GHz).
 |
 |
Orbita geostationara a unui satelit artificial.
Satelitii sunt folositi deasemenea si pentru aplicatii mobile, comunicarea pentru echipamentele navale, vehicule, avioane, semnale TV , pentru aplicatii si tehnologii pentru care comunicarea prin cablu este impracticabila sau imposibila.