1. Modul 3:
Networking media

2. Atoms všetky látky sú zložené z atómov; každý atóm pozostáva z:
elektróny – záporne nabité častice;
protóny – kladne nabité častice;ä
neutróny – častice bez náboja;
jadro atómu tvoria nukleóny (protóny + neutróny);
Coulombov zákon – náboje s rôznym nábojom sa priťahujú a tie s rovnakým nábojom sa odpudzujú;
Bohrov model – protóny majú kladný a elektróny záporný náboj. V jadre sa nachádza viac častíc ako 1 protón.

3. Electrons (e-) záporne nabité častice;
sa pohybujú po kruhových dráhach okolo jadra;
dostatočná rýchlosť zabezpečí, aby elektróny neboli vtiahnuté do jadra;
elektrina – tok voľných elektrónov;
atóm sa po uvoľnení častíc stáva kladne nabitým;
uvoľnené nepohyblivé elektróny so záporným nábojom = statická elektrina;
elektrostatický výboj (ESD) - vznikne, keď statické elektróny prejdú k vodiču
neškodný pre ľudí;
môže náhodne zničiť chipy, dáta alebo oboje;
sú naň citlivé logické obvody.

4. Protons (p+) and atoms protóny: atómy: materiály:
kladne nabité častice;
jadrové (nukleárne) sily;
najsilnejšie na svete;
udržiavajú protóny v jadre;
atómy:
skupina  molekula (materiál);
materiály:
izolátor, vodič, polovodič.

5. Voltage elektromotorická sila (EMF);
súvisí s elektrickou silou (tlakom), ktorá pôsobí, keď sú e- a p+ oddelené;
el. prúd je len tok e-;
Medzi dvoma bodmi;
vzniká 3 spôsobmi:
friction (trenie) / static electricity;
magnetism / electric generator;
light /solar cell;
ozn. V (napätie) – množstvo práce, ktoré je potrebné na oddelenie nábojov, E (EMF).

6. Resistance typy materiálov: conductors: insulators:
preteká nimi el. prúd;
malý alebo žiaden odpor;
insulators:
nepovoľujú tok el. prúdu;
veľkosť odporu závisí od chemického zloženia látky;
ozn. R – jednotka: ohm (Ω).

7. Conductors dovoľujú tok e-;
krajné e- sú slabo viazané k jadru a ľahko sa uvoľňujú;
pri izbovej teplote je vysoký počet voľných e-;
zavedením napätia e- sa uvoľňujú;
s tokom e- súvisí:
capacitance,
inductance,
najlepšie vodiče: Cu, Ag, Au;
ďalšie vodiče: solder of Pb (lead) a Sn (tin), voda s iónmi (ľudské telo – 70%).

8. Attenuation / Impendancie
attenuation (zoslabenie):
dôležité pre siete,
týka sa odporu pri toku e- a vysvetľuje, prečo pri prenose signálu dochádza k jeho degradácií;
impendancie obsahuje:
capacitance,
inductance,
resistance.

9. Insulators / Semiconductors
nevedú el. prúd;
napr.: plast / sklo /suché drevo /papier / guma/ héliový plyn;
majú stabilnú chemickú štruktúru;
e- sú pevne viazané k jadru;
semiconductors:
kontrolovaný tok e-,
napr.: C, GE, GaAs (gallium arsenide), Si,
silicon – najlepší pre miniatúrne el. obvody (mikročípy).

10. Current tok nábojov tvorených pohybom voľných e-;
keď sa privedie napätie a existuje cesta pre tok e-, tie sa presunú zo záporného póla ku kladnému;
záp. pól odpudzuje ich a kladný priťahuje;
ozn. I – množstvo presúvajúcich sa e-;
jednotkou prúdu je ampér (A);
V – rýchlosť presunu e-;
čím viac napätia a el. tlaku, tým väčší prúd;
Ohmov zákon: V = I . R.

11. W (wattage) = amperage + voltage;
W – množstvo spotrebovanej alebo vytvorenej energie.

12. Circuits
uzavretý okruh z vodičov a so zdrojom napätia, ktorý spôsobuje tok prúdu;
tok prúdu je zabránený odporom a impendanciou;
zemi sa zvyčajne prisudzuje – 0 V;
typy:
alternating (AC, striedavý) – závisí od impendancie, mení polaritu a smer v čase;
direct (DC, priamy) – závisí od odporu, tečie v jednom smere, potom zmení smer a tečie v inom smere.

13. Types of current alternating: direct: závisí od impendancie,
mení polaritu (kladný pól sa stáva záporným a naopak) a smer v čase,
proces sa priebežne mení sám,
veľké vzdialenosti (power lines);
direct:
závisí od odporu, tečie v jednom smere, potom zmení smer a tečie v inom smere,
nemení sa polarita,
krátke vzdialenosti (baterky, autobatérie, mikročípy na matičnej doske).

14. Oscilloscope
elektronické zariadenie na meranie el. signálov v danom čase;
zobrazuje:
el. vlny,
el. impulzy,
diagram;
x-ová os – čas,
y-ová os – napätie;
2 y-ové napäťové vstupy – meranie 2 vĺn naraz.

15. Cable specification rýchlosť prenosu – závisí od typu kábla;
digitálny (baseband) alebo analógový (broadband) prenos – typ kábla je pre dané typy rôzny;
vzdialenosť prenosu – ovplyvnené zoslabením signálu;
degradácia – priamo závislá od vzdialenosti prenosu signálov a od typu použitého kábla.

16. Ethernet specification
10BASE-T:
10 Mbps / baseband / twisted pair;
10BASE5:
10 Mbps / baseband / 500 m / thicknet;
10BASE2:
10 Mbps / baseband / 200 m (185 m) / thinnet.

17. Coaxial cable I. zloženie:
medený vodič obklopený elastickou izoláciou;
stred : tenký okovaný hliníkový kábel;
na izolácií je tkané medené pletivo príp. kovová fólia – ako druhý drôt v obvode a ako ochrana vnútorného vodiča;
druhá vrstva – redukcia elm. rušenia;
povrch – plášť.

18. Coaxial cable II. použitie v LAN: rôzne veľkosti;
väčšie vzdialenosti ako STP, UTP, ScTP bez použitie opakovačov (regenerujú signál),
lacnejší ako optický kábel,
káblové televízie;
rôzne veľkosti;
Ethernet backbone cable (Thicknet)– veľká prenosová dĺžka a zníženie šumu;
Thinnet (Cheapernet):
v sieťach Ethernet,
vhodný kde je viac ohybov a vykrútení,
polovičný el. obvod – problém zlá ochrana spojenia.

19. STP cable I. kombinácia cancellation, shielded a twisted pair;
každý pár je obalený kovovou fóliou;
150-ohm kábel;
Token Ring;
zníženie šumu:
vďaka pair to pair coupling a crosstalk;
z vonkajšieho electromagnetic interference (EMI) a radio frequency interference (RFI).
ScTP (screened/foil screened twisted pair) – ako UTP obalený ochrannou kovovou fóliou.

20. STP and ScTP cable II.
oba konce musia byť uzemnené – inak problém so šumom;
správa sa ako anténa a prijíma aj nechcené signály;
možno minimalizovať vychádzajúce elm. vlny ale nie prichádzajúce;
použite zvlášť pri rozsiahlych EMI a RFI v blízkosti kábla;

21. UTP cable štvorpárový; všetky káble sú samostatne izolované;
dôležitý je počet spletení na 1 stopu;
TIA/EIA-568-B.2 – spojenie 2 káblov (pre tón a pre dáta) pre každý výstup;
výhody: lacný / ľahko inštalovateľný / tenší / vhodný do starších budov / najrýchlejší medený kábel;
nevýhody: viac šumu / krátka vzdialenosť.
prenos – medzi pinmi začiatku a cieľa;

22. Connecting of UTP switch – NIC: straight-through (priamy);
switch – switch: crossover cable (krížený);
RJ-45 adaptér (COM port) – console port (router, switch): rollover (console).

23. Modul 3:
Optical media

24. Electromagnetic spectrum
elm. energia vzniká pri pohybe el. náboja alebo urýchlením;
vo forme vĺn – vákuum, vzduch, niektoré materiály napr. sklo;
typy elm. energie tvoria elm. spektrum od najdlhšej vlnovej dĺžky po najkratšiu:
radio / mikrovlny / radar / viditeľné svetlo / x-žiarenie / gama žiarenie;
pomalý pohyb el. náboja – krátke vlny ;
rýchly pohyb el. náboja – dlhé vlny.

25. Wavelength rýchlosť svetla: ľudské oko:
km/s ( miles/s);
ľudské oko:
700 nm – 400 nm (viditeľné svetlo/dúha);
dlhšie ako 70 nm – červená farba;
kratšie ako 400 nm – fialová farba;
vlnové dĺžky neviditeľné ľudským okom:
prenos optickými káblami,
dlhšie ako červené svetlo – infračervené (IČS),
850 nm, 1310 nm, 1550 nm.

26. Ray elm. vlny od zdroja po rovnej čiare;
typy: incident /reflected /refracted;
zákon odrazu: uhol dopadu = uhol odrazu;
ohyb na rozhraní 2 materiálov;
optická hustota:
počet ohybov svetelného lúča;
index refrakcie (optická hustota materiálu)– rýchlosť svetla vo vákuu delený rýchlosťou svetla v kábli.

27. Internal reflection podmienky pre prenos optickým káblom:
jadro musí mať väčší index lomu ako materiál, ktorý ho obklopuje (cladding),
uhol dopadu je väčší ako kritický uhol pre jadro a jeho obal;
splnenie oboch podmienok = úplný vnútorný odraz;
faktory kontrolujúce uhol dopadu:
číselný otvor – rozsah uhlov dopadu pre úplný odraz;
mód – cesta prenosu optickým káblom.

28. Optical fiber (OF) typy:
single – jedna cesta prenosu;
multimode – viac ciest prenosu;
dve sklenené vlákna v oddelených obaloch (transmit, receive);
full-duplex komunikačné spojenie;
1 kábel = 2 až 48 aj viac oddelených vlákien;
časti: core, cladding, buffer, strength material, outer jacket;
jadro – sklo ako zmes kremeňa a iných mat.

29. Multimode fiber (MMF) I.
jadro – typ graded index glass (nižší index lomu smerom von);
plášť (cladding) – silica s nižším typom indexu lomu ako jadro;
štandard – 62.5/125 or 50/125 (µm);
buffer – plast – chráni jadro a plášť pred poškodením;
loose-tube (von)/ tight-buffered (dnu);
outer jacket (orange)– Kevlar (nepriestrelné vesty) – ochrana pred odretím, rozpustením a znečistením.

30. Multimode fiber II. typy svetla: cena: LED < VCSELs;
Infrared Light Emitting Diodes (LEDs),
Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs),
cena: LED < VCSELs;
dĺžka prenosu: LED < VCSELs;
62.5/125 – do 2 km.

31. Single-mode fiber (SMF)
zloženie ako MMF;
outer jacket – žltý;
priemer: 8 – 10 µm;
svetlo – infračervené;
vstup svetla – 90° uhol;
dĺžka prenosu v LAN – 3 km;
cena: SMF (dnu) > MMF (von).

32. Optical components
prevod medzi svetlom a el. signálom – transmitter and receiver;
transmitter:
prijíma el. signály na prenos zo switch a router,
konvertuje el. signál na svetelné pulzy;
2 typy svetiel:
light emitting diode (LED) – IČS / 850 or 1310 µm / MMF in LAN,
light amplification by stimulated emission radiation (LASER) – IČS / 1310 – 1550 µm / SMF in WAN.

33. Receiver dopad svetla na prijímač = tvorba eletriny;
rozpoznáva svetelný impulz;
premieňa svetelný impluz na el. signál;
p-intrinsic-n diodes (PIN photodiodes):
polovodičové zariadenia, ktoré sa používajú ako prijímače,
850, 1310 alebo 1550 µm;
konektory:
Subscriber Connector (SC) – MMF,
Straight Tip (ST) - SMF;

34. Transmission OF transmission – Ethernet protocol – MAN a WAN;
nemá problém s crosstalk;
problémy:
rozptyl – mikroskopická nerovnomernosť vo vlákne,
absorpcia – chemické znečistene,
zoslabenie – nerovnosť spoja jadro-plášť,
disperzia – rozšírenie impulzov svetla; chromatická (SMF, MMF) – ak 1 vlnová dĺžka je pomalšia ako ostatné.

35. Prevent chyby pri inštalácií: odstránenie:
príliš natiahnutý alebo ohnutý kábel – poškodené jadro,
pevne ohnuté kábel – zlý uhol dopadu, príp. sa nevsunie do hraníc preň;
strata svetla a zlý lom;
zlý spoj káblov;
odstránenie:
interducting / správne ukončenie káblov – konektory, čistota (isopropyl alcohol) / kryty na káble;
jednotka na meranie straty sily – decibel (dB);
testovanie: Optical Loss Meters / Optical Time Domain Reflectometers (OTDRs).

36. Wireless standards základný – IEEE;
Federal Communications Commission (FCC);
– Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) – spolupráca s Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) / 1-2 Mbps (11 Mbps);
802.11a – WLAN device /5 GHz /nespolupracuje s b / 54 Mbps / rate doubling 108 Mbps / production nets Mbps.

37. Standards b/g
802.11b:
t.j. Wi-Fi/vysokorýchlostné pripojenie
DSSS – 1, 2, 5.5 a 11 Mbps;
kompatibilný s pre 1-2 Mbps len pre DSSS – dôležité pre upgrade bez výmeny NIC alebo prístupového bodu;
zvýšený prietok dát – zmenou kódovania z ;
všeobecná funkčnosť – 2-4 Mbps;
802.11g:
kompatibilný s použitím Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM),
bandwidth ako