SIDE (IRT 3930) Loeng 2/2012 Sidevõrgud ja süsteemid Teema - signaalid Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avots@lr.ttu.ee 41
Sõnumiülekanne Sõnumit kantakse üle signaalina Sõnumi vastuvõtuks peab signaal olema eristatav Vastuvõtt kasutab signaalitöötlust In the fields of communications, signal processing, and in electrical engineering more generally, a signal is any time-varying or spatial-varying quantity. Wikipedia 42
Ühenduvuse tagamine Teenuse pakkuja Teenuste kihid Ühenduvuse (connectivity) kihid USI UNI Teenuse tarbija Võrguühendus 43
Digitaalse ülekande seadmed Online versus Offline (salvestatud) Serverid Võrk Vastuvõtja Meediaseadmed 44
Tuum ja juurdepääs (access) Common Core Network Multi-service User Terminal Basic Access Network 45
Sidesüsteem Signaal Saatja Vastu- võtja Signaali hinnang Saatja peab arvestama vastuvõtutingimusi (ka teisi saatjaid) Kanal 46
Sidekanalit mõjutavad X X X + + Multiplikatiivne mõjutus Aditiivne müra 47
Arvutiside sõnum (pakett) 48
Telefoniside 49
Analog versus Digital Analoogsignaal Continuous-time continuous-valued signals Most signals in nature are analog Digita(a)lsignaal Discrete-time discrete-valued signals Signals stored in computers are digital, in binary format x(t) x[n] Analog Signal t, x( t) t Digital Signal n, x[ n] n 50
Time/Frequency Domains (maailm) Signal Time domain: waveform, signal duration, Frequency domain: sinusoidal components, relative amplitudes and phases 44
Signaali meetrika (mõõtmine) https://ccrma.stanford.edu/~jos/st/signal_metrics.ht ml Signaali hetkvõimsus f(t) 2 Complex signal: f(t) 2 = f(t) f * (t) Real-valued signal: f(t) 2 = f 2 (t) Example: f(t) is a voltage across a 1- resistor Energy of signal, f(t) Energy dissipated when voltage f(t) is applied to 1 resistor 52
Andmeside (+protokoll) Data Data Data Data Data Data link layer 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 Physical layer 53
IP rõngas 54
Protokollipäis Demuxing väli Selgitab, kuidas andmestikku kasutada ( kõrgema prokolli poolt) Length pikkuse väli või delimiter Kas päise või kogupaketti kohta Päise vorming on kas text (HTTP, SMTP) või siis binary (IP, TCP, Ethernet) 55
Signaalikujud Continuous-Amplitude Discrete-Amplitude Continuous -Time (Space) Discrete -Time (Space) x(t) t Local telephone, cassette-tape recording & playback, phonograph, photograph x[n] n Switched capacitor filter, speech storage chip, half-tone photography x(t) x[n] telegraph n CD, DVD, cellular phones, digital camera & camcorder, digital television, inkjet printer t 56
Multi-Dimensional Digital Signals Images: 2-D digital signals pixel or pel black p=0 gray p=128 colors: combination of RGB white p=255 Video Sequences: 3-D digital signals, a collection of 2-D images called frames y t x 57
Digitaliseerimine analoogsignaal digitaalsed andmed 1010001011100 So difficult to write! 58
Digisignaal & müra 59
Shannoni valem C S w ld 1 N w sagedusriba, f max -f min S/N signaal-müra suhe 60
Helisignaalid ja sagedused Human Auditory System 20Hz-20kHz 0 10k 20k FM Radio Signals 100Hz-12kHz 0 10k 20k AM Radio Signals 100Hz-5kHz 0 10k 20k f (Hz) f (Hz) f (Hz) Telephone Speech fmax 3.4kHz fsampling 6. 8kHz 300Hz-3.4kHz f (Hz) 0 10k 20k 61
Palju baite vs vähe baite 33011 bytes (33) 25239 bytes (30) 17179 bytes (27) 9265 bytes (24) 7042 bytes (21) 4819 bytes (18) 2617 bytes (15) 2006 bytes (12) 1393 bytes (9) 793 bytes (6) 447 bytes (3) 227 bytes (1) PromethOS: A Dynamically Extensible Router Architecture Supporting... Explicit Routing IWAN 2002. Ralph Keller. Computer Engineering and Networks Laboratory.... 62
Teenuse kvaliteet (QoS) 63
Muutused kaader: MULTIMEEDIAVOOST 1 2 4 8 64
Signaali taastamine t t 65
Mürade mõju 66
Digitaal- ja analoogsignaali edastus regenereerimine t t t võimendamine t 67
e ribalaius Kanal Andmeülekanne analoogtelefonikanalis (a/b) liides Kaks üheaegset telefonikõnet ISDN abonentliideses ADSL abonendiliides Ethernet (100 Mbit/s) Ribalaius 3100 Hz ~50 khz ~1000 khz 50 MHz 68
Raadiokanali viited Juurdepääsuviide 150 ms Täna 100 ms Wi. 30-50 ms OOTUS 69
OFDM f Kaitsealad Δf Ortogonaalsed, kui Δf=1/Ts f 70
Ad-hoc On iseseadistuv võrk, kus seadmed käituvad ruuteritena ning võivad oma asukohta ruumis muuta. 71
Kaabelmodemi kanalijaotus DOCSIS DOCSIS - Data Over Cable Service Interface Specification EuroDOCSIS Standardi kohandus Euroopa kaabellevi nõuetele vastavaks 72
Bitikiirus ja häirekindlus R kb/s 20 15 10 CS-1 5 20 15 10 5 C/I db 73
Signaali võimsus... 1 W 10-6 W 1000 m 74
Rahakulu ja katteala 75
TELE_VISIOON! 76
Multimedia over IP Broadband Access VoIP VLANs TDMoIP MPLS HELP! IP Services IPTV Cost Network Manager Softphone QoS Triple Play PoE Evolutionary or Revolutionary? Security 77
1 Mbit/sekundis...piir... 78
Tootjahuvi Erilahendus WiMAX advocates Intel Motorola Nortel Huawei Samsung Fujitsu Alcatel- Lucent Qualcomm Cisco ZTE NEC Siemens Nokia Ericsson Üldlahendus 3G advocates 79
Lõpulingid (2) http://en.wikipedia.org/wiki/signal_(electrical_engineering) http://ru.wikipedia.org/wiki/%d0%a1%d0%b8%d0%b3%d 0%BD%D0%B0%D0%BB_(%D1%82%D0%B5%D1%85 %D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0) http://de.wikipedia.org/wiki/elektrisches_signal http://www.gsmworld.com/ http://en.wikipedia.org/wiki/analog_signal http://en.wikipedia.org/wiki/analog_to_digital_converter http://www.top500.org/ 80