Osnove Telekomunikacija PDF

### **[1.1. Definicija telekomunikacija]** Telekomunikacije su proces za prenos poruka, vesti ili saopštenja od jednog do drugog mesta putem elektromagnetnih talasa ili svetlosti uz upotrebu elektronskih ili optičkih sistema. ### **[1.2. Organizacije za standardizaciju]** Organizacije za standard...

### **[1.1. Definicija telekomunikacija]** Telekomunikacije su proces za prenos poruka, vesti ili saopštenja od jednog do drugog mesta putem elektromagnetnih talasa ili svetlosti uz upotrebu elektronskih ili optičkih sistema. ### **[1.2. Organizacije za standardizaciju]** Organizacije za standardizaciju razvijaju standarde za interoperabilnost i kvalitet u telekomunikacijama. Ključne organizacije su: - **ITU**: Agencija UN-a za globalne telekomunikacije. - **ISO**: Razvija standarde za razne industrije, uključujući telekomunikacije. - **IEEE**: Razvija standarde za mrežne protokole. - **ETSI**: Fokus na evropske telekomunikacione standarde. - **IETF**: Definiše Internet protokole. ### **[1.3. Opšti model komunikacionog sistema]** Opšti model komunikacionog sistema obuhvata sledeće osnovne komponente: 1. **Izvor informacija**: Generiše podatke koji će biti preneti. 2. **Predajnik**: pretvara poruku u signal podesan za prenos. 3. **Linija veze**: Kanal preko kojeg se signal prenosi. 4. **Prijemnik**: transformiše primljeni signal u poruku. 5. **Korisnik**: Osoba/Objekat kome je poruka namenjena. 6. **Šum**: predstavlja sve pojave koje degradiraju signal. 7. **Signal:** je električni/svetlosni ekvivalent prenošene poruke. **[1.4. Tipovi prenosa: tačka-tačka i tačka-više-tačaka]** - **Prenos tačka-tačka:** Prenos podataka između dva uređaja direktno povezana. Prednost: Veća sigurnost jer signal ide samo ka određenom primalcu. - **Prenos tačka-više-tačaka:** Prenos podataka sa jednog uređaja ka više uređaja istovremeno. Prednost: Efikasnost u dostavljanju iste informacije velikom broju primalaca. **[2.1. Priroda poruka: diskretne i kontinualne]** - **Diskretne poruke:** Sastoje se od pojedinačnih, odvojenih jedinica informacija, poput teksta ili brojeva. Tipične su za digitalne sisteme. - **Kontinualne poruke:** Prenose podatke u neprekidnom toku, poput zvuka ili video signala. Obično se pojavljuju u analognim sistemima. **[2.2. Signali: deterministički i slučajni]** - **Deterministički signali**: Predvidivi signali čije se vrednosti mogu tačno odrediti u bilo kom trenutku. (Sinusni talasi, pravougaoni impulsi) - **Slučajni signali**: Nepredvidivi signali čije se vrednosti menjaju nasumično i opisuju se statističkim metodama. (Termalni šum, šum atmosfere) **[2.3. Matematički oblik signala]** **Matematički oblik signala** opisuje signal kao funkciju vremena ili prostora, omogućavajući precizno predstavljanje i analizu. - **Periodični signal**: Ponavlja se u pravilnim intervalima.\ Formula: - **Aperiodični signal**: Ne ponavlja se u pravilnim intervalima.\ Nema specifične formule za aperiodičnost. - **Harmonijski signal**: Osnovni oblik periodičnog signala.\ Formula: **[2.4.Prikaz signala u vremenskom i frekvencijskom domenu]** Omogućava analizu signala sa različitih aspekata: - **Vremenski domen**: Signal se posmatra kao funkcija vremena, gde su njegove promene prikazane tokom trajanja.\ Primer: x(t), gde t označava vreme. - **Frekvencijski domen**: Signal se analizira prema frekvencijama koje ga čine, koristeći Furijevu transformaciju. - **Razlika**: Vremenski domen pokazuje kako signal izgleda u vremenu, dok frekvencijski domen pokazuje raspodelu frekvencija koje signal sadrži. #### **[3.1.Teorema o odabiranju (Nyquist-Shannon teorema)]** - **Diskretizovanje kontinualnih signala po vremenu**: Proces pretvaranja kontinualnog signala u diskretni signal uzimanjem uzoraka u redovnim vremenskim intervalima. - **Teorema o uzorkovanju**: Signal se može tačno rekonstruisati ako se uzorkuje sa frekvencijom koja je barem dvostruko veća od maksimalne frekvencije signala (Nyquistova frekvencija). - **Diskretizovanje po trenutnim vrednostima signala**: Proces pretvaranja kontinuiranih vrednosti signala u diskretne vrednosti, obično zaokruživanjem ili kvantizovanjem vrednosti na određeni broj bitova. - **Kodovanje**: Pretvaranje diskretizovanog signala u binarni oblik koji se može prenositi ili skladištiti. Ovo se vrši pomoću različitih metodav gde se vrednosti kvantizuju i kodiraju u binarnom formatu. #### **[4.1. Mera količine informacija - jednačina]** Mera količine informacija se koristi za kvantifikovanje količine informacije u signalima ili porukama. #### **[4.2. Entropija]** Entropija je prosečna količina informacije koja se može dobiti posmatranjem slučajnog izvora. Ona meri nesigurnost izvora podataka.  #### **[4.3. Kapacitet kanala]** Kapacitet kanala je maksimalna brzina prenosa informacija preko komunikacionog kanala bez greške. #### **[4.4. Klasifikacija na osnovu smera prenosa podataka]** 1. **Simpleks:** Podaci se prenose samo u jednom smeru. (TV Signal) 2. **Poludupleks:** Podaci se mogu prenositi u oba smera, ali ne istovremeno. Najčešći oblik prenosa kada je reč o računarskim komunikacijama. 3. **Dupleks:** Podaci se prenose u oba smera istovremeno. (Telefonski poziv) #### **[4.5. Serijski i paralelni prenos]** Ako se između predajnika i prijemnika prenos vrši samo jednim kanalom onda je reč o **serijskom prenosu**. Ako se između predajnika i prijemnika prenos istovremeno vrši po više kanala, paralelno onda je reč o **paralelnom prenosu**. #### **[4.6. Asinhroni i sinhroni prenos]** **Asinhroni prenos**: Podaci se prenose po pojedinačnim okvirima (frame-ovima) sa start i stop bitovima. **Sinhroni prenos**: Podaci se prenose u kontinuiranom toku, uz sinhronizaciju između pošiljaoca i primaoca. #### **[4.7. Manchester i Differential Manchester kod]** **Manchester kod** je kod kod kojeg svaki bit podataka ima najmanje jednu tranziciju. Signal se menja na polovini svakog bita**. Logička 1** je predstavljena padom signala u sredini, a **logička 0** usponom. **Diferencijalno Mančester kodiranje**. Ova šema se razlikuje od Manchester koda zbog toga što i dalje postoji prelaz na sredini svakog intervala, ali prelaz na početku intervala postoji samo ako je naredni bit 0. #### **[5.1. Modulacije]** #### **Modulacija** je proces u kojem se menja jedan ili više parametara prenosnog signala kako bi se prenela informacija. #### Vrste modulacija: - #### Analogne modulacije: Amplitudska, frekvencijska i fazna modulacija. - #### Digitalne modulacije: ASK, FSK, PSK, QAM. #### **[5.2. Impulsna amplitudska modulacija (PAM)]** #### Impulsna amplitudska modulacija (PAM) je modulacija kod koje se amplituda nosioca menja u skladu sa amplitudom ulaznog signala, dok ostali parametri ostaju nepromenjeni. #### **[5.3. Impulsna širinska modulacija (PWM)]** #### Impulsna širinska modulacija (PWM) je modulacija kod koje se širina impulsa (trajanje) menja u skladu sa amplitudom ulaznog signala. #### **[5.4. Impulsna položajna modulacija (PPM)]** #### Impulsna položajna modulacija (PPM) je modulacija kod koje se položaj impulsa menja u skladu sa amplitudom ulaznog signala. #### **[5.5. PCM (Pulse Code Modulation)]** #### Pulse Code Modulation (PCM) je modulacija kod koje se analogni signal prvo diskretizuje, zatim kvantizuje i konačno kodira u binarne podatke. #### **[5.6. Amplitudska modulacija (ASK -- Amplitude Shift Keying)]** #### Amplitudska modulacija (ASK) je vrsta modulacije u kojoj se promenom amplitude nosioca prenosi binarna informacija. #### Za logičku 1 koristi se veća amplituda, a za logičku 0 manja. #### **[5.7. Frekvencijska modulacija (FSK -- Frequency Shift Keying)]** #### Frekvencijska modulacija (FSK) je vrsta modulacije u kojoj se promenom frekvencije nosioca prenosi binarna informacija. #### Za logičku 1 koristi se jedna frekvencija, a za logičku 0 druga. #### **[5.8. Fazna modulacija (PSK -- Phase Shift Keying)]** #### Fazna modulacija (PSK) je vrsta modulacije u kojoj se promenom faze nosioca prenosi binarna informacija. #### Za svaku binarnu vrednost (0 ili 1) koristi se različita faza nosioca. #### **[5.9. 8-PSK, 8-QAM i 16-QAM modulacija]** 1. **8-PSK:** - Modulacija sa 8 različitih faza. - Prenosi 3 bita po simbolu 2. **8-QAM:** - Kombinuje promene amplituda i faza. - Prenosi 3 bita po simbolu - Koristi se za veće brzine prenosa. 3. **16-QAM:** - Modulacija sa 16 kombinacija amplituda i faza. - Prenosi 4 bita po simbolu - Koristi se u modernim bežičnim i kablovskim sistemima. #### **[5.10. BER (Bit Error Rate)]** ### **BER (stopa greške u bitovima)** meri odnos između broja pogrešno primljenih bitova i ukupnog broja prenesenih bitova.  #### **[6.1. Multipleksiranje (FDM / FDMA, TDM / TDMA, CDMA)]** **Multipleksiranje** je proces istovremenog prenosa više signala preko jednog komunikacionog kanala uz korišćenje različitih tehnika kako bi se izbegle smetnje. #### FDM (Frequency Division Multiplexing): Svakom signalu se dodeljuje jedinstveni frekvencijski opseg. FDMA (Frequency Division Multiple Access): Koristi FDM za deljenje frekvencijskog spektra između korisnika. #### TDM (Time Division Multiplexing): Svakom signalu se dodeljuje određeni vremenski interval za prenos podataka. TDMA (Time Division Multiple Access): Korišćenje različitih vremenskih intervala za svakog korisnika u TDM tehnici. CDMA (Code Division Multiple Access): Svaki signal koristi jedinstveni kod za odvajanje signala u istom vremenskom i frekvencijskom prostoru. #### **[6.2. Osnovni principi impulsne kodne modulacije (PCM)]** **PCM (Pulse Code Modulation)** je tehnika kodovanja analognog signala u digitalni niz. **Koraci:** 1. **Diskretizacija po vremenu:** Analogni signal se uzorkuje u redovnim intervalima. 2. **Kvantizacija:** Uzorci se zaokružuju na najbliže diskretne vrednosti. 3. **Kodiranje:** Kvantizovane vrednosti se prevode u binarne brojeve. **Karakteristike PCM-a:** - Koristi se u telefoniji i digitalnom zvuku. - Robustan prema šumu, ali zahteva veći kapacitet kanala. #### **[6.3. Analogni sistemi prenosa telefonskih signala]** 1. #### **Frekvencijski opseg**: Raspon frekvencija koje sistem može preneti, obično u Hz. 2. #### **Izobličenja**: Promene signala tokom prenosa koje mogu uticati na kvalitet zvuka. 3. #### **Šum**: Neželjeni signali koji ometaju prenos i smanjuju kvalitet. 4. #### **Nivo**: Jačina signala, obično izražena u dB (decibelima). 5. #### **dB** (**Decibeli**): Jedinica za meru nivoa signala ili šuma, koristi se za izražavanje odnosa između dve vrednosti. 6. #### **Odnos signal-šum**: Meri kvalitet prenosa, pokazuje odnos između korisnog signala i šuma. Što je veći, to je kvalitet prenosa bolji. #### **[6.4. Nikvistov obrazac za termički šum]** Termički šum je neželjeni signal u električnim kolima koji nastaje zbog toplotnog kretanja elektrona u materijalu, što izaziva fluktuacije napona.