Pytania pomocnicze - INF.08

Większa średnica oznacza większe pole przekroju poprzecznego przewodu. Zgodnie ze wzorem R = ρ·l/S większy przekrój powoduje mniejszą rezystancję.

Rezystancja przewodu dotyczy oporu żyły przewodzącej dla prądu płynącego wzdłuż kabla. Rezystancja izolacji dotyczy upływu prądu przez materiał izolacyjny między żyłami lub do ziemi.

Od izolacji zależą głównie pojemność jednostkowa oraz konduktancja upływu. Typ i stan izolacji nie decydują bezpośrednio o rezystancji metalowego przewodu.

Oznacza rezystancję przypadającą na jeden kilometr przewodu lub toru. Całkowitą rezystancję oblicza się, mnożąc wartość jednostkową przez długość linii.

Są to rezystancja jednostkowa R', indukcyjność jednostkowa L', pojemność jednostkowa C' oraz konduktancja jednostkowa G'. Opisują one straty, właściwości magnetyczne, elektryczne i upływność linii.

Pojemność opisuje gromadzenie ładunku między przewodami, a nie opór żyły przewodzącej. Rezystancja zależy głównie od materiału, długości i przekroju przewodu.

W przewodach metalowych wzrost temperatury zwykle zwiększa rezystancję. Dlatego parametry kabli mogą się zmieniać wraz z warunkami pracy.

Oznacza to, że w modelu pomija się straty energii w przewodach i izolacji. Przyjmuje się wtedy R = 0 oraz G = 0.

Po podstawieniu R = 0 i G = 0 wzór ma postać pierwiastka z jωL przez jωC. Czynnik jω występuje w liczniku i mianowniku, więc się skraca.

Zależy wyłącznie od indukcyjności jednostkowej L i pojemności jednostkowej C. Opisuje ją wzór Z = √(L/C).

Rezystancja jednostkowa R opisuje straty energii w przewodnikach linii. W modelu linii bezstratnej jest przyjmowana jako równa zero.

Konduktancja jednostkowa G opisuje upływność izolacji między przewodami. W linii bezstratnej zakłada się brak upływności, czyli G = 0.

Impedancja falowa określa warunki propagacji fali w linii. Jej znajomość jest potrzebna do dopasowania obciążenia i ograniczania odbić sygnału.

Częstotliwość próbkowania określa, ile razy na sekundę pobierana jest próbka sygnału analogowego. Wyraża się ją w hercach, np. 8 kHz oznacza 8000 próbek na sekundę.

Najwyższa częstotliwość sygnału decyduje o minimalnej szybkości próbkowania. Jeśli zostanie dobrana zbyt nisko, składowe o wysokich częstotliwościach zostaną błędnie odwzorowane.

Minimalna częstotliwość próbkowania wynosi 2 · 3,4 kHz, czyli 6,8 kHz. W praktyce stosuje się często wartość większą, np. 8 kHz.

Częstotliwość Nyquista to połowa częstotliwości próbkowania. Jest to najwyższa częstotliwość sygnału, którą można poprawnie odwzorować przy danym próbkowaniu.

Wystąpi aliasing, czyli zniekształcenie polegające na błędnym odwzorowaniu częstotliwości sygnału. Odtworzony sygnał nie będzie zgodny z oryginałem.

Filtr antyaliasingowy ogranicza pasmo sygnału przed próbkowaniem. Usuwa składowe o częstotliwościach zbyt wysokich, które mogłyby spowodować aliasing.

Nie musi być dokładnie dwukrotnością. Zgodnie z zasadą powinna być przynajmniej dwukrotnie większa, a w praktyce często stosuje się wartość wyższą.

Próbkowanie widać jako pobieranie wartości z ciągłego przebiegu w kolejnych, zwykle równych odstępach czasu. Często są to pionowe linie lub punkty zaznaczone na analogowej krzywej.

Próbkowanie polega na wyborze chwil, w których odczytuje się sygnał. Kwantyzacja polega na przypisaniu pobranej wartości do najbliższego dozwolonego poziomu amplitudy.

Typowy ciąg etapów to filtrowanie, próbkowanie, kwantyzacja i kodowanie. Dzięki temu sygnał analogowy można zapisać jako strumień bitów.

Filtr antyaliasingowy ogranicza pasmo sygnału, aby usunąć zbyt wysokie częstotliwości. Zapobiega to aliasingowi, czyli zniekształceniom powstającym przy zbyt małej częstotliwości próbkowania.

Częstotliwość próbkowania określa, ile próbek sygnału pobiera się w ciągu jednej sekundy. Jej jednostką jest herc, np. 8000 Hz oznacza 8000 próbek na sekundę.

Twierdzenie Nyquista określa minimalną częstotliwość próbkowania. Powinna być co najmniej dwa razy większa od najwyższej częstotliwości obecnej w próbkowanym sygnale.

Próbkowanie pobiera wartości sygnału w wybranych chwilach czasu. Kodowanie zapisuje już skwantowane wartości próbek w postaci ciągu bitów.

Po wysokim napięciu rzędu około 90 V, niskiej częstotliwości około 15–25 Hz oraz cyklicznym rytmie nadawania z przerwami.

Ponieważ musi uruchomić układ dzwonienia aparatu telefonicznego. Sygnały akustyczne w słuchawce nie wymagają tak dużego napięcia.

Sygnał wywołania jest podawany do linii abonenta wywoływanego i uruchamia dzwonek. Sygnał zajętości jest słyszany przez abonenta dzwoniącego, gdy numer jest zajęty.

Określa sposób dzwonienia telefonu, czyli naprzemienne okresy emisji i przerwy. Dzięki temu aparat nie dzwoni ciągle, lecz w charakterystycznych odstępach.

15 Hz to bardzo niska częstotliwość, typowa dla prądu dzwonienia. Sygnały akustyczne w słuchawce mają zwykle częstotliwości z zakresu słyszalnego, najczęściej kilkaset Hz.

Abonencki zespół liniowy obsługuje linię abonenta w centrali, m.in. może realizować zasilanie, nadzór stanu linii oraz podawanie sygnału wywołania.

Ma wejścia cyfrowe oznaczone bitami, np. MSB i LSB, oraz jedno wyjście analogowe. Często zawiera przełączniki, napięcie odniesienia i wzmacniacz operacyjny sumujący prądy.

Przetwornik C/A zamienia dane cyfrowe na sygnał analogowy. Przetwornik A/C działa odwrotnie: zamienia sygnał analogowy na wartość cyfrową.

Różne wartości rezystancji nadają bitom różne wagi. Bit MSB ma największy wpływ na wartość wyjściową, a bit LSB najmniejszy.

Wzmacniacz operacyjny pracuje jako sumator prądów. Zamienia sumę prądów z gałęzi rezystorowych na napięcie wyjściowe.

MSB to najbardziej znaczący bit, który ma największą wagę w liczbie binarnej. LSB to najmniej znaczący bit, mający najmniejszy wpływ na wynik.

Układ z rezystorami wagowymi używa wielu wartości rezystancji, np. R, 2R, 4R. Drabinka R-2R wykorzystuje tylko dwie wartości: R i 2R.

Przetwornik Flash jest przetwornikiem analogowo-cyfrowym i zawiera wiele komparatorów. Na pokazanym schemacie widać wejścia cyfrowe oraz analogowe wyjście, więc jest to układ C/A.

Splitter rozdziela sygnał telefoniczny POTS i sygnał transmisji danych ADSL, które są przesyłane tą samą parą przewodów. Dzięki temu telefon i modem mogą działać jednocześnie bez wzajemnych zakłóceń.

Filtr LPF znajduje się w torze prowadzącym do telefonu analogowego, czyli do wyjścia POTS. Przepuszcza niskie częstotliwości używane przez telefonię głosową.

Filtr HPF przepuszcza wysokie częstotliwości wykorzystywane przez transmisję ADSL. Jest stosowany w torze prowadzącym do modemu ADSL.

POTS wykorzystuje niskie pasmo częstotliwości do transmisji głosu, natomiast ADSL wykorzystuje wyższe częstotliwości do transmisji danych. Dzięki rozdzieleniu pasm mogą działać równocześnie.

DSLAM to urządzenie operatorskie agregujące wiele linii DSL, zwykle znajdujące się po stronie centrali. Blok w splitterze abonenckim jest elementem filtrującym, a nie koncentratorem.

Filtr LPF odcina wysokoczęstotliwościowy sygnał ADSL od telefonu. Dzięki temu w słuchawce nie pojawiają się szumy i zakłócenia pochodzące od transmisji danych.

Splitter rozdziela sygnały centralnie, zwykle na wejściu instalacji, natomiast mikrofiltry montuje się przy poszczególnych telefonach. Oba rozwiązania służą do separacji sygnału telefonicznego od ADSL.

Ponieważ HDSL umożliwia symetryczną transmisję cyfrową po parach miedzianych między centralą operatora a urządzeniem abonenta. Jest typowo stosowany do łączy dla centralek abonenckich i traktów cyfrowych.

HDSL zapewnia transmisję symetryczną, czyli podobną przepływność w obu kierunkach. ADSL jest asymetryczny — większa przepływność jest zwykle w kierunku do abonenta.

LTU znajduje się zwykle po stronie operatora, a NTU po stronie abonenta. Razem tworzą zakończenia łącza HDSL i umożliwiają transmisję po linii miedzianej.

SDH to technologia transmisji synchronicznej używana głównie w sieciach szkieletowych, często światłowodowych. Nie oznacza konkretnego modemu do połączenia centralki abonenckiej z centralą operatora po parach miedzianych.

ATM jest techniką transmisji komórkowej i komutacji danych, a nie typem modemu liniowego do zestawienia takiego połączenia. Schemat LTU–NTU wskazuje na HDSL.

VDSL zapewnia bardzo dużą przepływność, ale na krótkich odcinkach i najczęściej w usługach szerokopasmowego Internetu. HDSL jest starszą technologią symetryczną, używaną m.in. do łączy operatorskich i centralek abonenckich.

HDSL wykorzystuje miedziane pary przewodów, czyli kabel symetryczny w pętli abonenckiej. W zależności od rozwiązania może używać jednej, dwóch lub większej liczby par.

Charakterystyczne są parametry takie jak transmisja 2,048 Mbit/s, kod liniowy 2B1Q, kompensacja echa oraz praca po miedzianej linii abonenckiej. W pytaniu dodatkową wskazówką jest pasmo 4–292 kHz i graniczne tłumienie linii.

2048 kbit/s odpowiada strumieniowi E1, znanemu też z systemu PCM 30/32. HDSL był często wykorzystywany do doprowadzania takiego strumienia po liniach miedzianych.

HDSL jest systemem symetrycznym, czyli zwykle oferuje podobną przepływność w obu kierunkach. ADSL jest asymetryczny: większa przepływność jest w kierunku do abonenta niż od abonenta.

STM-1 należy do hierarchii SDH i ma przepływność około 155 Mbit/s, a nie 2,048 Mbit/s. Podane parametry dotyczą modemów dostępowych po linii miedzianej, a nie światłowodowej transmisji SDH.

2B1Q jest typowym kodem stosowanym w systemach HDSL. Jego obecność w parametrach interfejsu liniowego mocno wskazuje na odpowiedź HDSL.

Określa maksymalne dopuszczalne osłabienie sygnału na linii dla danej częstotliwości. Jeśli tłumienie jest większe, modem HDSL może nie zestawić stabilnej transmisji.

Impedancja określa dopasowanie elektryczne interfejsów do linii transmisyjnej. Niewłaściwe dopasowanie może powodować odbicia sygnału i pogorszenie jakości transmisji.

ADSL ma wydzielone niskie pasmo dla telefonii POTS oraz osobne pasma dla transmisji danych w górę i w dół. Pasmo pobierania danych jest znacznie szersze niż pasmo wysyłania.

Ponieważ przepływność w kierunku do abonenta jest większa niż przepływność od abonenta do sieci. Wynika to z przydzielenia szerszego pasma dla transmisji downstream.

Pasmo POTS służy do tradycyjnej analogowej usługi telefonicznej. Dzięki rozdzieleniu częstotliwości można jednocześnie korzystać z telefonu i transmisji danych ADSL.

Splitter lub mikrofiltr oddziela sygnał telefoniczny od sygnału transmisji danych. Zapobiega zakłóceniom w telefonie i poprawia pracę modemu ADSL.

VDSL oferuje większe przepływności i wykorzystuje szersze pasmo częstotliwości, ale działa na krótszych odcinkach miedzianej linii. ADSL ma mniejsze wymagania zasięgowe, lecz niższe prędkości.

ISDN to cyfrowy system telefoniczny o określonych kanałach B i D, a nie asymetryczny system szerokopasmowej transmisji danych z osobnymi pasmami upstream i downstream. Wykres z pasmem POTS oraz szerokim pasmem downstream wskazuje na ADSL.

Klasyczny ADSL wykorzystuje pasmo do około 1,1 MHz. Jest to jedna z cech odróżniających go od nowszych technologii, takich jak ADSL2+ lub VDSL, które mogą używać szerszego pasma.