9789147084883

TELEINSTALLATION

Teleinstallation

Information- och kommunikationsteknik Läromedlet är tänkt för utbildning och fortbildning av elektriker, teletekniker, konsulter och arbetsledare inom områdena: Kommunikation Dokumentation Telesignalsystem Telefoni Ljud

• • • • •

Brandlarm Inbrottslarm Passersystem Övervakningskameror – CCTV Datanät

Faktaböcker i läromedelsserien ”Arbeta med el”:

Introduktion till elarbeten

Begränsad behörighet, BB1

Elinstallation – yrkesmannaskap Faktabok Montörshandbok

TELEINSTALLATION

TELEINSTALLATION – Installationshandbok · Håkansson

• • • • •

Information- och kommunikationsteknik

Information- och kommunikationsteknik

INSTALLATIONSHANDBOK ARBETA MED EL

Ljus & Belysning

Motorstyrning

Teleinstallation Faktabok

EL

Paul Håkansson

Installationshandbok

Best.nr 47-08488-3 Tryck.nr 47-08488-3

INSTALLATIONSHANDBOK ARBETA MED EL EL

9789147084883c1-2c.indd 1

Paul Håkansson 09-07-17 15.29.36

ISBN 978-91-47-08488-3 © 2009 Paul Håkansson och Liber AB Omslag, grafisk form och produktion: Mats Saldenius, Grafisk Form Repro: Resultat AB, Stockholm Bildleverantörslista AB Novum ASSA AB Axis Communications AB Bosch Security Systems Sweden BOUYER byNET AB C-cap AB Defendor AB DEHN + SÖHNE Draka Kabel Sverige AB Elektroskandia AB Etnolit EUU, Elbranschens Utvecklings- & Utbildningscenter Expert, Vetlanda

Extronic Elektronik AB Fluke Sverige AB GE Security Sverige AB Göran Andersson, Borras Gösta Lindwall Josef Steinwall Länsförsäkringar AB Microsec AB Milleteknik AB Morgan Larsson, Skammerhult MP bolagen Industri AB MULTICOM SECURITY AB Nexans IKO Sweden Pd Telekonsult PE Allkonsult AB

Referenslista AB Novum Anvisning för förläggning av optokabel utgiven av FMV, Försvarets materielverk ASSA AB Axis Communications AB BOUYER Sound Guide Brandskyddsföreningen Sverige Dehn + SÖHNE Draka Kabel Sverige AB Extronic Elektronik AB Hudiksvalls kommun, Jörgen Bengtsson Länsförsäkringar AB Microsec AB EUU, Elbranschens Utvecklings- & Milleteknik AB MULTICOM SECURITY AB Net Access Sweden AB Nexans IKO Sweden

Pelco Sweden AB Samuels foto Schneider Electric Sverige AB Siemens AB, Building Technologies, Security Products SWELARM SEK Svensk Elstandard Svenska Stadsnätförening Teleconsult Dan Giljam AB Telia Uponor infrastruktur Watt & Volt Sverige AB Westermo Data Communications AB VETAB VMC elteknik AB

OBSERVERA Pelco Sweden AB Schneider Electric Sverige AB Siemens AB, Building Technologies, Security Products SIS Förlag AB SKL – Statens kriminaltekniska laboratorium Stadsföreningen Svensk elstandard Svenska Stadsnätsföreningen Svenska Stöldskyddsföreningen Telia Uponor infrastruktur Watt & Volt Sverige AB Westermo Data Communications AB VMC elteknik AB Östgöta Brandstodsbolag

Första upplagan 1 Repro: Resultat Grafisk Form & Produktion Tryck: Zrinski d.d. Kroatien 2009 Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t ex kommuner/universitet.

Den som brytet mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare.

Liber AB, 113 98 Stockholm tfn 08-690 92 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01

9789147084883c1-2c.indd 2

PIR PKI Placering Placeringsaspekt Plintar Plinthålllare Plintkort Plustecken Plöjning Plösmått PoE PoE switch Point-to-point Polarisation Polaritet Port forwarding Positionsnummer Potentialskillnad Potentialutjämning Power over Ethernet Pre-Alarm Pre-alarminspelning Pre-position Primärskydd Primärswitchade nätaggregat Prioritering Processbevakning Produkt Produktaspekt Profilmontage Programmering Progressiv scanning Projektering

Protokoll Provdriftsperiod Provning Provtavla Proxyserver PS ELFEXT PS NEXT Pulsbreddning Pulsreflektometer Punktbelastning Punktskydd Q QoS Quad - bildsplitt R Radialnät Radiovågor RASTI RDj RDL Rdo Realtid Referensbeteckning Referensbeteckningsuppsättning Reflectometry Reflektans Reflexer Reflexionsdämpning Regler Rekommendationer Repeater Reservdrift Reservdriftstid Reservkraft Resistans Resistivitet Restspänning Retail Return Loss Ribbon Rikstelefonuttgag Riktlinje Ringnät Robusta nät Rotakin Router Rödljuslaser Rökdetektor

216 37 99 102 85 88 134 102 297 242 34, 274 255 31 154 158 45 112 318 79 34, 274 267 289 267 323 60 40 252 99 112 88 195 272 157, 173, 199, 229, 251, 307 26, 308 157 159, 250, 292 292 37 351 351 326 352 333 202 40 285 124 36 154 181 181 181 264 94 100 340 267 68 352 353 353 33 187 61, 186, 222 58, 222 68 65 71 252 352 323 145 353 31 297 292 32 338 179, 181

Rörelseaktiverad inspelning Rörelsedetektering Rörlig bild S S/FTP Sabotageslinga Satellit-TV SBSC AB SC Schemanummer Seismisk detektor Sektion Sektionsindelning Sektionsnummer Sektionstyper Sekundärskydd Separeringsavstånd Seriell punkt till punkt Seriell överföring Server Servicemonitor Serviceritning SF/UTP Shuntadapter Shutter Signal-/brusförhållandet Signal/störningsförhållande Signalbehandling Signaldämpning Signaler Signalförsvagning Signalkvalite Signalöverföring Signering Simplex Singlemode Skadebegränsande brandskydd Skadebehandling Skalskydd Skalskyddad sektion Skarv Skarvning Skineffekt Skyddsklass Skyddsråd Skyddstyp Skyltning Skåp Skärmade kablar Skärmat system Slingnät Slipning Slitskontakt Slitsverktyg Slussfunktion Slutarhastighet Slutbleck Smalbandigt system Smalprofildörr Smartcard SMF Sockel SPD Spridningsplint Spårprofilskonstruktion Spänningsfall Standard Stativ Statussignaler Stegindexkärna Stiftanslutning Stillbild Stjärnnät Strobelampa Struktureringsprinciper Strukturschema Strålning Strömförbrukning Strömförsörjning

Strömförsörjnings kapacitet

289 267 264 341 211 77 155 336 122 221 176, 204 178 196, 227 206 323 345 31, 310 20 32, 311 293 196 341 91 280 283 351 8 351 7 68 325 8 38 21, 336 314, 321 173 160 202 206 337 145 67, 281 230 333 200 196, 227 82 195 312 31 336 86 89, 92 237 271 166 18 245 233 314 193 75 85 323 62 353 83 10 326 350 264 31, 310 211 94, 100 100, 126 13 65, 186 57, 222, 246, 295 203

Strömförsörjningsutrustning Strömförträngning Stycklista Ställförteckning Störningar Störsignal Subnät Svetsning Switch Svängram Symboler Symmetrisk nyckel Synkron överföring Synkronisering System Systematiskt brandskyddsarbete Systemklass Systemklassificering Systemkrav Säkerhetsnivå Sändare Sändareffekt

159, 192 67 128 129 66 67 22 337 34, 255 82 141 39 21 21 95,98 160 260 268 331 82 9 325

T Tagg 233 Takskjutport 168 Taluppfattbarhet 149 TCP/IP 22, 24, 26 TCP-protokollet 25 TDM 19 Tekniskt nummer 196 Telefonuttag 145 Teleobjektiv 280 Telesignalsystem 145 Temperaturåldring 60 Temporära överspänningar 73 Terminalutrustning 146 Terminering 335 Termineringsmotstånd 31 Testbild 292 Testgenerator 281 Testpinne 147 Testsnören 91 Testtavla 292 Tidsredovisning 236 Tight buffer 323 Time Division Multiplexing 19 Time Lapse-bandspelare 287 Time Lapse-bild 264 Timerinspelning 289 TN-C 313 TN-S 313 Token Ring 24, 31 Tolkning 301 Topologier 31, 310 Total reflektion 326 TP-kabel 341 Trafikbevakning 252 Trafikspridare 311 Transienter 69 Trådföring 82 Trådlösa nätverk 36 Trådlöst 314 Trådlöst brandlarm 176 Tvinnstigning 341 Twisted pair 341 TV-linjer (TVL) 262, 271 Tvåkortsfunktion 237 Tvåtrådstransmission 281 TX 34 Tyngddetektor 221 U U/FTP 341 Ultraljudsdetektor 220 Underhåll 197, 228, 250,

296 Underhållsladdning 63 Underhållsschema 296 UNR 121 Uppläggningsschema 53 Upplänk 314 Uppringande lärmsändare 170

Upptvinning Upptäckande brandskydd UPS Urladdningstid Utbildning Utgångsmoduler UTP Utrustningsnummer Utrymningsfunktion Utrymningslarm Utrymningsvägar Utsignal Utökat stjärnnät

347 173 58 61 159 178 341 121 236 148, 183 183 9 32, 311

V Vaktmästarfunktion WAN Varifokalobjektiv Varistorskydd Wavelength Division Multiplexing VCSEL WDM Webbinterface Webbläsare VHS-band Vibration Vibrationsdetektor Video Motion Detection Videoencoder Videolarm Videomatris Videoström Videoväxel Vidvinkelobjektiv Wiegand lästeknik Wiegand protokoll VIEW Wiremap Virtuella matriser Virtuellt nät (VLAN) Vitbalans WLAN VMD Volymskydd Volymskyddad sektion Våglängd Väktarutryckning Värddatoradress Värmedetektor Värmedetektor Väsentlig funktion

19 13, 325 19 237 42 287 333 221 267 255 253 285 286 284 275, 280 235 235 181 350 286 257, 283 268 315 267 202 206 13 155 27 179 181 230

Z Zonkontrollfunktion

237

Å Åldersklassning Årsprov Åska Åsknedslag Åskskydd

59 198 70 72 71

Ä Ändkretsar Ändmotstånd

178 225

236 22 280 73

Ö Överfallsbevakning 253 Överfallslarm 236 Överföringskapacitet 325 Överföringsmedia 9, 312 Överhörning 350 Översiktskamera 260, 275 Översiktsschema 127 Överspänningar 71 Överspänningsskydd 71, 91, 159 Övervaka 253 Övervakad larmöverföring 170 Övervakningsområde 181 Övervakningsprincip 174

09-07-17 15.29.36

Innehåll 1. Kommunikation inom teletekniska system 7

Moderna teletekniska system kräver nya

kunskaper Skillnad på data, information och signaler

Signalbehandling – signalöverföring Elektriska signaler Oförändrade signaler är målet Överföring av information Statussignal Analog information via bärvåg Digital information via bärvåg Digitala koder Ljus Gränssnitt

Begrepp inom signalbehandling och

signalöverföring Datamängd, bit – byte Överföringshastighet, bps – Bps Bandbredd Smal- och bredbandssystem Bandbruk

IP-baserad nätverkstrafik Nätverk – mer än bara datorer Nätverk i olika utförande Nätverkets huvuddelar OSI-modellen Ethernet Paketbaserad nätverkstopologi Protokoll

ARP och DNS

Uppbyggnad av nätverkslösningar Topologier Nätverkskort Server Router Repeater Hub Switch Gateway Media Converters

Säker kommunikation Datasäkerhet Kabelbundet nätverk Trådlösa nätverk Säkerhetstillämpning – brandvägg Säkerhetstillämpning – autentisering Signering Säkerhetstillämpning – kryptering Nycklar

Tillräcklig kapacitet i nätverket Överkapacitet Prioritering av trafik, QoS

7 7 8 8 9 9 10 11 11 12 13 14 15 15 15 16 18 20 22 22 22 23 23 24 26 26 26 29 30 32 32 32 33 33 34 35 35 35 35 35 36 36 38 38 38 39 39 39 40

Praktiska exempel Informationshämtning i ett nätverk Brandvägg Passage genom det aktuella projektets brandvägg

42 42 43 44

2. Gemensamma tekniska grunder 47

Kabelbenämning 47

Data över koppartråd 49

AWG-tabell 50

Brandspridningsklasser för kablar 51

Kapslingsklass 52

Uppläggnings- och färgschema för telekabel 53 Kabel med 10-parskardeler 53 Kablar i ”telestationer” 54 Kabel med enkelparter (”icke-par”) 55

Färgschema för fiberkabel 56 Lösningen är att dokumentera!

56

Färgmärkning av motstånd 57

Säker strömförsörjning 57 Reservkraft- UPS 58 Reservkraft-batterier 58 Reservdrifttid för säkerhetssystem 61 Spänningsfall 62 Avsäkring 64

Spänningsfallsberäkning 64 Beräkningsexempel 65

Störningar 66 Kabelsystem – påverkansfaktorer inför kabelval 67 Faktorer som påverkar ledarnas överföringsegenskaper 68 Störningar pga felaktiga installationer och skadade kablar.

68 Störningar från omgivningen 69

Överspänningsskydd i säkerhetssystem 71 Överspänning 71 Överspänningsskydd 71 Att välja överspänningsskydd 73 Installationsanvisningar 75

Potentialutjämning 79 Jordning av teletekniska system 80 Jordning av fördelningar 80 3. Nätuppbyggnad av teletekniska system

Fördelning Placering av fördelningar

Fält Skåp Stativ Placering av fält

Paneler

81 81 81 81 82 83 84 84

1

9789147084883b1-5c.indd 1

09-07-17 14.16.43

Plintar Inkopplingsregler Korskopplingsregler Plintsystem Krone LSA Tillbehör

110 plint

4. Dokumentation av teletekniska system

85 85 85 86 91 92

93

Dokumentation är lönsam!

93 Håll dokumentationen aktuell 93 Du behöver behärska både den nya och den

gamla standarden!

93

Den nya standarden SS 455 12 01 94 Registreringens utgångspunkt 94 Tillkomsten av den nya standardens referensbeteckningar 94 Grundläggande begrepp –

Referensbeteckning 95 Förkortningar och tecken 95 Objekt 96 System eller infrastrukturobjekt 98 Aspekt 99

Struktureringsprinciper 100 Referensbeteckningsuppsättning 100

Referensbeteckning baserad på placeringsaspekt 102 Fördelningsbeteckning, D 102 Fältbeteckning, S 103 Underindelning av fält 104 Identifiering av objekt inom ett fält 104 Identifiering av anslutningspunkter 105 Identifiering av uttag 107 Exempel på nät med stort omfång 109

Referensbeteckning baserad på funktion 110 Uppdelning av system i olika strukturer 110

Referensbeteckning baserad på produktaspekt 112

Referensbeteckningar för kablar 114 Funktionsaspekt 114 Beteckning av produkttyper 115 Dokumentklassificeringskoder (DCC) 117

Den gamla standardserien SS 455 12 00-38 118 Förkortningar och definitioner 118 Registreringens utgångspunkt 118 Skillnader mellan den gamla och den nya standarden 119

Exempel på registreringsbeteckning för en

panel i ett fält 119 Registreringsbeteckningens första del (AA 01 11A 04) 120 Registreringsbeteckningens avslutande del (AA 01 11A 04) 120

Utrustningsnummer, UNR 121 Jämförelse med den nya standarden 122

Schemanummer 122 Exempel E64:62:001 123 124

Olika typer av nät Radialnät 124 Parallellnät 124

Kombinationsnät 124

Ifyllnadsexempel av dokument och blanketter 125 Dina hänvisningar = ditt sätt att hjälpa

läsaren!

125 Strukturschema 126 Översiktsschema (Nätschema) 127 Stycklista (Apparatlista) 128 Fördelningslista (Ställförteckning) 129 Monteringsritning – den nya

standarden – s. 1 130 Monteringsritning – den nya

standarden – s. 2 131 Monteringsritning – den gamla

standarden – s. 1 132 Monteringsritning – den gamla

standarden – s. 2 133 Plintkort för 10–20-par – den nya standarden 134 Plintkort för 100-par – den nya standarden 135 Plintkort – den gamla standarden 136 Panelkort 137 Förbindningsschema 138 Förbindningstabell 139 Anslutningskort 140

Symboler 141

5. Telesignalsystem

145

Fast telefoni 145 Telefonuttag 147 Finn första telefonjacket 148

Ljud 148 Ljud i mindre eller stora projekt 148 Utrymningslarm 148 Effektberäkning 149 Taluppfattbarhet 150 Projektering av ljudanläggningar i mindre objekt 150 Projektering av ljudanläggningar i större teletekniska system 154 Dokumentation 154 Installation 154

6. Säkerhetssystem – gemensamma tekniska 155 grunder

Säkerhetssystemet måste ses som en helhet Försäkringsbolagens krav Från projektering till färdig anläggning Installationsförfarande

Skadebehandling och förhindrande av skada Hur bra är objektets övriga brandskydd?

Hur bra är objektets övriga inbrottsskydd?

Säkra din larmkommunikation Icke övervakad larmöverföring Övervakad larmöverföring Vanliga lösningar för larmöverföring

155 155 157 158 160 160 163 169 169 170 170

2

9789147084883b1-5c.indd 2

09-07-17 14.16.44

7. Brandlarm

Projektering Val av övervakningsprincip Val av systemtyp Systemuppbyggnad Val av detektor Maximalt övervakningsområde …

Utrymningslarm Larmlagring Beräkning av erforderlig batterikapacitet Placering av utrustning

Dokumentation Anläggarintyg och besiktningsintyg

Installation Centralutrustning Larmdon Sockel Detektorer Automatisk branddörrstängning Ledningssystem Programmering Instruktioner/Skyltning

Idrifttagning

Skötsel och underhåll Dagligen Månadsprov Kvartalsprov Årligen Batteriprov

173 173 174 175 176 179 182 183 184 186 188 191 191 192 192 192 193 193 194 194 195 196 197 197 197 197 198 198 198

8. Inbrottslarm

Projektering Skyddsbehov bestämmer larmklass Larmklass bestämmer skyddstyp Larmklass bestämmer också förbikoppling Skyddstypen bestämmer detektorvalet Val av centralutrustning Placering av centralapparat Larmöverföring Manöverenhet Larmdon Dimgeneratorer

Produktkännedom – detektorer Magnetkontakt

Detektorval – glas Olika glas Glasdetektorval

Detektorval – rörelse Passiv IR-detektor (PIR) Aktiv IR-linjedetektor Dopplerdetektorer – ultraljud och mikrovåg

Detektorval – angrepp Seismisk detektor Vibrationsdetektor Tyngddetektor

Strömförsörjning Beräkning av erforderlig batterikapacitet

199 199 200 201 202 202 203 207 208 210 210 211 211 212 214 214 215 216 216 219 220 221 221 221 221 222 223

Dokumentation

Installation Detektoranslutning Kabelval Instruktioner/skyltning Detektorns sektions- och adressnummer

Idrifttagning

Skötsel och underhåll 9. Passersystem

Projektering Nödutrymning Aktuell skyddsklass Frågeställningar i projekteringen Bestyckning vid dörrmiljö Placeringsråd Elektromekaniska lås

Dokumentation Utse administratör

Installation Ledningssystem Strömförsörjning Montering och underhåll av elektromekaniska lås Larmstyrning Provning

Service och underhåll

224 224 224 227 227 227 228 228 229 229 229 230 231 238 240 241 244 244 245 246 246

10. Kameraövervakning

251 251 252 254

Projektering – fas 1 Kartlägg säkerhetsbehovet Kartlägg möjligheter Bestäm analog, digital eller hybrid systemlösning Utveckling mot nätverksbaserad videoövervakning Systemkrav – systemklass

Projektering – fas 2 Detaljåtergivningskrav kan kräva olika kameror Bildkvalitetsnivå ska bestämmas Gällande ljusförhållande Inspelningstakt vid larm Fjärrmanövrering Krävs ljudinspelning?

Inspelning av textinformation Klassificering av kameraövervakningssystem

Projektering – fas 3 Val av kamera Placering av kameror Val av objektiv Val av bildöverföringsmedia Val och placering av bildåtergivning (monitor) Val av centralutrustning Centralenhetens placering Val och placering av lagringsmedia Bevarande av inspelat material

246 248 250 250

255 257 260 260 260 262 265 267 267 268 268 268 270 270 275 278 282 284 284 286 286 291

3

9789147084883b1-5c.indd 3

09-07-17 14.16.44

Installationsförfarande Kabelförläggning Injustering och provning Dokumentation

Idrifttagning Behörighet Strömförsörjning

Service och underhåll Kontroll och underhållsschema

292 292 292 293 295 295 295 296 296

11. Markförläggning till teletekniska nät

297

”Robusta nät” – kanalisation, kablar och

kopplingsställen 297 Kanalisation i mark 297 Förläggning – generella rekommendationer 297 Kopplingsställen 301 Fiberförläggning 303

Avtal och anslutning av operatör för

telekommunikationstjänster 303 Avtal 303 Anslutning – första kopplingspunkt 303

Anslutning av villa 304

Anslutning av flerbostadshus 306

Företagsanslutning 306

12. Nätverksuppbyggnad – LAN

307

Projektering av nätverkslösningar 307 Beställarens krav 307 Vilket protokoll/vilken nätverksapplikation 308 Topologier 310 Nätverksutrustning 311 Överföringsmedier 312 Antal användaruttag 315 Länkar och kanaler 316 Placering av fördelningar 317

Installation 318 Jordning av datanät 318

Kontroll av dataanläggning – Mätning Val av mätinstrument

319 320

13. Installation med fiber

321 321 322 323 325

Fibertyper Uppbyggnad – optiskt fiber Kabelkonstruktioner

Signalöverföring i optofiber Påverkan av signalkvalité och överföringskapacitet Dämpning – ljusförluster

Installation med fiber Länkmodeller Hantering och förläggning Allmänna skydds- och miljöråd vid arbete med optofiber Terminering/kontaktering Svetsning

Kontroller Rödljuslaser Kontroll och test av kontaktering

Inmätning, fiberinstallation Mätförfarande

325 329 332 332 332 333 335 337 338 338 338 339 339

14. Installation med TP-kabel

TP-kabelns uppbyggnad

Installationer Länkmodeller Hantering och förläggning Kontaktering Inmätning vid TP-installation Det här mäts i kopparnät Impedansmätning med pulsreflektometer

341 341 342 342 344 346 348 350 352

Lagar, regler och kravställare

353 353

Förteckning av lagar och regler

Sakordsregister

359

Författarpresentation Jag är huvudförfattare i serien ”Arbeta med el” och har även den rollen i läromedlet Teleinstallation.

Jag driver företaget PE Allkonsult AB (www.peallkonsult.se) med konsultverksamhet inom pedagogik och el-teleteknik. Därutöver arbetar jag som lärare på Njudungsgymnasiet i Vetlanda.

Paul Håkansson

4

9789147084883b1-5c.indd 4

09-07-17 14.16.47

Kommunikation inom teletekniska system

1

Moderna teletekniska system kräver nya kunskaper Som alla andra teknikområden har tele- och säkerhetssystem utvecklats genom åren. Med persondatorns intåg i vår arbets- och hemmiljö har det blivit naturligt att använda den teknik som används i persondatornätverk även till telefoni och säkerhetssystem. IP-telefoni är idag ett allt vanligare alternativ. IP-telefoni använder inte bara samma teknik som persondatornätverket utan kommunikationen sker i samma fysiska nätverk. Samma trend finns inom larm och övervakning där det numera är väldigt vanligt med integrerade säkerhetssystem – nätverksanslutna övervakningskameror som är kopplade till samma nätverk som persondatorer. För dig som ska arbeta inom det teletekniska området krävs därför grundläggande kunskaper om dessa nätverk.

Skillnad på data, information och signaler Många gånger använder man begreppen data och information synonymt men det är bra att vara medveten om att det faktiskt finns en skillnad. En signal är en informationsbärare som förmedlar data från en sändare till en eller flera mottagare. Signalen är alltså något som kan förflytta information från en enhet till en annan.

Nästan vad som helst kan vara data. Data utan sammanhang är meningslöst och betydelsen är väldigt beroende av sammanhanget. Information är data som har tolkats i något sammanhang. Exempel på data är boll, 17 kr och 53. Boll kan betyda rund sak som man jagar på en fotbollsplan. Vid glasskiosken på stranden kan 17 kr betyda att en glass kostar 17 svenska kronor. Utskrivet på en bildskärm i ett övervakningssystem kan 53 vara en kod om att en viss detektor löst ut.

7

9789147084883b1-46c.indd 7

09-07-17 10.52.21

1. Kommunikation inom teletekniska system

Signalbehandling – signalöverföring Elektriska signaler Elektriska signaler hanterar energi och representerar information.

Signaler i teletekniska system kan vara analoga eller digitala video-, röst- och datasignaler.

Datakommunikation är i regel alltid dataöverföring via digital signal.

• En analog signal arbetar på alla nivåer (t ex 0–10 V). Du kan jämföra analoga signaler med en vattenkran där möjlighet finns att reglera vattenmängden till olika nivåer.

• En digital signal har förutbestämda nivåer (oftast två – hög eller låg, 1 eller 0). Du kan jämföra digitala signaler, ettor och nollor, med en strömbrytare där enda möjligheten är av eller på.

Amplitud och frekvens Såväl en analog signal som en digital har sin utsträckning upp och ner. Skillnaden mellan högsta och lägsta läget kallas amplitud. Enheten för amplituden beror på enheten på Y-axeln, men den brukar vara volt.

Analog signal

Digital signal

Hur många gånger per sekund en kurva växlar mellan lågt och högt värde anger frekvensen. Frekvens mäts i antal svängningar per sekund och betecknas i Hertz (Hz). Höga frekvenser, alltså snabba förändringar, mäts i kilohertz (kHz), megahertz (MHz) eller gigahertz (GHz).

8

9789147084883b1-46c.indd 8

09-07-17 10.52.22

1. Kommunikation inom teletekniska system

Oförändrade signaler är målet Elektriska signaler är alltid mer eller mindre störningskänsliga. En analog signal som arbetar på alla nivåer (t ex 0–10 V) är betydligt mer störningsutsatt än exempelvis en digital signal som endast har två nivåer (t ex hög eller låg).

Målet med signalbehandling är att ett systems utsignal inte skiljer sig från insignalen. Om vi vet hur signalen ser ut och hur den påverkas av omgivningen kan vi kompensera för detta och informationen kan överföras oförändrad.

Signalen som överförs är en växelspänning som påverkas av sändarens och mottagarens men framför allt kabelns elektriska egenskaper.

Det innebär att signalen påverkas olika beroende på vilken frekvens den har. Högre frekvenser dämpas mer än lägre frekvenser. Mer information om störningar finner du på s. 66.

Överföring av information Signalbehandling handlar om att förmedla, hantera och omvandla signalen och den information som signalen innehåller. Anta att information ska från en källa till en användare. Informationen sänds över någon form av överföringsmedia, en kanal.

Signalen som består av en elektromagnetisk våg skickas genom det överföringsmedium (kanal) som valts. Varje våg har en viss frekvens, som passar för just den medietypen.

Ofta inom det teletekniska området finns någon form av sändare och mottagare inblandade.

Sändarens uppgift är att omvandla informationen till en form som lämpar sig för överföring genom kanalen. Mottagaren omvandlar tillbaka informationen till den ursprungliga form som sändes. Signalöverföring kan ske genom kopparbaserade kablar, via optisk fiber eller via luften. Mängden information och den tid som den ska överföras på är de viktigaste faktorerna som bestämmer hur avancerad teknik som behövs.

Länk = allt från källa till användare (alltså sändare, kanal och mottagare).

Kanal = biten mellan sändare och mottagare. Överföringsmedia = typen av kanal, tekniken som används för kanalen (påverkar även typ av sändare och mottagare).

9

9789147084883b1-46c.indd 9

09-07-17 10.52.23

1. Kommunikation inom teletekniska system

Överföring i teletekniska system De system som läromedlet behandlar jobbar principiellt med fem olika metoder som förklaras i detta kapitel: • Statussignaler som representeras av en ström eller spänning från t ex en larmkontakt i ett säkerhetssystem.

• Analog varierande spänning i form av en bärvåg. Tekniken används inom t ex fast telefoni och radio.

• Digital information som modulerats för att överföras via en analog bärvåg. Tekniken används inom t ex mobiltelefonsystem och TV i sin nuvarande digitala form.

• Digitala enheter som kommunicerar med hjälp av digitala koder.

Används t ex i Ethernet och lokala nätverk.

• Vid kommunikation över fiber sker dataöverföringen med hjälp av ljussignaler.

Tekniken skiftar Det analoga TV-nätet har nu släckts ner till förmån för det digitala TV-nätet. Det fasta telefonsystemet blir successivt digitalt. Inom kameraövervakning blir det allt ovanligare att ha en helt analog lösning med analoga kameror och s k Time Lapse-bandspelare. En betydligt vanligare lösning i dagsläget är bilder från analoga kameror som digitalt spelas in på hårddisk (DVR). Användande av encoder är ett mellanting där man flyttar ut DVR:ens digitalisering närmare kameran. Sitter en encoder i direkt anslutning till kameran är det närmast att betrakta som ett digitalt system. Nästa steg, IP-baserade nätverkskameror, innebär helt digital överföring i nätverk.

Statussignal En statussignal (som t ex förekommer i ON–OFF-reglering, PLC och larm) är en signal som är på eller av under en i signalöverföringssammanhang lång tid. Överföringsmediet för statussignaler har därför ingen avancerad kravspecifikation. Om vi utgår från en riktigt enkel anläggning, t ex en entrésignalanläggning, är det bara en statusinformation som ska överföras. När någon trycker på knappen vid dörren läggs en spänning på ringklockan. Kraven på ledningarna är låga och vi kan använda enkel telekabel. Vi kan komplettera med en porttelefon utan att kraven på överföringsmediet ökar nämnvärt.

10

9789147084883b1-46c.indd 10

09-07-17 10.52.24

1. Kommunikation inom teletekniska system

Analog information via bärvåg Det finns inga överföringsmedia som klarar av att överföra de låga frekvenser som t ex tal och musik ligger på. För överföring måste man därför använda en analog bärvåg. Bärvågens frekvens anpassas till det överföringsmedium som ska användas.

En bärvåg är alltid analog medan informationen kan vara analog eller digital.

Den överlagrade signalen (blåmarkerad) är resultatet av den ursprungliga signal som ska överföras och den bärvåg som används för överföring

Digital information via bärvåg All digital information och data presenteras i binär form som ettor och nollor. Vid en överföring omvandlas ettor och nollor till analoga signaler för att säkerställa en riktig avläsning. Den elektriska signalen som överförs är en växelspänning.

Några vanliga system för digital informationsöverföring via bärvåg är bl a mobiltelefonsystem och TV i sin nuvarande digitala form. Den digitala informationen överlagras med hjälp av en analog signal, en bärvåg. Det sker genom s k frekvens-, amplitud- eller fasmodulering (se nästa sida). Sänds basbandet (signalen som innehåller informationen) över en bärvåg är systemet smalbandigt, används flera bärvågor är systemet bredbandigt (se s. 18).

Basband = signal med frekvensinnehåll från 0 Hz.

Modulering Den digitala informationens ettor och nollor motsvarar olika spänningsvärde. För att överföra dessa spänningsvärden över t ex telenätet måste de omvandlas – moduleras – till analoga signaler, frekvenser som motsvarar de ursprungliga. Vid slutmålet demoduleras signalen tillbaka till digital information.

11

9789147084883b1-46c.indd 11

09-07-17 10.52.27

1. Kommunikation inom teletekniska system

Det finns tre grundtyper av modulering, andra och komplexa modulationer skapas genom kombinationen av dessa standardvarianter: • Amplitudmodulering utnyttjar signalens styrka, amplitud, för att skapa läsbara ettor och nollor.

• Frekvensmodulering använder olika frekvenser för att representera ettor och nollor.

• Fasmodulering utnyttjar signalens fasvridning så att olika fasvinklar representerar ettor och nollor.

Amplitudmodulering: 1 och 0 anges genom skillnaden mellan signalens topp respektive botten, alltså att signalen är olika stark. Frekvensmodulering: 1 och 0 motsvaras av olika frekvenser, alltså att signalen svänger olika snabbt. Fasmodulering: 1 och 0 motsvaras av olika fasvinklar, alltså att signalen är förskjuten i tiden.

Ordet modem är en sammanslagning av modulering, d v s omvandling av en signal, och demodulering, som innebär ett återskapande av ursprungssignalen.

Digitala koder Digital data kan komprimeras för att öka överföringshastigheten och krypteras för att öka säkerheten.

En dator känner bara till två tillstånd – den är binär. Genom att kombinera ettor och nollor i koder skapas bokstäver, siffror eller symboler. Datasignalen innehåller emellertid inte bara den information som sändaren själv önskar sända utan även en mängd signaler för att styra och kontrollera överföringen. Digitala koder används i lokala nätverk (Ethernet). Eftersom ingen modulering sker så blir överföringen mindre störningskänslig. Informationen från sändare till mottagare kan gå från dator till dator, från dator till centralutrustning, från centralutrustning till nätkomponenter o s v.

12

9789147084883b1-46c.indd 12

09-07-17 10.52.29

1. Kommunikation inom teletekniska system

Ljus Mer information om signalöverföring i fiber finner du i kapitel 13.

Fiberoptiska sändare Vid kommunikation över fiber sker dataöverföringen med hjälp av ljussignaler. Det finns 3 huvudtyper av ljuskällor för fibertransmission: • LED, Light Emitting Diodes (lysdiod).

• VCSEL, laser av enklare typ.

• Laser med hög effekt.

Beroende på vilken ljuskälla man använder för att sända ljussignalerna, så kan ljuset innehålla flera ljusvåglängder, s k moder.

Ljusteori Olika typer av ljus har olika frekvens (våglängd). Våglängden, som mäts i nanometer (nm), är en definition på hur långt en svängning av det aktuella ljuset kommer om det färdas med ljusets hastighet.

Exempel: 1 nm = 0,000 000 001 meter.

Ljuset som sänds i fiberkablar ligger i bandet för infrarött ljus och är inte synligt för ögat.

LED används för våglängderna 850 och 1300 nm, och laser för 1300 och 1550 nm.

Strålning med olika frekvens och våglängd brukar benämnas olika. När det gäller ljus brukar man oftast tala om våglängd och bland strålning med kortare våglängd än synligt ljus hittar vi röntgenstrålning. Radiovågor har däremot mycket längre våglängd än det synliga ljuset.

13

9789147084883b1-46c.indd 13

09-07-17 10.52.31

1. Kommunikation inom teletekniska system

Gränssnitt Det räcker inte med att vara överens om hur signalerna ser ut och hur de ska omvandlas och skickas. Man måste också vara överens om hur kontakter ska se ut och vilka spänningsnivåer de ska hantera, de så kallade fysiska och elektriska gränssnitten. Dessutom finns ett logiskt gränssnitt som definierar vad en signal betyder. Vad menar man då med gränssnitt?

De flesta kör bil utan att veta särskilt mycket om hur den fungerar.

Vi kan köra vilken bil som helst så länge den har det gränssnitt som vi förstår. En ratt som får bilen att svänga vänster när vi vrider den motsols och åt höger om vi vrider den medsols. Två eller tre pedaler där den längst åt höger är gaspedal. Bilens gränssnitt är placeringen av olika reglage, deras utformning och det resultat de leder till.

• Fysiskt gränssnitt.

– Definierar hur man kopplar samman utrustning samt kontaktens utformning. Ett tydligt exempel på olika fysiska gränssnitt är t ex RJ 45 och USB-kontakter.

• Elektriskt gränssnitt.

– Definierar de elektriska nivåerna och vad dessa betyder. I t ex en dubbelbalanserad larmslinga tolkas olika resistansvärden.

• Logiskt gränssnitt.

– Definierar vad signalerna innebär. Beroende på resistansvärde i larmslingan kan det avgöras om allt är normalt, om ett sabotage utförts eller om en detektor larmar. Det finns sensorer som ger en analog spänning på 0–5 V; detta är en del av det elektriska gränssnittet. Det logiska gränssnittet definierar vad dessa spännings­ nivåer betyder, till exempel att 5 V betyder 3 m och att 0 V betyder 1 m.

Fysiska gränssnitt.

14

9789147084883b1-46c.indd 14

09-07-17 10.52.36

1. Kommunikation inom teletekniska system

Begrepp inom signalbehandling och signalöverföring Det förekommer en mängd olika begrepp inom signalbehandling och signalöverföring. På följande sidor redovisas de viktigaste.

Datamängd, bit – byte Minsta enheten för digital information, presenterad i binär form (ettor och nollor), kallas för bit. Ett tecken (t ex A, b, 3) består av 7 eller 8 bitar. För att kunna skapa olika tecken (med teckenlängden 7 eller 8 bitar) använder man sig av s k ASCII-kod. ASCII-koden ger 256 olika kombinationer. Vill vi t ex överföra bokstaven A enligt ACSIIkoden blir bitströmmen 0010100.

En kombination av åtta bitar kallas byte. Byte används för att ange storlek på t ex en hårddisk.

8 bitar (b)

= 1 byte (B)

1 kB (kilobyte)

= 1 000 byte

= 1 000 byte

1 MB (megabyte)

= 1 000 kilobyte

= 1 000 000 byte

1 GB (gigabyte)

= 1 000 megabyte

= 1 000 000 000 byte

1 TB (terabyte)

= 1 000 gigabyte

= 1 000 000 000 000 byte

Förutom att det är lätt att förväxla bit och byte så finns det även en förväxlingsrisk mellan kilo och kilo. Ibland avses det binära prefixet (210=1024) och ibland det decimala prefixet (103=1000). Det är ett historiskt problem men det kan få stora praktiska konsekvenser idag. Skillnaden på 1024 och 1000 är bara 2,4 % och kan verka litet, men felet blir större ju större talen är. För en terabyte är felet hela 10,0 %, detta kan ställa till problem när det gäller till exempel datalagring.

Överföringshastighet, bps – Bps Överföringshastigheten för digital information, t ex mellan datorer och i en kabel mäts i bitar per sekund (bps). En dators överföring av bitar kan ske på olika sätt och med olika hastigheter. I nuläget talar vi om hastigheter på: kbit/s

Kilobit (1 000 bit)/sekund

Kbps

Mbit/s

Megabit (1 000 000 bit)/sekund

Mbps

Gbit/s

Gigabit (1 000 000 000 bit)/sekund

Gbps

Överföringshastigheten i telemodem kan anges i bit per sekund = bps (gement b) men minst lika ofta anges överföringshastigheten i byte per sekund = Bps (versalt B). Här finns en klar förväxlingsrisk. Förr förekom även begreppet Baud per sekund = Bd.

15

9789147084883b1-46c.indd 15

09-07-17 10.52.37

1. Kommunikation inom teletekniska system

Det råder förvirring kring bandbreddsbegreppet. I vissa sammanhang blandas t ex begreppet bandbredd och överföringshastighet på ett olämpligt sätt.

Bandbredd Begreppet bandbredd kan jämföras med en ”kanal” som tillåter överföring av ett visst antal bitar per sekund (bps). För att få fram överföringsförhållandet i ett överföringsmedium testar man hur olika frekvenser dämpas. Bandbredden blir då förhållandet mellan högsta och lägsta godtagbara frekvens. Förhållandet anges vid halva signal­ effekten (i det här fallet -3 dB) vilket anses vara en minimigräns. Tar man signalens amplitud i kvadrat får man effekten, för halva effekten får vi alltså roten ur 1/2 vilket avrundat är 0,7. Vi har 0 dB som maxvärde eftersom vi är intresserade av hur mycket av signalen som inte kommer fram, d v s dämpningen, och räknar sedan neråt.

Här ser vi en typisk dämpningskurva. Vid frekvensen f0 har signalens effekt minskat med 3 dB. Samma sak har hänt vid frekvensen f1. Skillnaden mellan f0 och f1 brukar kallas för bandbredd.

En kanal med bandbredden f1-f0 har största delen av sin effekt i det gula området.

Låt oss titta på olika fakta om bandbredd som förhoppningsvis bringar klarhet: • Bandbredden är det spann av frekvenser som kan överföras via mediet. Det går att överföra mer information via ett medium som klarar höga frekvenser. Vår röst ligger mellan 100 Hz och 11 000 Hz. Bandbredden på rösten är därmed på 10 900 Hz (11 000 Hz – 100 Hz).

• Bandbredd kan anges som ett mått på vilken begränsning det ligger i det medium vi ska använda.

• Bandbredd kan anges som en nödvändighet i prestanda för att kunna förmedla t ex data.

• Om mediets bandbredd är mindre än bandbredden på den information som ska sändas kommer det att märkas i form av störningar.

Jämför med vad som händer om denna boks texter helt plötsligt skulle läggas in i en bok med 50 sidor mindre – det blir problem!

16

9789147084883b1-46c.indd 16

09-07-17 10.52.38

1. Kommunikation inom teletekniska system

• Ju större bandbredd kanalen har, desto högre datahastighet klarar den.

• Det utvecklas hela tiden nya metoder att överföra mer information inom en viss bandbredd.

• Vid överföring av analoga signaler som ljud mäts ofta bandbredden i hertz.

• En hunds hörsel har större bandbredd än människors. Hunden kan höra samma ljud som vi människor, men även ljud med högre frekvenser.

• Olika kablar har olika överföringskapacitet. Därför används olika kablar vid olika tillfällen. En kabel som klarar datatrafik på 10 miljoner bps (10 Mbps) har en bandbredd på minst 10 Mbps.

• Bandbredden för optisk fiber anges i MHzkm eftersom signalförvrängningen (dispersionen) ökar i förhållande till kabellängden.

En halverad sträckning innebär dubblerad bandbredd. En dubbel sträckning innebär halverad bandbredd. Även våglängden påverkar i stor grad bandbredden. Ju högre våglängd desto bättre bandbredd. ”Det är ingen fara att misshandla TP-kabeln, det funkar ändå.”

FEL! Bandbredden minskar. Datorer och switchar ”talar” med varandra och anpassar sig till den bandbredd/överföringshastighet som erbjuds i överföringsmediet. Det är när snabb överföring krävs som de dåligt installerade näten avslöjas!

Digital teknik kan användas för att överföra mer data snabbare genom samma överföringsmedium. I en vanlig telefonledning används frekvenserna upp till 3 600 Hz för tal. Detta innebär ett väldigt lågt utnyttjande av den bandbredd som finns i överföringsmediet eftersom de flesta kablar har mycket högre bandbredd. Vi kan därför använda högre frekvenser, som ändå inte behövs till tal, till digital kommunikation. Ett exempel är ADSL, som visas i bilden nedan.

Då används frekvenserna mellan 25 och 140 kHz till att skicka data uppströms och frekvenserna från 142 till 1 100 kHz till att skicka data nedströms. Eftersom stora områden med frekvenser används för att överföra data kallas det bredband.

17

9789147084883b1-46c.indd 17

09-07-17 10.52.40

1. Kommunikation inom teletekniska system

Smal- och bredbandssystem Bredbandsbegreppet används olika. Nedan beskrivs det ursprungliga användandet av begreppet bredband, d v s som ett alternativ till basbandsöverföring.

Numera används begreppet bredband oftast för att beskriva ett nät med hög överföringshastighet.

• Smalbandigt system.

Vid överföring med smalbandig teknik transporteras signalerna över endast en frekvens, d v s hela kabelns kapacitet används till överföring av en enda signal. Signalen är oftast digital, men den kan även vara analog.

• Bredbandigt system.

Vid överföring med bredbandig teknik (broadband) transporteras signalerna över flera frekvenser. Signalerna sänds analogt och parallellt (samtidigt) genom kabeln. Ett exempel är kabel-TV. Du kan utan kabelomkopplingar växla mellan olika kanaler. Du kan se på en kanal och samtidigt spela in en annan. För att utnyttja överföringsmediet på detta sätt används multiplexing.

I ett smalbandigt system moduleras basbandet (informationen) på en bärvåg. I ett bredbandigt system moduleras informationen på flera bärvågor med olika frekvenser, som sedan överförs i samma kabel.

18

9789147084883b1-46c.indd 18

09-07-17 10.52.41

1. Kommunikation inom teletekniska system

Multiplexing Multiplexingtekniken används för att överföra mer data på kortare tid genom överföringsmediet. Det kan ske snabbare genom att en enstaka signal delas upp och sänds parallellt eller genom att flera olika signaler sänds samtidigt.

Exempel på multiplexing som kan användas för att bättre utnyttja tillgänglig kapacitet.

En multiplexer (mux) sätter ihop signalerna och sänder dem. Vid mottagningen kan demultiplexern (demux) dela upp de olika signalerna igen.

Det finns olika typer av multiplexing. Vi nämner några nedan: • TDM, Time Division Multiplexing, används för digitala signaler som är uppdelade i olika paket och som skickas efter ett tidsschema. Metoden används i telefonnätet, GSM och radiotrafik.

• FDM, Frequency Division Multiplexing, förändrar de digitala signalerna till analoga signaler med olika frekvenser. Sändningen sker samtidigt och parallellt. Metoden används i LAN och Ethernet, radiofrekvenser, radiotelefoner samt NMT. • WDM, Wavelength Division Multiplexing, används i optiska fibrer, t ex i telefonnät.

• CDM, Code Division Multiplexing, sändaren kodar meddelandet och mottagaren kodar av det. Används i 3G. • OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing, används exempelvis för digital-TV i olika delar av världen, trådlösa nätverk och ADSL.

19

9789147084883b1-46c.indd 19

09-07-17 10.52.41

1. Kommunikation inom teletekniska system

Bandbruk Med begreppet bandbruk (band usage) menas att man kan använda överföringsmediet på olika sätt. Överföringen kan ske seriellt eller parallellt, synkront eller asynkront, och via simplex, halvduplex eller full duplex. Låt oss reda ut begreppen.

En serieport på en dator är alltid en hankontakt medan en parallellport alltid är en honkontakt.

Seriell eller parallell överföring Överföringen kan ske med seriell överföring eller parallell överföring.

• Vid seriell överföring delas tecken upp i bitar som sänds en efter en. Det sker i en ledare. En seriell port på en dator är en port för seriell överföring.

• Vid parallell överföring sänds alla bitar i minst ett tecken samtidigt.

Det sker i 8 eller fler parallella ledare. En parallellport på en dator är en port för parallell överföring.

Seriell överföring/kommunikation sker t ex i nätverkssystem mellan datorerna. En s k seriell port på en dator kan vara t ex 9-polig (RS232), eller en USB- eller Firewireanslutning.

Parallell överföring/kommunikation passar för korta avstånd och används t ex mellan en dator och en skrivare (om skrivaren är direkt ansluten till datorn) och internt i datorn mellan minnen, processor och andra enheter. Det är i regel 32 eller 64 parter i bredd. En kabel med 64 parter kan överföra 64 bitar i taget och benämns som en 64-bitars buss.

Vid seriell överföring skickas bitarna (ettorna och nollorna) på en enda ledning.

20

9789147084883b1-46c.indd 20

09-07-17 10.52.42

1. Kommunikation inom teletekniska system

Vid parallell överföring skickas flera bitar (t ex åtta stycken) samtidigt på flera olika ledningar, en för varje bit.

Parallell överföring är en snabbare och effektivare metod men den blir för dyr när data ska sändas långa sträckor.

Synkronisering och synkron eller asynkron överföring Seriell överföring kan ske asynkront eller synkront. Vid all seriell överföring måste datan som sänds synkroniseras så att mottagare och sändare inte kommer i otakt. Om inte avläsningen sker i samma takt (frekvens) så uppfattas inte ettor och nollor rätt hos mottagaren.

Synkronisering = koordinering

• Vid asynkron överföring synkroniseras sändaren och mottagaren med hjälp av start- och stoppbitar. Detta medger inte så höga överföringshastigheter och används oftast då man har sporadiska överföringar mellan två enheter.

• Vid synkron överföring överförs förutom data även en klocksignal (synkroniseringssignal). Detta brukar innebära en extra signalledning men det är också möjligt att bädda in den i datasignalen eller använda datasignalen för att synkronisera enheternas egna klockor.

Synkron överföring är lämplig för högre överföringshastigheter och används ofta vid större datamängder och vid kommunikation mellan flera enheter.

Dataöverförings riktning Datakommunikation kan vara enkelriktad eller dubbelriktad. Nedan redovisar vi de alternativ som förekommer.

• Simplex – enkelriktad kommunikation.

– Simplex anger att kommunikationen bara kan gå åt ett håll. Ett exempel är radio.

• Halv duplex.

– Halv duplex anger att kommunikationen kan gå åt båda håll, men inte samtidigt. Ett exempel är en komradiokommunikation.

• Full duplex – dubbelriktad kommunikation.

– Full duplex anger att kommunikationen kan gå åt båda håll, samtidigt. Ett exempel är ett telefonsamtal. Långsammaste varianten av Ethernet som man använder idag är till exempel 100 Mbit/s, full duplex. Tittar du på inställningarna för ditt nätverkskort i din dator så kan du faktiskt välja full eller halv duplex.

21

9789147084883b1-46c.indd 21

09-07-17 10.52.43

1. Kommunikation inom teletekniska system

IP-baserad nätverkstrafik Alla applikationer som stödjer TCP/IP kan kommunicera över alla IP-baserade nätverk, vilket innebär fantastiska möjligheter. Att förstå IP-baserad nätverkstrafik kommer allt närmare en nödvändighet inom det el- och teletekniska området!

För den oinvigde blir det en mängd nya funktioner, egenskaper och begrepp som behöver redas ut. Låt oss därför på följande sidor skaffa oss en stadig grund att stå på så att du kan fördjupa dina diskussioner med det aktuella objektets nätverkstekniker.

Projektering och installation av den fysiska nätverksuppbyggnaden redovisas i kapitel 12.

Datakommunikation, d v s överföring av information, utförs genom databehandling och datatransmission enligt något protokoll.

Nätverk – mer än bara datorer I digitala nätverk kan i stort sett allt anslutas på obegränsat avstånd så länge det finns ett nätverkskort i sändarutrustningen. Internet och ”Internet Protocol Suite” (IPS) har en avgörande roll i denna möjlighet.

• Sändaren kan t ex vara en dator, en kamera, en digital bildlagringsenhet, ett ställdon för ventilation, ett passagesystem, ett larm, en DUC (DatorUnderCentral).

• Mottagare kan vara en PC med nätverkskort och rätt programvara, t ex Internet Explorer.

Med rätt programvara kan man styra såväl funktioner i elinstallationen som samarbete mellan olika säkerhetssystem.

I vissa system som brandlarm och inbrottslarm är det fortfarande naturligt med en centralutrustning utan inblandning av IP-baserade nätverk.

Nätverk i olika utförande Nätverk kan vara lokala eller finnas över ett stort geografiskt område.

För att beskriva nätverkets utbredning används ofta uttrycken LAN, WAN, intranät, Internet och subnät.

• LAN (Local Area Network) är ett lokalt nätverk.

• WAN (Wide Area Network) omfattar minst två sammankopplade LAN. • Intranät är ett internt nät, t ex inom ett företag.

• Internet är det världsomspännande nätverket.

• Subnät innebär att ett större nät delas upp i mindre delnät (subnät).

22

9789147084883b1-46c.indd 22

09-07-17 10.52.44

1. Kommunikation inom teletekniska system

Nätverkets huvuddelar Nätverket består av noder och länkar. En nod är en nätverksdel, t ex en dator, en värmereglering, en övervakningskamera eller en del av ett passersystem. Noderna kommunicerar via länkar (överföringsmedia). Eftersom det finns många olika typer av noder med vitt skilda funktioner är det mycket viktigt att det finns regler för hur dessa ska kommunicera.

Noder Nätverket byggs upp av olika utrustning, olika noder. En nod är en adresserbar nätverkskomponent.

OSI-modellen För att system och komponenter från olika tillverkare ska kunna kommunicera med varandra måste det till ett strukturerat ramverk som gör det möjligt att koppla samman lösningar från skilda leverantörer. Detta är anledningen till att OSI-modellen (Open System Interconnection) har skapats. OSI-modellen kan förklaras som en uppsättning regler i olika nivåer.

OSI-modellens olika skikt OSI-modellen innehåller 7 s k skikt (lager), och mellan dem finns olika gränssnitt. I det lägsta skiktet handlar specifikationen om den fysiska förbindelsen, kabelspecifikationer, elektriska nivåer och frekvenser. I de högre skikten behandlas adressering, feldetektering och hur information ska presenteras. Tack vara att kommunikationsmodellen delas upp i olika skikt kan förändringar utföras i ett skikt utan att de andra skikten påverkas. T ex kan den fysiska förbindelsen, kabelspecifikationer, elektriska nivåer och frekvenser vara desamma fast språket förändras i kommunikationen.

OSI används ofta när man ska förklara och diskutera nätverksdesign och datasäkerhet. Modellen beskriver sju lager som representerar viktiga funktioner som generellt behövs vid datakommunikation. När data sänds från en nod till en annan går datan från skikt 7 ner till skikt 1.

I den andra noden skickas datan från skikt 1 upp till skikt 7.

23

9789147084883b1-46c.indd 23

09-07-17 10.52.46

1. Kommunikation inom teletekniska system

OSI-modellen används mest som en akademisk modell när man vill diskutera nätverk och nätverkssäkerhet men den används inte i någon konkret tillämpning.

Idag är det i stället de protokoll som ingår i TCP/IP-familjen som är helt dominerande. De undre lagren av TCP/IP-modellen liknar OSImodellens, medan lager 5, 6 och 7 i OSI-modellen normalt ingår i applikationslagret i TCP/IP-modellen (se bild nedan).

Exempel på protokoll i applikationslagret som använder TCP/IP är protokoll för filöverföring (FTP, File Transfer Protocol), e-post (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol) och Internet (HTTP, Hyper Text Transfer Protocol).

Ethernet Det finns många trafiktyper, bland andra Token Ring, FDDI (Fiber Distributed Data Interface) och ATM (Asynchronous Transfer Mode). Ingen av dessa trafiktyper är särskilt vanlig i lokala nätverk – där är Ethernet dominerande. Ett Ethernet-kort är ett vanligt nätverkskort reglerat av en familj av protokoll för lokala datornät. Hastigheten på Ethernet har traditionellt varit 10 Mbit/s men idag är 100 Mbit/s och 1000 Mbit/s vanligare. I princip alla enheter som ansluts till Ethernet kopplas parallellt med varandra i nätet. Detta innebär att alla som är anslutna till ett Ethernet kan höra en sändning på nätet samtidigt och skulle kunna sända samtidigt om det inte fanns någon spärr mot detta inbyggt i systemet. I Ethernet styrs överföringen av information med ett kommunikationssätt som kallas CSMA/CD. I bilden nedan visas en förklaringsmodell av Ethernet.

Datan paketeras i IP-paket med två delar: en rubrik som innehåller mål, källa och information om datamängden, och en del som innehåller själva datamängden. Dessa IP-paket kan ta vilka vägar de vill på nätverket eftersom rubriken talar om vart de ska. På så sätt kan alltid den minst belastade och snabbaste vägen väljas. TCP-protokollet säkerställer att paketen kommer fram på ett korrekt sätt och är intakta.

24

9789147084883b1-46c.indd 24

09-07-17 10.52.47

1. Kommunikation inom teletekniska system

CSMA/CD Accessmetoden CSMA/CD styr överföringen av information på Ethernet. Enkelt uttryckt innebär CSMA/CD att om en enhet vill kommunicera så kontrollerar enheten om linjen är ledig, och är den det, överförs data. Om inte, väntar enheten tills linjen blir ledig.

Kollisionsdetekteringen är viktig eftersom det är möjligt att två eller flera enheter sänder samtidigt vilket leder till kollisioner på länken.

Men genom att detektera att en kollision inträffat upptäcks behovet av att sända om datan, vilket gör att inga data går förlorade.

Accessmetod = åtkomstmetod CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection

Hur vanligt är det med Ethernet–TCP/IP? När det gäller kommunikationen i TP-kabel och optofibernät används i LAN och höghastighetsnät idag i stort sett alltid Ethernet– TCP/IP för att signalsätta ledningarna. Det finns också möjlighet att strömförsörja viss utrustning med ”Power over Ethernet” (se sid 34).

Olika Ethernettyper Det finns olika typer (versioner) av Ethernet. Base = Basband, T = Twisted pair, FL = Fiber Link. Det som skiljer dem är överföringshastighet och överföringsmedia.

Applikation

Hastighet

Kabeltyp

10 BaseT

10 Mbps

Twisted Pair Ethernet

10 BaseFL

10 Mbps

Fiber Link Ethernet

100 BaseTX

100 Mbps

Fast Twisted Pair Ethernet

100 BaseT4

100 Mbps

Fast Twisted 4-pair Ethernet

100 BaseFX

100 Mbps

Fast Fiber Link Ethernet

1000 BaseT

1000 Mbps

Gigabit Ethernet på UTP lägst kat 5E

1000 BaseCX

1000 Mbps

Gigabit Ethernet på STP/Coax

1000 BaseSX

1000 Mbps

Gigabit Ethernet på multimodefiber

1000 BaseLX

1000 Mbps

Gigabit Ethernet på singelmodefiber

10 GbaseLX4

10 Gbps

10 Gigabit Ethernet på multi- eller singelmodefiber

10 GbaseER/EW

10 Gbps

10 Gigabit Ethernet på singelmodefiber

10 GbaseSR/SW

10 Gbps

10 Gigabit Ethernet på multimodefiber klass OM3

10 GbaseLR/LW

10 Gbps

10 Gigabit Ethernet på singelmodefiber

25

9789147084883b1-46c.indd 25

09-07-17 10.52.48

TELEINSTALLATION

Teleinstallation

Information- och kommunikationsteknik Läromedlet är tänkt för utbildning och fortbildning av elektriker, teletekniker, konsulter och arbetsledare inom områdena: Kommunikation Dokumentation Telesignalsystem Telefoni Ljud

• • • • •

Brandlarm Inbrottslarm Passersystem Övervakningskameror – CCTV Datanät

Faktaböcker i läromedelsserien ”Arbeta med el”:

Introduktion till elarbeten

Begränsad behörighet, BB1

Elinstallation – yrkesmannaskap Faktabok Montörshandbok

TELEINSTALLATION

TELEINSTALLATION – Installationshandbok · Håkansson

• • • • •

Information- och kommunikationsteknik

Information- och kommunikationsteknik

INSTALLATIONSHANDBOK ARBETA MED EL

Ljus & Belysning

Motorstyrning

Teleinstallation Faktabok

EL

Paul Håkansson

Installationshandbok

Best.nr 47-08488-3 Tryck.nr 47-08488-3

INSTALLATIONSHANDBOK ARBETA MED EL EL

9789147084883c1-2c.indd 1

Paul Håkansson 09-07-17 15.29.36