Download
1 / 27
330 likes | 681 Views
תקשורת נתונים. המצגת נכתבה ועוצבה ע”י בילו שבתאי והיא מבוססות על תוכנית הלימודים החדשה בתקשורת נתונים ינואר 1999.
E N D
תקשורת נתונים המצגת נכתבה ועוצבה ע”י בילו שבתאי והיא מבוססות על תוכנית הלימודים החדשה בתקשורת נתונים ינואר 1999 אין לשכפל, להעתיק, להקליט, לתרגם, לאחסן, מאגר מידע, לשדר או להקליט בכל דרך ובכל אמצעי אלקטרוני, אופטי או מכני או אחר - כל חלק שהוא מהמצגת. בין אם לשימוש פנימי או לשימוש מסחרי. כל שימוש החורג מציטוט קטעים קצרים במסגרת של ביקורת ספרותית, אסור בהחלט, אלא בהרשאה מפורשת בכתב מכותב המצגת.
תקשורת נתונים ראשי פרקים • מבוא • מודלOSI • פרוטוקולים של רשתות מקומיות • רשתות תקשורת מרחביות • ממשקים למערכת הטלפונים • רשת תקשורת מקומית • רשת תקשורת עולמית • רשתות תקשורת אלחוטית/סלולרית/לווינים
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מבוא חלקא’ ראשי פרקים • סוגי רשתות- הפצה, מיתוג, טופולוגיה • פרוטוקולים- OSI, TCP/IP • אפנון אותות- AM, FM, PM • ריבוב- TDM, FDM • אפנון- PCM
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מושגים בתקשורת נתונים • תקשורת נתונים - העברת מידע בין שני גורמים או יותר. • אות - המידע (הנתונים) מתורגמים לאותותחשמלים/אופטיים. • תווך - “החוט” בו מתפשטים האותות (מועברים חשמלית/אופטית). • קידוד - שיטת תרגום המידע (הנתונים האלקטרונים) לאותות חשמליים. • משדר - מכשיר הממיר את המידע ומשלח את האותות לרשת התקשורת. • מקלט- מכשיר המקבל את המידע וממיר אותו לצורך עיבוד.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מושגים בתקשורת נתונים • תקשורת אלקטרונית - העברה אלקטרונית חשמלית של נתונים. • מודם - ממיר אותות אנלוגיים לדיגיטליים ולהפך לשידור וקליטת מידע. • רשת תקשורת מחשבים - מערכת מחשבים המחוברים ומשתפים מידע. • מודל שרת-לקוח - רשת מבוססת שרת המספק שירותי מחשוב ללקוחות. • יישום תקשורת - תוכנת תקשורת המאפשרת ניצול שירותי הרשת. • דואר אלקטרוני - יישום לשליחת וקבלת הודעות ומסמכים אלקטרונית.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים תיאור של מערכת תקשורת • ממקור המידע יוצא המידע לכיוון המשדר, ממנו, לאחר המרה של הנתונים, הופך המידע המומר לאותות ומתפשט אלקטרונית בתווך עד הגיעו למקלט, שם הוא מתורגם למידע ומומר לסימנים ברי ייצוג עבור היעד. • תקשורת היא העברת מידע, מחייבת שני מחשבים או יותר, המידע מועבר באמצעות אותות על גבי תווכים. • בכל מערכת תקשורת קיימים: מעבדי מידע, משדר/מקלט ותווך פיזי/אלחוטי. אות מקור המידע משדר מקלט יעד המידע תווך מידע מידע
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מטרות מערכת תקשורת 1. שיתוף במידע - נגישות וחשיפה למידע מרוחק, איתור ואחזור מידע מבוקש. 2. שיתוף במשאבי מחשוב - יכולת מחשוב של מחשבי-על ניתנת לכל מתחבר בכל מקום, תוך כדי מתן אישור לעיבוד מידע מרחוק. 3. שיפור התקשורת הבין-אישית - מאפשרת קיום שיחות, דיונים, ישיבות עם משתתפים המרוחקים זה מזה מרחק רב ומשלוח דברי דואר אלקטרוניים. דוגמאות: 1. רשת תקשורת מקומית בארגון. 2. הזמנת ציוד מרחוק. 3. שיטוט וגלישה באינטרנט. 4. העברת קבצים. 5. דואר אלקטרוני. 6. קבוצות דיון. 7. בידור- מוסיקה וסרטים.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים סוגי רשתות א.רשתות הפצה 1. בעלות ערוץ אחד המשותף לכל המחשבים המחוברים לרשת. 2. כל מחשבי הרשת מקבלים את כל ההודעות בשוויון מלא. 3. בעלות אופי מקומי, אולם יש יוצאות מהכלל כרשתות לוויינים. 4. קיים בהן ניהול ערוץ משותף. תחנהא’ תחנה ב’ תחנהג’ תחנה ד’ ערוץ משותף תחנה ז’ תחנהו’ תחנהה’
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים סוגי רשתות ב. רשתות מיתוג 1. מבוססות על ערוץנל”ן - נקודה לנקודה. 2. מעבר הנתונים והמידע נעשה בין שני מחשבים בלבד. 3. מורכבות מזוגות רבות של מחשבים. 4. כוללות צומתי מיתוג -מספר ערוציםהממתגים את המידע למחשבי היעד. 5. שני סוגי מחשבים - מחשבי קצה/מחשבים מארחים ומחשבי מיתוג לצמתים. 6. להעברת המידע מתבצע תהליך ניתוב המעביר את הנתונים מצומת לצומת.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים סוגי רשתות ג. טופולוגיה קיימות דרכים רבות להצגת החיבור בין מחשבים ליצירת רשת תקשורת, כל דרך כזו נקראת טופולוגיה - תאור איורי של אופן חיבור המחשבים ברשת. הטופולוגיות הנפוצות ביותר ברשתות הפצה: 1. פס- כל מחשבי הרשת מחוברים לערוץ הפצה תקשורתי אחד. 2.טבעת- כל מחשבי הרשת מחוברים “במעגל” כאשר המידע נע במחזוריות בתוך המעגל. מחשב קצה טבעת פס מחשב קצה
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים סוגי רשתות הטופולוגיות הנפוצות ביותר ברשתות מיתוג: 1.כוכב- כל המחשבים מחוברים לצומת מיתוג מרכזי אחד. 2. טבעת- המחשבים מחוברים אחד לשכנו בערוץנל”ן ויחדיו יוצרים מעגל סגור. 3.עץ- מספר ערוצים המחוברים יחדיו ומסתעפים כענפי עץ. 4. לא מוגדר - חיבור עצמאי בלתי מוגדר. כוכב עץ טבעת לא מוגדר
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מבנה רשתות מקומיות • סווג הרשת - רשת שוויונית. • יחסי גומלין - רשת מבוססת מודל שרת לקוח. • חומרה: תחנות עבודה, כרטיסי תקשורת, ערוץ תקשורת, ציוד היקפי לתגבור אותות, משחזרים, נתבים, צומתי מיתוג. • תוכנה: מערכת הפעלה, שירותי טיפול בקבצים, שירותי הדפסה, שירותי הודעות, שירותי יישומים, שירותי ניהול רשת.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מבנה רשתות מקומיות יתרונות: 1. חיסכון כלכלי - עלות חומרה, תוכנה והוצאות תחזוקה נמוכות יחסית. 2. גמישות- פריסת כוח חישוב ושיתוף נוח במידע. 3. התאמת כוח החישוב לצורכי הארגון - שיתוף במשאבים ושיפור התקשורת. 4. זמינות התוכנות -השוק מוצף בתוכנות לרשת, מחירן זול יחסית. 5. אמינות- חומרת ותוכנת הרשתות המקומיות נחשבות אמינות ביותר.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים פרוטוקולים • פרוטוקול - שפה משותפת או הסכם ותקנון בין הצדדים המעורבים בתקשורת, תפקידו העיקרי להסדיר את העברת המידע בין הצדדים המתקשרים. • חלוקה לשכבות - על מנת להפחית את העומס במערכות התקשורת נהוג לחלק את פעילות פרוטוקול התקשורת לשכבות, כל שכבה אחראית על טיפול בפונקציות מסוימות.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים פרוטוקולים ארכיטקטורה של מערכת תקשורת: 1. רמת התהליכים - טיפול ואחריות על תוכנת התקשורת במחשבים. 2. רמת המחשבים - טיפול בכתובות למשלוח, ותהליכי מוכנות לקבלת מידע ושליחתו. 3. רמת הרשת - טיפול בניתוב המידע, ניהול צומתי מיתוג, ניווט המידע ובקרת עומס. 4. רמת הערוץ - שמירת תוכן המידע בערוץ, בדיקת שיבושים, התגברות על רעשים. 5. רמת האותות - העברה פיזית של האותות, קידוד הנתונים, אפנון וגילוי, סנכרון.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים פרוטוקולים OSI - מודל המערכות הפתוחותOpen System Interconnectionמימוש אפשרויות הידברות הדדית עם מערכות דומות אחרות כולל החלפת מידע, ללא צורך בהמרות. השכבות: 1.פיזית- טיפול באותות. 2. ערוץ- טיפול בערוף התקשורת. 3.רשת- טיפול ברשת התקשורת. 4. תובלה - טיפול בתעבורת המידע. 5. שיחה - טיפול במתן אפשרות לקיום שיחה. 6. ייצוג - טיפול בייצוג הנתונים במחשב. 7. יישום - טיפול בהפעלת היישום. היישום היישום הייצוג הייצוג השיחה השיחה התובלה התובלה הרשת הרשת הערוץ הערוץ הפיזית הפיזית
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים פרוטוקולים TCP/IP- פותח כחלק מרשת האינטרנט, מבוסס על הרעיון כי השכבה התחתונה ביותר היא שכבת הרשת, אין בפרוטוקול שכבת הערוץ כמו ב- OSI ולכן הוא אינו כולל שכבות כערוץ ופיזית. השכבות: 1. מישק הרשת - תיאום וגישור בין רשתות שונות המרכיבות את רשת-העל. 2. רשת-העל - מחברת את רשתות האינטרנט ומטפלת בהעברת מברקי ה- IP. 3. תובלה - אחראית על אמינות המידע המועבר ופירוק והרכבת מברקיIP. 4. יישום - אחראית על קבצים, טיפול בדואר וכניסה למחשבים מרוחקים. IP יישום יישום פרוטוקול רשת 2 פרוטוקול רשת 1 תובלה תובלה מישק הרשת מישק הרשת פרוטוקול רשת רשת-העל רשת-העל פרוטוקול רשת
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים מבוא חלק ב’ שיטות שידור • אפנון וגילוי - Modulation And Demodulation • אפנון תדר- FM • אפנון משרעת - AM • אפנון מופע - PM • אפנון משולב - QAM • אפנון גל דיגיטלי • אפנוןוריבוב חלוקת תדר - FDM • אפנון ריבוב חלוקת זמן - TDM • אפנון קוד דפקים - PCM
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון וגילוי - Modulation And Demodulation • הולכת קול דורשת אנרגיה, שינוי האנרגיה האלקטרונית נקרא אפנון. אות נישא בערוץ וברשת על גבי גל נושא ובהגיעו ליעד הגל הנושא מורד ונשאר האות. • האפנון מתחיל באות בעל מתח המשנה את רמתו בקצב קבוע (תדר) התוצאה היא גל סינוס. גל הסינוס בעל משרעת מקסימאלית קבועה ואורך גל קבוע, אורך הגל מתבטא בתדירות. • המאפנן הנמצא במקור המידע יוצר את הגל האנלוגי והמגלה הנמצא ביעד מסנן ממנו את הגל הנושא וחושף רק את הנתונים. אותות נתונים ואותות קוליים מורכבים על הגל הנושא בשני אופנים: 1. תחום התדירות של האות - השתנות האות ביחס למחזוריות ולתדירות שלו. 2. תחום הזמן של האות - השתנות האות ביחס לאורך זמן התפשטות האות החשמלי. גל נושא אות מידע מאפנן משדר מקלט גלאי אות מידע
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון תדר- FM • משרעת קבועה. • תדירות משתנה. • גל נושא בעל תדירות גבוהה/גל מידע בעל תדירות נמוכה. • הגל המורכב מגל מידע וגל נושא הוא בעל תדירות משתנה. • דורש רוחב פס רחב בגלל תחום התדירויות הנדרש לביצוע האפנון. • יעיל לשידורי רדיו (סטריאו) והעברת מידעבמודמיFM. • מתאים לשידורים למרחקים ארוכים (עשרות ק”מ). • מחייב קו ראייה בין אנטנת שידור לאנטנת קליטה.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון משרעת- AM • משרעת משתנה. • תדירות קבועה. • לגל הנושא תדירות גבוהה מזו של גל המידע. • המשרעת של הגל המורכב מהגל הנושא וגל המידע משתנהבמסגרת גבולותיה. • קל מאוד ליישום. • נפוץ בשידורי רדיו. • רגיש לרעשים ולהפרעות תקשורת. • מתאים לשידור למרחקים קצרים (עד ק”מ). • פשוט לתפעול, תחזוקה אך אמינות האפנון נמוכה יחסית ולכן איכות השידור בינונית. • ניתן לשדר סטריאו רק במדינות בודדות.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון מופע- PM • דורש שני גלים- גל נושא הנתונים וגל נושא מידע. בעלי משרעת ומתח קבועים. • מאפנן גל המסוגל לתקשר בין מחשבים בקצב גבוה דרך קווי טלפון. • קל לתכנון ומתאים לשידורים דיגיטליים (תקשורת מחשבים וטלוויזיה). • מרכיב את המידע על הגל הנושא ע”י שינויי צורה לאורך זמן נתון. • הגלים נמצאים בהיסט זמנים (חוצים את ציר הזמן בנקודות שונות). • ההפרש בין הגלים הוא זווית המופע (הפאזה). • משרעת הגל עוקבת אחרי העקומה עד להיתקלות בשינוי מופע. • בנקודת שינוי המופע נשברת תבנית העקומה והיא מתחדשת שוב בנקודה שונה. • נפוץ במודמים בעלי מהירות ממוצעת.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון משולב- QAM • שילוב של אפנוןPM ואפנוןAM. • שינוי משרעת ויצירת הפרשי מופע. • מאפשר תקשורת דיגיטלית דרך קווי טלפון אנלוגיים. • קצבי שידור והעברת נתונים גבוהים. • יכולת היסט גבוהה ולכן כמות המידע המועבר גדלה לפחות פי שמונה.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון גל דיגיטלי • טכניקות אפנון אינן מתייחסות לתקשורת דיגיטלית. • גל דיגיטלי מבצע שינויים חדים (מרמת מתח גבוהה לנמוכה). • לגל דיגיטלי אין צורך בגל נושא. • שומר על רמת מתח יציבה לאורך זמן עד לקביעת ערך הסיבית (0 או 1). • האות משתנה מערך אחד למשנהו. • אפנון גל דיגיטלי חזק שיתאים לגל מידע דיגיטלי חלש מאפשר להגיע למשרעת גבוהה. • אפנון הגל הדיגיטלי לא מגביר את הרעשים ולכן יעיל להגדלת מרחק השידור.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנוןוריבוב חלוקת ,תדר- FDM • שינוי רב של תדירויות להעברת מספר רב של ערוצים. • כל ערוץ מקבל “חריץ” תדירות בקו התקשורת. • תחומי תדרים 300 עד 3400 HZ. • בין תדר לתדר קיים “מרווח הגנה” למניעת גלישות והתנגשויות. • התנגשות או קירבת יתר בין התדרים יוצרות “הצלבת שיחות”. • מאפשר קיום שיחות רבות דרך קו בודד בתנאי שמנצלים נכונה את תחום התדרים.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנוןוריבוב חלוקת זמן-TDM • שילוב מספר ערוצים ביחידות זמן ידועות • לכל ערוץ “חריץ” זמן קבוע משלו. • דורש סנכרון בין המקור ליעד. • לכל ערוץ קוד זיהוי משלו. • ניתן לשלב עד 24 ערוצי קול דיגיטליים לערוץ אחד בעל קיבולת גדולהT1 • דורש משחזרים כל כ- 2 ק”מ. • קצב שידור של כ- 1.5 מגה סיביות לשניה. • אורך כולל עד 80 ק”מ. • מחייב יצירת מסגרות שידור (AT&T). • לכל ערוץ 8 סיביות בחריץ הזמן ואורך מסגרת קבוע (193 סיביות). • מהירות הגל הנושא היא 8,000 מסגרות בשניה.
פרק 1מבוא לתקשורת נתונים אפנון קוד דפקים- PCM • אות אנלוגי חייב להפוך לדיגיטלי לצורך זרימה במחשב. • התאמת האות מאנלוגי לדיגיטלי מחייבת המרה מגלים אנלוגיים לאותות בינאריים. • דגימת האות האנלוגי. • ייצור גל בעל מספר רב של משרעות (128). • קביעת קצב הסיביות (56,000 סל”ש+ 8000 תווי בקרה = 64,000 סל”ש) • מהירות שידור וקבלה מהירה מהמודמים הפרטיים הנפוצים(33,600) • בין ערים יש צורך במספר ערוצי תקשורת מסוג כזה. • בטכנולוגיה חדשנית משולבות יכולותPCM מתאפשרת מהירות של 128,000 סל”ש.
