13. Mi az a transzponder és mi a geostacionárius pálya? Milyenek a késleltetések egy mûholdas rendszerben?

14. Hogyan mûködik a telefon? Hogyan épül fel egy hierarchikus telefonrendszer? Mi az a trönk?

15. Mi a cellás mobiltelefonok mûködési elve? Hogyan osztoznak a csatornákon?

16. Ismertesse a moduláció fogalmát! Szinuszos jel milyen jellemzõit lehet modulálni?

17. Mutassa be az FSK átviteli módszert!

18. Milyen részekbõl áll egy modem? Hogyan lehet a mûködésmódját beállítani?

19. Soroljon fel néhány jellemzõt, amit a modemnek adott parancsokkal beállíthatunk!

20. Mi az MNP eljárás lényege? Mit jelentenek az egyes fokozatai?

21. Mit takar a karakter- illetve bitorientált átviteli eljárás fogalmak? Mi a szinkron és aszinkron átvitel lényege?

22. Melyek a digitális jelek kódolásánál figyelembe veendõ legfontosabb szempontok?

23. Mi az NRZ, illetve RZ digitális kódolási módszer lényege?

24. Mi az NRZI, illetve az AMI digitális kódolási módszer lényege?

A mûholdakon lévõ transzponderek a felküldött mikrohullámú jeleket egy másik frekvencián felerõsítve visszasugározzák. Hogy a földön lévõ mûholdra sugárzó, illetve a mûhold adását vevõ antennákat ne kelljen mozgatni, geostacionárius pályára állított mûholdakat használnak. Az Egyenlítõ fölött kb. 36.000 km magasságban keringõ mûholdak sebessége megegyezik a Föld forgási sebességével, így a Földrõl állónak látszanak. A mai technológia mellett 90 geostacionárius mûhold helyezhetõ el ezen a pályán ( 4 fokonként ). A frekvenciatartományok a távközlési mûholdaknál: 3,7...4,4 GHz a lefelé, 5,925...6,425 GHz a felfelé irányuló nyaláb számára.

Tudnunk kell, hogy a mûholdas átvitel késleltetése a földi mikrohullámú illetve a vezetékes rendszerekhez képest jelentõs a nagy távolság miatt: 250-300 msec.

A szénmikrofon ellenállása (amely egy membránnal lezárt szénpor réteget tartalmaz) a rábeszélt hang hatására változik. A hanghullámok a membránba ütközve mozgatják azt, és a szénszemcsék változó mértékben összepréselõdnek. Ezért a körben folyó áram a hang erõssége és frekvenciája által meghatározott mértékben változik. Ez a változó áram átfolyva egy elektromágnes tekercsén, annak vasanyagú membrán fegyverzetét az átfolyó áram által meghatározott erõvel vonzza. Az ilyen módon mozgatott rezgõ membrán hallható hangot fog kibocsátani.

Ez a megoldás csak szimplex átvitelt biztosít, ezért az áramkört fordított irányban duplázni kell. A beszélgetés kezdeményezését váltakozó áramot használó csengetõ áramkör hozzáadásával lehet jelezni. Ilyen módon két huzallal összekötve két távbeszélõ állomás már képes egymással teljes duplex módon kapcsolatba lépni.

Több állomás esetén az egymással való beszélgetés telefonközpont közbeiktatásával lehetséges. Ilyenkor a beszélgetés célját szolgáló vezetéken a központba egy vezérlõ információt (jelzést) is el kell juttatni: a hívott állomás számát. A telefonközpont a szám vétele után létrehozza az összeköttetést a hívott állomással.

Bár elvileg a világ összes telefonja egy gigantikus központon keresztül összekapcsolható lenne, a valóságban a központok többszintû hierarchikus rendszerként épülnek fel.

Minden elõfizetõ két vezetékkel a hozzá közeli helyi központhoz kapcsolódik. Ezeket elõfizetõi hurkoknak (local loop) nevezik.

Ha két — azonos helyi központhoz kapcsolódó — elõfizetõ hívja egymást, akkor a központon keresztül az összeköttetés a beszélgetés idejére létrejön.

Ha nem azonos helyi központhoz tartoznak az elõfizetõk, akkor a kapcsolat kialakításában a távhívó központok játszanak fontos szerepek. A helyi központok több vezeték-párral (nevük: helyközi trönk) kapcsolódnak a távhívó központhoz Ezeken keresztül a helyi központok közötti információcsere valósul meg. Természetesen a két elõfizetõ távhívó központon keresztüli összekapcsolása csak akkor lehetséges, ha mindkét elõfizetõ helyi központja ugyanazon távhívó központhoz kapcsolódik.

Ha a távhívó központ nem közös, akkor az összeköttetés kialakítása a kapcsolóközpont hierarchia következõ szintjén történik. Ezek a magasabb szintû kapcsoló központok segítségével valósulnak meg.

A cellás szerkezetû rádiótelefon rendszerek az igényeket a rendelkezésre álló frekvenciatartomány kihasználtságának növelésével elégítik ki. A cellás technika a cellaosztáson és a frekvenciák ismételt felhasználásán alapszik. A területet kisebb részekre osztják. A cellákon belül egy központi rádióállomás tartja a mozgó elõfizetõkkel a kapcsolatot. Az URH sávban a hullámterjedés sajátosságai lehetõvé teszik, hogy egy bizonyos távolság felett újra fel lehessen használni a frekvenciasávot. Így ugyanaz a frekvencia egyidejûleg több, egymástól megfelelõ távolságban lévõ cellában is kiosztható. A gyakorlatban a cellák tényleges alakját az antenna típusa és a helyi körülmények befolyása határozza meg, de elméleti célokra általánosan elfogadott a szabályos hat-szöggel való közelítés. A celláknak azt a legkisebb csoportját, ahol a használható frekvenciákat tartalmazó csatornakészlet kiosztásra kerül cellacsoportnak (clusternek) nevezik.

Az azonos frekvenciákat használó cellák közötti távolságot úgy kell megválasztani, hogy az azonos csatornák kölcsönhatása (interferenciája) megfelelõen kicsi legyen.

A felhasználók egy cellán belül a helyi bázisállomáson keresztül tartják a rádiós kapcsolatot. A bázisállomás hálózat a mobil központhoz csatlakozik rádiós vagy vezetékes összeköttetéssel. A mobil központ feladata a cellás rendszer mûködésének vezérlése, és a nyilvános postai távbeszélõ hálózathoz való illesztése.

Elõfordulhat, hogy éppen a folyamatban lévõ beszélgetés közben lép át a felhasználó egy cellahatárt. A modern rendszerek gondoskodnak arról, hogy ilyenkor az összeköttetés ne szakadjon félbe. A hívást átkapcsolják a következõ cella egy csatornájára. Ennek feltétele, hogy a fogadó cella rendelkezzen kiosztható beszédcsatornával. Ezt a váltást handovernek vagy handoffnak nevezzük. A cellák méretük szerint lehetnek:

A cellaméret csökkentésére a nagy forgalmi igények miatt került sor, ugyanis ekkor a nagy cellás rendszerekben már elfogadhatatlanul nagy frekvenciakészletre lenne szükség.

A rendszer kapacitása szerint lehet kis-, közép- és nagykapacitású. Kiskapacitású hálózatok nagycellás felépítéssel a 450 Mhz alatti frekvenciasávokban, a közép- és nagykapacitásúak kiscellás felépítéssel a 450 és 900 Mhz-es illetve a 900 Mhz fölötti sávban üzemelnek.

A csatornakijelölési módszereknek négy típusa van: fix - dinamikus -hibrid - adaptív.

A jelenleg mûködõ rendszerek fix csatornakijelöléssel dolgoznak. A fix kijelölés a csatornákat úgy rendeli hozzá az egyes cellákhoz, hogy ezen a kiosztáson a késõbbiek során már nem változtat. Elõnye, hogy a kiosztást csak egyszer kell elvégezni, hátránya, hogy nem tud az egyes cellák forgalmi ingadozásaihoz alkalmazkodni. Ha a fix kiosztású rendszerben egy cellában minden csatorna foglalt, a hívás letiltódik. Ennek elkerülésére vezették be a csatornakölcsönzést. Ekkor a szomszédos cellák valamely szabad csatornája fogja kiszolgálni a hívást, ha a kölcsönzés nem zavarja a már folyó beszélgetéseket. Az eljárás hátránya, hogy nehéz forgalmi feltételek mellett a kölcsönzés további kölcsönzések sorozatához, végül a késõbbi hívások letiltásához vezethet. Egyszerû kölcsönzés esetén egy csatorna csak akkor adható kölcsön, ha egyidejûleg szabad mindhárom legközelebbi azonos csatornájú cellában.

Ez az eljárás az igényeknek megfelelõen rendeli a csatornákat a cellákhoz az igény kiszolgálásának idõtartamára. Bármelyik csatornát bármelyik cella megkaphatja, feltéve, hogy a csatorna újrafelhasználási távon belül lévõ más cella az adott pillanatban nem használja a kiosztandó csatornát. Elõnye, hogy rugalmasan alkalmazkodik a forgalom ingadozásaihoz. Hátránya, hogy nagy terhelések esetén nem lehet teljesíteni a sûrû csatornakiosztást. Ez újrarendezéssel csökkenthetõ: az egymástól távolabbra kiosztott csatornákat amikor lehet, úgy rendezik át, hogy az azonos csatornákat használó cellák a megengedhetõ legkisebb távolságra legyenek egymástól.

A hibrid módszer átmenet a fix és a dinamikus csatornakiosztás között. A csatornákat két csoportba sorolják. Az egyik részt fix módon megkapják az egyes cellák, a másikat pedig dinamikus kiosztásra fenntartják.

Az adaptív eljárásnál a csatornakiosztás csak egy adott hosszúságú idõintervallumban érvényes. Az idõintervallumok elején a csatornák például fix módszerrel kerülnek kiosztásra a forgalmi igények pillanatnyi területi eloszlása alapján.

A moduláció tetszõleges fizikai folyamat egy paraméterének megváltoztatása valamilyen elsõdleges vezérlõjel segítségével.

Szinuszos jel esetén annak amplitudóját, frekvenciáját, illetve fázisát lehet modulálni.

A frekvencia modulációt használták elõször a modemeknél, jó zajtûrése és a biteket hordozó frekvenciák szûrõkkel való könnyû szétválaszthatósága miatt. Szokták a módszert FSK-nak (Frequency Shift Keying) is hívni. A telefonösszeköttetések duplex rendszerûek, ezért a szabványos adási és vételi, 0 és 1 értékû bitekhez tartozó frekvencia kiosztás az alábbi ábrán látható. Az adatátviteli sebességet a használt alacsony frekvencia erõsen korlátozza, mivel például a legkisebb, 1070 Hz-es frekvencián a minimális 1 teljes színuszhullám átvitele ~ 1 msec, ami 1 kbit/s átviteli sebességet jelent.

A modemek önállóan mûködõ számítógépes perifériák, amelyeknek az adatátvitel megvalósításához a számítógépnek kell felprogramozni, parancsokkal vezérelni, és állapotát (státuszát) ellenõrizni. Az összekapcsolás a késõbb részletesen ismertetett szabványos soros vonalon keresztül valósul meg.

A legtöbb modemben 28 regiszter van (SO-S27), amelyek a modem mûködési paramétereit határozzák meg. Ezek szerepe lehet az, hogy idõzítõként vagy számlálóként mûködnek, vagy az, hogy a tartalmuk határoz meg bizonyos jellemzõket (bitminta). Egyes jellemzõk értékei nem törlõdõ memóriában (NVRAM) tárolhatók és a késõbbiekben újra bekapcsoláskor ezek jelentik az alapbeállítást. A regisztertáblázat:

A táblázatban *-al jelölt regiszterek tartalma az NVRAM-ban eltárolható. A regiszterek tartalmának módosítása és kiolvasása két modemvezérlõ paranccsal lehetséges:

Módosítás: ATSn=X ahol n = 0...27 és X = 0...255

Kiolvasás: ATSn? N = 0...27 és kiírja az Sn regiszter értékét decimálisan

A modem használatához a modemet a telefonhálózatba a telefon és a hálózati csatlakozó közé kell kötni. A számítógép a szöveges formájú parancsokat soros vonalon keresztül adja ki a modemnek, a modem parancs üzemmódjában értelmezi azokat, és szintén szöveges, általában "OK" üzenettel válaszolva fogadja el, és esetleg egy eredménykódot is visszaküld.

Minden parancs az AT karaktersorzattal kezdõdik, és ezt követi (betûköz nélkül!!!) a parancs további része. Csupán az AT utána Enter begépelésére a modem OK üzenettel jelzi a kapcsolat meglétét. A legfontosabb parancsok ismertetése egy sorban:

A modemek által használt vonalak nem tesznek lehetõvé fizikailag megbízható átvitelt. Ezért meg kellett találni azokat az átviteli hardver és szoftver megoldásokat, ami ezt mégis megbízatóvá teszi.

Az MNP (=Microcom Networking Protocol) egy különleges hibajavító és adattömörítõ eljárás, amely zajos vonalakon is biztosítja a hibátlan adatátvitelt. Az OSI modell hálózati rétegének része, azaz szabványos adatkapcsolatot biztosít a különbözõ eszközök között. Lehet szoftveres és hardveres megoldású. Fokozatai:

MNP1 Aszinkron, bájt-orientált kapcsolatot valósít meg, fél duplex (half duplex) eljárással, ma már nem alkalmazzák. Egy 2400 bit/s sebességû modem ezzel az eljárással 1690 bit/s sebességet tud elérni.

MNP2 Aszinkron teljes (full) duplex átvitelt megvalósító eljárás. A Z80 és Intel 6800 típusú processzorokra dolgozták ki. Nem lassítja az átvitelt, zavart vonalakon az MNP2 egy 2400 bit/s-os modemen valóban eléri ezt a sebességet.

MNP3 Az MNP3 szinkron teljes duplex adatcserét valósít meg. 10 bites adatcsomagokat használ: 1 start-, 8 adat- 1 stopbit. Szinkron átvitelnél nincs start- és stopbit, ami gyorsítja az átvitelt. Az MNP3 már némi tömörítést is eredményez, tehát a modem fizikai sebességénél látszólag gyorsabb az adatátvitel: egy 2400 bit/s-os modem látszólagos sebessége 2600 bit/s lesz.

MNP4 Az MNP4-nél megjelent két új optimalizálási eljárás, amit Adaptive Packet Assembly(tm) és Data Phase Optimization(tm) neveken jegyeztek be. Ezek valamiféle csomag jelleget adtak az átvitelnek. Az egyes adatblokkok átvitele úgynevezett adatkeretekben, azaz csomagokban történik, és a keret tartalmazza a szükséges ellenõrzõ biteket. Szintén kerettel szinkronizálnak és nyugtáznak e rendszerben. Emellett bizonyos adattömörítés is végbemegy, így MNP4 alatt egy 2400 bit/s-os modem 2900 bit/s sebességet tud elérni, ami 20% nyereség.

MNP5 Az MNP5 tovább tökéletesítette az adattömörítést. A valós idejû tömörítés nagy hibája: nem ismeri fel azt, ha az alapinformáció eleve tömörített. Ilyenkor a különbözõ algoritmusokkal kísérletezve erõsen lelassul. A szokásos fájlok esetén egy MNP5-tel mûködõ 2400 bit/s-os modem látszólag 4800 bit/s sebességgel kommunikál.

MNP6 Sajnos nem kompatibilis számos MNP hibakorrekcióval dolgozó modemmel. Az MNP6 félduplex kommunikációt valósít meg, de teljes duplex szolgáltatásokat kapunk tõle. Ezt a Statistical Duplexing nevû eljárással érik el, amely az ellentétes irányú jelfolyamot az egyes keretek között, az adatáramlás szünetében továbbítja.

MNP7 Az MNP7 technológiánál az Enhanced Data Compression eljárást kombinálják az MNP4 szabványos kódolási eljárásával, aminek eredménye a szokásos fájlok továbbításának mintegy 300%-os felgyorsulása.

MNP8 Kimaradt a fejlesztésbõl.

MNP9 Az MNP9 esetében az Enhanced Data Compression eljárást kombinálták a V.32 szerinti kommunikációval, így egy ilyen modem 300%-kal gyorsabb, mint az eredeti CCITT V.32 szerinti modem.

MNP10 Fejlesztés alatt áll. Célja a korábbi eredmények felhasználásával a tömörítési eljárás intelligenssé tétele.

A digitális átvitel során mindig biteket viszünk át, de mivel eleinte szövegátvitelt valósítottak meg, ezért az átvitt információ egysége a bitcsoport volt, amely a szöveg egy karakterét kódolta. Az ilyen, bitcsoportokat átvivõ módszert szokták karakterorientált átviteli eljárás-nak nevezni. Az átvitt információ egysége a karakter, és speciális ún. vezérlõ karakterek biztosítják az átvitel megfelelõ megvalósítását. A hálózati szabványokban, leírásokban a bájt kifejezés helyett az oktet (octet) fogalmát használják, ami egy 8 bites csoportot jelöl.

A hálózatok elterjedésével a szöveges jellegû információk mellett más jellegû információk átvitele is szükségessé vált, sokszor eltérõ szóhosszúságú és adatábrázolású számítógépek között. Ezért a bitcsoportos átvitel helyett a tetszõleges bitszámú üzenetátvitel került elõtérbe, ezek a bitorientált eljárás-ok.

Az átvitel során, mivel az a legtöbbször sorban, bitenként történik, valahogy biztosítani kell az adó és a vevõ szinkronizmusát, azaz azt, hogy pl. a ötödiknek elküldött bitet a vevõ szintén az érkezõ ötödik bitnek érzékelje.

A szinkron átviteli módszer-nél az egyes bitek jellemzõ idõpontjai (kezdetük, közepük és a végük) egy meghatározott alapidõtartam egész számú többszörösére helyezkednek el egymástól. Ez azt jelenti, hogy egy üzenet bitjei szigorú rendben követik egymást. A szinkronizmust egy speciális bitcsoport érzékelése biztosítja. A vevõ ezt érzékelve, már helyesen tudja az ezt követõ biteket vagy bitcsoportokat (karaktereket) értelmezni.

Az aszinkron karakterorintált eljárások legrégibb módszere a START-STOP átvitel. Ennél a szinkronizmus az adó és a vevõ között csak egy-egy karakter átvitelének idejére korlátozódik. (A televízió technikában is alkalmazott ez a módszer: a soron belüli képpontok helyes megjelenítését a sorszinkron jellel (START jel!) szinkronizált soroszcillátor egy soron belül közel állandó frekvenciája biztosítja.)

A fizikai vonalon való átvitelnél a bitek ábrázolására több lehetõség is van, amely közül a legegyszerûbb az, mikor minden bitet, értékétõl függõen két feszültségszinttel ábrázoljuk. Szokásos az “1” állapotot MARK-nak, a 0-át SPACE-nek is nevezni. A következõ szempontokat kell figyelembe venni:

• Ha a használt kódolás kis sávszélességû (kevés váltást tartalmaz), akkor felhasználásával több információ is átvihetõ egy adott kommunikációs csatornán.
• Kicsi legyen a jelek egyenfeszültség összetevõje, mivel a magas DC szintû jelek jobban gyengülnek, így az átviteli távolság csökken.
• Legyen elég váltás a jelfeszültségben, hogy az ADÓ és VEVÕ közötti szinkronizáció ezen váltások segítségével, minden külön eszköz, külön vonal nélkül legyen megvalósítható.
• A jelek ne legyenek polarizáltak, így kétvezetékes átvitelnél közömbös lehet a bekötés.

NRZ - Non Return to Zero - Nullára vissza nem térõ, azaz mindig az a feszültség van a vonalon, amit az ábrázolt bit határoz meg. Ez a leginkább gyakori, "természetes" jelforma.

Ha egy bit 1-es, akkor a feszültség teljes bit idõ alatt H szintû, ha 0-ás, akkor L szintû. Két vagy több egymás utáni 1-es bit esetén a feszültség megszakítás nélkül H-ban marad a megfelelõ ideig, az egyesek között nem tér vissza 0-ra. Nem túl jó megoldás, mert : magas egyenfeszültség összetevõje van (V/2), nagy sávszélességet igényel 0Hz-tõl (ha csak csupa 1-est vagy csupa 0-át tartalmaz a sorozat) az adatátviteli sebesség feléig (ha sorozat: 10101010...). Polarizált jel.

RZ - Return to Zero - Nullára visszatérõ. A nulla a "nyugalmi állapot", 1 bitnél a bitidõ elsõ felében a +V, a második felében a jel visszatér a 0-ra:

Az NRZ kódoláshoz képest vannak elõnyei: egyenfeszültség összetevõje csak V/4, ha az adat csupa 1-est tartalmaz, akkor is vannak jelváltások (szinkronizáció). A legrosszabb a sávszélesség igénye: az maga az adatátviteli sebesség (ha az adatfolyam csupa 1-est tartalmaz). Bárkiben felmerülhet, hogy mi a helyzet a sok nullát tartalmazó sorozat esetében, hiszen ekkor sincsenek jelváltások, azaz a szinkronizáció problémás. Ilyen esetben azt a megoldást választják, hogy az adó pl. minden öt egymást követõ nulla után egy 1 értékû bitet szúr be, amit a vevõ automatikusan eltávolít a bitfolyamból.

NRZI - Non Return to Zero Invertive: Nullára nem visszatérõ, "megszakadásos". A 0 bitnek nulla szint felel meg. Az 1 értékû bithez vagy nulla vagy +V szint tartozik a következõ szabály szerint: ha az elõzõ 1-eshez nulla szint tartozott, akkor +V lesz, ha az elõzõ 1-eshez +V tartozott, akkor 0 szint lesz a bithez rendelt feszültség. 0 bitet követõ 1 értékû bit mindig +V feszültségû.

Ez a módszer az NRZ kisebb sávszélességét kombinálja a szinkronizálást biztosító kötelezõ jelváltásokkal, sok nulla esetén itt is használható a bitbeszúrás.

AMI - Alternate Mark Inversion - váltakozó 1 invertálás A módszer nagyon hasonló az RZ módszerhez, de nullára szimmetrikus tápfeszültséget használ, így az egyenfeszültségû összetevõje nulla. Minden 1-es-hez rendelt polaritás az elõzõ 1-eshez rendelt ellentettje, a nulla szint jelöli a 0-át. Természetesen hosszú 0-s sorozatok esetén a szinkronizáció itt is problémás, de a bitbeszúrási módszer itt is használható.

2. fejezet: Ellenõrzõ kérdések és válaszok 1 - 12

2. fejezet: Ellenõrzõ kérdések és válaszok 25 - 36

2. fejezet: Ellenõrzõ kérdések és válaszok 37 - 48

Ábrajegyzék

Bevezetés

1.fejezet: A hálózatok célja, alkalmazása, alapfogalmak

2.fejezet: Fizikai átviteli jellemzõk és módszerek

3.fejezet: Közeg-hozzáférési módszerek

4.fejezet: Adatkapcsolati protokollok

5.fejezet: Hálózati réteg

6.fejezet: A felsõbb rétegek

7.fejezet: Lokális hálózatok

8.fejezet: A TCP/IP protokoll és az Internet

9. fejezet: Szótár

Tárgymutató