Δίκτυα Υπολογιστών
Τετράδιο μαθητή
Επεξηγήσεις - Συμβουλές - Επισημάνσεις
- Τα δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN) έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά με τα τοπικά δίκτυα, αλλά διαφορετικές προδιαγραφές, καθώς πρέπει να καλύψουν μεγαλύτερες γεωγραφικά περιοχές και να μεταφέρουν πολύ μεγαλύτερο όγκο δεδομένων.
- Για τα δίκτυα ευρείας περιοχής χρησιμοποιούνται:
- Δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος
- Δίκτυα μεταγωγής πακέτου
- Δορυφορικές συνδέσεις
- Μικροκυματικές συνδέσεις
- Οπτικές ίνες
- Συστήματα καλωδιακής τηλεόρασης.
- Επειδή είναι δύσκολη η ανάπτυξη δικτύων ευρείας περιοχής από εταιρίες και οργανισμούς, τόσο από πλευράς κόστους υλοποίησης όσο και συντήρησης, συνήθως χρησιμοποιούνται τα δίκτυα τηλεπικοινωνιακών φορέων. Οι πιο γνωστές υπηρεσίες δικτύων ευρείας περιοχής είναι οι επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές, οι μόνιμες ή μισθωμένες γραμμές, το ISDN, το ATM, το xDSL, οι τεχνολογίες FTTH και Metro Ethernet, οι ασύρματες και δορυφορικές ζεύξεις.
- Το τηλεφωνικό δίκτυο είναι το πιο ευρέως διαδεδομένο και χρησιμοποιούμενο σήμερα δίκτυο για τη δημιουργία δικτύων ευρείας περιοχής. Ονομάζεται και δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο μεταγωγής ή PSTN.
- Τα χάλκινα καλώδια που το απαρτίζουν χρησιμοποιούν μόνο ένα μικρό μέρος του εύρους ζώνης συχνοτήτων τους για την μετάδοση φωνής, επιτρέποντας έτσι να χρησιμοποιηθεί η υπόλοιπη χωρητικότητα για τη μετάδοση δεδομένων.
- Η ψηφιακή μετάδοση στα τηλεφωνικά δίκτυα που χρησιμοποιείται σήμερα, έχοντας αντικαταστήσει τον αναλογικό τρόπο μετάδοσης, επιτρέπει στον εξοπλισμό να μεταφέρει μεγάλη ποσότητα πληροφορίας, με ασφάλεια και χωρίς παρεμβολές.
- Η πιο γνωστή υπηρεσία που παρέχεται μέσω του τηλεφωνικού δικτύου σήμερα είναι το xDSL, η οποία είναι μια ψηφιακή συνδρομητική γραμμή που προσφέρει δυνατότητα χρήσης μεγάλου εύρους ζώνης.
- Η τεχνολογία xDSL:
- χρησιμοποιεί ειδικές συσκευές τύπου modem, που ονομάζονται και baseband modems, που λαμβάνουν ψηφιακό σήμα και το μεταδίδουν στην τηλεφωνική γραμμή με τη μορφή αναλογικού σήματος υψηλού ρυθμού
- χρησιμοποιεί διάφορες τεχνολογίες διαμόρφωσης, οι οποίες χωρίζουν το διαθέσιμο εύρος ζώνης της γραμμής σε τρία κανάλια, ένα για τη μετάδοση φωνής, ένα για τη μετάδοση δεδομένων προς τα πάνω (upstream) κι ένα για τη μετάδοση των δεδομένων προς τα κάτω (downstream)
- πετυχαίνει διαφορετικές επιδόσεις σε ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, ανάλογα με το είδος του modem που θα χρησιμοποιηθεί
- υποστηρίζει συμμετρική ή ασύμμετρη μετάδοση δεδομένων, ορίζοντας έτσι τις διάφορες παραλλαγές του, όπως το ADSL, HDSL, VDSL κτλ.
- Η υπηρεσία ADSL είναι αυτή που είναι διαθέσιμη στους περισσότερους χρήστες στην Ελλάδα. Προσφέρει μόνιμη σύνδεση, με αποκλειστικότητα χρήσης όλου του εύρους ζώνης και μεταδίδει τα δεδομένα με ασύμμετρο τρόπο, δηλαδή προσφέρει διαφορετικό ρυθμό για τη λήψη και διαφορετικό για την αποστολή δεδομένων.
- Η τεχνολογία ADSL έχει τα εξής χαρακτηριστικά:
- Υποστήριξη υψηλών ταχυτήτων σε τηλεπικοινωνιακά δίκτυα και στο Διαδίκτυο, μέσω της απλής τηλεφωνικής γραμμής
- Υποδιαίρεση συχνοτήτων σε μικρότερες περιοχές των 4.3125 kHz (bins) και χωρισμός του διαθέσιμου εύρους ζώνης με χρήση Πολυπλεξίας με διαίρεση συχνότητας ή Καταστολή της ηχούς
- Χρήση εξελιγμένων αλγορίθμων και βελτιωμένης ψηφιακής επεξεργασία σήματος, που συμπιέζουν σε μεγάλο βαθμό την πληροφορία
- Χρήση βελτιωμένων μετασχηματιστών, αναλογικών φίλτρων και μετατροπέων σήματος από αναλογικό σε ψηφιακό
- Χρήση μεγαλύτερου εύρους συχνοτήτων για την αποστολή από τον πάροχο προς τον τελικό χρήστη (download) και μικρότερου εύρους συχνοτήτων για την αποστολή από τον τελικό χρήστη προς τον πάροχο (upload).
- Η τεχνολογία HDSL έχει συμμετρικό τρόπο μετάδοσης και προσφέρει τον ίδιο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων για την αποστολή και τη λήψη. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των δύο άκρων δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 3,5 km.
- Η τεχνολογία SDSL είναι παρόμοια με το HDSL όσον αφορά στο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, απαιτεί όμως μόνο ένα συνεστραμμένο ζεύγος χαλκού. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των δύο άκρων δεν μπορεί να ξεπερνά τα 3 km.
- Η τεχνολογία VDSL έχει ασύμμετρο τρόπο μετάδοσης και προσφέρει πολύ μεγάλες ταχύτητες που μπορεί να φτάνουν τα 52 Mbps για λήψη δεδομένων και 12 Mbps για αποστολή. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των δύο άκρων δεν μπορεί να ξεπερνά 1,5 km. Η νεότερη έκδοσή του, το VDSL2, παρέχει ταχύτητες πάνω από 200 Mbps σε πολύ μικρή απόσταση, 100 Mbps στα 500 μέτρα και 50 Mbps στο 1 χιλιόμετρο.
- Για τη σύνδεση ενός πελάτη της υπηρεσίας ADSL απαιτείται ένας πομποδέκτης ή ADSL modem. Ο πομποδέκτης ADSL μπορεί να συνδεθεί με τον υπολογιστή του πελάτη με συνδέσεις USB, UTP ή ως κάρτα επέκτασης. Για να συνδεθεί ένα οικιακό ή εταιρικό δίκτυο, πρέπει ο πομποδέκτης να είναι της μορφής ADSL modem/router.
- Στην πλευρά του παρόχου της υπηρεσίας ADSL είναι ο εξοπλισμός που επιτρέπει στο DSL να λειτουργεί ονομάζεται πολυπλέκτης/αποπολυπλέκτης ψηφιακών συνδρομητικών γραμμών ή DSLAM. Μπορεί να βρίσκεται σε Κέντρο Τηλεπικοινωνιακών Παρόχων, σε καμπίνες στο δρόμο, να αντικαθιστούν Κατανεμητές καλωδίων ή ακόμα μέσα σε πολυκατοικίες. Λαμβάνει συνδέσεις από πολλούς πελάτες και τις συνενώνει σε μία σύνδεση υψηλής χωρητικότητας προς το Διαδίκτυο. Περιέχει μια μοναδική υποδοχή σύνδεσης ή modem port για κάθε συνδρομητή που συνδέεται σε αυτό. Υποστηρίζει πολλούς τύπους DSL, διαφορετικά πρωτοκόλλα. Μπορεί να παρέχει δρομολόγηση ή εκχώρηση δυναμικών IP διευθύνσεων.
- Όταν ξεκινά η επικοινωνία ανάμεσα στο ADSL modem και στο DSLAM του παρόχου, πραγματοποιείται συγχρονισμός και η ταχύτητα που επιτυγχάνεται είναι και η τελική που θα προσφέρει η υπηρεσία.
- Οι δύο βασικές τοπολογίες συνδεσμολογίας ADSL είναι η splitterless και η splitterbased.
- Η splitterbased τεχνολογία απαιτεί την εγκατάσταση ενός διαχωριστή σήματος, ώστε να διαχωριστεί το σήμα της φωνής από το σήμα που μεταφέρει τα δεδομένα. Στη μια υποδοχή του διαχωριστή συνδέεται το τηλέφωνο και στην άλλη το ΑDSL modem.
- Η splitterless τεχνολογία, δεν απαιτεί διαχωρισμό των δύο σημάτων και το ΑDSL modem συνδέεται απευθείας με την τηλεφωνική γραμμή, όπως και οι τηλεφωνικές συσκευές.
Εννοιολογικός Χάρτης
Στον παρακάτω εννοιολογικό χάρτη παρουσιάζονται οι έννοιες που διέπουν την τεχνολογία των Δικτύων Ευρείας Περιοχής.
Άσκηση
Άσκηση
Συμπληρώστε στον παρακάτω πίνακα τους μέγιστους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων που επιτυγχάνουν οι διάφορες τεχνολογίες δικτύων ευρείας περιοχής τύπου xDSL.
Άσκηση
Συμπληρώστε τις συγκριτικές διαφορές των τεχνολογιών xDSL.
Θέματα Ανάπτυξης
Ποια είναι τα είδη γραμμών και συνδέσεων που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη γραμμών Ευρείας Περιοχής (WAN);
Ποιο χαρακτηριστικό του εγκατεστημένου τηλεφωνικού δικτύου εκμεταλλευόμαστε, ώστε να μπορέσουμε να μεταφέρουμε και δεδομένα μαζί με τη μετάδοση φωνής;
Ποια είναι τα βασικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των επιλεγόμενων τηλεφωνικών γραμμών;
Ποια είναι τα τρία (3) κανάλια στα οποία χωρίζεται το εύρος ζώνης της τεχνολογίας xDSL;
Τι ισχύει στην τεχνολογία ADSL αναφορικά με α) τη διαθεσιμότητα του εύρους ζώνης για τον χρήστη και β) τη σύνδεση που δημιουργείται;
Με ποιους τρόπους τα ADSL modems χωρίζουν το διαθέσιμο εύρος ζώνης μιας τηλεφωνικής γραμμής;
Τι ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων υποστηρίζουν οι τεχνολογίες HDSL, SDSL και VDSL;
Πότε ορίζεται η ταχύτητα μιας ADSL σύνδεσης;
Ποιες είναι οι κύριες διαφορές των ADSL και των καλωδιακών modem που προκύπτουν λόγω του DSLAM;
Πώς λειτουργεί η splitterless DSL συνδεσμολογία;
Πώς λειτουργεί η splitter-based DSL συνδεσμολογία;
Άσκηση
Ανατροφοδότηση
Λάθος
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Ανατροφοδότηση
Λάθος
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Ανατροφοδότηση
Σωστό
Ανατροφοδότηση
Λάθος
Άσκηση
Solution
Solution
Solution
Solution
Solution
(c) Αμπατζόγλου Ιωάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ηλεκτρονικών ΠΕ1708