Prenos signálu po vedenÃ
Prenos signálu po vedenà Prenos signálu po vedenÃ
Prenos signálu po vedení Miloš Orgoň ň
- Page 2 and 3: Prenos signálu po vedení V závis
- Page 4 and 5: Prenos signálu po vedení Druhy a
- Page 6 and 7: Prenos signálu po vedení Nadzemn
- Page 8 and 9: Prenos signálu po vedení Krátke
- Page 10 and 11: Prenos signálu po vedení Káblov
- Page 12 and 13: Prenos signálu po vedení Dĺžka
- Page 14 and 15: Prenos signálu po vedení Oznamova
- Page 16 and 17: Prenos signálu po vedení Oznamova
- Page 18 and 19: Prenos signálu po vedení Oznamova
- Page 20 and 21: Prenos signálu po vedení Oznamova
- Page 22 and 23: Prenos signálu po vedení Oznamova
- Page 24 and 25: Prenos signálu po vedení Svetlovo
- Page 26 and 27: Prenos signálu po vedení Svetlovo
- Page 28 and 29: Prenos signálu po vedení Svetlovo
- Page 30 and 31: Materiál (prostredie) Prenos sign
- Page 32 and 33: Prenos signálu po vedení Svetlovo
- Page 34 and 35: Prenos signálu po vedení Konštru
- Page 36 and 37: Prenos signálu po vedení Obr. Von
- Page 38 and 39: Prenos signálu po vedení Obr. 1 V
- Page 40 and 41: Obr. 2 Značenie optických káblov
- Page 42 and 43: Prenos signálu po vedení Vývoj v
- Page 44 and 45: Prenos signálu po vedení Štrukt
- Page 46 and 47: Prenos signálu po vedení Štrukt
- Page 48 and 49: Prenos signálu po vedení Štrukt
- Page 50 and 51: Prenos signálu po vedení Podmorsk
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Miloš Orgoň<br />
ň
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
V závislosti na vzdialenostiach a objemoch<br />
prenášaných dát sa <strong>po</strong>užívajú veľmi ľ rozdielne<br />
vedenia.<br />
Popri vzdialenosti a objemu dát je <strong>po</strong>trebné<br />
brať do úvahy ešte jeden aspekt prenosu. Každé<br />
elektrické vedenie pri prevádzke vyžaruje<br />
elektromagnetické <strong>po</strong>le, ktoré môže rušiť okolité<br />
elektrické zariadenia.<br />
Závažné predpisy o elektromagnetickej<br />
ti k kompatibilite (EMC<br />
- Elektromagnetic<br />
Compatibility) platné v EÚ sa stali závažnými<br />
i v SR. Tieto predpisy stanovujú medze<br />
elektromagnetického vyžarovaní. Európska<br />
značka zhody - CE na výrobku napríklad<br />
zaručuje i dodržanie predpisu EMC.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Druhy a charakteristiky ik metalických vedení<br />
Telekomunikačné vedenie je tvorené dvojicou metalických<br />
vodičov (medených, bronzových, alumíniových nebo oceľových) v<br />
dvoch základných us<strong>po</strong>riadaniach.<br />
Obr. Elektromagnetické <strong>po</strong>le medzi pármi vodičov symetrického a koaxiálneho<br />
vedenia, H - …………………….., E - ………………………….
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Telekomunikačné vedenie je tvorené dvojicou meta-<br />
lických vodičov (medených, bronzových, alumíniových<br />
nebo oceľových) v dvoch základných us<strong>po</strong>riadaniach:<br />
• symetrické ti vedenie<br />
• koaxiálne vedenie<br />
(symetrický pár)<br />
(koaxiálny pár)<br />
- ………………………<br />
- ………………………… .<br />
………………………,<br />
…………………………..<br />
- ………………………………. …………………………..<br />
…………………………….., …………………………..
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Nadzemné vedenia<br />
Nadzemní vedenia boli v minulosti realizované bronzovými<br />
alebo oceľovými vodičmi o priemere 2 až 4 mm. Us<strong>po</strong>riadanie je<br />
znázornené na obr. 3.5. V súčasnosti sa však nadzemné vedenia<br />
realizujú často <strong>po</strong>mocou závesných mnohožilových káblov.<br />
Ich nevýhodou je závislosť prenosových vlastností na<br />
klimatických <strong>po</strong>dmienkach (námraza, bleskové výboje a <strong>po</strong>d.) a<br />
tiež značné ovplyvňovanie elektromagnetickými <strong>po</strong>liami od<br />
umelých rušivých zdrojov (silnoprúdové vedenia, rozhlasové<br />
vysielače, rôzne elektros<strong>po</strong>trebiče a <strong>po</strong>d.)<br />
Obr. Us<strong>po</strong>riadanie klasického nadzemného vedenia
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Komunikácia <strong>po</strong> energetických sieťach PLC (Power Line Communication)<br />
je vysoko-rýchlostný prenos dát (vf signálom) <strong>po</strong> elektrických<br />
rozvodných sieťach 230 V/400 V v oblasti domového rozvodu za jedným<br />
transformátorom.<br />
Dátové signály sú na silnoprúdovom vedení prenášané (i snímané)<br />
<strong>po</strong>mocou prí<strong>po</strong>jnej jednotky PLC. Internet a telefónny signál sú teda k<br />
dis<strong>po</strong>zícii v sieťových zásuvkách 230 V. Domová energetická sieť tak môže<br />
byť s<strong>po</strong>jená s rozvodom E-Commerce, E-Mail, Voice-over-IP over atď.<br />
<br />
.<br />
Prístu<strong>po</strong>vé siete s<strong>po</strong>jené s energetickou sieťou<br />
Klesajúce výnosy na deregulovanom trhu s elektrickou energiou<br />
spôsobujú, že výrobcovia elektrickej energie členia svoju <strong>po</strong>nuku a<br />
otvárajú tak nové trhy. Ich rozvodné siete je možné využiť aj na<br />
komunikačné účely.<br />
Tým sa stáva prevádzkovateľ energetickej siete súčasne<br />
prevádzkovateľom informačno-telekomunikačnej (IT/TK) siete.<br />
Licenciu na prevádzku verejnej siete IT/TK môže udeliť<br />
Telekomunikačný úrad.<br />
Silnoprúdové vedenia (rozvodu 230 V) sú vhodné pre dátovú paketovú<br />
komunikáciu až k jednotlivo adresovaným zásuvkám v určitej oblasti,<br />
napr. priestoru jednej budovy. Pritom je nutné riešiť otázky EMC s<strong>po</strong>jené<br />
s rušením, bezpečnosť dát a taktiež elektrickú bezpečnosť. Tieto<br />
prenosy dát sújiž bežne <strong>po</strong>užívané pri riadení budov signálmi s malými<br />
prenosovými rýchlosťami (EIB, Power EIB, LONWORKS).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Krátke prenosy medzi dvoma bodmi je tiež možné<br />
uskutočniť <strong>po</strong> tienených zemných kabloch vysokého<br />
napätia rýchlosťou 2 Mbit/s. Tento prenos je menej<br />
ovplyvňovaný ň rušivými i impulzmi i v sieti než je tomu pri<br />
prenose <strong>po</strong> silnoprúdových vodičoch. Tento prenos je<br />
smerovaný k veľkým odberateľom s vlastnými rozvodmi<br />
nízkého napätia.<br />
V Európe je zatiaľ <strong>po</strong>volený v energetických sieťach<br />
dátový prenos v pásmach CENELEC1 (4 kHz, ..., 148,5 kHz),<br />
pre ktorá sú stanovené aj hranice rušivého vyžarovania v<br />
duchu EMC. Plánuj[ sa prenosové PLC systémy s kmitočtami<br />
od …. do ……………………, ktoré ležia v oblasti rádiového a<br />
rozhlasového vysielania (krátke vlny).<br />
<br />
.<br />
Prevádzkovatelia krátkovlnných rádiových sietí preto<br />
<strong>po</strong>žadujú nízké limity EMC (emisné i imisné), aby neboli<br />
rušené ich služby. Hranice rušivého vyžarovania stanovuje<br />
Telekomunikačný č úrad.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
.<br />
Typická sieť PLC je stavebnicová sieť typu<br />
PMP (Point-to-Multi<strong>po</strong>int). Skladá sa z<br />
hlavnej PLC prí<strong>po</strong>jky PLCC (Power Line<br />
Central Controller) na nízkonapäťovej<br />
strane transformátora a účastníckych staníc<br />
PLNT (Power Line Net Termination) ako<br />
rozhranie pre dáta (obr. 1).<br />
Účastnícke prí<strong>po</strong>jky môžu byť LAN,<br />
ktorých s<strong>po</strong>je sú tvorené vedeniami nízkeho<br />
napätia PLC. PLC-IT služby <strong>po</strong>užívajú<br />
protokoly založené na IP (Internet Protocol)<br />
a umožňujú dátovú komunikáciu ako proces<br />
<strong>po</strong>dľa protokolu TCP/IP, hlasovú<br />
komunikáciu ako VolP (Voice over IP) t.j.<br />
telefonovanie <strong>po</strong> internete.<br />
Aplikácie tohto typu zostávajú obmedzené<br />
na malé vzdialenosti. <strong>Prenos</strong>ové rýchlosti sú<br />
orientované na <strong>po</strong>nuky systémov xDSL a<br />
vychádzajú z vlastností danej rozvodnej<br />
siete 230 V.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Káblové vedenia<br />
Káblové vedenia uložené v zemi odstraňujú<br />
ň nevýhody nadzemných vedení. Sú najčastejšie<br />
umiestnené v hĺbke asi ……….., kde sú väčšmi chránené<br />
proti mechanickému <strong>po</strong>škodeniu a proti vplyvu náhlych<br />
h<br />
klimatických zmien. Svojou konštrukciou sú i čiastočne<br />
chránené proti pôsobeniu rušivých elektromagnetických<br />
<strong>po</strong>lí.<br />
Kábel sústreďuje do <strong>po</strong>merne malého priestoru<br />
väčší <strong>po</strong>čet vzájomne izolovaných vodičov, ktoré tvoria<br />
vnútro kábla. Toto vnútro je chránené oloveným,<br />
hliníkovým alebo plastovým plášťom proti vnikaniu<br />
vlhkosti a oceľovým pancierom proti mechanickému<br />
<strong>po</strong>škodeniu. Pancier a kovový plášť pôsobia tiež ako<br />
elektromagnetické tienenie. Rez káblom s vyznačením<br />
hlavných konštrukčných prvkov je na obr.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Vnútro kábla je vytvorené stáčaním<br />
káblových prvkov do <strong>po</strong>lôh (vrstiev alebo<br />
skupín). Prvkom metalického kábla môžu byť:<br />
…………………………………,<br />
…………………………………,<br />
…………………………………………………………… .<br />
Podľa <strong>po</strong>užitých káblových prvkov rozozná-<br />
vame káble:<br />
………………………….,<br />
………………………….,<br />
………………………… .
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Dĺžka prenosu Píkl Príklad prostredia Druh s<strong>po</strong>jenia<br />
0,1 m doska elektroniky zbernica<br />
1m<br />
<strong>po</strong>čítačový systém<br />
10m<br />
kancelária<br />
100 m budova lokálna sieť, intranet (LAN)<br />
1 km výrobný <strong>po</strong>dnik<br />
10 km mesto mestská sieť (MAN)<br />
100 km okres<br />
1000 km Zem<br />
10000 km kontinent/Zeme rozľahlá sieť, s<strong>po</strong>jenie sietí Internet (WAN)<br />
100000 km kozmický priestor<br />
Tab. Dátové s<strong>po</strong>je rôznych dĺžokĺ
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Nutnosť obmedzenia vlastného vyžarovania i odolnosti proti<br />
rušeniu ovplyvňuje konštrukciu oznamovacích káblov.<br />
V nasledujúcej časti sú <strong>po</strong>písané hlavné elektrické<br />
vlastnosti ti elektrických ký káblov a optické vlastnosti ti optických<br />
káblov <strong>po</strong>užívaných v sieťach WAN. Vedenia na pri<strong>po</strong>jenie<br />
účastníkov k sieti WAN majú dnes taktiež čiastočne <strong>po</strong>dobu<br />
symetrických vedení (obr.).<br />
Obr. Dvojvodičové vedenie
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
Symetrické vedenia sa skladajú z medených vodičov ovinutých<br />
dištančnou šnúrkou z papieru alebo plastu (styroflexu), ktorá nesie izoláciu<br />
(obr.).<br />
Obr. : Izolovaný<br />
oznamovací vodič<br />
Táto konštrukcia s dutým priestorom medzi vodičom a izoláciou zväčší<br />
vzdialenosť vodiča v dvojvodičovom vedení (predchádz. obr. a) ) a zmenší<br />
permitivitu (pre vzduch je εr = 1) oproti plastovému dielektriku. Zmenší sa tým<br />
elektrická kapacita vedenia.<br />
To v princípe platí aj pre nesymetrické koaxiálne vedenie - predchádz. obr.b. b<br />
Okrem uvedených vedení sa stále viac presadzujú káble s plným alebo penovým<br />
<strong>po</strong>lyetylénom (PE), a to hlavne v miestnych sieťach.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
V oznamovacích dvoj-<br />
linkách sú vodiče (označo-<br />
vané a, b) stočené do lana.<br />
Káble so symetrickými vede-<br />
niami (dvojlinkami) obsahujú<br />
ako „zlanené“ časti tzv.<br />
štvorky (obr. 1):<br />
hviezdicová štvorka alebo<br />
tiež krížová štvorka sa<br />
stáča naraz na krížovej<br />
štvorkovačke;<br />
DM- štvorka (Dieselhorst-<br />
Martinova štvorka) sa stáča z<br />
dvoch skrútených dvojliniek<br />
(párov).<br />
Obr. 2 Krížová štvorka so<br />
styroflexovou izoláciou<br />
Obr. 1 Štvorvodičové oznamovacie vedenie
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
Kruhové káble môžu byť svojou vnútornou stavbou veľmi rozdielne.<br />
Vonkajší kruhový prierez je výhodný pre svoje mechanické<br />
vlastnosti.<br />
V sieťach LAN je dnes najrozšírenejším vedením krútená dvojlinka<br />
(twisted pair cable) označovaná ako TP.<br />
Netienená krútená dvojlinka je označovaná UTP (Unshielded Twisted<br />
Pair) a tienená krútená dvojlinka je označovaná č STP (Shielded d TP)<br />
–viď obr.<br />
Pre kábel TP sa tiež udomácnil názov dvojlinka, aj keď je v skutočnosti v<br />
jednom kábli viacej dvojliniek a teda väčšinou ide o kábel zo skrútených<br />
párov, napr. o kábel s DM-štvorkou<br />
– obr.).<br />
Obr. Skladba kábla STP
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
i<br />
Do UTP kábla sa inštalujú páry s rôznym stúpaním skrútenia, aby sa<br />
zabránilo prípadným presluchom medzi rovnako skrútenými vzájomne<br />
netienenými pármi. V STP kábli (obr.) môže byť skrútenie párov rovnaké.<br />
Obr. Tienená krútená dvojlinka (kábel STP)
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
Koaxiálne káble sú<br />
dvojvodičové nesymetric-ké<br />
vedenia s koncentric-kými, kými, t.j.<br />
koaxiálnymi alebo tiež súosými<br />
vodič-mi. Vnútorný vodič je<br />
plný medený drôt, vonkajší vo-<br />
dič je tvorený medeným<br />
opletením (obr. 1) alebo<br />
hliníkovou fóliou (obr. 2).<br />
Izolácia medzi oboma<br />
vodičmi je tvorená rúrkou z<br />
mäkkého plastu (hladkou nebo<br />
vrúbkovanou s kruhovými<br />
zárezmi kvôli ľahšiemu Obr. 1 Koaxiálny kábel s medeným opletením<br />
ohýbaniu), alebo s plastovými<br />
krúžkami<br />
Obr. 2 Koaxiálne káble s rúrkou<br />
z mäkkého plastu, resp. s plastovými<br />
krúžkami
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
Zlanenie je stočenie viacero vedení do jedného kábla, ktorý<br />
môže obsahovať 2 TP až 2000 TP Pri zlaňovaní sa <strong>po</strong>užívajú dva<br />
<strong>po</strong>stupy:<br />
vrstvové zlaňovanie: vedenia sú stáčané v niekoľkých súosých<br />
válcových vrstvách; <strong>po</strong> určitých úsekoch sa môže meniť<br />
umiestnenie vedenia medzi vrstvami i smer špirálového stáčania,<br />
zväzkové zlaňovanie: kábel je tvorený stáčaním zväzkov, z<br />
ktorých každý je tvorený napr. piatimi krížovými štvorkami.<br />
Zväzkové káble sú tvorené z veľkého <strong>po</strong>čtu č párov, napr. z ôsmich<br />
zväzkov <strong>po</strong> 50 TP alebo 100 TP.<br />
Zväzkové káble sú úd dnes uprednostňované ň pred vrstvovými<br />
káblami. Pri stáčaní a oplášťovaní je kábel plnený vazelínou, ktorá<br />
vyplní priestor medzi vodičmi a zlepší vodotesnosť káblov.<br />
Káble neplnené vazelínou (alebo inou kvapalnou či plastovitou<br />
náplňou) obsahujú vzduchové bublinky, ktoré menia s teplotou<br />
svoj objem. Tieto káble preto obsahujú dierkovanú<br />
odvzdušňovaciu plastovú trubičku na vyrovnávanie vnútorného<br />
tlaku.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
Obr. Konštrukcia zlaňovaných káblov
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble s medenými vodičmi<br />
Obr. Konštrukcia<br />
koaxiálnych káblov<br />
Plášť kábla<br />
Plášť chráni vnútrajšok kábla (zväzky vodičov) pred me-<br />
chanickým <strong>po</strong>škodením, elektrickými vplyvmi a vlhkosťou.<br />
V minulosti mávali káble plášť z olova a neskôr z ocele.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Oznamovacie káble<br />
s medenými vodičmi<br />
Dnes majú káble takmer<br />
výhradne niekoľkovrstvový plášť z<br />
plastu.<br />
Vnútrajšok kábla je obalený<br />
hliníkovou fóliou, ktorá je <strong>po</strong><br />
vytvorení plášťa zatepla s týmto<br />
plášťom pevne s<strong>po</strong>jená.<br />
Obr. Diaľkový koaxiálny kábel<br />
s oceľovým vlnitým plášťom
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický)<br />
kábel<br />
Vo všetkých sieťach ť<br />
(LAN,<br />
MAN, WAN) sa stále viac<br />
presadzuje optoelektroni-<br />
ka. <strong>Prenos</strong>ovým médiom<br />
optických signálov sú skle-<br />
nené vlákna. Dnes sú <strong>po</strong>u-<br />
žívané aj v prí<strong>po</strong>jkách k<br />
užívateľom. Nové zafizo-<br />
vané diaľkové vedenia<br />
dnes <strong>po</strong>užívajú už len<br />
optické káble (obr.).<br />
Nosičom informácií pri<br />
prenose <strong>po</strong> optických ká-<br />
bloch je svetlo. Modulácia<br />
napätia elektrického sig-<br />
nálu je prevedená na<br />
moduláciu intenzity svetla<br />
resp. infračerveného<br />
žiarenia a <strong>po</strong>tom späť na<br />
moduláciu elektrického<br />
kéh<br />
napätia.<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Obr. Skladba optického kábla<br />
so 40 optickými i vláknami
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Obr. 2 Páskový optický kábel s 9x10 optickými vláknami<br />
Obr. 1 Optický kábel so sklenenými vláknami
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Nosičom informácií<br />
pri prenose <strong>po</strong> optic-<br />
kých kábloch je svet-<br />
lo. Modulácia napätia<br />
a<br />
elektrického signálu je<br />
prevedená na modulá-<br />
ciu intenzity svetla<br />
resp. infračerveného<br />
žiarenia a <strong>po</strong>tom späť<br />
na moduláciu elek-<br />
trického napätia.<br />
Obr. Optické okná pre optické káble<br />
Pokusmi bolo overené, že sa pre optický prenos dobre hodia tri<br />
frekvenčné pásma v oblasti infračerveného žiarenia, tzv. optické<br />
okná (obr.).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Optické vlákno môže byť plastové alebo sklenené.<br />
Sklenené vlákna sú ú vyrobené z kremenného skla, t.j.<br />
z oxidu kremičitého SiO 2 veľkej čistoty (na rozdiel od<br />
okenného skla, kremičitanu sódno-vápenatého).<br />
<br />
Optické vlákna sú vyrábané <strong>po</strong>stupným vrstvením z<br />
plynného SiO 2 , najprv jadro a <strong>po</strong>tom plášť optického<br />
vlákna.<br />
<br />
Sklo plášťa má ái iný ýi index lomu ako sklo jadra.<br />
<br />
Ťahaním je <strong>po</strong>tom upravený priemer vlákna na<br />
konečnú hodnotu.<br />
<br />
Čistotou materiálu je možné dosiahnuť veľmi malých<br />
strát, t.j. malého útlmu signálu (tab.)
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Typy sklenených vlákien<br />
Sklenené svetlovodné vlákna sa delia na mnohovidové<br />
vlákna a jednovidová (monovidové) vlákna. Vid (mód) je<br />
fyzikálne prípustná konfigurácia intenzít elektromagnetického <strong>po</strong>le.<br />
<br />
Mnohovidové vlákna sú silnejšie (môžu byť aj jp plastové o prie-<br />
mere 1 mm), lúč svetla (napr. z červenej LED: GaAInAs As o vlnovej<br />
dĺžke okolo 660 nm) nie je celkom monochromatický a jeho složky<br />
sa šíria rôznymi rýchlosťami, teda rôzne dlhé doby (pretože rých-<br />
losť aj index lomu závisí na frekvencii), čo spôsobí rozostrenie<br />
signálu (obdĺžnikový impulz sa rozšíri a zaoblí). Ak je jadro vlákna<br />
z jedného materiálu (s rovnakým indexom lomu), je smer lúčov<br />
medzi odrazmi od plášťa s menším indexom lomu priamkový a<br />
rozdiel v indexoch lomu jadra a plášťa musí byť ť tak veľký, aby<br />
reflexia bola totálna. Pri totálnej reflexii nie je časť svetla<br />
<strong>po</strong>hltená plášťom a nedôjde k stratám, t.j. k útlmu. Toto vlákno sa<br />
nazýva mnohovidové stupňovité vlákno (s jedinou skokovou<br />
zmenou indexu lomu).<br />
V snahe zmenšiť uhly odrazu od plášťa boli vyvinuté vrstvené jadrá<br />
s klesajúcím indexom lomu smerom od osi vlákna, v ktorých sa lúč<br />
pri odchýlke od osi plynule ohýba naspäť k osi. Tieto vlákna sa<br />
nazývajú mnohavidové gradientne vlákna (s indexom lomu<br />
gradujúcim <strong>po</strong> jemných skokoch).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Obr. Jednovidové sklenené vlákno<br />
Jednovidové optické vlákno je tak tenké (obr.),<br />
že odrazy <strong>po</strong>d nepatrnými uhlami predĺžia len nepatrne<br />
svetelný lúč a nespôsobia rozostrenie signálu.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Obr. Optický kábel s 10-timi jednovidovými vláknami<br />
Jednovidové vlákna sú drahšie a sú vhodné pre diaľkové prenosy. Na<br />
prenos <strong>po</strong> jednovidových vláknach sa <strong>po</strong>užíva svetlo lasera. Rozptyl<br />
nemonochromatického svetla pri prenose sa nazýva disperzia (rozptyl<br />
svetla).
Materiál (prostredie)<br />
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Útlm svetla<br />
Vzdialenosť v m<br />
(dB/km) pri útlume 50 %<br />
okenné sklo 50000 0,066<br />
optické sklo 3000 1,0<br />
hmla 500 6,0<br />
vzduch 10 330,0<br />
gradientné sklenené vlákno 3 1000,00<br />
jednovidové sklenené vlákno 1 3300,0<br />
Tab. Porovnanie útlmu svetla v rôznych prostrediach<br />
<br />
<br />
Menovitá disperzia vlákna je stanovená časovým<br />
ý<br />
rozptylom v ps (pikosekundách) vztiahnutým k určitej<br />
č<br />
vlnovej dĺžke a vzdialenosti prenosu ……….. km.<br />
Útlm svetelného lúča spôsobený <strong>po</strong>hltením časti<br />
energie obmedzuje dĺžku prenosu (tab.).
<strong>Prenos</strong> signálu<br />
<strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný<br />
(optický) kábel<br />
V určitých vzdialenostiach,<br />
závislých na vlastnostiach kábla,<br />
musí byť signál zosilnený a<br />
tvarovo regenerovaný, <strong>po</strong>kiaľ<br />
nejde o impulzy známeho tvaru.<br />
Jednovidové káble umožňujú<br />
prenos na väčšiu vzdialenosť bez<br />
opakovačov (zosilňovačov), ako<br />
je to v prípade lacnejších<br />
mnohovidových káblov (obr.).<br />
Obr. <strong>Prenos</strong>ové vlastnosti optických<br />
sklenených vlákien
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
• Šírka pásma je rozsah prenášaných frekvencií. S narastajúcou<br />
frekvenciou narastá disperzia svetelného signálu, pretože je<br />
vlnová dĺžka relatívne menšia oproti priemeru jadra optického<br />
vlákna. Horná hranica prenášaného pásma je frekvencia, pri<br />
ktorej je možné zregenerovať obdĺžnikový signál bez chýb v prenose.<br />
Vzhľadom na priemer jadra dokáže jednovidový kábel<br />
preniesť vyššie frekvencie encie než mnohovidové káble, má preto aj<br />
väčšiu šírku pásma (obr.).<br />
• Šírka prenášaného pásma klesá úmerne dĺžke kábla (bez<br />
opakovača). Preto je šírka pásma rôznych ty<strong>po</strong>v káblov <strong>po</strong>rovnávaná<br />
pri referenčnej dĺžke 1 km, alebo je <strong>po</strong>rovnávaný súčin šírky<br />
pásma a dĺžky kábla (napr. 50 GHz • km). Doteraz najvyššie<br />
prenášané frekvencie sú stále omnoho menšie než je frekvencia<br />
samotného svetla (t.j. frekvencia nosné vlny).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Svetlovodný (optický) kábel<br />
Napr. vlnovej dĺžke λ = 1300 nm infračerveného žiarenia zod<strong>po</strong>vedá frekvencia<br />
230000 GHz. Frekvenciu je možné vy<strong>po</strong>čítať zo vzťahu:<br />
c = ………………………,<br />
kde c je rýchlosť svetla (vo vákuu 300 000 km/s).<br />
Útlm pri prenose na optických vláknach je na <strong>po</strong>rovnateľnej dĺžke vedení omnoho<br />
menší než útlm elektrických signálov na medenom vedení. Najmenší útlm pri prenose<br />
na sklenenom vlákne je možné dosiahnuť pri vlnových dĺžkach okolo 1300 nm a okolo<br />
1500 nm (obr. ).<br />
Tieto vlnové dĺžky sú pri diaľkových prenosoch<br />
prednostne <strong>po</strong>užívané. K útlmu spôsobenému<br />
vedením je treba pri<strong>po</strong>čítať ešte pre-<br />
chodové útlmy v miestach s<strong>po</strong>jok vedení. Tu<br />
je treba <strong>po</strong>čítať približne s týmito hodnotami:<br />
v mieste mechanického alebo tepelného pevne<br />
ovinutého s<strong>po</strong>ja a = 0,1 dB, v mieste<br />
konektorového s<strong>po</strong>jenia a = 1 dB.<br />
Obr. Závislosť útlmu kábla na vlnovej dĺžke
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Konštrukcia kábla<br />
Vo všeobecnosti možno <strong>po</strong>vedať, že konštrukcia optického<br />
kábla sa líši od konštrukcie elektrického oznamovacieho kábla –<br />
hlavne tým, že kábel nie je tvorený pármi vodičov. Svetelný signál<br />
<strong>po</strong>trebuje len jedno vlákno, i keď je zase <strong>po</strong>užívané samostatné<br />
vlákno pre každý smer.<br />
Integrujúcim prvkom optického kábla je plastová rúrka, ktorá<br />
tvorí obal pre voľne uložené optické vlákna. Jednotlivé<br />
svetlovodné vlákna sú tvorené (v prípade sklenených vlákien)<br />
optickými vláknami s vonkajším priemerom ………… s ochranným<br />
plastovým <strong>po</strong>vlakom s hrúbkou ………… až ……………… .<br />
Plastová rúrka a optické vlákna tvoria žilu, ktorá je vyplnená<br />
mäkkou plastickou umelou hmotou chrániacou optické vlákna.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Konštrukcia kábla<br />
Rozlišované sú tieto typy žíl<br />
optických káblov:<br />
• duté žily s výplňou a jedným<br />
optickým vláknom, tiež jednovláknové<br />
žily (obr. 1),<br />
• žily s výplňou, s 2 alebo 4 optickými<br />
vláknami (alebo až s 10 gradientnými<br />
vláknami),<br />
• zväzkové žily s výplňou s max. ……..<br />
optickými vláknami; vzhľadom na<br />
Obr. 1 Žily optických káblov<br />
stočenie e sú vlákna asi o ……..%dlhšie<br />
še<br />
než plášť žily (bezpečnosť proti<br />
namáhaní v ťahu),<br />
• plné žily (pevné žily), ktoré majú<br />
okrem prvého plastového <strong>po</strong>vlaku<br />
vlákien ešte celkovú silnú a pevnú<br />
plastovou vrstvu (<strong>po</strong>dobnú izolácii<br />
inštalačných káblov). Sú <strong>po</strong>užívané len<br />
ako vnútorné káble (obr. 2), alebo ako<br />
Obr. 2 Vnútorný kábel s grandientnými vláknami<br />
jednotlivé optické s<strong>po</strong>je v obvodoch.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Obr. Vonkajší kábel<br />
s grandientnými<br />
vláknami<br />
Konštrukcia kábla<br />
Zlanenie optických<br />
žíl do jednej káblovej<br />
duše je <strong>po</strong>dobné zlaňovaniu<br />
elektrických káb-<br />
lov, <strong>po</strong>užíva sa však<br />
vrstvové zlaňovanie (do<br />
jednej vrstvy) i pri<br />
malom <strong>po</strong>čte<br />
zlaňovaných žíl.<br />
Optické žily sú zlaňované okolo centrálneho nosného (spevňovacieho)<br />
plastového lanka spevneného sklenými vláknami, a to s<strong>po</strong>ločne s medenými<br />
(izolovanými) i) žilami i a výplňovými ý žilami i (len pre tesné vyplnenie vrstvy).<br />
Elektrické medené vodiče slúžia na napájanie regenerujúcich<br />
zosilňovačov diaľkových vedení, alebo na meracie účely a dohľad (obr. ).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Konštrukcia kábla<br />
Na odľahčenie mechanického namáhania optických vlákien v ťahu slúži<br />
okrem centrálneho spevňovacieho lanka ešte obal káblovej duše tkaninou z<br />
plastu, ktorá je prilepená na vrstvený plastový plášť, ktorý tvorí obal kábla.<br />
Nejmenší prípustný <strong>po</strong>lo-mer ohybu tohoto optického kábla je rovný 20-<br />
násobku prie-meru kábla.<br />
Páskový kábel s plochými žilami (obr.) bol vyvinutý na <strong>po</strong>užívanie v<br />
miestnych digitálnych telefonnych sieťach. Jeden pásik (plochá žila) obsahuje<br />
10 jednovidových optických vlákien zaliatych lepidlom vedľa seba.<br />
Pásiky nie sú zlaňované, ale<br />
sú <strong>po</strong>ložené na seba vo vnútri<br />
plastovej trubičky. Výhodným je<br />
predovšetkým malý priemer, ľahké<br />
s<strong>po</strong>jovanie a delenie pásika pri<br />
vytváraní odbočiek a rozvetvovaní.<br />
V špeciálnom prístroji môže byť<br />
oblúkovým zváraním s<strong>po</strong>jených<br />
súčasne všetkých 10 vlákien zvarovaných<br />
pásikov.<br />
Obr. Páskový optický kábel s 9x10 optickými vláknami
<strong>Prenos</strong><br />
signálu <strong>po</strong><br />
vedení<br />
Obr. 1 Vonkajší kábel<br />
s jednovidovými<br />
optickými vláknami<br />
Konštrukcia<br />
kábla<br />
Obr. 2 Vonkajší kábel<br />
s gradientnými<br />
vláknami
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Označovanie optických káblov<br />
Obr. 1 Označovanie optických káblov<br />
Optické káble sú na plášti označované dvojitou vlnovkou.<br />
Okrem toho majú vytlačený údaj o dĺžke v metroch (obr. 1).<br />
Na obr. 2 (na nasledujúcej strane) je <strong>po</strong>písané na príklade<br />
označovanie optických káblov so skelenenými vláknami<br />
<strong>po</strong>dľa normy DIN/VDE.<br />
Na ďalšom obrázku (obr. 3) je na <strong>po</strong>rovnanie <strong>po</strong>písané<br />
označovanie elekrických oznamovacích káblov.
Obr. 2 Značenie optických káblov so sklenenými vláknami (príklad)
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Označovanie oznamovacích káblov<br />
Obr. 3: Značenie elektrických oznamovacích káblov (príklad)
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Vývoj v oblasti oznamovacích káblov<br />
Potom, čo vytlačili optické káble z oblasti dialkových<br />
prenosov tradičné elektrické oznamovacie káble, začínajú sa<br />
presadzovať ť aj v miestnych sieťach ť vrátane účastníckych<br />
prí<strong>po</strong>jok.<br />
Je možné očakávať pre<strong>po</strong>jenie optických káblov s<br />
optickými pamäťami (CD-ROM), audio a videotechnikou<br />
prostredníctvom optických rozhraní so stále menším <strong>po</strong>čtem<br />
mezistupňov prevádzajúcich optické signály na elektrické.<br />
Vývoj v oblasti optického spracovávania dát otvára<br />
ďalšie možnosti pre uplatnenie optických vlákien.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Štruktúra káblových sietí<br />
Káble pre telekomunikačné siete a rozvody sa delia <strong>po</strong>dľa konštrukcie<br />
a <strong>po</strong>užitia do týchto skupín (skratkové označenie <strong>po</strong>dľa DIN/VDE):<br />
- inštalačné káble (pre rozvody v budovách) (I)<br />
- prí<strong>po</strong>jkové p káble (prí<strong>po</strong>jky p v budovách) (S)<br />
- rozvodné káble (hlavné rozvody) (T)<br />
- vonkajšie káble (zemné, trubkové a vzdušné káble) (A)<br />
Optické káble sa delia <strong>po</strong>dľa ………………………. do 3 skupín:<br />
• ………………………………………<br />
• ………………………………………<br />
• ………………………………………
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Štruktúra káblových sietí<br />
Telekomunikačné siete spájajú koncové účastnícke zariadenia (záznamníky,<br />
faxy, telefóny atď.) s ústredňami a ústredne medzi sebou. Káblové siete sa<br />
skládajú z:<br />
• ……………………………<br />
• ……………………………<br />
• ……………………………<br />
Telekomunikačný ý( (telefónny) účastník je pri<strong>po</strong>jený p k (telefónnej) ústredni<br />
<strong>po</strong>mocou účastníckej prí<strong>po</strong>jky, ktorá je často tvorená len (medenou)<br />
telefónnou dvojlinkou, takže modernizácia súčasnej telefónnej siete si<br />
vyžaduje veľké náklady s<strong>po</strong>jené s výko<strong>po</strong>vými prácami pri kladení nových<br />
káblov.<br />
Pokrok v oznamovacej technike však umožňuje <strong>po</strong>núknuť prostredníctvom<br />
modernizovanej prí<strong>po</strong>jky omnoho viac než len predchádzajúci analógový<br />
hovorový kanál (napr. ISDN, xDSL). Ak je účastnícka prí<strong>po</strong>jka tvorená koaxiálnym<br />
alebo optickým káblom, je možné s <strong>po</strong>mocou špeciálneho koncového<br />
zariadenia využívať prí<strong>po</strong>jku vícenásobným spôsobom tak, že môže byť ť pri<strong>po</strong>jených<br />
súčasne niekoľko komunikujúcich zariadení (napr. telefón a PC pri<strong>po</strong>jený<br />
na internet).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Štruktúra káblových sietí<br />
Účastnícka telefónna sieť tvorená elektrickými oznamova-<br />
cími (telefónnymi) káblami sa skladá z hlavnej káblovej siete a z<br />
<strong>po</strong>bočkových káblových sietí. Nové optické káble v účastníckej<br />
sieti pre<strong>po</strong>jujú účastníkov priamo s príslušnou ústredňou.<br />
Diaľkové s<strong>po</strong>jenie cez viaceré ústredne zaisťuje<br />
pre<strong>po</strong>jovacia sieť medzi ústredňami, ktorá sa opäť skladá zo<br />
siete diaľkových vedení a z miestnej káblovej siete.<br />
V pre<strong>po</strong>jovacej p j sieti sú všetky vedenia viacenásobne<br />
využité (multiplexná prevádzka).Obr. 1 ukazuje principiálne<br />
s<strong>po</strong>jenie pre<strong>po</strong>jovacej a prístu<strong>po</strong>vej siete.<br />
Na obr. 2 je príklad štruktúry prístu<strong>po</strong>vej siete. Rozhranie<br />
medzi sieťami tvorí hlavný rozvádzač účastníckej ústredne.
<strong>Prenos</strong><br />
signálu <strong>po</strong><br />
vedení<br />
Štruktúra<br />
káblových<br />
sietí<br />
Obr. 1 Pre<strong>po</strong>jovacia sieť<br />
medzi uzlami
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong><br />
vedení<br />
Štruktúra káblových<br />
sietí<br />
Obr. 2: Prístu<strong>po</strong>vá sieť Telecom-u
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Štruktúra káblových sietí<br />
Technický rozvoj mnohásobného využitia vedení pro<strong>po</strong>jova-<br />
cích sietí umožnil <strong>po</strong>stupne tieto prenosové rýchlosti na jednom<br />
vedení:<br />
Od r. 1985 140Mbit/s 1920 telefónnych kanálov<br />
Od r. 1990 565Mbit/s 7680 telefónnych kanálov<br />
Od r. 1995 2,3Gbit/s 30720 telefónnych kanálov<br />
Od r. 2000 nad 10Gb/s ~ 300 000 telefónnych kanálov
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
V roku 1992 bol <strong>po</strong>ložený optický transatlantický kábel TAT 10.<br />
S kapacitou 60 000 telefónnych kanálov bol vtedy v tejto oblasti<br />
najmodernejším.<br />
Koncom roku 1999 bol <strong>po</strong>ložený dosiaľ ľ najdlhší optický kábel<br />
medzi Nemeckom a Austráliou - dlhý 38 000 km. Má 39 odbočiek<br />
k <strong>po</strong>zemným kontaktným miestam lokálnych sietí na celom svete<br />
a umožňuje prenos rýchlosťou ………….., čo zod<strong>po</strong>vedá prenosovej<br />
kapacite ………………… telefónnych hovorov súčasne, ,pričom<br />
je možné v prípade <strong>po</strong>treby túto kapacitu zdvojnásobiť.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Podmorské káble v nejbližší dobe určite končiť nebudú – v súťasnej<br />
dobe <strong>po</strong>dmorské káble nesú hlavnú záťaž mezikontinentálnych<br />
telekomunikačných s<strong>po</strong>jov a prípadný výpadok tejto technológie by sme<br />
veľmi ľ rýchlo <strong>po</strong>znali.<br />
Typické oneskorenie získané v <strong>po</strong>dmorskom kábli medzi USA a Veľkou<br />
Britániou je menej než ………………….. (s<strong>po</strong>j realizovaný cez družicu obvykle<br />
komunikaciu oneskorí o viac než sekundu). A to neuvažujeme problém<br />
dostupných kapacít (v kábloch a na družiciach).<br />
Vzhľadom na to, že <strong>po</strong>loženie a prevádzka <strong>po</strong>dmorského kábla sú<br />
drahé, budujú a prevádzkujú tieto káble obvykle konzorcia firem, ktoré zároveň<br />
využívají kapacitu káblov. Aj z týchto dôvodov je každý kábel prakticky unikátny<br />
- zod<strong>po</strong>vedá totiž jednak <strong>po</strong>trebám členov konzorcia a taktiež úrovni <strong>po</strong>znania v<br />
době stavby.<br />
Dominantné <strong>po</strong>stavenie vo využívaní majú severskí operátori<br />
(napríklad TeliaSonera, pre ktorú tvorí doplnok jej transeurópskej optickej siete<br />
Viking Network).
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
To<strong>po</strong>lógia<br />
Podmorské káble<br />
Kábel, ktorý bol daný<br />
do prevádzky v roku<br />
2001, tvorí kruh, pričom<br />
jeho južná vetva<br />
vychádza z Dánska,<br />
<strong>po</strong>kračuje cez Nemecko,<br />
Holandsko, Francúzsko a<br />
Veľkú Britániu do USA.<br />
Severná vetva uzaviera<br />
kruh okolo severného<br />
<strong>po</strong>brežia Veľkej ej Británie<br />
späť do Dánska. Celková<br />
dĺžka káblovej trasy je<br />
15.300 km.<br />
V <strong>po</strong>brežnom šelfe je<br />
kábel zakopaný do dna<br />
(...................................), na<br />
šírom oceáne je kladený<br />
priamo na morské dno.<br />
Obr. Trasa kábla, ktorý bol daný do prevádzky v roku 2001
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Typy káblov:<br />
Káble <strong>po</strong>užívané v <strong>po</strong>dmorských systémoch nie sú veľmi<br />
ohybné a musia navyše (okrem ďalšieho) spĺňať aj nasledu-<br />
júce pred<strong>po</strong>klady:<br />
• chrániť optické vlákna pred namáhaním ako pri inštalácii,<br />
tak pri opravách,<br />
• chrániť optické vlákna pred účinkami tlaku (dno Atlantiku<br />
leží v hĺbkach ĺ tisíce metrov),<br />
• chrániť optické vlákna pred flórou a (predovšetkým)<br />
faunou,<br />
• umožňovať opravy,<br />
• umožňovať o napájanie opakovacích o ac c prvkov.<br />
Existuje niekoľko ty<strong>po</strong>v káblov <strong>po</strong>užitých pri konštrukcii
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Kábel LW (Light Weight) je najjednoduchší, <strong>po</strong>užíva sa na miestach, kde sú <strong>po</strong>dmienky<br />
najmenej nehostinné. Používa sa taktiež ako jadro ostatných káblov.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Kábel LWS (Light Weight Screened) sa <strong>po</strong>užíva na miestach, kde je zvýšená pravde<strong>po</strong>dobnosť<br />
útokov žralokov na kábel, prípadne se <strong>po</strong>užíva na miestach, kde nie je možné<br />
<strong>po</strong>užiť kábel LW.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Káble SA (Single Armored) a DA (Double Armored) sa <strong>po</strong>užívajú na miestach, kde je<br />
<strong>po</strong>trebná špeciálna ochrana.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Kábel DA (Double Armored)
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Technológia<br />
Kábel je osadený DWDM technológiou s<strong>po</strong>ločnosti Mitsubishi, ktorá na<br />
jednom páre vlákien dokáže sprevádzkovať ť 16 vlnových dĺžok o kapacitě 10<br />
Gbit/s (STM-64, OC-192). Vzhľadom na to, že v kábli sú štyri páry vlákien,<br />
celková kapacita predstavuje ............................ .<br />
Najmenšia jednotka kapacity, ktorú systém <strong>po</strong>d<strong>po</strong>ruje, je STM-1 (155<br />
Mbit/s). Pochopiteľne je možné, aby túto kapacitu operátori ďalej „drobili“ (a<br />
predávali) vo svojich SDH multiplexoch.<br />
Opakovače sa na kábli vyskytujú každých .............. (čo znamená, že sú<br />
uložené s káblom na dno). Na kábli tvorí akúsi krču, ktorá je cca ........................<br />
dlhá a má priemer 50cm. Napájané sú priamo z kábla, v ktorého časti je<br />
jednosmerné napätie 5000V (keď už by sa žralok aj prekúsal, nestihne knowhow<br />
odovzdať ďalším).<br />
Na trase USA - Dánsko je týchto opakovačov 147. Zosilnenie je<br />
realizované <strong>po</strong>mocou EDFA zosilňovačov, ktoré sú súčasťou opakovačov.<br />
Kompenzácia chromatickej disperzie je riešená jednak prekompen-<br />
záciou každej vlnovej dĺžky, ktorú zabezpečujú č časti <strong>po</strong>brežných terminálov, a<br />
jednak vkladaním častí káblov s opačnou disperziou každých ...................... km.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
Správa a opravy<br />
Oproti <strong>po</strong>merne zložitej konštrukcii kábla sú jeho správa a opravy<br />
<strong>po</strong>merne jednoduché. d Po lokalizácii li ii fyzického problému pripláva na miesto<br />
opravárenská loď. Táto loď vyzdvihne či vytrhne hákom zo dna (kábel pár<br />
stoviek metrov pred <strong>po</strong>ruchou. Následne ho rozdelí a ne<strong>po</strong>škodenú časť ukotví<br />
na hladine. Potom loď <strong>po</strong>stupuje <strong>po</strong> kábli smerom k <strong>po</strong>ruche o pár desiatok či<br />
stoviek metrov <strong>po</strong> nej uskutočné druhé prestrihnutie kábla.<br />
O osude <strong>po</strong>škozené části materiály taktne mlčia, zato ne<strong>po</strong>škozené<br />
časti kábla sú s<strong>po</strong>jené špeciálnymi s<strong>po</strong>jkami (ďalšie, tentokrát menšie hrče na<br />
kábli) a kábel je <strong>po</strong> odskúšaní funkčnosti hodený opäť do oceánu.<br />
Pokiaľ je diagnostikovaný problém s opakovačom, problém sa rieši<br />
rovnakým spôsobom. Žiadne opravy na mori, oprava sa uskutočňuje výmenou,<br />
vadný kus opraví dodávateľ na súši.<br />
Aj keď správa a opravy vyzerajú ako z prvej <strong>po</strong>lovice minulého storočia,<br />
vďaka kruhovej to<strong>po</strong>lógii je v prípade prerušenia/<strong>po</strong>škodenia kábla prevádzka<br />
presmerovaná do druhej vetvy, ako ju dnes <strong>po</strong>známe z prenosov PCM.<br />
Efektivitu it dokladá dá fakt, že za dobu prevádzky utrpel prevádzkovateľ,<br />
<strong>po</strong>dľa verejných zdrojov, iba jeden fatálny výpadok, čo je celkom<br />
dobrá bilancia.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
Podmorské káble<br />
História kladenia <strong>po</strong>dmorských káblov telegraficky:<br />
• Prvý <strong>po</strong>dmorský kábel začal slúžiť pre telegrafnú prevádzku už<br />
v roku 1851 medzi Francúzskom a Anglickom.<br />
• Ako druhý bol kábel USA - ÁZIA od roku 1887.<br />
• Na začiatku sa <strong>po</strong>užívali medené vodiče, v päťdesiatych rokoch<br />
prišiel na rad koaxiálny kábel.<br />
• Nasleduje optika, ktorá umožnila zvýšiť priepustnosť 600x a tak<br />
družice už nie sú prioritným s<strong>po</strong>jom.<br />
• V súčasnosti je <strong>po</strong>ložených celkom vyše 40 000 km káblov<br />
medzi Euró<strong>po</strong>u a Aziou (realizovala firma France Telecom).<br />
• Tam, kde sa káble krížia, alebo sú v soubehu, sa kábel<br />
zabezpečuje ešte ďalšími ochrannými prostriedkami.<br />
• Životnosť osť káblov je obvykle okolo o o 15 rokov. o Potom sa<br />
v<br />
úsekoch, kde je to možné, zase vyzdvihdnú.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
<strong>Prenos</strong> dát medzi <strong>po</strong>čítačmi, perifernými zariadeniami a<br />
s<strong>po</strong>jovacími prvkami sietí prebieha <strong>po</strong> kábloch alebo<br />
rádiovým s<strong>po</strong>jom. Káblové s<strong>po</strong>je sú tvorené buď koaxiálnym<br />
káblom (u starších sietí), krútenou dvojlinkou (najčastejší<br />
prípad) alebo optickým káblom (v prípade chrbticových sietí).<br />
Parametre týchto káblov boli <strong>po</strong>písané v predošlej časti.<br />
Na prenosy v sieťach LAN je dôležitá šírka prenášaného<br />
pásma, útlm a odolnosť proti rušeniu.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Krútená dvojlinka<br />
Krútená dvojlinka (Twisted-Pair-Cable) je odvodená od telefónneho kábla a je<br />
dnes najrozšírenejším vedením v sieťach LAN. Pre kábel zo skrútených párov sa<br />
vžil aj názov dvojlinka, aj keď je v jednom kábli dvojliniek viac.<br />
V štvorvodičovom kábli je<br />
každá dvojlinka <strong>po</strong>užitá pre<br />
jeden smer prenosu, t.j. pre<br />
duplexnú prevádzku (obr.)<br />
medzi dvoma účastníkmi.<br />
Ak je pre prenos k dis<strong>po</strong>zícii<br />
len jeden pár, môžu byť dáta<br />
prenášané len v jednom<br />
smere a vtedy hovoríme o<br />
simplexnej prevádzke.<br />
Pri striedavej prevádzke v<br />
oboch smeroch, tzv.<br />
<strong>po</strong>loduplexnej prevádzke<br />
stačí taktiež jeden pár<br />
vodičov.<br />
Obr. Prevádzkové režimy s krútenými dvojlinkami
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Vzájomné elektromagnetické<br />
ovplyvňovanie súbežných vedení sa<br />
môže prejaviť presluchmi alebo<br />
rušením.<br />
V prípade krútených dvojliniek sú<br />
uvedené vplyvy minimálne.<br />
Skrútením páru je minimalizované aj<br />
rušivé vyžarovanie kábla do okolia,<br />
oba skrútené páry sú ešte stočené<br />
vzájomne (obr.), čo ešte zoslabí<br />
vzájemné elektrické väzby.<br />
Káble s krútenými dvojlinkami sa<br />
vyrábajú buď ď ako tienené káble STP<br />
(Shielded Twisted Pair) alebo ako<br />
netienené dvojlinky – káble UTP<br />
(Unshielded Twisted Pair).<br />
Obr. Tienená krútená dvojlinka (kábel STP)
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Kábel STP<br />
V kábli STP sú jednotlivé krútené páry samostatne<br />
tienené hliníkovou fólií alebo kovovým opletením. Sú<br />
tým obmedzené e presluchy. pesuc yCelkové tienenie e e kábla zasa<br />
zlepšuje jeho odolnosť voči vonkajšiemu rušeniu.<br />
Kábel UTP<br />
Jednotlivé páry nemajú vlastné tienenie. Kábel má len<br />
celkové tienenie. Kábel UTP je naj<strong>po</strong>užívanejším<br />
vedením v sieťach LAN.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Koaxiálny kábel<br />
Koaxiálny kábel je nesymetrické<br />
dvojvodičové vedenie so súosými, t.j.<br />
koaxiálnými alebo tiež koncentrickými<br />
vodičmi.<br />
Vnútorný vodič je tvorený buď plným<br />
medeným drôtom, alebo medeným lankom<br />
(obr.). Okolo vnútorného vodiča je hrubá,<br />
väčšinou <strong>po</strong>lyetylénová lé izolácia, i ktorá tvorí<br />
dielektrikum medzi vnútorným a vonkajším<br />
vodičom.<br />
Obr. Koaxiálny kábel<br />
Vonkajší vodič je tvorený medeným opletením alebo hliníkovou fóiou. Vonkajší<br />
vodič pôsobí ako tienenie proti rušeniu elektromagnetickými <strong>po</strong>liami a zvyšuje tak<br />
odolnosť proti presluchom, musí však byť zemnený. Vnútorný vodič má preto napätie<br />
oproti zemi, preto ide o nesymetrické ti vedenie. Vonkajší vodič je obklopený plastovým<br />
plášťom, ktorý slúží ako izolácia i ako mechanická ochrana kábla. Koaxiálny kábel je<br />
najstarším káblom <strong>po</strong>užívaným na pre<strong>po</strong>jovanie <strong>po</strong>čítačov. Sieťová karta má trubkovitý<br />
konektor, kt na ktorý sa nasadzuje pre<strong>po</strong>jka tvaru T pre príchodzí í a odchodzí d kábel<br />
zbernicovej siete. Aj napriek pevným bajonetovým uzáverom konektorov boli kontakty<br />
citlivé na mechanické <strong>po</strong>hyby s<strong>po</strong>jovacích káblov.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Používajú sa dva typy koaxiálneho kábla:<br />
• tenký koaxiálny kábel (Thinnet nebo thin Ethernet),<br />
• hrubý koaxiálny kábel (Thicknet nebo thick Ethernet).<br />
Tenký koaxiálny kábel je ohybný, s priemerom približne ............., s útlmom<br />
........... na .......... dĺžky pri ......... s impedanciou 50 Ώ, šedej alebo čiernej farby<br />
(na rozdiel od televíznych káblov s impedanciou 75 Ώ, zelenej alebo bielej<br />
farby). Vnútorný vodič je tvorený lankom (na rozdiel od plného vodiča v TV<br />
kábloch) s priemerom 0,9 mm. Niekedy bol označovaný ako lacnejšia sieť<br />
Cheapernet. Dĺžka káblového segmentu je (kvôli útlmu) maximálne 185 m a<br />
dĺžka ĺ celej siete 910 m.<br />
Hrubý koaxiálny kábel bol <strong>po</strong>merne veľkej hrúbky (približne 10 mm), žltej<br />
farby a bol preto nazývaný ý taktiež Yellow Ethernet (žltý Ethernet). Vodič v<br />
jadre je obklopený štyrmi vrstvami izolačného a tieniaceho materiálu. Pretože<br />
má štyri tieniace opletenia (oproti dvom opleteniam tenkého koaxiálneho<br />
kábla), je odolnosť proti rušeniu lepšia než u tenkého koaxiálneho kábla. Kábel<br />
sa <strong>po</strong>užíval pre chrbticové vedenia spájajúce jednotlivé siete. Vzdialenosť<br />
medzi zosilňovačmi mohla byť až ................., dĺžka celej siete až ................ m.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
<strong>Prenos</strong>ová rýchlosť pre oba káble je .................. a vyhovuje<br />
pre sieť Ethernet 10 Mbit/s <strong>po</strong>užívanú od roku 1976 (od roku<br />
1993 sa prechádza na Fast Ethernet 100 Mbit/s, pre ktorý už<br />
koaxiálny kábel nevyhovuje). Impedancia oboch káblov je<br />
približne 50 Ώ.<br />
Dnes je tenký koaxiálny kábel nahradzovaný krútenou<br />
dvojlinkou a hrubý koaxiálny kábel optickým káblom,<br />
pretože už nevyhovuje dnešným <strong>po</strong>žadovaným prenosovým<br />
rýchlostiam (100 Mbit/s a viac). Koaxiálne káble sa v súčasnosti<br />
ešte <strong>po</strong>užívají pre domové rozvody televízneho signálu.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Optický kábel (Fiber Optic Cable)<br />
Obr. <strong>Prenos</strong>ová trasa s optickým káblom<br />
Optické káble umožňujú prenášať dáta rýchlosťou rádovo Gbit/s. Pretože majú optické<br />
káble nepatrný útlm, môžu prenášať dáta bez opakovačov na veľké vzdialenosti. Ďalšou<br />
výhodou je galvanické oddelenie vysielača a prijímača. <strong>Prenos</strong>ová trasa s optickým<br />
káblom sa skladá z vysielača, prenosového média a prijímača. Dáta sú prenášané v<br />
optickom kábli ako svetelné signály (v skutočnosti väčšinou ide o neviditeľné infračervené<br />
žiarenie). Z vysielajúcej stanice prichádzajú analógové alebo digitálne elektrické<br />
signály do elektrooptického meniča, v ktorom sa mení prostredníctvom LED diódy<br />
alebo laserovej diódy na optické signály. V prijímači sú optické signály v optoelektrickom<br />
meniči menené prostredníctvom fototranzistoru späť na elektrické signály.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Optický kábel umožňuje prenos dát len jedným smerom.<br />
Jednovláknové vedenie preto umožňuje len simplexnú<br />
prevádzku. Pre normálnu duplexnú komunikáciu sú <strong>po</strong>trebné<br />
dve optické vlákna.<br />
<strong>Prenos</strong> dát <strong>po</strong> optickom kábli nie je rušený<br />
elektromagnetickými <strong>po</strong>liami. Optický kábel preto nevyžaduje<br />
tienenie a obaly tenkého optického vlákna (...................) majú<br />
úlohu mechanickej ochrany.<br />
Optický kábel nevyžaruje do okolia a prenášané signály<br />
nie je možné od<strong>po</strong>čúvať.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Pi Priame pre<strong>po</strong>jenie dvoch <strong>po</strong>čítačov č prostredníctvom<br />
t<br />
konektora RJ45 - krútenou dvojlinkou:<br />
Častý problém býva ako za<strong>po</strong>jiť vodiče pri <strong>po</strong>užití<br />
"krútenej dvojlinky", na pro<strong>po</strong>jenie dvoch <strong>po</strong>čítačov. Bežná<br />
"krútená dvojlinka" slúži na pro<strong>po</strong>jenie p <strong>po</strong>čítačov cez sieť a<br />
teda obvykle cez pre<strong>po</strong>jovací prvok - rozbočovač.<br />
Pokiaľ ale je <strong>po</strong>trebné vyrobiť malú domácu sieť, kde<br />
sa prepájajú jú len dva <strong>po</strong>čítače, č rozbočovač č č je zbytočný. č Na<br />
takéto pre<strong>po</strong>jenie sa hodí tzv. ........................, teda 4 párový<br />
krútený kábel s prehodenými vodičmi.<br />
Najbezpečnejšou cestou je zájsť do nejakej firmy,<br />
ktorá dodáva kabeláže, a kúpiť si rovno ................... . Ak si<br />
ale trúfate uskutočniť za<strong>po</strong>jenie sami, za<strong>po</strong>jte vodiče <strong>po</strong>dľa<br />
nasledujúceho návodu:
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Tab.:Šnúra na pri<strong>po</strong>jenie k sieti - oba konce za<strong>po</strong>jené zhodne: PC - síť:<br />
Kontakt Farba vodiča<br />
1 Biela/oranžová<br />
2 Oranžová<br />
3 Biela/zelená<br />
4 Modrá<br />
5 Biela/modrá<br />
6 Zelená<br />
7 Biela/hnedá<br />
8 Hnedá<br />
RJ45<br />
Kontakt Farba vodiča<br />
1 Biela/oranžová<br />
2 Oranžová<br />
3 Biela/zelená<br />
4 Modrá<br />
5 Biela/modrá<br />
6 Zelená<br />
7 Biela/hnedá<br />
8 Hnedá<br />
RJ45
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Kábel na pre<strong>po</strong>jenie PC - PC (s prekríženými vodičmi), za<strong>po</strong>jenie je <strong>po</strong>dľa<br />
nasledovne tabuľky:<br />
Kontakt Barva vodiče<br />
1 Bílá/oranžová<br />
2 Oranžová<br />
3 Bílá/zelená<br />
4 Modrá<br />
5 Bílá/modrá<br />
6 Zelená<br />
7 Bílá/hnědá<br />
8 Hnědá<br />
RJ45<br />
Kontakt Barva vodiče<br />
1 Bílá/zelená<br />
2 Zelená<br />
3 Bílá/oranžová<br />
4 Modrá<br />
5 Bílá/modrá<br />
6 Oranžová<br />
7 Bílá/hnědá<br />
8 Hnědá<br />
RJ45<br />
Štandard 10BT, konektory RJ45 a kábel kategórie 3 nebo 5 pre štrukturovanú<br />
kabeláž.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Bezdrôtové siete LAN (Wireless LAN), WLAN<br />
Bezdrôtové rádiové siete začínajú nachádzať uplatnenie čoraz viac<br />
vplyvom znižujúcich sa cien sieťových kom<strong>po</strong>nentov. Skutočne prvý širokou<br />
odbornou verejnosťou prijatý bezdrôtový štandard 802.11 b schválila IEEE<br />
až v roku 1999. Vtedy bol bezdrôtový sieťový hardvér veľmi drahý.<br />
Prístu<strong>po</strong>vý bod (alebo základová stanica), ktorý pracuje ako most<br />
medzi pevnou a bezdrôtovou sieťou stál vtedy ~ 40 000 korún. Dnes je to<br />
1/20-tina a klientská karta do notebooku stojí ešte menej (~ 1 200 korún). Za<br />
tejto situácie i už stojí za úvahu, ako sa zbaviť kábla.<br />
Na rádiový prenos je využívané nelicencované pásmo ISM<br />
(Industrial, Scientific, Medical) určené na priemyselné, vedecké a lekárske<br />
aplikácie, ležiace medzi ............ a ................ Pre bezdrôtové s<strong>po</strong>jenie medzi<br />
<strong>po</strong>čítačmi je do nich treba nainštalovať bezdrôtové PCI karty.<br />
Známy notebook Centrino, uvedený na trh v marci 2003, mal už<br />
bezdrôtovú kartu zabudovanú.
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Bezdrôtová sieť WLAN uľahčuje <strong>po</strong>rady a konferencie, na ktorých<br />
<strong>po</strong>užívajú účastníci svoje notebooky. WLAN taktiež umožňuje rýchle<br />
vybudovanie dočasnej siete, <strong>po</strong>trebné len pre nejakú krátkodobú úlohu.<br />
Prístu<strong>po</strong>vý bod (Access Point- AP) aj klientska karta obsahujú vf<br />
prijímač/vysílač a rozhranie.<br />
Obr. Bezdrôtové pri<strong>po</strong>jenie k LAN
<strong>Prenos</strong> signálu <strong>po</strong> vedení<br />
<strong>Prenos</strong>ové média <strong>po</strong>čítačových sietí<br />
Univerzálna rádiová sieť Bluetooth<br />
Bluetooth je anglický prepis priezviska dánskeho kráľa Haralda<br />
Bluatanda, ktorý pred tisíc rokmi zjednotil vikingské kmene). V<br />
roku 1998 vytvorila firma Ericsson záujmovú skupinu Bluetooth<br />
SIG (Special Interest Group) na vývoj bezdrôtovej technológie<br />
malého dosahu. Bluetooth nie je zlučiteľný s WLAN, i keď <strong>po</strong>uží-<br />
va rádiové frekvencie rovnakého pásma.<br />
Skladá sa z veľmi malých štruktúr označovaných ako pikonet<br />
(pikosieť). V rámci jednej pikonetovej štruktúry môže komunikovať<br />
až osem terminálov, zabudovaných príamo do hostiteľských<br />
systémov, napr. PC, tlačiareň, skener, myš atď.<br />
Pomocou mobilného telefónu je možný prístup do siete GSM a<br />
špeciálny prístu<strong>po</strong>vý bod dovoľuje o komunikáciu u s<br />
LAN.<br />
Poznámka: doslovný preklad slova Bluetooth = modrý zub nemá<br />
nič s<strong>po</strong>ločné s jeho významom.