sisteme transmetuese

SISTEME TRANSMETUESE

Literatura e obliguar

• Introduction to Telecommunications Network Engineering

– Tarmo Anttalainen

– Second Edition

• Telekomunikacionet

– Ardian Shehu

– SHTËPIA BOTUESE “LIBRI UNIVERSITAR”

Hyrje

• Telekomunikimet përkufizohen si teknologji për komunikim në distancë.

• Në fig. shihen një mënyrë e ndarjes së komunikimeve të ndryshme që përfshinë komunikimet mekanike dhe elektrike PTT.

• Objekt interesimi në vazhdim do të jenë komunikimet elektrike dydrejtimëshe ose bidirekcionale (bidirectional communication).

Rëndësia e telekomunikimeve

• Rrejte të ndryshme telekomunikuese janë të ndërlidhura në një sistem global jashtëzakonisht kompleks dhe vazhdimisht të ndryshueshëm.

• Vetëm rrjeti telefonik i cili në vitin 2009 ka pas 1.26 miliardë lidhje fikse dhe rreth 4.6 miliardë lidhje celulare me mundësi qasjeje universale mundëson lidhjen e secilit me secilin në globin tokësorë.

• Përveç kësaj, shumë rrjete tjera janë të lidhura në rrjetin telefonik, kështu që asnjë rrjet tjetër nuk e tejkalon kompleksitetin e rrjeteve telekomunikuese.

• Ndikimi i shërbimeve telekomunikuese në zhvillimin e një vendi është aq i rëndësishëm sa që densiteti apo shtrirje e rrjetit të telekomunikues shpesh shërben si parametër për vlerësimin e shkallës së zhvillimit teknik dhe ekonomik të një vendi.

• Në vendet në zhvillim, densiteti i telefonisë fikse (teledendsia) është rreth 10 lidhje telefonike në 1000 banorë, ndërsa në ata të zhvilluara ka 500 deri 600 lidhje fikse telefonike në 1000 banorë.

• Zhvillimi ekonomik i vendeve në zhvillim varet, përveç tjerash, edhe nga disponueshmëria (availability) e shërbimeve efikase telekomunikuese.

Rëndësia e telekomunikimeve

• Veprimtaria e një shoqërie bashkëkohore nuk mund të imagjinohet pa shërbime telekomunikuese (emaili, telefoni, faksimile, telefonia celulare,.).

• Rrjeti i zones lokale (local area network - LAN), lidhet me rrjetet LAN në vendet tjera të kompanisë ose të qeverisë.

Shembuj të shërbimeve që varen nga telekomunikimet:

- Transferimet bankare, sportelet bankare të automatizuar (automatic teller machines - ATM), teleblerjet; pagesat me kartela kredie....

- Rezervimet e biletave (në aviacion..); të dhomave (në hotele)

- Teletregëtia;

- Veprimtaria e organeve qeveritare siç është aplikimi i taksave, etj.

Zhvillimi historik i shërbimeve telekomunikuese

Standardizimi

• Standardet mundësojnë konkurrencën dhe nxisin prodhimtarinë me shumicë dhe ekonomitë e shkallës (economies of scale) në prodhimtari dhe në inxhinieri, në ç’rast çmimi njësi zvogëlohet me rritjen e shkallës së prodhimit.

• Interesat politike shpesh çojnë në standarde të ndryshme në Evropë, ShBA dhe Japoni.

• Standardet ndërkombëtare paraqesin kërcënim për industritë vendore të vendeve të mëdha, por mundësi për zhvillimin industrial të vendeve të vogla.

• Standardet mundësojnë ndërlidhjen e sistemeve nga prodhues të ndryshëm dhe pavarësinë e shfrytëzuesve dhe operatorëve të rrjetit dhe përmirësojnë disponueshmërinë ose gatishmërinë e sistemeve.

• Standardet bëjnë të disponueshëm shërbime ndërkombëtare.

Shembuj nga standardizimi ndërkombëtar

Numeracioni ndërkombëtar telefonik dhe kodi shtetëror: Pa identifikim unik

global të abonentëve, thirrjet telefonike automatike ndërkombëtare do të

ishin të parealizueshme.

Pajisjet ndërmjetësuese ose interfejsat e abonentit telefonik (Telephone

subscriber interfaces).

Kodimi PCM dhe struktura e shpejtësisë së kuadrit primar: Kodimi dhe

struktura e tillë mundësojnë lidhjet kombëtare dhe ndërkombëtare ndërmjet

rrjeteve.

Sistemet e radios dhe televizionit.

Frekuencat që përdoren për komunikime satelitore dhe radiokomunikime

tjera.

Konektorët dhe sinjalet për PC, printer dhe për lidhjet me modem.

Rrjetet LAN: mundësojnë shfrytëzuesve të një ndërmarrjeje të përdorin

kompjuterë nga cili do prodhues.

Sistemet e telefonisë celulare: mundësojnë shfrytëzuesve të zgjedhin

celularë me karakteristika të ndryshme nga prodhues të ndryshëm.

Organizatat për standardizim

Palët e interesuara, (shih fig):

• Operatorët e rrjeteve (Network operators), që mbështesin standardizimin për të:

rrit kompatibilitetin e sistemeve telekomunikuese;

qenë në gjendje të sigurojnë shërbime në shtrirje sa më të gjerë rajonale, madje edhe ndërkombëtare;

qenë gjendje të blejnë pajisje nga prodhues të ndryshëm.

• Prodhuesit e pajisjeve (Equipment manufacturers) marrin pjesë në standardizim për të:

marrë informacione, sa më parë që është e mundshme, mbi standardet e ardhshme për aktivitetet e tyre të zhvillimit;

mbështet standardet që bazohen në teknologjinë e tyre;

parandaluar standardizimin nëse në këtë mënyrë hapet tregjet e tyre.

• Shfrytëzuesit e shërbimeve (Service users) marrin pjesë në standardizim për të:

mbështet zhvillimin e shërbimeve të standardizuara ndërkombëtare;

pas qasje tek prodhues alternativ të sistemeve (rrjete të më tepër prodhuesve, siç është Interneti);

rrit kompatibilitetin e rrjeteve të tyre të ardhshme të sistemeve.


• Organizatat shtetërore për standardizim:

• Shembuj të tillë të organizatave janë treguar në fig.:

Instituti për standardizime në Britani (BSI);

Në Gjermani: Deutsche Industrie-Normen (DIN);

Instituti Amerikan për standarde shtetërore (American National Standards Institute (ANSI);

Instituti për standarde i Finlandës (Finnish Standards Institute (SFS).


Organizatat evropiane:

The European Telecommunications Standards Institute (ETSI).

The European Committee for Electrotechnical Standardization/European Committee for Standardization (CEN/CENELEC) IEC/ISO.

The Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Telecommunications ose European Conference of Posts and Telecommunications Administrations (CEPT).


Organizatat amerikane:

The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

The Electronic Industries Association (EIA).

The Federal Communications Commission (FCC).

The Telecommunications Industry Association (TIA).


Organizatat globale:

International Telecommunication Union (ITU)

The Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique, ose International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT/ITU-T) që tash quhet ITU-T, ku “T” i referohet telekomunikimeve.

The Comité Consultatif International des Radiocommunications ose International Radio Consultative Committee (CCIR/ITU-R) tash njihet si ITU-R, ku “R” i referohet radiokomunikimeve.

The International Standards Organization/International Electrotechnical Commission (ISO/IEC).


Organizatat tjera:

The Internet Engineering Task Force (IETF)

The Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)

The Telemanagement Forum (TMF)

Duhet theksuar se një problem i rëndësishëm në standardizim është çështja e të drejtës së pronës intelektuale (intellectual property rights - IPRs).

Zhvillimi i bizneseve telekomunikuese

• Në të kaluarën në shumicën e vendeve ka pas monopol të operatorit të vetëm PTT-së, kështu që nuk është lejuar konkurrenca dhe ka pas zhvillim të ngadalshëm të shërbimeve dhe rrjeteve telekomunikuese në shumë shtete.

• Në fund të viteve të ’80-ta fillon procesi i derregullimit të shërbimeve telekomunikuese në Evropë, për t’u përhapur shumë shpejtë në shumë rajone tjera të botës.

• Shërbimet konkurruese të telekomunikacioneve janë të rëndësishme për zhvillimin ekonomik, kështu që qeveritë e vendeve mbështesin pa rezervë zhvillimin e tregut të lirë.

• Procesi i derregullit të bizneseve telekomunikuese ka zvogëluar në masë të madhe tarifat për thirrje në largësi dhe për thirrje në lidhjet mobile.

• Zvogëlimi i tillë ka nxitur më tutje rritjen e kërkesave për shërbime, dhe kjo është reflektuar në zvogëlimin rapid të çmimeve të pajisjeve terminale, siç është rasti i telefonave celular.

• Zhvillimet e tilla nga njëra anë kanë kushtëzuar shkrirjen e prodhuesve të varur nga një treg i brendshëm i vendit dhe paraqitjen e prodhuesve të vegjël për prodhimin e pajisjeve speciale, për të cilat nuk janë të interesuar prodhuesit e mëdhenj.

• Shërbimi konvencional i telefonisë fikse (Plain old telephone service - POTS) do të jenë akoma i rëndësishme në të ardhmen, por komunikimet mobile dhe të të dhënave kanë zhvillim të vrullshëm.

Zhvillimi i bizneseve telekomunikuese

• Në të ardhmen do të jetë shumë i rëndësishëm sidomos zhvillimi i shërbimeve multimediale, duke pas parasysh qasjen brezgjerë (wideband access) deri në shtëpi.

• Për zhvillimin e ardhshëm të bizneseve telekomunikuese duhet kushtuar kujdes jo vetë teknologjive por edhe shërbimeve të abonentëve, sepse shumë teknologji të mira nuk janë pranuar si teknologji atraktive, dhe si të tilla nuk kanë qenë të suksesshme, si p. sh. rrjeti digjital i shërbimeve të integruara (Integrated Services Digital Network – ISDN) dhe standardi global për zbatime në rrjete komunikuese pa tela (wireless application protocol - WAP).

• Nga ana tjetër rrjeti kompjuterik mbarëbotëror (world wide web - www) për navigim (shfletim) dhe për akses tek informacionet në Internet është zhvilluar në mënyrë të vrullshme, kështu që gjithmonë duhet pasur parasysh se teknologjitë e reja i bëjnë të suksesshme vetëm shërbimet atraktive.

Rrjetet telekomunikuese

• Duke pas parasysh se më lehtë mund të kuptohet vendosja e një lidhjeje telefonike në rrjet, në vazhdim do të jepet një pasqyrë e përgjithshme e funksionimit të rrjetit telefonik, duke u bazuar në telefoninë konvencionale.

• Do të vështrojmë lidhjen e abonentit në rrjetin telefonik nëpërmjet të linjës së abonentit. Mënyra e njëjtë e lidhjes shfrytëzohet në rrjetet bashkëkohore telekomunikuese, siç janë rrjetet ISDN dhe ato celulare.

• Do të fillojmë me këtë shërbim më të thjeshtë që të vendosim bazat për të kuptuar llojet tjera të shërbimeve më komplekse, dhe për këtë qëllim shkurtimisht do të përshkruhen teknologji të ndryshme të rrjeteve, të nevojshme për të siguruar lloje të ndryshme të shërbimeve.

Rrjeti themelor telekomunikues

• Qëllimi kryesor i rrjetit telekomunikues është transmetimi i informacionit në forma të ndryshme nga një shfrytëzues te shfrytëzuesi tjetër, të cilët në rastin e rrjetit të telefonisë publike quhen abonentë (subscribers).

• Informacionet e shfrytëzuesit mund të kenë forma të ndryshme si zë ose të dhëna, dhe abonenti mund të shfrytëzojë teknika të ndryshme për qasje në rrjet, si për shembull telefoninë fikse ose atë celulare.

• Rrjeti telekomunikues përfshin lloje të ndryshme të rrjeteve për të siguruar shërbime të ndryshme, si transmetim i të dhënave, telefoni fikse dhe telefoni celulare.

• Në vazhdim do të paraqiten funksionet themelore të nevojshme në të gjitha rrjetet, pa marrë parasysh se çfarë shërbimi sigurojnë.

• Tri teknika të nevojshme për komunikim nëpërmjet të rrjeteve janë:

Transmetimi;

Komutimi;

Sinjalizimi.

o Çdo njëra prej këtyre teknikave kërkon specialistë për projektimin, shfrytëzimin dhe për mirëmbajtje.

Transmetimi

• Transmetimi është proces i bartjes së informacionit ndërmjet pikave fundore të sistemit apo të rrjetit, duke shfrytëzuar katër mediume themelore:

1. Kabllot metalik, siç janë ato që shfrytëzohen në rrjetet LAN dhe në linjat e abonentëve;

2. Kabllot me fibra optikë, siç janë kabllot për transmetim me shpejtësi të madhe në rrjetet telekomunikuese;

3. Radiovalët, siç është rasti i telefonisë celulare dhe i transmetimit satelitor;

4. Optika e hapësirës së lirë, siç janë telekomanduesit infrakuq (infrared remote controllers).

• Në rrjetin telekomunikues, sistemet transmetuese ndërlidhin centralet, dhe si të tillë formojnë të ashtuquajturin rrjet të transmetimit ose të transportit.

• Duhet theksuar se numri i nevojshëm i kanaleve të të folurit (që është masë për kapacitetin transmetues) ndërmjet centraleve është shumë më i vogël se numri i abonentëve, sepse vetëm një pjesë shumë e vogël e tyre vendosin lidhje në të njëjtën kohë.

• Në këtë kurs do të trajtohet më detajisht teknikat e transmetimit.

Komutimi

• Parimisht, të gjithë telefonat do të mund të ishin të ndërlidhur me njëri tjetrin me kabllo, siç ka qenë rasti në fillim të paraqitjes së telefonisë.

• Por, pasi që numri i telefonave rritej, operatorët shpejtë vërejtën se duhet bërë komutimin e sinjaleve nga një linjë në tjetrën.

• Në atë rast do të ishin të nevojshëm disa kabllo ndërmjet centraleve sepse numri i thirrjeve të vendosura njëkohësisht është shumë më i vogël se sa numri i telefonave (shih fig).

• Centralet e para nuk kanë qenë automatike kështu që komutimi është bërë manualisht, duke përdor një panel komutimi (switchboard).

• Për shumë dekada centralet ishin një seri komplekse e zgjedhësve elektromekanik, por në dekadat e fundit ato janë zhvilluar në centrale digjitale të kontrolluara me softuer.

• Centralet moderne zakonisht kanë kapacitet relativisht të madh – disa dhjeta mijë abonentë - dhe disa mijë prej tyre mund të kenë thirrje të vendosura njëkohësisht.

Sinjalizimi

• Sinjalizimi është mekanizëm që u mundëson pajisjeve të rrjetit (pajisjeve terminale ose komutatorëve të rrjetit) vendosjen, mbajtjen dhe ndërprerjen e komunikimeve në një rrjet.

• Sinjalizimi realizohet me anë të sinjaleve ose të mesazheve të veçanta që nga njëra anë i sinjalizojnë anës tjetër atë veprim që kërkohet nga lidhja e tillë.

• Disa shembuj të sinjalizimit në linjën e abonentit janë:

Gjendje aktive (Off-hook condition): Centrali pranon mesazhin se abonenti ka ngritur receptorin (telephone hook) (pra qarku i furnizimit mbyllet) dhe i dërgon abonentit tonin se mund të fillojë zgjedhjen.

Zgjedhja e numrit (Dial): Abonenti zgjedh shifrat të cilat pranohen nga centrali.

Gjendje pasive (On-hook condition): Centrali pranon mesazhin se ka përfunduar thirrja (linja e abonentit hapet), ndërpritet lidhja dhe përfundon faturimi.

Sinjalizimi

• Sinjalizimi natyrisht është i nevojshëm edhe ndërmjet centraleve, sepse shumë thirrje duhet të realizohen me më tepër se një central. Për lidhjen e centraleve të ndryshme përdoren sisteme të ndryshme të sinjalizimit.

• Sinjalizimi është një funksion shumë i ndërlikuar në një rrjet telekomunikues, sepse p.sh. abonenti i huaj (jo amë) GSM me telefon me kyçje në Hong Kong, mund të pranojë thirrje të dedikuara për atë në afërsisht 10 sekonda. Shkurtesa GSM në fillim ka rrjedh nga Groupe Spécial Mobile, e më vonë nga Global System for Mobile communications).

• Informacionet e përcjella për këtë funksion realizohen me anë të qindra mesazheve të sinjalizimit ndërmjet centraleve në rrjetet kombëtare dhe ndërkombëtare.

Funksionimi i telefonit konvencional

• Telefoni i zakonshëm shtëpiak furnizohet me energji elektrike, të nevojshme për funksionimin e tij, nga centrali lokal nëpërmjet të dy përçuesve metalik që formojnë linjën e abonentit.

• Linja e tillë e abonentit, e cila gjithashtu bart sinjalin e të folurit, është çiftore e përdredhur (twisted pair) dhe quhet lidhje lokale (local loop), shih fig.

• Mënyra e tillë e furnizimit nga centrali, e bënë shërbimin bazë telefonik të pavarur nga rrjeti lokal i furnizimit me energji.

• Centralet lokale kanë bateri me kapacitet të madh që, në rast të ndërprerjes së rrymës elektrike nga rrjeti, sigurojnë furnizim për disa orë të centralit dhe aparatit telefonik.

• Kjo është qenësore sepse funksionimi i rrjetit telefonik është veçanërisht i rëndësishëm në situata emergjente kur ndërpritet furnizimi me energji elektrike.

Funksionimi i telefonit konvencional

• Në fig.a është treguar skema e thjeshtuar e funksionimit të lidhjes telefonike, elementet dhe mënyra e funksionimit e të cilës janë dhënë në vazhdim.

• Në botë ekzistojnë ndryshime të vogla të funksionimit, sidomos në pajisjet e sistemeve të centralit telefonik shtëpiak (private branch exchange/private automatic branch exchange - PBX/PABX) fig. b, ose të centralit shtëpiak kompjuterik (computer-controlled branch exchange – CBX), por parimet që do të paraqiten në vazhdim mund të zbatohen te shumica e rrjeteve telefonike publike me komutim kanalesh (public switched telephone network - PSTN).

a b

Mikrofoni

• Me ngritjen e receptorit të telefonit, mbyllet ndërprerësi (hook switch), fig. a, dhe fillon rrjedhja e rrymës në linjën e abonentit nëpër mikrofonin e lidhur në linjën e tillë, i cili bënë shndërrimin e energjisë akustike në atë elektrike.

• Fillimisht si mikrofona telefonik janë shfrytëzuar të ashtuquajturit mikrofona të karbonit, të cilët kanë membranë me kuti të vogël e cila mbanë kokrrat e karbonit (qymyrit kimikisht të patër) dhe që funksionon si rezistor i ndryshueshëm i furnizuar nga bateria e tensionit të vendosur në central (shih fig. b).

• Kur valët e zërit shtypin kokrrat e karbonit me presion të mjaftueshëm, rezistenca e qarkut zvogëlohet dhe rryma fillon të rritet.

• Presioni i ndryshueshëm i ajrit krijon rrymë të ndryshueshme alternative në linjën e abonentit dhe rryma e tillë është bartëse e informacionit të zërit.

• Principi themelor i funksionimit të linjës së abonentit është i njëjtë edhe sot, edhe pse aparatet moderne telefonike kanë mikrofona më të sofistikuar dhe me kualitet më të mirë.

a b

Kufja (Dëgjojësja)

• Rryma alternative e krijuar nga mikrofoni, në anën e kundërt të lidhjes, shndërrohet përsëri në zë.

• Kufja ka membranën me një copë të magnetit permanent brenda një bobine, e cila furnizohet me rrymë alternative të krijuar nga mikrofoni në anën tjetër të lidhjes.

• Rryma shkakton fushë të ndryshueshme magnetike që lëvizë membranën, e cila prodhon valë të zërit, afërsisht të njëjta me zërin origjinal në anën e transmetimit (shih fig.).

Funksionet e sinjalizimit

• Mikrofoni krijon rrymë elektrike që është bartës i informacionit të zërit, ndërsa kufja prodhon zë në qarkun e të folurit të marrësit.

• Rrjeti telefonik siguron një shërbim të komutuar ose shërbim me komutim kanali ose qarku (dialed-up or circuit-switched service), që i mundëson abonentit të fillojë dhe të përfundojë thirrjen.

• Abonenti zgjedh numrin me të cilin dëshiron të vendosë lidhjen, dhe kjo kërkon bartjen e informacioneve shtesë në linjën e abonentit dhe ndërmjet centraleve përgjatë lidhjes. Bartja e tillë e informacioneve shtesë sigurohet, siç u tha, nëpërmjet të sinjalizimit (signaling).

• Në vazhdim janë treguar fazat kryesore të sinjalizimit të abonentit.

Sinjalizimi nga telefoni në centralin telefonik

• Centralet telefonike furnizojnë qarkun e abonentit me tension të vazhduar, dhe tensioni i këtillë shfrytëzohet për funksionimin e aparatit telefonik.

• Telefoni konvencional nuk ka komponente elektronike dhe tensioni (rryma), i furnizimit përveç funksioneve të sinjalizimit, që përfshijnë detektimin e gjendjes pasive/aktive (on/off-hook condition) dhe të zgjedhjes (dialing), shfrytëzohet edhe për transmetimin e drejtpërdrejtë të sinjalit të të folurit.

• Aparatet bashkëkohore telefonike nuk kanë domosdoshmërisht nevojë për furnizim të tillë, nëse furnizohen nga një prizë në shtëpi.

• Por, furnizimi nga centrali është akoma e një rëndësie të veçantë, sepse në këtë mënyrë sigurohet që rrejti telefonik të jetë funksional edhe në situata emergjente kur ndërpritet furnizimi nga rrjeti elektrik.

Vendosja dhe shkëputja e thirrjes

• Çdo aparat telefonik ka një ndërpres që tregon gjendjen pasive ose aktive, kështu që kur receptori ngrihet, ndërprerësi mbyllet, dhe fillon rrjedhja e rrymës (~ 50 mA), e cila detektohet nga releu (relay) që i jep informacionin njësisë për kontroll në central (shih fig.).

• Njësia për kontroll është një kompjuter (ose grup kompjuterësh) efikas dhe me siguri të lartë të funksionimit në centralin telefonik (telephone exchange), e cila aktivizon qarqet për sinjalizim, për të pranuar shifrat e zgjedhura nga abonenti A, i cili inicion thirrjen drejtë abonentit B.

• Njësia për kontroll në centralin telefonik kontrollon tabelën e komutimit (switching matrix), që lidh qarkun e të folurit drejtë abonentit të zgjedhur B.


• Kur thirrja i drejtohet abonentit B, centrali telefonik furnizon qarkun e abonentit me tension të ziles (ringing voltage), në ç’rast aktivizohet zilja e abonentit të telefonit B.

• Tensioni alternativ i ziles është shpesh rreth 70 V, me frekuencë 25 Hz, që është i mjaftueshëm të aktivizojë zilen e çfarëdo telefoni.

• Tensioni i ziles ndërpritet me vendosjen e gjendjes aktive në qarkun e abonentit B, në ç'rast mbyllet qarku i të folurit midis dy pikave (A dhe B), dhe biseda mund të fillojë.


• Në fig. janë treguar fazat e sinjalizimit në linjën e abonentit.

• Kur centrali detekton gjendjen aktive të një linje të abonentit, nëpërmjet të tonit të zgjedhjes (dial tone) që e dëgjojmë kur ngrisim receptorin, na informon se është i gatshëm të pranojë shifrat.

• Pas zgjedhjes, centrali na informon nëse vendosja e lidhjes së qarkut është e suksesshme, duke na dërguar tonin e ziles (ringing tone), kur telefoni në anën tjetër bie.

• Kur abonenti B përgjigjet, centrali shkyç sinjalin e ziles (ringing signal) dhe tonin e ziles, dhe mbyllë qarkun e bisedës (conversation).

• Në fund të bisedës, detektohet gjendja pasive nga centrali, dhe qarku i të folurit hapet.

• Në vazhdim do të tregohet më detajisht një prej fazave të sinjalizimit të abonentit, ajo e transmetimit të shifrave të zgjedhura nga telefoni i abonentit deri në central.

Zgjedhja rotative

• Aparati telefonik ka një ndërprerës që është i hapur, në rastin e gjendjes pasive, dhe i mbyllur, në ate aktive. Në këtë mënyrë i sinjalizohet centralit telefonik se kur do të iniciohet një thirrje dhe kur duhet përgatitur për pranimin e shifrave të zgjedhura.

• Te telefonat e vjetër, të cilët akoma duhet të përkrahen nga centralet, metoda e tillë e kyçjes dhe e shkyçjes së linjës lokale shfrytëzohet gjithashtu edhe për transmetimin e shifrave të zgjedhura (shih fig.), dhe principi i tillë quhet zgjedhje rotative ose impulsive (rotary or pulse dialing).

Zgjedhja rotative

• Te zgjedhja rotative, linja lokale hapet dhe mbyllet varësisht nga shifrat e zgjedhura, dhe numri i impulseve të rrymës detektohet nga centrali.

• Metoda e tillë e sinjalizimit njihet edhe me emrin sinjalizim me shkyçje të linjës (loop disconnect signaling).

• Të metat themelore të kësaj metode janë se është e ngadalshme dhe e shtrenjtë dhe nuk mbështet shërbime shtesë siç është ai i përcjelljes së thirrjes (call forwarding).

• Pajisjet ndërmjetësuese të linjës lokale (local-loop interfaces) në centralin telefonik duhet të mbështesin këtë teknologji të vjetër, ndonëse ajo është zëvendësuar me zgjedhjen tonale (tone dailing).

Zgjedhja rotative

• Kur duhet të zgjidhet një shifër, disku zgjedhës (dialing plate), nëpërmjet të vrimave për gisht, sillet deri në fund në kahun e akrepave të orës, për t’u lëshuar pastaj të kthehet në pozitën fillestare.

• Gjatë kthimit në pozitën fillestare, çelësi ndërpret linjën periodikisht, dhe numri i periodave të këtilla paraqet shifrën e zgjedhur. Për shembull, shifra 1, ka një periodë, 2, ka dy perioda, dhe 0, ka 10 perioda ose cikla.

• Mekanika mundëson shpejtësi përafërsisht konstante të kthimit, dhe çdo periodë është afërsisht 100 ms e gjatë, me ndërprerje prej 60 ms (shih fig.).

• Metoda e tillë e transmetimit të shifrave është shfrytëzuar gjithashtu për sinjalizim ndërmjet centraleve, dhe në atë rast kemi të bëjmë me sinjalizim me shkyçje të linjës.

• Vlera e rrymës së linjës ndryshon prej një shteti në shtetin tjetër, dhe ajo varet gjithashtu nga gjatësia e linjës dhe, p.sh., nga tensioni.

• Rëndom, ajo ka vlera 20 deri 50 mA, vlera këto të mjaftueshme për funksionimin e centraleve të gjeneracioneve të vjetra elektromekanike, të cilat shfrytëzojnë impulset për kontrollimin e drejtpërdrejt të komutatorëve rotativ të tabelës së komutimit të një centrali.

Zgjedhja tonale

• Aparatet telefonike aktualisht kanë qarqe elektronike, të cilat mundësojnë mënyrë më të mirë të sinjalizimit.

• Centralet digjitale nuk kërkojnë impulse të fuqisë së madhe për të drejtuar zgjedhësit, siç ka qenë rasti te komutatorët elektromekanik të centraleve përkatëse elektromekanike.

• Por, linjat e abonentëve furnizohen dhe do të furnizohen akoma me bateri të tensionit –48-V ose –60-V, në mënyrë që telefonat të vazhdojnë të funksionojnë të pavarur nga furnizimi nëpërmjet të rrjetit elektrik.

• Telefonat elektronik shfrytëzojnë gjatë gjithë kohës rrymë prej 50 - 500-μA për të furnizuar qarqet elektronike me energji, e cila është e nevojshme për përsëritjen e numrit, zgjedhjen e shkurtuar, si dhe për funksione tjera shtesë të aparateve bashkëkohore telefonike.

Zgjedhja tonale

• Telefonat bashkëkohor zakonisht kanë 12 butona për shtypje që shërbejnë për zgjedhje, secili prej të cilëve gjeneron një ton me dy frekuenca (butonat A, B, C dhe D nga fig. nuk përfshihen në aparatin e rëndomtë telefonik).

• Njëra prej frekuencave është nga brezi i epërm i frekuencave, ndërsa tjetra nga brezi i poshtëm (shih fig.).

• Të gjitha frekuencat janë brenda brezit të frekuencave të zërit (300–3,400 Hz), kështu që mund të transmetohen nëpërmjet të rrjetit ndërmjet dy pikave fundore me rastin e vendosjes së lidhjes për komunikim.

• Principi i tillë i sinjalizimit njihet si sinjalizim multifrekuent me ton dual (dual-tone multifrequency - DTMF signaling).

Zgjedhja tonale

• Tonet detektohen nga pajisja për interfejsin e abonentit me central telefonik dhe, nëse është e nevojshme, sinjalizohen më tutje në centralet tjera nëpërmjet të cilave do të vendoset lidhja.

• Të gjitha centralet lokale digjitale kanë mundësi të përdorimit të zgjedhjes rotative ose tonale në linjën e abonentit. Prandaj, abonenti ka mundësi që me një çelës në telefonin e tij të zgjedhë se cilën prej mënyrave të zgjedhjes do të përdorë. Nëse kemi të bëjmë me centrale lokale bashkëkohore gjithmonë do të zgjidhej zgjedhja tonale.

• Përparësitë e zgjedhjes tonale:

Është më e shpejtë dhe zgjedhja e të gjitha shifrave zgjat njësoj.

Shkakton gabime më të vogla të zgjedhjes.

Është i mundshëm i ashtuquajturi sinjalizim ndërmjet pikave fundore (end-to-end signaling) përkatësisht ndërmjet centralit fillestar dhe atij përfundimtar të lidhjes.

Janë në dispozicion butonat plotësues për aktivizimin e shërbimeve shtesë (*, #, A, B, C, D).

Zgjedhja tonale

• Shërbimet shtesë i mundësojnë abonentit të ndikojë në rrugëzimin (routing) e thirrjeve të tij telefonike. Shërbimet e tilla, si p.sh. transferimi i thirrjes, nuk janë në dispozicion te telefonat që përdorin zgjedhjen rotative.

• Për kontrollimin e shërbimeve të këtilla duhet butona të kontrollit (* dhe #), që janë në dispozicion vetëm te telefonat me shtypje butonash (push-button telephones), të cilët shfrytëzojnë zgjedhjen tonale.

• Zgjedhja tonale përdoret gjithashtu për kontrollimin e shërbimeve me vlerë të shtuar (value-added services).

• Shërbimet me vlerë të shtuar, siç është p.sh. shërbimi telebankar (telebanking), janë shërbime që mund të ofrohen nëpërmjet të rrjetit telefonik, por që zakonisht sigurohen nga ofrues tjerë shërbimesh; pra jo nga operatorë të rrjeteve telekomunikuese. Tonet transmetohen në të njëjtin brez frekuencor të zërit, dhe gjatë kohëzgjatjes së thirrjes kemi mundësi të zgjedhim shifra për t’i transmetuar makinës për shërbime telebankare p.sh. numrin e llogarisë rrjedhëse dhe kodin e sigurisë.

• E metë kryesore e lidhjes fikse të abonentit është mundësia akoma modeste e komunikimit njeri-makinë, gjë që vështirëson shfrytëzimin e shërbimeve të reja.

• Disa tipa të telefonave që kanë mundësi për shfaqe vizuale janë më të volitshëm për shfrytëzim, por abonentët përsëri duhet të mbajnë në mend një seri urdhrash për të shfrytëzuar shërbime të reja të ofruara nga rrjeti bashkëkohor telefonik.

Linja lokale dhe qarqet dytelëshe dhe katërtelëshe

• Çdo përdorim i kanaleve telefonike realizohet me dy shtigje njëdrejtimëshe, njëri për transmetim dhe tjetri për pranim.

• Linja lokale, e cila lidh aparatin telefonik me centralin lokal është një qark dytelësh (two-wire - 2W circuit), që bart sinjalet në të dy drejtimet (shih figurat).

• Madje edhe ISDN-ja dhe linjat asimetrike të abonentëve digjital (asymmetrical digital subscriber lines - ADSLs) shfrytëzojnë linjat e tilla lokale dytelëshe.

• Linjat e abonentit janë dhe do të mbeten qarqe dytelëshe, sepse ato janë një prej investimeve më të mëdha në rrjetin e telefonisë fikse.


• Lidhjet e hershme telefonike në rrjet kanë qenë qarqe dytelëshe. Pasi që lidhjet e gjata dobësojnë sinjalin e të folurit, në linjën e tillë janë të nevojshëm përforcues përkatësisht rigjenerues.

• Në qarqet dytelëshe, amplifikimi ose rigjenerimi i sinjalit mund të shkaktojë oscilime ose aktivizim të ziles, nëse sinjali në dalje të një amplifikatori ose rigjeneratori kthehet nëpërmjet të qarkut të mbyllur në qarkun hyrës të drejtimit tjetër të transmetimit (shih fig.).


• Principi i funksionimit të qarqeve elektronike në rrjet është njëdrejtimësh, dhe brenda rrjetit përdoren nga dy përcjellës për secilin drejtim ose lidhja katërtelëshe (four-wire - 4W connections).

• Lidhja katërtelëshe është shumë më lehtë të mirëmbahet në krahasim me lidhjet dytelëshe, sepse drejtimet e transmetimit janë të pavarura nga njëri- tjetri, duke shmangur kështu oscilimin e mundshëm (potential oscillation), shih fig.

• Për të lidh një lidhje lokale 2W në rrjetin 4W, nevojitet një qark i ashtuquajtur hibrid 2W/4W (hybrid). Në vazhdim do të sqarohet mënyra e funksionimit të hibridit 2W/4W, të realizuar me transformator (pështjella nga përçuesi e mbështjellur rreth një bërthame hekuri).


• Rryma alternative që rrjedh nëpër pështjellë shkakton fushë magnetike në bërthamën e hekurit, e cila prodhon rrymë në përçuesit e përshtjellave tjera, të cilat janë të mbështjellura rreth të njëjtës bërthamë të hekurit.

• Në fig. është treguar hibridi 2W/4W në interfejsin e abonentit me centralin telefonik. Për këtë qëllim në hibrid nevojiten dy transformatorë të ndarë, secili prej tyre i përbërë nga tri pështjella të ngjashme dhe të çiftuara mirë.

• Në çdo transformator rryma alternative në një pështjellë shkakton rrymë alternative në mbështjellat tjera të transformatorit të njëjtë.

• Pikat e zeza të pështjellave ose shenjat e polaritetit tregojnë drejtimin e rrjedhjes së rrymës (polaritetin e pështjellës).


• Në fig. shihet se rryma nga çiftorja e pranimit (receive pair) shkakton dy rryma me polaritet të kundërt në dy përshtjellat e transformatorit T2.

• Rrymat e tilla kanë drejtim të kundërt në transformatorin T1; pra ato, ose fushat magnetike të tyre në bërthamën e hekurit, e anulojnë njëra tjetrën, dhe sinjali nga çiftorja e pranimit nuk kalon ose së paku është mjaftë i dobësuar në çiftoren e transmetimit (transmit pair).

• Në praktikë, balancimi nuk është ideal dhe sinjali i dobësuar kthehet në lidhjen e kundërt, kështu që si i tillë dëgjohet si sinjal jehone (echo) nga ana e larguar (çiftorja e pranimit) e qarkut telefonik, nëse vonesa e përhapjes dydrejtimëshe (two-way propagation delay) e qarkut është mjaftë e gjatë.

• Vijat e ndërprera në fig. tregojnë shtegun kryesor të sinjalit të të folurit në transmetim dhe në pranim.


• Lidhjet satelitore kanë vonesë të gjatë të përhapjes për shkak të distancave të mëdha të përhapjes.

• Gjithashtu të folurit nga rrjetet digjitale celulare në rrjetet fikse telefonike i nënshtrohet vonesës së gjatë për shkak të kodimit të të folurit (A/D dhe D/A shndërrimi).

• Vonesat nga shtigjet e tilla qarkore të lidhjeve të këtilla janë më të gjata se 50 deri 100 ms, duke shkaktuar kështu dukurinë e jehonës ndërhyrëse (disturbing echo).

• Prandaj, në rastin e lidhjeve të këtilla, në rrjet duhet të përdoren pajisje të veçanta për eliminimin e jehonës, të njohura si eliminues të jehonës (echo cancellers).

• Hibridi 2W/4W realizon këto funksione:

Ndan sinjalet e transmetimit dhe ato të pranimit.

Ia përshtat impedancën e lidhjes lokale 2W qarkut të rrjetit.

Siguron dobësim për sinjalet që arrijnë nga shtegu për pranim, duke i parandaluar që të hyjnë në shtegun e transmetimit, në ç’rast do të shkaktonin dukurinë e jehonës.


• Në interfejsin e ISDN-së me shpejtësi themelore (basic rate access - BRA) përdoret transmetim dydrejtimësh i të dhënave prej 160-Kbps në qarkun 2W (lidhja e zakonshme e abonentit).

• Në këtë rast drejtimet e transmetimit ndahen me ndihmën e teknologjisë së përpunimit digjital të sinjaleve.

• Por, me qëllim të përmirësimit të performancave, shumë zbatime shfrytëzojnë qarkun e transformatorit të përshkruar paraprakisht së bashku me teknologjinë e përpunimit digjital të sinjaleve.

• Në çdo aparat të abonentit përdoret gati i njëjti princip i hibridit 2W/4W me qëllim të shuarjes së zërit nga mikrofoni në kufje, shih fig. a.

• Nga fig. b. shihet qartë anulimi i fushave magnetike në qarkun e kufjes (earphone), të shkaktuara nga rrymat alternative me polaritet të kundërt në qarkun e mikrofonit të aparatin telefonik.

a b

Sistemi i numeracionit telefonik

• Një lidhje ndërkombëtare telefonike nga cili do telefon në cilin do telefon tjetër mundësohet me identifikimin unik të çdo prize telefonike në botë.

• Në rrjetet telefonike mobile, çdo aparat telefonik (ose kartelë e abonentit), ka një numër unik të identifikimit.

• Sistemi i numeracionit është hierarkik, dhe në nivel më të lartë ai ka një kod shtetëror ndërkombëtarisht të standardizuar, duke pavarësuar në këtë mënyrë skemat shtetërore të numeracionit nga njëra tjetra.

• Rekomandimi i ITU-T (E.164), i cili përcakton planin telekomunikues ndërkombëtar publik të numeracionit në rrjetet telefonike publike me komutim kanalesh (PSTN) dhe në disa rrjete tjera të të dhënave, përcakton gjithashtu edhe formatin dhe strukturën e hierarkisë së numrave telefonik, shih fig. Në vazhdim do të sqarohen fushat e numrit telefonik të treguara në fig.

Prefiksi ndërkombëtar

• Prefiksi ndërkombëtar ose numri për akses ndërkombëtar përdoret për thirrje ndërkombëtare me të cilin i bëhet me dije rrjetit që lidhja do të rrugëzohet nëpërmjet të një centrali telefonik të një shteti tjetër.

• Prefiksi ndërkombëtar mund të dallohen prej shteti në shtet, edhe pse ai gradualisht po harmonizohet, dhe me përjashtime të vogla. p.sh. për të gjitha vendet e Evropës shfrytëzohet prefiksi 00.

• Nëse shërbimin telefonik ndërkombëtar e ofrojnë më tepër operatorë, abonenti mund të zgjedhë ndërmjet operatorëve të ndryshëm, duke shfrytëzuar prefiksin e operatorit, në vend të 00.

• Kështu p. sh. në Finlandë, abonenti do të zgjidhte operatorin Oy Finnet International me shifrat 999.

Prefiksi shtetëror

• Kodi i shtetit ka një deri në katër numra që përcaktojnë kodin e abonentit B, dhe nuk është i nevojshëm për thirrje brenda shtetit, sepse qëllimi i tij është që të bëjë identifikimin e abonentit unik në botë.

• Një numër telefonik që përfshin kodin e shtetit quhet numër ndërkombëtar, dhe ai ka gjatësinë maksimale prej 12 shifrash.

• Pasi që ka disa qindra shtete në botë, nga ITU janë përkufizuar shumë kode shtetërore, dhe gjatësia e tyre ndryshon nga një deri në katër shifra (disa zona të vogla kanë kod madje edhe më të gjatë).

• Kështu p.sh. ShBA dhe Kanada kanë kodin “1”, Gjermania “49”, Britania e Madhe “44”, Meksika “52”, Finlanda “358” Xhamajka “1809”.

Prefiksi rajonal

• Kodi rajonal (trunk code) përcakton zonën se ku do të drejtohet thirrja brenda shtetit.

• Shifra e parë është identifikimi për thirrje në largësi (long-distance call), ndërsa shifrat tjera identifikojnë rajonin.

• Shifra e parë nuk është e nevojshme në rastin e thirrjes ndërkombëtare, sepse thirrja e tillë drejtohet gjithmonë nga niveli i rrjetit të destinuar për thirrje në largësi .

• Në rastin e shërbimit celular, në vend të identifikimit të lokacionit, përdoret kodi rajonal për identifikimin e rrjetit amë të abonentin.

• Me anë të këtij kodi të rrjetit, thirrja drejtohet drejtë rrjetit amë, i cili pastaj përcakton lokacionin e abonentit dhe e drejton thirrjen në destinacion.

Prefiksi rajonal

• Kodi rajonal dhe numri i abonentit së bashku formojnë një identifikim unik për abonentin në nivel shtetëror, i cili paraqet numrin shtetëror me gjatësi maksimale prej 10 shifrash. Kodi rajonal fillon me “0” në Evropë, por “0” nuk përdoret për thirrjet nga jashtë.

• Në shtetet ku shërbimet telefonike në largësi i ofrojnë më tepër operatorë, abonenti zgjedhë operatorin përkatës nëpërmjet të zgjedhjes së prefiksit të operatorit e pastaj kodin rajonal.

• Në Finlandë dy shembuj të numrave të operatorit për lidhje në largësi janë: 109 për Finnet dhe 1041 për Song Networks.

Numri i abonentit

• Numri i abonentit në një rrjet fiks telefonik është identifikim unik i abonentit brenda një rajoni gjeografik, kështu që për t’u lidhur me një abonent, zgjidhet i njëjti numër prej cilës do pike të rajonit.

• Për shkak të hierarkisë së numeracionit, pjesa apo nënfusha e numrit telefonik të një abonenti mund të jetë e njëjtë me numrin e një abonenti nga një rajon tjetër.

• Nëse ofrimi i shërbimit telefonik lokal është liberalizuar (që është edhe synim i shteteve në Evropë), abonenti ka mundësi të zgjedhë operatorin e rrjetit për thirrje lokale, duke zgjedhur prefiksin e operatorit lokal e pastaj numrin e abonentitin.

Numri i operatorit

• Me liberalizimin e shërbimeve telekomunikuese, ka filluar hyrja e operatorëve të rinj në treg, kështu që në këtë rast përveç numrave të përshkruar paraprakisht, abonenti duhet të zgjedhë shifra shtesë për zgjedhjen e operatorit përkatës të rrjetit. Siç u tha paraprakisht, abonenti mund të zgjedhë operatorin e shërbimit për thirrje lokale, thirrje në largësi dhe për thirrje ndërkombëtare.

• Autoritetet shtetërore telekomunikuese përcaktojnë numrat në shfrytëzim të operatorëve dhe tarifat e thirrjeve që zgjidhen pa një numër të operatorit. Prandaj, nëse abonenti nuk specifikon operatorin e rrjetit ndërkombëtar dhe të lidhjes në largësi me prefiksin përkatës të operatorit, rrjeti zgjidhet me rastësi ose sipas rregullave tjera të specifikuara nga autoritetet shtetërore telekomunikuese.

• Vendosja e konkurrencës reale në ofrimin e shërbimeve fikse telekomunikuese ka qenë e suksesshme në shumë vende të botës. Por, në këtë situatë paraqitet si problem nevoja për të zgjedhë prefiksin e operatorit në të gjitha nivelet.

• Si problem tjetër janë tarifat e ulëta për shërbime fikse telefonike, të cilat i bëjnë abonentët të pa interesuar që të harxhojnë kohë për të zgjedhur operatorin.

• Për shfrytëzuesit biznesor, për të cilët kontrollimi i kostos së telekomunikimeve është i rëndësishëm, konkurrenca sigurisht do të zvogëlojë kostot e këtilla.

• Për shmangien e problemit të zgjedhjes shtesë, shfrytëzuesit biznesor ose abonentët e përhershëm, mund të bëjnë marrëveshje me një nga operatorët e rrjetit për thirrje lokale, në largësi dhe për ato ndërkombëtare.

Rrjeti për akses lokal

• Rrjeti për akses lokal (local-access network) siguron lidhjen ndërmjet telefonit të abonentit dhe të centralit lokal.

• Abonentët e telefonit të zakonshëm dhe të rrjetit ISDN, si linjë të abonentit shfrytëzojnë çiftoren, ndërsa për shfrytëzuesit biznesor mund të kërkohen kapacitet më i madh, i realizuar me fibër optik ose me lidhje mikrovalore.

• Në rrjetin për akses lokal për lidhjen e abonentit në rrjetin publik telekomunikues shfrytëzohen teknologji të ndryshme. Në fig. është treguar struktura e rrjetit për akses lokal, dhe janë paraqitur teknologjitë më të rëndësishme, të cilat janë në shfrytëzim.


• Numri më i madh i lidhjeve të abonentit realizohet nëpërmjet të kabllos me çiftore të përdredhura (twisted pairs cable). Kabllot e abonentit kanë shumë çiftore që janë të veshur me një shtresë të përbashkët të aluminit dhe me mbrojtës të plastikës. Në zonat urbane kabllot janë të futur nën tokë dhe mund të kenë qindra çiftore.

• Për ndarjen e kabllos me numër të madh të çiftoreve në kabllo me numër të vogël të çiftoreve, dhe për shpërndarjen e çiftoreve të abonentit deri në shtëpi shërbejnë pikat e shpërndarjes (distribution points) të treguara në fig, të cilat janë të instaluara në kabina të brendshme ose të jashtme. Në zonat periferike apo ato të fshatit, kabllot mbitokësor shpesh janë zgjidhje më ekonomike se sa ato nëntokësor.


• Për kapacitet më të madh të transmetimit (mbi 2 Mbps), ose kur kërkohet kualitet shumë i mirë i transmetimit, shfrytëzohet lidhja me kabllo optik.

• Kur kërkohet rritja e kapacitetit të transmetimit mbi kapacitetin ekzistues të rrjetit kabllor, zgjidhje më ekonomike shpesh është lidhja mikrovalore radiorele kundruall asaj me fibër optik.

• Instalimi i kabllove optik ose metalik merr më tepër kohë për shkak se nevojitet leje shfrytëzimi (right of way) nga pronarët e tokave dhe nga autoritetet përkatëse, dhe është shumë i shtrenjtë kur kablloja duhet shtruar nën tokë.

• Një teknologji për implementimin e lidhjes së zakonshme të abonentit për shërbimin e telefonisë fikse është lidhja lokale pa tel (wireless local loop -WLL), e cila shfrytëzon radiovalë dhe nuk kërkon instalimin e kabllos së abonentit, dhe si e tillë është lidhje që nuk merr kohë dhe nuk kushton shtrenjtë për të lidh abonentin në rrjetin publik.

• Me ndihmën e kësaj teknologjie, operatorët e ri mund të sigurojnë shërbime në një zonë ku veç ekziston një operator tjetër kabllor, si dhe në zonat rurale, me qëllim të zëvendësimit të linjave të vjetra mbitokësore të abonentëve telefonik.


• Për shfrytëzim sa më efektiv të kabllove ekzistues, kur nevojitet të rritet kapaciteti i rrjetit kabllor për lidhjen e abonentëve, më ekonomike mund të jetë instalimi i të ashtuquajturve koncentratorë (concentrators), njësi të larguara të abonentit (remote subscriber units) ose multiplekserë të abonentit (subscriber multiplexers).

• Për të vënë në pah mundësinë për komutim të njësisë së larguar (remote unit), përdorim njërin prej këtyre termave. Koncentratorët mund të jenë në gjendje që në mënyrë të pavarur të komutojnë thirrjet lokale ndërmjet abonentëve të lidhur në atë koncentrator. Kështu që njësia e larguar e abonentit në esencë është pjesë e interfejsit të abonentit në central, e cila është zhvendosur më afër abonentëve.


• Multiplekserët e abonentit mund të lidhin çdo abonent vetëm në një pjesë të brezit frekuencor (në një kanal), ose në një interval kohor (time slot), përkatësisht në një kanal brenda kuadrit PCM.

• Detajet e funksionimit të sistemeve të këtilla varen nga prodhuesi, por mund të thuhet se vetëm abonentët të cilët kanë ngritur receptorin kanë rezervuar një kanal në centralin lokal.

• Transmetimi digjital ndërmjet centralit dhe koncentratorit rrit edhe më tepër shfrytëzimin e kabllos, ashtu që dy çiftore të kabllos u shërbejnë dhjetëra abonentëve.

• Këtu u dhanë format e qasjes së bazuar kryesisht në shërbimet e telefonisë fikse, por të njëjtat mund të shfrytëzohen edhe për akses në Internet.

Rrjeti rajonal

• Hierarkia e centraleve në nivel shtetëror përfshin më tepër nivele të centraleve mbi atë të nivelit lokal. Në fig. është treguar një strukturë e thjeshtuar për një rrjet, ku nivelet më të larta se niveli i centralit lokal janë treguar si një nivel i vetëm ose si centrale rajonale (trunk exchanges).

• Centralet lokale janë të lidhura në centralet e tilla rajonale, të cilat lidhen ndërmjet veti për të siguruar një rrjet të lidhjeve prej një abonenti tek abonenti tjetër në shtet.

Rrjeti rajonal

• Centralet rajonale i lidhin shtigjet transmetuese me kapacitetit të madh, zakonisht sisteme linjore optike me kapacitet deri në 10 Gbps.

• Duhet theksuar në këtë rast se një rrjet transmetimi në nivele të larta ka shtigje alternative për transmetim, kështu që nëse dështon një prej sistemeve të këtilla, centralet kanë mundësi të shmangin defektin, duke drejtuar thirrjet e reja nëpërmjet të sistemeve tjera transmetuese dhe centraleve tjera rajonale, shih fig. Lidhjet ndërmjet centraleve lokale dhe atyre rajonale zakonisht nuk janë të mbrojtura nga defektet, sepse defekti i tillë ka pasoja për një numër të vogël të abonentëve.

Rrjeti rajonal

• Sistemet transmetuese që ndërlidhin centralet rajonale formojnë rrjetin transmetues ose të transportit, i cili ka për qëllim thjeshtë të sigurojë një numër të kërkuar të kanaleve (ose kapacitet të transmetimit të të dhënave) nga një vend i centralit në një vend tjetër.

• Centralet rajonale i shfrytëzojnë kanalet e tilla të rrjetit të transportit për thirrjet të cilat ato i drejtojnë, varësisht nga kërkesa e abonentit nga një central në tjetrin, dhe zakonisht janë të vendosura në qytete më të mëdha.

• Centralet e tilla janë digjitale dhe për këmbimin e informacioneve të rrugëzimit dhe të informacioneve tjera ndërmjet centraleve shfrytëzojnë standardin ndërkombëtar të sinjalizimit me kanal të përbashkët - Signaling System 7 (SS7).

• Linjat transmetuese ndërmjet centraleve kanë kanale konvencionale telefonike të transmetimit me multipleksim me ndarje kohe (Time-division multiplexing - TDM).

• Aktualisht, për ndërlidhjen e centraleve është në ekspansion shfrytëzimi i rrjeteve IP (Internet Protocol Networks), të cilat kërkojnë ndërmjetës medial ose komutatorë softuerik (media gateways - MGWs) ndërmjet centralit dhe rrjetit IP, që kujdesen për sinjalizim dhe transmetim në kohë reale në rrjetin IP.

Rrjeti ndërkombëtar

• Çdo shtet ka së paku një qendër komutuese ndërkombëtare (international switching center), te e cila janë të lidhura centralet rajonale, shih fig.

• Nëpërmjet të këtij niveli më të lartë hierarkik të komutimit, thirrjet ndërkombëtare janë të lidhur nga një shtet në shtetin tjetër, dhe çdo abonent ka mundësi aksesi te secili abonent gjithandej nëpër botë.


• Sistemet optike me kapacitet të madh lidhin centralet ndërkombëtare ose qendrat komutuese të rrjeteve nacionale.

• Kabllot detare (kabllot koaksiale ose sistemet me kabllo optikë), radiosistemet mikrovalore dhe satelitore lidhin rrjetet kontinentale për të formuar rrjetin telekomunikues mbarëbotëror. Kablloja e parë e sistemit telefonik nëpër Oqeanin e Atlantikut Verior është instaluar në vitin 1956, dhe kishte kapacitet prej 36 kanaleve telefonike.

• Sistemet bashkëkohore optike detare kanë kapacitet prej disa qindra mijëra kanale telefonike, dhe çdo vjet futen në përdorim sisteme të reja detare.

• Përveç telefonisë, sistemet detare bartin komunikacionin ndërkontinental të Internetit, i cili vlerësohet se angazhon pjesën më të madhe të kapaciteteve të sistemeve të reja që instalohen.


• Sistemet detare janë shtigjet kryesore për thirrjet telefonike ndërkontinentale dhe të komunikimit me Internet, ndërsa sistemet satelitore janë nga ndonjë herë sisteme rezervë në rast të kongjestionit (congestion) të trafikut.

• Përshkrimi i deritashëm i strukturave të përbashkëta të rrjetit global telekomunikues është bërë pa specifikuar teknologji të ndryshme të rrjeteve, që sigurojnë lloje të ndryshme të shërbimeve.

• Prandaj, rrjeti telekomunikues është në të vërtetë një bashkësi e rrjeteve prej të cilave secila ka karakteristika të përshtatshme për shërbimin që ofron. Në vazhdim, në pika të shkurtra, do të analizojmë teknologjitë më të rëndësishme të rrjeteve.

Rrjetet telekomunikuese

• Sqarimet e deritanishme në lidhje me rrjetet telekomunikuese janë bërë duke u bazuar në shembullin e rrjeteve të telefonisë konvencionale.

• Por, rrjetet publike përbëhen prej shumë rrjeteve tjera, të cilat janë të optimizuara për të siguruar shërbime me karakteristika të ndryshme.

• Rrjetet telekomunikuese, që do të jenë objekt shqyrtimi në vazhdim, mund t’i kategorizojmë në disa mënyra të ndryshme.

• Nëse kemi parasysh shfrytëzuesit e rrjetit dhe disponueshmërinë e shërbimeve, ekzistojnë dy kategori të gjera: rrjetet publike dhe rrjetet private ose të dedikuara.

Rrjetet publike

• Rrjetet publike janë në pronësi të operatorëve të rrjetit telekomunikues dhe menaxhohen prej tyre.

• Për të siguruar shërbime telekomunikuese, operatorët e këtillë kanë licencë, dhe kjo zakonisht është veprimtari themelore e tyre.

• Çdo shfrytëzues mund të lidhet në rrjetin publik telekomunikues nëse ka pajisjen përkatëse të standardizuar dhe marrëveshjen me operatorin e rrjetit.

Rrjeti telefonik

• Rrjeti telefonik publik me komutim kanalesh (public switched telephone network - PSTN) është rrjeti kryesor në shfrytëzim publik.

• Kur dëshirojmë të bëjmë dallimin e shërbimit të zakonshëm të telefonisë fikse nga shërbimet tjera që aktualisht sigurohen nga rrjetet telekomunikuese, shërbimit të këtillë ngandonjëherë i referohemi si shërbim konvencional i telefonisë fikse (Plain old telephone service - POTS).

• Përveç komunikimit telefonik ndërmjet telefonave fiks, me anë të modemit të brezit të zërit (voice-band modem), të dhënat nga kompjuteri personal mund të shndërrohen në audio sinjale analoge, që pastaj të transmetohen nëpërmjet të linjës telefonike të POTS-it.

• Si hap i ardhshëm i evoluimit të PSTN-së është rrjeti i ISDN-së.

Rrjetet e telefonisë mobile

• Sistemet e telefonisë mobile ose celulare sigurojnë radiokomunikime nëpërmjet të pjesës së rrjetit për akses lokal.

• Ato janë rrjete për akses rajonal ose shtetëror, dhe për lidhje në largësi ose lidhje ndërmjet qytetesh (long-distance connections) si dhe për lidhje ndërkombëtare, lidhen në rrjetin PSTN ose në ndonjë central tjetër të kompanisë së telefonisë celulare.

Rrjeti telegrafik

• Ky rrjet mundëson lidhjen e teleprinterëve me anë të centraleve të dedikimit të veçantë.

• Shpejtësia e transmetimit në rrjetin e këtillë është shumë e vogël (50 ose 75 bps), që e bënë atë mjaftë fleksibil.

• Rrjeti i këtillë ka qenë mjaftë i përhapur në të kaluarën, por rëndësia e tij ka rënë, sepse sistemet tjera të transmetimit të mesazheve si posta elektronike dhe faksimile, kanë zvogëluar pjesëmarrjen e tij në tregun e shërbimeve të kësaj natyre.

Rrjetet për mesazhe njëdrejtimëshe

• Rrjetet për mesazhe njëdrejtimëshe (paging networks) janë rrjete njëdrejtimëshe, ndërsa marrësit e mesazheve njëdrejtimëshe ose pejxherët (pagers) janë sisteme të komunikimit pa tel me kosto të ulët dhe me peshë të vogël, që shërbejnë për kontaktimin e shfrytëzuesëve pa përdorimin e zërit.

• Ato thjeshtë vetëm sinjalizojnë me sinjalin për prani “bip” (beep). Pejxherët e sofistikuar mund të pranojnë sasi të madhe të tekstit dhe të shfaqin mesazhe të emailit në ekran.

• Në vendet ku kanë depërtuar sistemet celulare që sigurojnë shërbime të mesazheve tekstuale, rëndësia e sistemeve të mesazheve njëdrejtimëshe ka rënë.

Rrjetet publike të të dhënave

• Rrjetet publike të të dhënave sigurojnë lidhje të huazuara nga pika në pikë (leased point-to-point connections) me lidhje me komutim qarqesh ose me komutim paketash.

• Linjat e huazuara nga pika në pikë janë shpesh zgjidhje ekonomike për lidhjen e rrjeteve LAN të njësive të një korporate në një rajon, ndërsa rrjetet me komutim qarqesh të dedikuara për transmetimin e të dhënave aktualisht nuk janë shumë të përhapura.

• Shërbimi i të dhënave me komutim paketash sigurohet gjithandej nëpër botë me rrjetin X.25, i cili punon sipas rekomandimeve të serisë X të ITU-T. Emri komercial i rrjeteve X.25 dallohet nga vendi në vend, kështu që, p.sh.,në Australi shfrytëzohet Auspak ndërsa në Finlandë, Finpak.

• Rrjetet e tilla janë ndërtuar për të siguruar shërbimin e transmetimit të të dhënave komerciale, dhe sigurojnë sistemin e pagesës ashtu që fatura e shfrytëzuesit mund të bazohet në sasinë e të dhënave të transferuara.

• Rëndësia e rrjeteve të këtilla, të cilat kanë qenë të përhapura gjatë viteve të ’80-ta, është zvogëluar për shkak të përhapjes së Internetit, kështu që emaili i Internetit e ka zëvendësuar emailin e rrjetit X.25.

• Për të siguruar shërbime të të dhënave për shfrytëzuesit mobil, janë implementuar rrjete publike të të dhënave për transmetim pa tela, siç është radioshërbimi i përgjithshëm paketor (general packet radio service - GPRS).

• Një teknologji tjetër e rrjetit LAN pa tel (Wireless LAN - WLAN) shfrytëzohet për sigurimin e shërbimit të të dhënave në pika të rëndësishme (hot spots), siç janë aeroportet, restorantet, etj.

Interneti

• Interneti është rrjet botëror me komutim paketash i zhvilluar nga rrjeti ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), i cili është realizuar nga Departamenti i Mbrojtjes së SHBA-së në vitin 1969.

• ARPANET-i është zgjeruar dhe është bërë rrjet kompjuterik mbarëbotëror i quajtur Internet, i cili është shfrytëzuar në vitet e ’70-ta dhe ’80-ta, kryesisht për institucionet akademike, siç janë universitetet.

• Për shkak të historisë së tij, Interneti nuk e siguron funksionin e tarifimit, dhe faturimi për shfrytëzues zakonisht bazohet në shpejtësinë e siguruar për akses dhe në taksën mujore fikse.

• Në gjysmën e parë të viteve të ’90-ta është futur sistemi WWW (World Wide Web), ueb i bazuar në numër të madh të mediave për akses dhe për kërkim të informacioneve në Internet (tekst, grafikë, zë, figura fikse, video), dhe që atëherë shfrytëzimi i Internetit është përhapur masovikisht.

• Interneti është rrjeti kryesor i informacionit në botë, dhe aktualisht janë paraqitur shumë ofrues të shërbimit të Internetit (Internet service providers - ISPs), që ofrojnë shërbime për biznese dhe për shfrytëzues të një vendi.

• Zgjerimi i Internetit vazhdon dhe evoluimi i shërbimeve komerciale (si p.sh, blerja elektronike), teknologjitë e reja për akses, siç janë xDSL (digital subscriber lines) dhe shërbimet e integruara të zërit dhe të videos, do të rrisin edhe më tepër rëndësinë e tij në të ardhmen.

• Shkurtesa xDSL u referohet të gjitha tipave të linjave digjitale të abonentit (digital subscriber lines - DSL), dy më kryesore prej të cilave janë ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) dhe SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) , ndërsa dy llojet tjera janë HDSL (High-data-rate DSL) dhe VDSL (Very high DSL).

http://en.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_Digital_Subscriber_Line

http://en.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_Digital_Subscriber_Line

ISDN

• Rrjeti aktual telefonik gradualisht është zhvilluar në rrjet ISDN, ku të gjitha informacionet (zëri, video dhe të dhënat) ndërmjet dy pikave të fundit, transmetohen në formë digjitale nëpërmjet të një linje, që quhet linjë digjitale.

• Me disa ndërhyrje harduerike dhe softuerike, centralet telefonike bashkëkohore kanë mundësi të sigurojnë shërbime për ISDN-në. Ndryshimi më i rëndësishëm harduerik është kërkesa për zëvendësimin e pajisjeve ndërmjetësuse analoge të abonentit me ato digjitale, siç është treguar në fig.

ISDN

• Linja e zakonshme dytelëshe e abonentit në rrjetin telefonik avancohet në një akses me shpejtësi themelore të transmetimit (basic rate interface - BRI) të ISDN-së me anë të një terminali të rrjetit (network terminal – NT) të vendosur në anën e abonentit, me pajisjen ndërmjetësuese (interfeace unit) me shpejtësi themelore dhe me softuer për ISDN-në në centralin lokal.

• Shpejtësia dydrejtimëshe e të dhënave në linjën e abonentit është 160 Kbps, e cila bart 144 Kbps të dhëna të abonentit, ndërsa pjesa e mbetur u takon informacioneve shtesë të sinkronizimit të kuadrit, (framing information), me të cilat marrësi në pranim është në gjendje të ndajë kanalet e ndryshme nga të dhënat në një rrjedhë të vazhdueshme (data stream).

• Të dhënat e abonentit përfshijnë dy kanale të pavarur të shfrytëzuesit me komutim qarku prej 64-Kbps (kanalet B - nga Bearer channels), dhe një kanal për sinjalizim prej 16-Kbps (kanali D - nga Data ose Delta channel), pra 2B+D.

ISDN

• Abonentët mund të shfrytëzojnë kanalet e shfrytëzuesit (kanalet B), me shpejtësi 64 Kbps, për transmetim të zërit, të dhënave, fiksimilet ose për lidhje të videokonferencës.

• Abonentët mund të shfrytëzojnë të dy kanalet B në mënyrë të pavarur në të njëjtën kohë, duke i komutuar pavarësisht, p. sh., me shfrytëzimin e njërit prej tyre për thirrje telefonike dhe të tjetrit, për lidhje në Internet. Kanalet B mund të bashkohen për të siguruar një lidhje të vetme, me shpejtësi 128-Kbps, për kërkim në Internet (Internet surfing).

• ISDN-ja siguron një lidhje të sigurt 64/128-Kbps midis dy pikave, e cila ka kapacitet më të madh se sa lidhja e abonentëve me modem të brezit të zërit nëpër një linjë telefonike të zakonshme analoge.

ISDN

• Shfrytëzuesit mund të lidhin deri në tetë pajisje terminale në terminalin e rrjetit, dy prej të cilave mund të shfrytëzohen në të njëjtën kohë.

• Përparësia e ISDN-së ndaj shërbimit analog telefonik është shpejtësia më e madhe e të dhënave dhe mundësia e dy lidhjeve në të njëjtën kohë.

• Teknologjia ISDN ka qenë në dispozicion për një kohë, por përdorimi i saj ka qenë i vogël për shkak të kostos së lartë në të kaluarën.

• Sot operatorët ofrojnë çmime atraktive, dhe sidomos kërkesat në rritje për lidhe më të mira Interneti kanë shtuar deri në njëfarë mase popullaritetin e ISDN-së.

• Nga ana tjetër, teknologjitë për akses me shpejtësi më të madhe, si xDSL dhe modemet kabllore (cable modems), sigurojnë karakteristika më të mira pune, duke zvogëluar kështu zhvillimin e mëtutjeshëm të ISDN-së.

• Por, kostoja e ulët e teknologjisë ekzistuese të ISDN-së e bën të levërdishme mundësinë që operatorët e rrjetit të ofrojnë lidhje ISDN me çmim ndonjëherë më të ulët se dy lidhje konvencionale analoge telefonike.

Rrjetet e radios dhe televizionit

• Rrjetet e radios dhe të televizionit janë zakonisht rrjete njëdrejtimëshe për komunikime masovike (mass communications), dhe operatorët e këtyre rrjeteve tradicionalisht nuk kanë ofruar shërbime telekomunikuese dydrejtimëshe të komutuara (dial-up bidirectional telecommunications services).

• Aksesi në rrjetet e tilla nëpër rajone urbane aktualisht sigurohet kryesisht me rrjetet televizive kabllore, të ndërtuara nga operatorët e televizionit kabllor, të cilëve në fillim nuk u lejohej të ofrojnë shërbime të tjera telekomunikuese, dhe rrjetet e tyre brezgjera kabllore deri në shtëpi nuk mbështetnin komunikimet dydrejtimëshe.

• Por, me vazhdimin e liberalizimit të bizneseve telekomunikuese, operatorët e këtillë janë mjaftë aktiv edhe në ofimin e shërbimeve të tjera telekomunikuese, sidomos për shërbime të telefonisë fikse dhe për akses në Internet me shpejtësi të madhe të të dhënave (high-data-rate Internet access).

Rrjetet e radios dhe televizionit

• Për të siguruar shërbime interaktive, rrjetet televizive kabllore duhet të modernizohen me teknologji që u mundëson abonentëve jo vetëm të pranojnë sinjale televizive dhe të radios, por edhe të transmetojnë të dhëna nëpër rrjet.

• Pjesa më e madhe e investimeve veç është bërë me instalimin e kabllove brezgjerë, që janë atraktiv sidomos për sigurimin e shërbimit të Internetit për çdo shtëpi të lidhur në rrjetin televiziv kabllor.

• Zakonisht, një lidhje nëpërmjet të rrjetit televiziv kabllor u shërben më tepër shtëpive, që do të thotë se nuk ka lidhje të ndarë fizike për çdo shtëpi, siç ishte rasti me ISDN-në ose xDSL, kështu që shërbimi i tillë ka shpesh çmim atraktiv për shkak të investimeve të ndara përpjesëtimisht, edhe pse mund të paraqiten ndërprerje nga kongjestione të përkohshme, nëse në të njëjtën kohë ndodh të jenë aktiv më tepër shfrytëzues.

Rrjetet private ose të dedikuara

• Rrjetet private janë planifikuar dhe ndërtuar për nevojat e organizatave

të caktuara, që zakonisht janë pronarë dhe i mirëmbajnë rrjetet e tilla.

• Shërbimet e siguruara janë një kombinim mirë i dizajnuar i zërit, të

dhënave dhe, p.sh., të informacioneve të kontrollit të veçantë (special

control information).

Rrjetet komunikuese të të folurit

• Shembuj të rrjeteve private të dedikuara të të folurit janë ato të shfrytëzuara nga policia dhe shërbimet tjera emergjente dhe të organizatave për taksi shërbimet.

• Rrjetet e tilla quhen rrjete private ose profesionale radiomobile (professional mobile radio - PMR).

• Ndërmarrjet hekurudhore kanë gjithashtu rrjete telefonike private që shfrytëzojnë kabllot e vendosur përgjatë binarëve.

Rrjetet komunikuese të të dhënave

• Rrjetet komunikuese të të dhënave janë rrjete të dedikuara, të cilat janë posaçërisht të planifikuara për transmetimin e të dhënave ndërmjet shërbimeve të një organizate ose kompanie.

• Rrjetet e tilla përfshinë rrjetet LAN me kompjuterë qendrorë (mainframe computers), që furnizojnë me informacione zyrat e degëve (branch offices) të një organizate.

• Bankat, zinxhirët e hoteleve (hotel chains) të një pronari dhe agjencitë e udhëtarëve kanë rrjete të veçanta të të dhënave për përditësimin dhe shpërndarjen e informacioneve mbi kreditë dhe rezervimet.

Rrjetet private virtuale

• Ndërtimi dhe mirëmbajtja e rrjetit privat të një organizate është veprim shumë i shtrenjtë, kështu që si zgjidhje tjetër është marrja me qira e resurseve nga një operator i rrjetit publik, të cilat shfrytëzohen bashkërisht me shfrytëzuesit tjerë.

• Rrjeti i tillë privat virtual (virtual private network - VPN) siguron shërbim të ngjashëm me atë të rrjetit privat të zakonshëm, por sistemet në rrjet janë në pronësi të operatorit të rrjetit publik. Në të vërtetë, VPN siguron një rrjet të dedikuar për shfrytëzuesit nëpërmjet të pajisjeve të rrjetit publik.

• Pra, me përqendrimin gjithnjë e më të madh në biznesit themelor, kompanitë janë të gatshme të kontraktojnë sigurimin, menaxhimin dhe mirëmbajtjen e shërbimeve të tyre telekomunikuese me një operator të rrjetit publik, i cili ka profesionist të stërvitur dhe të përkushtuar në telekomunikime.

• Principi i VPN-së shfrytëzohet për shërbime telefonike, siç janë rrjetet PBX/PABX të korporatës. Në këtë rast rrjeti i cili lidh degët e një kompanie shfrytëzon kanalet (telefonike ose për të dhëna me shpejtësi prej 56/64 Kbps) e rrjetit publik që merren me qira nga një operator i rrjetit publik.

• Një zbatim i rëndësishëm i VPN-së është shfrytëzimi i intranetit (intranet), i cili është një rrjet privat i të dhënave që shfrytëzon teknologjinë (protokollet dhe lidhjet) e Internetit si rrjet publik.

• Intraneti fizikisht mund të realizohet me më shumë LAN-e në vende të ndryshme, dhe për lidhjen e këtyre LAN-eve vendoset një rrjet privat virtual për të siguruar transmetimin e të dhënave ndërmjet vendeve me anë të Internetit si rrjet publik.

• Duhet theksuar se Interneti shfrytëzon principin e komutimit të paketave dhe nuk ka kanale fizikisht të ndarë për çdo VPN, sikurse në rastin e sqaruar paraprakisht të VPN-së për shërbime telefonike.

Rrjetet private virtuale

• Pasi që paketat nuk janë të ndara në kanalet e dedikuara prej pike në pikë, nëse në vend të linjave të marra me qira ose të rrjetit me komutim qarqesh, siç është ISDN-ja, shfrytëzohet Interneti si rrjet publik, në atë rast paraqiten rreziqe të sigurisë.

• Për të tejkaluar këtë problem në ndërlidhjen ndërmjet çdo LAN-i me intranetin dhe Internetit si rrjet publik, shfrytëzohet mure mbrojtës (firewalls).

• Barrierat kryejnë detyrën e identifikimit të palëve që komunikojnë si dhe shifrojnë dhe kapsulojnë (encapsulate) ose hermetizojmë të dhënat për transmetim nga një kompani në kompaninë tjetër nëpërmjet të Internetit.

• Në mënyrë që në vend të lidhjeve më të shtrenjta të marra me qira, ose me komutim qarqesh, të mund të shfrytëzohet Interneti, është vendosur një sistem linjor dhe i sigurt (duke përdorur inkapsulimin dhe shifrimin), i cili është i dedikuar për transmetimin e të dhënave nëpër Internet.

• Një rrjet tjetër, që ndërlidhet me një intranet, është ekstraneti (extranet), si lidhje ndërmjet shfrytëzuesve të zgjedhur të Internetit dhe një intraneti.

• Shfrytëzues të këtillë të jashtëm të një intraneti privat mund të jenë, p.sh., furnizuesit me material (të një ndërmarrjeje prodhimi) ose konsumatorët.

• Sikurse intraneti, ekstraneti shfrytëzon teknologjinë e Internetit, dhe për shkaqe sigurie përdoren barriera ose ndërhyrje tjera me porta sigurie (security gateway), për identifikim të shfrytëzuesit dhe të shifrimit të të dhënave.

Rrjetet inteligjente

• Në rrjetin telefonik konvencional ka mundësi të vendosen lidhje vetëm në një prizë, e cila identifikohet me numrin e abonentit B. Në këtë mënyrë veprimi nuk ka “inteligjencë”, sepse zgjedhja e një numri të caktuar mundëson çdo herë një lidhje me një prizë plotësisht të caktuar.

• Vendosja e lidhjes bëhet gjithmonë në të njëjtën mënyrë, pa marrë parasysh se a është apo jo abonenti B në dispozicion.

• Në kohët më të hershme njeriu, në cilësi të operatorit, kryente procesin e komutimit manualisht në një panel komutimi, dhe nëse e dinte se pala e thirrur në atë moment ishte për vizitë në fqinjësi, ai mund të përcillte thirrjen drejtpërdrejtë në telefonin e fqinjit. Pra, kishte një “inteligjencë” në rrjet që përmirësonte mundësitë për akses (accessibility).

• Në një rrjet bashkëkohor telekomunikues kjo inteligjencë është implementuar me ndihmën e teknologjisë së rrjetit inteligjent (Intelligent Network – IN).

Rrjetet inteligjente

• Rrjeti inteligjent (IN) është një rrjet telefonik i zakonshëm digjital me disa mundësi shtesë, si p.sh., rrugëzime fleksibile të thirrjeve dhe njoftime me zë.

• Deri sa numri telefonik ka qenë tradicionalisht identifikues i një linje fizike të abonentit dhe një prize, te rrjetet IN numri fizik dhe numri i shërbimit mund të ndryshojë, pra nuk kanë lidhje të përhershme, sepse p.sh., shërbimi i emergjencës mund të jetë në dispozicion gjatë ditës në më tepër vende, ndërsa gjatë natës vetëm në një lokacion të rajonit të caktuar.

Rrjetet telefonike publike të komutuara

• Një pasqyrë për rrjetin bashkëkohor publik të komutuar telekomunikues është paraqitur në fig, ku është treguar vetëm struktura dhe funksionaliteti i rrjetit, sepse shumica e elementeve nga fig. janë diskutuar paraprakisht.

• Fig. paraqet një diagram të thjeshtuar të një rrjeti rajonal ose nacional PSTN që lidhet me rrjetin global të Internetit dhe me rrjetin PSTN të rajoneve tjera ose atë ndërkombëtar telefonik. Rrjeti i tillë përfshinë rrjetin mobil tokësor publik (public land mobile network - PLMN), që siguron akses pa tel për abonentët celular, dhe lidhet në rrjetin PSTN/ISDN në nivel të centralit rajonal (trunk exchange level).


• Shfrytëzuesit e Internetit janë të lidhur në rrjetin global të Internetit nëpërmjet të kompjuterëve qendrorë (hosts) të ISP-ve të tyre, ndërsa rrjetet e ISP-ve kombëtar janë të lidhur në mes veti, për t’u lidhur pastaj me rrjetet e ISP-ve të shteteve fqinje, duke formuar në këtë mënyrë Internetin global.

• Në fig. janë treguar dy metoda kryesore për akses në Internet, ajo që për lidhje të komutuar shfrytëzon rrjetin telefonik dhe ISDN-në, dhe rasti kur ADSL-ja siguron shërbime të përhershme të Internetit me shpejtësi të madhe.


• Në fig. janë treguar gjithashtu edhe disa mënyra tjera të ndryshme të aksesit në rrjetet telekomunikuese. Centrali digjital PBX/PABX është i lidhur në centralin lokal me një linjë digjitale 1,544/2,048-Kbps, e cila ka kapacitet prej 23/30 thirrjeve të njëkohshme dhe quhet interfejs me shpejtësi primare (primary rate interface – PRI) në rastin e ISDN-së. Centrali digjital PBX/PABX është central i vogël i dedikuar që siguron shërbim telefonik për personelin e një kompanie.

• Centrali analog PBX/PABX si në fig. shfrytëzon linjat analoge (një për çdo thirrje të jashtme të njëkohshme). Çdo linjë analoge (çiftore e përdredhur) bart një thirrje telefonike së bashku me sinjalizimin analog, që është sinjalizim i zakonshëm në linjën analoge të abonentit, i cili është përshkruar paraprakisht.


• Shërbimi PBX/PABX i shpërndarë në tërë korporatën mundet të implementohet gjithashtu pa asnjë investim për pajisje në kompani, pra pa pajisje fizike PABX. Operatorët e rrjetit sigurojnë një shërbim të tillë ashtu që centrali publik programohet të funksionojë si PBX/PABX, i cili quhet Centrex (central exchange). Në atë rast një prej linjave të abonentit caktohet të funksionojë si linjë për panelin e komutimit, ndërsa linjat tjera formojnë një grup për përdorim me zgjedhje të shkurtuar dhe për shërbime tjera PBX/PABX.

• Për bartje të të dhënave me anë të një rrjeti analog ose të një rrjeti digjital me pajisje ndërmjetësuese analoge të abonentit nevojitet modemi. Termini modem është shkurtesë për modulator/demodulator, që transmeton të dhëna nëpër një kanal telefonik në brezin e frekuencave të të folurit.

Rrjetet telefonike publike të komutuara • Nëse abonenti shfrytëzon shërbimin ISDN, i cili është plotësisht digjital, në atë

rast nuk nevojitet modemi, dhe ndërmjet dy pikave është në dispozicion linja digjitale dydrejtimëshe me shpejtësi themelore të interfejsve (basic rate interfaces - BRI) prej 64-Kbps ose 128-Kbps, që me ndihmën e terminalit të rrjetit (network terminal – NT) shërben për transmetim dydrejtimësh nëpër linjën e abonentit.

• Për shfrytëzues aktiv të Internetit, të cilët kërkojnë lidhje kontinuale me shpejtësi të madhe të të dhënave, shërbimet me komutim qarqesh janë të shtrenjta sepse kostoja bazohet në kohëzgjatjen e thirrjes, kështu që këto shërbime nuk sigurojnë performanca aq të larta.

• Një metodë atraktive për akses të këtyre shfrytëzuesve është ADSL-ja, që siguron shpejtësi deri në disa Mbps, me taksë mujore fikse, duke lidhur kanale të shumëfishta DSL (të fituar me teknikën e multipleksimit DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer –) në rrjetin kryesor të Internetit (Internet backbone).


• Në fig. sistemi kompjuterik i një dege të një kompanie ka akses me shpejtësi të madhe të të dhënave në ISP-në e tij, dhe të gjithë të punësuarit kanë akses në Internet nëpërmjet të LAN-it privat të kompanisë. Linjat e marra me qira, që lidhin dy degë në fig., shpesh janë zgjidhje më ekonomike për linja me shpejtësi të madhe që nevojiten për, p.sh., lidhje të LAN-it.

• Siç kemi parë, rrjetet telekomunikuese përfshinë numër të madh të sistemeve të ndryshme komplekse të vendosura në vende të ndryshme, dhe dikur kur struktura e rrjetit ishte e thjeshtë, në shumë lokacione të pajisjeve kishte edhe personel për eksploatim të sistemit dhe për gjetjen e lokacionit të gabimit si dhe për kryerjen e veprimeve të mirëmbajtjes.

• Aktualisht, sistemet janë të shumta dhe komplekse, kështu që kjo mënyrë e funksionimit dhe e mirëmbajtjes së rrjetit nuk është e mundur, prandaj për të gjithë operatorët e rrjetit është i domosdoshëm implementimi i programeve ndihmëse (tools) të menaxhimit të automatizuar të rrjetit.

Menaxhimi i rrjeteve

• Me rritjen e madhësisë dhe të kompleksitetit të rrjetit telekomunikues është shtuar edhe rëndësia e menaxhimit të rrjeteve. Por standardizimi në këtë fushë nuk është aq i avancuar sikurse në rastin e standardizimit të sistemeve telekomunikuese.

• Menaxhimi efektiv i një rrjeti është mënyra më e mirë e cila ndihmon operatorin e rrjetit të përmirësojë shërbimet dhe t’i bëjë ato më konkurruese.

• Sistemet për kontrollin dhe funksionet e mbikëqyrjes në rrjetin telekomunikues tradicionalisht kanë qenë të njohura si sisteme të eksploatimit dhe të mirëmbajtjes (operation and maintenance - O&M).

• Në ditët e sotme preferohet të përdoret termi sistem i menaxhimit të rrjetit për shkak se funksionet që kryejnë sistemet e menaxhimit të rrjetit përfshimë shumë më tepër veprime se sa ato të mbështetura nga sistemet konvencionale të eksploatimit dhe të mirëmbajtjes (O&M).

• Funksionet e eksploatimit përfshijnë funksionet e menaxhimit të abonentit, dhe i mundësojnë operatorit të rrjetit që, p.sh., të mbledh të dhënat për pagesën si dhe të shtyjë dhe të ndërpresë abonimet. Eksploatimi gjithashtu përfshin monitorimin e trafikut dhe kontrollin e rrjetit në mënyrë që rreziku i mbingarkimit të minimizohet (p. sh. me komutim të trafikut nga lidhjet e mbingarkuara në sistemet tjera).


• Mirëmbajtja përfshin monitorimin e rrjetit dhe ndërmarrjen e masave për evitimin e defektit me rastin e paraqitjes së tij. Shpeshtia e bitëve të gabuar (bit error rates - BER), e përcaktuar si herës i bitëve të gabuar ndaj numrit të bitëve të dërguar, si dhe parametrat tjerë, maten në mënyrë të vazhdueshme, në mënyrë që defektet të evitohen paraprakisht ose të zbulohen sa më shpejtë që është e mundur.

• Kur është paraqitur një defekt, stafi i operatorit ka filluar me kërkimin e defektit me qëllim të lokalizimit të tij. Kjo ka qenë detyrë mjaftë e vështirë pasi që është bërë manualisht ndërsa atë defekt mund ta lajmërojnë më tepër sisteme, edhe pse defekti i vërtetë mund të jetë në vetëm njërin prej tyre ose krejtësisht diku tjetër.

• Mirëmbajtja, ngjashëm me funksionet tjera të menaxhimit, gjithnjë e më tepër është kompjuterizuar, duke lehtësuar dhe shpejtuar gjetjen e defektit me anë të sistemit të centralizuar të menaxhimit, i cili siguron informacione grafike mbi gjendjen e rrjetit.


• Rrjetet e kompanive janë rrjete private që përfshinë LAN-et e lidhura me linja që sigurohen nga operatori publik i rrjeteve telekomunikuese.

• Rrjetet e tilla të ndërmarrjes në pikëpamje të përgjegjësisë së menaxhimit të rrjetit mund të ndahen në dy pjesë kryesore: rrjetet lokale në lokacionet e ndërmarrjeve, ndërsa pjesa tjetër përfshin ndërlidhjen ndërmjet lokacioneve dhe është implementuar në një rrjet publik që siguron ndërlidhjet me sistemin e menaxhimit të rrjetit (NMS - Network Management System), siç është treguar në fig.

• Rrjetet e ndërmarrjes LAN1 dhe LAN2 (si në fig.), menaxhohen nga personeli përgjegjës për funksionim të rrjetit brenda një kompanie.


• Përgjegjësia e menaxhimit të rrjetit shpesh ndahet në pikëpamje hierarkike, ashtu që menaxherët lokal kujdesen vetëm për rrjetet LAN në çdo degë të kompanisë, ndërsa me një organizim të centralizuar të menaxhimit të rrjetit të kompanisë mundësohet menaxhimi i përdorimit dhe i disponueshmërisë së lidhjeve ndërmjet lokacioneve të rrjetit me zonë të gjerë (wide-area network - WAN). Organizimi i tillë u ofron njësive të biznesit shërbime në lokacione të ndryshme dhe optimizon përdorimin e lidhjeve të gjata e të shtrenjta, madje edhe të rrjeteve ndërkombëtare WAN.

• Detyrat kryesore të menaxherit të rrjetit të kompanisë janë:

Menaxhimi i ndryshimeve të rrjetit (azhurnimet harduerike);

Lokalizimi dhe riparimi i keqfunksionimit;

Azhurnimi ose aktualizimi softuerik dhe menaxhimi me versione të programit (version control);

Aspektet e sigurisë së rrjetit.

• Shumica e elementeve të rrjetit LAN sigurojnë funksione të menaxhimit të rrjetit nëpërmjet të një interfejsi të standardizuar për menaxhim. Ky standard i hapur ose publik (open standard) njihet si protokoll i thjeshtë i menaxhimit të rrjetit (Simple Network Management Protocol - SNMP). Paketat softuerike që përdoren për menaxhim të centralizuar të rrjeteve LAN në stacionet kompjuterike të punës (workstations) janë produkte komerciale.


• Operatori i rrjetit publik menaxhon rrjetin publik për të qenë në gjendje të sigurojë shërbime të sigurta për abonentin. Për të shmangur investimet e tepërta si dhe për të bërë riparime të shpejta në rast të defektit, është i rëndësishëm optimizimi i rrjetit. Koha e shkurtër e shpërndarjes së linjave të marra me qira është një avantazh i rëndësishëm në konkurrencën aktuale, dhe operatori i një rrjeti mund të shkurtojë këtë kohë me ndihmën e programeve ndihmëse të sofistikuara të menaxhimit të rrjetit.

• Përveç nevojave të menaxhimit të rrjeteve private, për rrjetet publike nevojiten funksione kontabël (të llogaritjes dhe të evidencës), sepse, për shembull, për të fituar faturën e shfrytëzuesit në rastin e shërbimeve me komutim paketash, regjistrohet sasia e të dhënave të transferuara.

• Funksionet e llogaritjes në rrjetin e Internetit janë shumë të kufizuara, por në rrjetet celulare me komutim paketash, siç është rasti i protokollit GPRS (general packet radio service) për transmetimin e të dhënave në rrjetet GSM pa tela, është implementuar llogaritja e bazuar në sasinë e të dhënave të transferuara.


• Rrjetet publike përfshinë teknologji të ndryshme, kështu që organizimi i operatorit zakonisht bëhet duke i ndarë përgjegjësitë në fusha të ndryshme, si transmetimi, centralet telefonike, rrjetet me linja të marra me qira dhe shërbimet e të dhënave me komutim paketash.

• Aktualisht organizatat e tilla rëndom kanë sistemet e tyre të dedikuara dhe jokompatibile të menaxhimit të rrjetit, shpesh me njëfarë hierarkie gjeografike, dhe integrimi i tyre në të ardhmen është i një rëndësie të madhe. Është e nevojshme së paku një shkallë e integrimit, kur dihet se, p.sh, të gjitha shërbimet zakonisht shfrytëzojnë të njëjtin rrjet të transmetimit.

• Për të zgjidhur këtë problem, ITU-T ka përcaktuar nocionin e përbashkët të menaxhimit, që njihet si rrjet i menaxhimit telekomunikues (telecommunications management network - TMN).

• TMN-ja është rrjet që ndërlidhet në disa pika me rrjetin telekomunikues, me qëllim të marrjes së informacioneve nga rrjeti dhe të dërgimit të informacioneve drejt rrjetit, për të kontrolluar operacionet në rrjet.

• Në vazhdim do të përshkruhet rrjeti për transmetimin e të dhënave (data communications network – DCN) që ndërlidhet me nocionin e TMN-së dhe ka për detyrë transmetimin e të dhënave për menaxhim.

DCN

• Jo vetëm rrjete të ndryshme por madje edhe elemente (pajisje) të rrjetit mund të kenë sistemet e tyre të O&M-it që mund të jenë jokompatibil, dhe nëse paraqitet një defekt në rrjet, për lokalizimin e tij personeli i operatorit të rrjetit do të mund të përdorë disa sisteme të ndryshme të O&M-it. Prandaj, në ITU-T është punuar një kohë të gjatë për të përkufizuar konceptin e rrjetit të menaxhimit telekomunikues (TMN), i cili është i pavarur nga prodhuesit.

• Sipas TMN-së, transmetimi i të dhënave ndërmjet stacioneve kompjuterike për menaxhim (management workstations) dhe elementeve të rrjetit është i ndarë nga transmetimi i të dhënave të shfrytëzuesit, siç është treguar në fig. Rrjeti i transferimit të të dhënave të menaxhimit quhet rrjet për transmetim të të dhënave (DCN).

DCN

• Megjithëse DCN-ja konsiderohet të jetë rrjet logjikisht i ndarë nga rrjeti ekzistues telekomunikues, mesazhet ose informacionet e menaxhimit shpesh shfrytëzojnë të njëjtin rrjet sikurse shërbimet ekzistuese telekomunikuese. Shumë sisteme të transmetimit, p.sh., sistemet me hierarki digjitale sinkrone (synchronous digital hierarchy - SDH), sigurojnë kanale për të dhënat që nevojiten në rrjetin e menaxhimit.

• Kjo kërkon planifikim të kujdesshëm të DCN-së, sepse një defekt në një lidhje transmetuese mund të krijojë pengesa për mesazhet e nevojshme për lokalizimin e defektit. Prandaj, DCN-ja do të duhej dizajnuar sa të jetë e mundur e pavarur nga rrjeti që transmeton të dhënat e shfrytëzuesit.

• Ngandonjëherë operatori i rrjetit mund të ndajë fizikisht të dhënat e menaxhimit nga të dhënat e shfrytëzuesit duke shfrytëzuar një rrjet tjetër të pavarur të menaxhimit. Për shembull, rrjeti me komutim paketash X.25 mund të shfrytëzohet për menaxhimin e rrjetit telefonik.

• Shfrytëzimi i një rrjeti të këtillë të pavarur mund të jetë gjithashtu i dobishëm për t’u implementuar shtigje redundante për DCN-në, që dmth. se nëse lidhja që është në përdorim dështon të dhënat e menaxhimit dërgohen nëpërmjet të një lidhje tjetër.

TMN

• Koncepti i përgjithshëm i menaxhimit që e ka përkufizuar ITU-T njihet si rrjet i menaxhimit telekomunikues - TMN. Standardizimi i TMN-së ka për synim përfshirjen e të gjitha aspekteve që bëjnë të mundur centralizimin e O&M të rrjeteve telekomunikuese në një mjedis të pajisjeve të më tepër prodhuesve.

• Standardizimi i tërësishëm i TMN-së është dizajnuar të përfshijë specifikimet e mëposhtme:

Arkitekturën fizike të TMN-së (Physical architecture of TMN): çfarë sistemesh nevojiten në TMN dhe si janë të ndërlidhur ato;

Protokollet e interfejsit (Interface protocols): si i këmbejnë informacionet (struktura dhe lloji i mesazheve) elementet e rrjetit dhe sistemet e menaxhimit;

Funksionet e menaxhimit (Management functions): cilat janë funksionet në elementet e rrjetit që do të mund t’u qasej sistemi i menaxhimit të rrjetit;

Modelin e informacionit (Information model): si përshkruhet çdo funksion i menaxhueshëm në mesazhet e menaxhimit për secilin prej sistemeve të ndryshme në rrjet.

TMN • Rekomandimet për konceptin e TMN-së të miratuara nga ITU-T përkufizojnë

arkitekturën fizike të TMN-së siç është treguar në fig. Rrjet i TMN-së kosiderohet si i ndarë nga rrjeti ekzistues telekomunikues, ndonëse sistemet e rrjetit duhet të sigurojnë ndërlidhjet e menaxhimit dhe të funksioneve të menaxhimit që janë në gjendje t’i realizojnë.

• Arkitektura fizike e TMN-së sipas fig. përfshin këto elemente:

Sistemin operativ (Operations system - OS) për menaxhimin e centralizuar të rrjetit;

Rrjetin për transmetimin e të dhënave (Data communications network – DCN) për menaxhimin e transferimit të të dhënave;

Pajisjet ndërmjetësuese (Mediation devices - MD) për përshtatje sipas standardit përkatës të ndërlidhjeve të menaxhimit (që janë në pronësi të biznesit ose të individit) me interfejsat Q3. Q3 ndërlidh drejtpërdrejt OS-n dhe elementet e rrjetit (network elements – NE), ndërsa interfejsi Qx bart informacione ndërmjet MD-së dhe NE-së që ai (pra Qx) mbështet.

Funksionet e menaxhimit që janë të integruara në NE-të e rrjetit telekomunikues.

TMN • Fushat e menaxhimit për të cilat kujdeset TMN-ja quhen funksione FCAPS (Fault,

Configuration, Accounting, Performance, Security), dhe janë dhënë në vazhdim.

Menaxhimi i defekteve (Fault management): mbledh informacionet e alarmeve dhe

ndërmerr veprime të korrigjimit, zbulimit të keqfunksionimit të sistemit, si dhe kryen

matje për lokalizimin ose izolimin dhe evitimin e defekteve në rrjet.

Menaxhimi i konfiguracionit (Configuration management): mbedh informacione

nga objektet e menaxhuara të rrjetit dhe u dërgon informacione objekteve të tilla për

të siguruar punë kontinuale të rrjetit dhe për të ndryshuar konfiguracionin e

elementeve të rrjetit (p.sh., shkyç abonentin i cili nuk ka paguar faturën).

Menaxhimi kontabël (Accounting managenent): mundëson funksionet e evidencës

së aseteve harduerike dhe softuerike të rrjetit (sipas lokacionit fizik dhe sipas pronarit

ose prodhuesit), funksione këto të nevojshme si për lokalizim të gabimit ashtu edhe

për eksploatim dhe organizim të sistemit, ndërsa, në rastin e softuerit të licencuar

(me të drejtë të autorit), mundëson llogaritjen dhe pagesën për shërbimet e ofruara

nga shfrytëzimi i resurseve të rrjetit.

Menaxhimi i performancave (Performance management): mat performancat dhe

shqyrton sjelljen e elementeve të rrjetit për të zbuluar paraprakisht defektet dhe

kalimet e ngushta (bottlenecks) ekzistuese apo ato të mundshme.

Menaxhimi i sigurisë (Security management): zbulon kërcënimet për sigurinë e

rrjetit, p.sh., mbledh të dhënat mbi shfrytëzuesit e rrjetit të një ndërmarrjeje që

shpesh japin kode të gabuar të sigurisë, me qëllim të zbulimit të hakerëve ose të

piratëve informatikë.

TMN

• Çështje më e rëndësishme dhe më e vështirë te standardizimi ka qenë specifikimi i shtresës më të lartë të interfejsit Q3 të menaxhimit (shih fig.).

• Protokollet e nivelit më të ulët, siç është ai i rrjetit fizik që bart të dhënat e pranishme, dhe formatet e mesazheve tashmë janë standardizuar, ndërsa modelet e detajuara të informacionit akoma jo.

• Puna mbi specifikimin e modeleve të informacionit është një detyrë e vazhdueshme, sepse sistemet e reja kërkojnë modele përkatëse dhe përditësimi në një sistem kërkon shpesh rishikim të modelit të informacionit.

• Modeli i informacionit përkufizon objektet e menaxhuara të sistemit (resurset e menaxhueshme ose variablat) dhe marrëdhëniet e tyre. Duhet theksuar se para se të flitet mbi menaxhimin e rrjetit pavarësisht nga prodhuesi, është i domosdoshëm të bëhet specifikimi i modelit të informacionit.

TMN

• Modeli i informacionit specifikohet me anë të pemës informative të menaxhimit (management information tree - MIT) ose bazës së të dhënave të menaxhimit (management information base – MIB) që përkufizon të gjitha objektet që menaxhohen në një sistem, e që paraqet të gjitha resurset ku sistemi i menaxhimit mund të ketë qasje.

• Çdo objekt që menaxhohet ka një identifikim unik që konsiston me një sekuencë emrash (ose numrash të plotë), duke filluar nga rrënja (root) dhe duke vazhduar me më shumë opsione në çdo nivel (level) tjetër, shih fig. a.

• Kështu p.sh., në fig. b. është treguar pema jo komplete e modelit referent OSI (Open System Interconnection Reference Model), ku pas rrënjës kemi degët për ISO (1), ITU (0), ISO-ITU (2). Nga fig. shihet se identifikues i objektit përfshin standardin ISO, nëse ai është specifikuar të jetë shtegu i vërtetë për sistemin tonë të menaxhimit dhe objektet e tij të menaxhuara. Në slajdin e ardhshëm, në fig. c, është treguar pema më e kompletuar për degën ISO (1).

a

b

TMN

c

TMN

• Nivelet më të larta të modelit MIT janë të standardizuara, por kompatibiliteti i sistemeve nga prodhues të ndryshëm kërkon standardizim të detajuar që shkon gjer në objektin e menaxhuar dhe sjelljen e tij.

• Kështu p.sh., nëse dëshirojmë të marrim informacion se a është i zënë abonenti 1 i një centrali, atëherë duhet të kemi specifikim të plotë mbi llojin e mesazhit që i përcillet centralit e që do të prodhojë përgjigjen e dëshiruar, pavarësisht nga prodhuesi i centralit.

• Protokollet e nivelit më të ulët përkufizojnë strukturën e mesazheve, ndërsa modeli i informacionit duhet të specifikojë detajisht përmbajtjen e informacionit të mesazhit të menaxhimit me të cilën përgjigjen elementet e rrjetit. Për shembull, të gjitha centralet duhet të përgjigjen saktësisht me të njëjtin mesazh në rastin kur abonenti 1 është i zënë.

• Për standardizimin e funksioneve të menaxhimit të rrjetit të sistemeve të sotshme në rrjetin publik të telekomunikacioneve dhe për sistemet e reja që kërkojnë standarde përkatëse për menaxhimin e rrjetit, mbetet edhe shumë punë për t’u bërë.

• Megjithatë, komuniteti i Internetit ka realizuar specifikim të detajuar të modelit MIB për rrjetet LAN dhe për sistemet e Internetit me anë të programeve ndihmëse softuerike të sistemit të menaxhimit të rrjetit (NMS) që menaxhojnë rrjetet lokale të prodhuesve të ndryshëm, të cilat janë në dispozicion në mjediset e rrjeteve LAN.

TMN

• Deri tash është bërë një vështrim mbi rrjetet telekomunikuese, strukturën dhe funksionalitetin e tyre, si dhe një hyrje për menaxhimin e rrjetit që përdoret nga operatorët për të përmirësuar performasat e rrjeteve dhe për mirëmbajtjen e tyre në mënyrë sa më efektive.

• Operatorët e rrjeteve telekomunikuese që i ndërtojnë dhe i mirëmbajnë rrjetet e tyre, nëse dëshirojnë të jenë konkurrent në treg, duhet të sigurojnë shërbime me performansa të mira dhe me investime sa më të vogla të mundshme.

• Problemi i operatorëve është si të zvogëlojnë faturën e investimeve, duke qenë të sigurt që shfrytëzuesit e tyre vazhdojnë të mbeten edhe më tutje të kënaqur. Për të gjetur se ku duhet investuar dhe ku janë kalimet e ngushta të rrjetit, operatorët vazhdimisht bëjnë optimizimin e performancave nëpërmjet të analizimit dinamik të rrjetit telekomunikues (traffic engineering).

Llojet e informacionit dhe kërkesat e tyre

• Shërbimet që i sigurojnë rrjetet telekomunikuese kanë karakteristika të ndryshme, varësisht nga zbatimet ku përdoren. Për t’i plotësuar kërkesat e tilla të ndryshme janë në shfrytëzim shumë teknologji të optimizura për çdo lloj shërbimi.

• Për të kuptuar strukturën ekzistuese të rrjetit telekomunikues duhet pas parasysh llojet e sinjaleve që transmetohen nëpër atë rrjet dhe kërkesat për sinjalet e tilla.

• Rrjetet bashkëkohore janë transparente për transmetimin e sinjaleve digjitale, kështu që ato jo domosdoshmërisht duhet të dallojnë llojin e informacionit që bartin të dhënat.

• Informacionet që transmetohen nëpërmjet të rrjeteve mund të jenë:

Të folurit (telefoni fikse ose celulare);

Figurë e lëvizshme (televizion ose video);

Faqe e shkruar ose figurë fikse (faks ose transmetim multimedial);

Teksti (email elektronik ose transmetim i teksteve të shkurtra);

Muzika;

Të gjitha llojet e informacioneve kompjuterike siç janë skedarët (file) e programeve.


• Gjatë transmetimit digjital, sinjalet analoge, siç janë sinjalet e të folurit, kodohen në formë digjitale dhe transmetohen nëpërmjet të rrjetit si një sekuencë e bitëve, në të njëjtën mënyrë sikurse skedarët e kompjuterit.

• Por, edhe pse të gjitha informacionet kodohen në formë digjitale, kërkesat për transmetim varen shumë nga zbatimi, kështu që për shkak të kërkesave të ndryshme përdoren edhe teknologji të ndryshme të rrjeteve. Kështu p.sh, zbatimet si videosinjali dhe emaili, për shkak të karakteristikave të ndryshme, kërkojnë arkitektura plotësisht të ndryshme.

• Teknologjitë e rrjeteve kanë marrë dy drejtime kryesore të zhvillimit: njëri për shërbimet e të folurit dhe tjetri për shërbimet e të dhënave.

• Rrjetet telefonike dhe rrjetet ISDN janë ndërtuar për komunikime zanore me shpejtësi konstante të transmetimit, që janë të përshtatshme për transmetimin e të folurit.

• Rrjetet e të dhënave, siç janë LAN-i dhe Interneti, janë ndërtuar për transmetimin e të dhënave në vrulle (bursty data transmission).


• Kërkesa për shpejtësi konstante të sinjalit të të folurit është pasojë e principit që sinjalet e digjitalizuar të zërit tradicionalisht janë transmetuar si mostra në formë digjitale në intervale të rregullta kohore (Teorema e mostrimit).

• Nga ana tjetër, transmetimi i të dhënave është për nga natyra transmetim me vrulle, sepse ndonjëherë mund të kopjojmë një skedar nëpërmjet të rrjetit, ndërsa herën tjetër mund të punojmë lokalisht si një stacion kompjuterik i punës (workstation), pra si terminal me mundësi të procesimit pavarësisht nga rrjeti.

• Kur integrohen shumë zbatime të ndryshme në komunikimet multimediale, duhet të përmbushen dy kërkesat kryesore të shërbimeve, ajo për shpejtësi konstante të zërit dhe ajo për të dhëna me vrulle, kështu që nevojitet një koncept që i përmbush të dy këto kërkesa. Siç do të shihet më vonë, ky koncept është Interneti.


• Në tabelën e mëposhtme është bërë krahasimi në pikëpamje të kërkesave për karakteristikat e transmetimit në zbatime të ndryshme, siç janë: zëri (voice), dizajnimi nëpërmjet të kompjuterit - CAD (computer–aided design) si shërbim me rezolucion të lartë të grafikës që duhet transmetuar, figura e lëvizshme ose video (video), transferimi i fajlave (file transfer) dhe multimediat interaktive (interactive media) ku integrohen: videosinjali, zëri dhe të dhënat. Rëndësia e kërkesave të tilla për çdo zbatim është sqaruar në vazhdim.

Kërkesa për shpejtësi të transmetimit

• Për komunikimet zanore zakonisht nevojitet shpejtësi konstante e transmetimit prej 64 Kbps ose më e vogël nëpër rrjet, ndërsa për ato të videos me rezolucion të lartë duhet shpejtësi konstante e transmetimit prej 2 Mbps ose më e madhe, shih tab.

• Karakteristikat për transmetimet e të dhënave ndryshojnë shumë; p.sh., për transferimin e skedarit kërkohet transmetim me shpejtësi të madhe vetëm gjatë shkarkimit (download), ndërsa grafika e paraqitur me një rezolucion të lartë në një uep faqe kërkon transmetim me shpejtësi të madhe vetëm kur shkarkohet një faqe e re, sepse kur lexojmë një faqe, nuk kemi fare nevojë për kapacitet transmetimi.

• Për përcaktimin e kapacitetit të transmetimit nganjëherë përdoret gjerësia e brezit (bandwidth) në bps në vend të shpejtësisë së transmetimit (data rate), sepse termat e këtillë siç dihet janë ngushtë të lidhur ndërmjet veti.

Toleranca për humbjen e të dhënave

• Zhurma dhe pengesat tjera në rrjet mund të shkaktojnë gabime në transmetimin e të dhënave. Nëse paraqiten gabime të tilla një sasi e të dhënave mund të humbet.

• Shërbimet zanore dhe të videos shfrytëzohen nga njerëzit, të cilët mund të tolerojnë pengesa aksidentale të shkurtra, shih tab. Te komunikimi kompjuterik një bit i vetëm i gabuar zakonisht prish një kuadër të plotë, e cila mund të përmbajë sasi të konsiderueshme të të dhënave. Humbja e një kuadri prish transmetimin e një skedari të madh që transferohet me kuadra të shumëfishta (multiple frames). Për t’u pamundësuar kjo, shumica e sistemeve transmetuese kanë mundësi të ritransmetimit të kuadrave të tilla me gabim.

• Nga ana tjetër, sistemet e dizajnuar për transmetimin e zërit ose të videos nuk i shfrytëzojnë teknikat e ritransmetimin, sepse vonesa kohore për shkak të ritransmetimit shkakton madje më tepër pengesa për njeriun si shfrytëzues i fundit në krahasim me humbjen e disa të dhënave.

Toleranca e vonesës fikse

• Kur komunikimi është interaktiv, siç është zakonisht komunikimi me zë, vonesa e transmetimin dydrejtimësh do të duhej të jetë shumë e shkurtër për një kualitet të mirë të komunikimit. Në rastin e zërit kjo vonesë duhet të jetë e rendit disa dhjeta milisekonda, sepse përndryshe hetohet rënie e kualitetit për shkak se përgjigjja nga ana tjetër është e vonuar.

• Kur janë në pyetje zbatimet në transmetimin e të dhënave të zakonshme, siç është rasti i pritjes së përgjigjes në komandën e klikut (duke trusur tastin e miut), mund të tolerojmë vonesë shumë më të gjatë, shih tab.

Toleranca e vonesës së ndryshueshme

• Siç u tha paraprakisht, informacionet e zërit dhe të videos tradicionalisht janë transmetuar si mostra në intervale të rregullta kohore. Rikonstruktimi i figurës dhe i zërit kërkon që të gjitha vlerat e mostrave të pranohen në mënyrë të vazhdueshme dhe të kenë vonesë të njëjtë.

• Në rrjetet konvencionale, gabimet e pranishme në të dhëna evitohen me ndihmën e ritransmetimit të kuadrave që kanë pas gabim. Kjo teknikë e evitimit të gabimeve është shumë efikase, por gjatë këtij veprimi futet një vonesë shtesë dhe e ndryshueshme. Për zbatimet zanore dhe të videos vonesa e tillë e ndryshueshme shpesh është zgjidhje më e keqe se sa ajo e humbjes së disa të dhënave, shih tab.

Shpejtësia maksimale e informacionit • Kodimi i formës analoge të zërit dhe të videos shpesh gjeneron shpejtësi

konstante të transmetimit të informacionit. Vlerat e mostrave me gjatësi konstante përmbajnë informacionin e zërit ose të videos dhe transmetohen me shpejtësi konstante.

• Në zbatimet e transmetimit të të dhënave zakonisht punojmë në një vend të caktuar, dhe herë pas here nevojitet shpejtësi e madhe për të lexuar fajla ose informacione grafike. Një lexim me shpejtësi maksimale (peak load) tipike është 1000 herë më i madh se sa kapaciteti transmetues që e përdorim.

• Kërkesat e tilla të ndryshme për shpejtësi maksimale të informacionit (peak information rate) i kanë përkrahur rrjetet e realizuara me komutim qarqesh, siç janë PSTN dhe ISDN për komunikime zanore, dhe rrjetet me komutim paketash, siç janë LAN dhe Interneti për transmetim të të dhënave. Nga ITU-T është zhvilluar teknologjia e gjendjes së transferimit josinkron (Asynchronous transfer mode - ATM), e përshtatshme dhe efikase për transferimin e të gjitha llojeve të informacionit. Por, ekspansioni i Internetit e ka zvogëluar rëndësinë e kësaj teknologjie, kështu që Interneti do të vazhdojë të zhvillohet më tutje për të siguruar një platformë për të gjitha llojet e komunikimeve.

Nocionet themelore te sistemet transmetuese

• Transmetimi është një proces i bartjes ose i transportit të informacionit ndërmjet pikave fundore të një sistemi ose një rrjeti. Siç dihet, distancat ndërmjet pikave fundore të komunikimit shpesh mund të jetë shumë të mëdha, kështu që nevojiten më shumë sisteme elektrike në linjë.

• Këto sisteme ose elemente të rrjetit, siç janë centralet, janë të lidhur me elementet tjera me anë të lidhjeve që sigurohen nga sistemet transmetuese.

• Në vazhdim do të shqyrtohen kufizimet dhe kërkesat kryesore për transmetim dhe karakteristikat e disa mediumeve dhe të pajisjeve transmetuese që shfrytëzohen në rrjetin qendror telekomunikues (telecommunications core network). Rrjeti i tillë siguron shërbime të ndryshme për shfrytëzuesit e lidhur nëpërmjet të rrjetit për akses.

• Do të paraqiten elementet themelore të pranishme në të gjitha sistemet e transmetimit, funksionet themelore të këtyre elementeve, si dhe do të shqyrtohet roli i tyre për transmetim të suksesshëm të informacioneve.

Elementet e një sistemi transmetues

• Elementet kryesore të një sistemi komunikues janë treguar në fig. Shndërruesit, si mikrofoni ose kamera TV, që shërbejnë për shndërrimin e sinjalit origjinal në sinjal elektrik, nuk janë paraqitur në fig. Me vija të ndërprera janë treguar gjithashtu edhe pengesat e padëshirueshme, si shtrembërimet, interferenca elektromagnetike dhe zhurmat.

• Duket theksuar se komunikimi dydrejtimësh kërkon edhe një sistem tjetër për transmetim të njëkohshëm në drejtimin e kundërt.

Transmetuesi

• Transmetuesi e përpunon sinjalin në hyrje, ashtu që sinjali në dalje t’u

përshtatet karakteristikave të kanalit transmetues, shih fig. Përpunimi i

sinjalit për transmetim shpesh përfshin kodimin dhe modulimin.

• Në rastin e transmetimit optik, në transmetues kryhet konversioni nga një

format i sinjalit elektrik në sinjal optik.

Kanali transmetues

• Kanali transmetues është një medium elektrik ndërmjet burimit dhe destinacionit i realizuar në formë të kabllos simetrike, kabllos koaksiale, trasesë së radiovalës (radio path) ose të fibrës optike.

• Çdo kanal fut dobësim të konsiderueshëm në transmetim, kështu që fuqia e transmetuar zvogëlohet gradualisht me rritjen e distancës.

• Në kanalin transmetues sinjali gjithashtu shtrembërohet për shkak të dobësimit që ndryshon me ndryshimin e frekuencës, sepse, siç dihet, sinjalet zakonisht përmbajnë komponente në frekuenca të ndryshme, kështu që nëse disa janë të dobësuara më shumë e disa më pak, forma e sinjalit ndryshon përkatësisht shtrembërohet.

• Duhet theksuar se një kanal i transmetimit shpesh përfshin më tepër kanale të multipleksuara telefonike ose të të dhënave në të njëjtën çiftore kabllore ose në të njëjtën fibër.

Marrësi

• Marrësi ka funksionin e përgatitjes së sinjalit në dalje të kanalit për t’ia dorëzuar atë shndërruesit në destinacion.

• Funksionet e marrësit përfshinë:

Filtrimin, për të hequr zhurmat jashtë brezit lëshues;

Amplifikimin, për të kompensuar dobësimin gjatë transmetimit;

Barazimin (equalizing), për të kompensuar shtrembërimet për shkak të dobësimit të ndryshëm për komponentet me frekuenca të ndryshme, dhe

Demodulimin e dekodimin, si operacione inverse të përpunimit të sinjalit kundruall përpunimit të realizuar në transmetues.

Zhurmat, shtrembërimet dhe interferenca

• Në transmetimin e sinjalit ndikojnë disa faktorë të padëshirueshëm.

• Dobësimi është i padëshirueshëm sepse zvogëlon fuqinë e sinjalit në marrës, dhe për kompensimin e tij në marrës, si u tha, përdoren amplifikatorët.

• Problem edhe më serioz janë shtrembërimet, interferenca dhe zhurmat, prej të cilëve zhurmat manifestohet me ndryshime të formës së sinjalit.

• Për të zvogëluar ndikimin e zhurmës, në marrës përfshihet gjithmonë edhe filtri nëpër të cilin kalon vetëm brezi frekuencor i frekuencave të mesazhit dhe pamundësohet përhapja e mëtutjeshme e zhurmës që ndodhet jashtë brezit të këtillë (out-of-band noise).

Mediumet transmetuese

• Mediumi transmetues është lidhja fizike ndërmjet paisjeve të një sistemi

telekomunikues nëpërmjet të cilit transmetohen sinjalet.

• Dallojmë dy lloje të mediumeve transmetuese:

Mediume drejtuese (guided media – wire)

Mediume jodrejtuese (unguided media - wireless).

• Te mediumet drejtuese valët elektromagnetike transmetohet nëpër

medium transmetues nga materiali i fortë si: çiftorja e bakrit, kablloja

koaksiale, fibra optike.

• Te mediumet jodrejtuese valët elektromagnetike përhapen nëpër ajër,

vakum dhe ujë.

• Informacioni ose të dhënat paraqitet në formë të energjisë, pra kodohet

(me kodim linjor), dhe energjia e tillë transmetohet nëpër medium në

destinacion, ku shndërrohet përsëri në informacion, pra dekodohet.

• Energjia mund të jetë: elektromagnetike, elektrike, magnetike, e dritës, zë,

dhe ajo transmetohet nëpërmjet të mediumeve përkatëse, sepse çdo formë

e energjisë ka veti të ndryshme, kështu që edhe kërkesat që i referohen

transmetimit varen nga mediumi i përdorur dhe kushteve tjera transmetuese.

Zgjedhja e mediumit transmetues

• Zgjedhja e mediumit transmetues bëhet në bazë të: kostos, shpejtësisë së

transmetimit (në bps) dhe asaj të përhapjes, interferencës, ndikimit të mjedisit (disa

mjedise mund të jenë të rrezikshme për disa mediume), qëndrueshmërisë mekanike,

llojit të lidhjës (pikë-pikë ose pikë-shumë pika, kushteve hapësinore për transmetim

të fuqisë, sigurisë (të mos mund të përgjohet lehtë), distancës dhe mundësisë së

zgjerimit (të drejtës së shfrytzimit), si dhe tipit të transmetimit, shih fig. a.

• Shpesh hapi i parë është zgjedhja ndërmjet mediumeve drejtuese (çiftorja e bakrit,

kablloja koaksiale, fibra optike) dhe atyre jodrejtuese (mikrovalore, satelitore), fig. b.

a b

Përçuesit metalik

• Dy përçues të gërshetuar formojnë çiftoren ose kabllon simetrike prej dy përçueseve me diametër rreth 1 mm, të izoluar dhe të gërshetuar ndërmjet veti për t’i ikur interferencës dhe diafonisë (sjelljes si antenë). Hapi i gërshetimit (twist length), siç shihet në fig. a dhe b, është i njëjtë.

• Kabllot koaksiale - fig. c, shfrytëzohet me qëllim të përmirësimit të performansave në frekuenca më të larta në krahasim me kabllot simetrike ose çiftoret. Në brendi ka përçuesin e bakrit (copper core), të mbështjellur me një shtresë të materialit izolues (insulating material), mbi të cilën është përçuesi i thurur i jashtëm (braided outer conductor) dhe shtresa mbrojtëse e plastikës (protective plastic covering).

a

b

b

Fibrat optikë

• Principi i transmetimit me fibër optik njihet për disa dekada, dhe depërtimi i teknologjisë me fibër optike është pritur të ndodh madje në pjesën e parë të viteve ’70-ta.

• Por, zhvillimi i teknologjisë së fabrikimit të fibrës, përkatësisht kabllos optike, fig. a dhe b, dhe teknologjisë së komponenteve, ka qenë më i ngadalshëm se sa pritej, kështu që depërtimi i kësaj teknologjie është vonuar deri në mesin e viteve ’80-ta.

• Që nga ajo kohë, të gjitha sistemet e reja kabllore me gjatësi dhe me kapacitet të madh, duke përfshi edhe sistemet nëndetare, si medium transmetues shfrytëzojnë kabllot me fibra optikë, struktura e të cilëve është treguar në fig. b.

a b

Fibrat optikë

• Përparësitë e fibrave optik janë:

Kapacitet i madh i transmetimit: Fibrat optikë kanë brez të gjerë lëshimi, të mjaftueshëm për transmetimin e të dhënave me shpejtësi deri në 100 Gbps, ndërsa me multipleks me ndarje valore kapaciteti i një fibre mund të rritet deri në 1600 Gbps.

Kosto e ulët: Kostoja e fibrës ka ra në nivel të kostos së kabllos me çiftore të përdredhura, megjithëse veshja dhe mbrojtja e kabllos optike rrit koston për dy ose më tepër herë.

Imuniteti ndaj pengesave të jashtme: Ndërhyrjet elektromagnetike nuk kanë ndikim në sinjalin e dritës brenda fibrës.

Madhësi dhe peshë e vogël: Materiali i fibrës ka peshë të vogël dhe diametri i saj është vetëm rreth 100 µm (në vend të një ose më shumë milimetra sa është te teli i bakrit).

Rezerva të pakufizuara të materialit: Kuarci që shfrytëzohet në fibrën e qelqit është njëri prej materialeve më të zakonshme në tokë.

Dobësim i vogël: Dobësimi në fibrat bashkëkohor është më i vogël se 0.5 dB/km, dhe nuk varet nga shpejtësia e transmetimit.

Fibrat optikë

• Të metat e fibrave optikë janë se:

Instalohen dukshëm më vështirë se sa kabllot e bakrit. Instalimi dhe mirëmbajtja, p.sh., riparimi i fibrës së prishur, kërkon pajisje të veçantë dhe personel të stërvitur mirë.

Rrezatimi i dritës nga një fibër i prishur mund të dëmtojë syrin, duke pas parasysh se drita që përdoret në sistemet optike ka gjatësi më të madhe valore se drita e dukshme (760 – 390 nm), shih fig. Standardet për siguri, të caktuara nga IEC (International Electrotechnical Commission), kanë kufizuar fuqinë maksimale të lejuar që mund të përdoret, si dhe kanë saktësuar nëse pajisja duhet të ketë mundësinë e shkyçjes së pajisjes për transmetim në rast të defektit në kabllo.

Fibrat optikë

• Fibra optike është mediumi më bashkëkohor transmetues, i cili shfrytëzohet për transmetim në largësi në të gjitha shtetet e zhvilluara, kështu që sistemet me kabllo koaksiale të kapacitetit të madh janë zëvendësuar gradualisht me sisteme të realizuar me fibra optikë.

• Një fibër optike ka pjesën qendrore, me diametër rreth 8 ose 60 μm, nga qelqi shumë i pastër, me indeks të thyerjes pak më ta madh se shtresa e jashtme e qelqit me të cilën është e veshur, e cila ka diametër prej 125 μm. (Për krahasim, duhet cekur se diametri i fijes së flokut është rreth 100 μm).

• Rrezja e dritës thyhet nga sipërfaqet ndërmjet këtyre materialeve siç është treguar në fig. a, duke u përhapur nëpër bërthamën e fibrës optike prej një pike në pikën tjetër fundore, fig. b.

a b

Fibrat optikë

• Fibrat optikë ndahen në dy grupe kryesore: fibra multimode (multimode fiber), dhe fibra monomode (singlemode fiber).

• Fibrat multimode me diametër mbështjellës/bërthamë prej 125/62.5 μm, fig. b, përdoren si mediume transmetimi në distanca të shkurtra, siç është rasti i LAN-it. Përdorin emetues me kosto të ulët të realizuar me diodë dritemetuese (light-emitting diode - LED) që punon në gjatësi valore prej 0.85 µm, dhe dobësimi i fibrës është i rendit 2 dB/km. Ky ishte brezi i parë i gjatësisë valore, pra “dritarja e parë”, që shfrytëzohet për rrezatim optik.

• Nëpër fibra multimode përhapen disa tipa (mode) të rrezeve të reflektuar nga muret e mbështjellësit, dhe vonesa e përhapjes ndryshon për çdo rreze, fig. a dhe b, kështu që energjia e dritës së rrezeve të këtilla pranohen me vonesa të ndryshme. Kjo dukuri manifestohet me shpërhapje ose dispersion (dispersion) të impulseve të dritës gjatë përhapjes së tyre nëpër fibër, fig. c. Sa më të ngushtë që janë impulset e dritës, aq më i madh është ndikimi i të ashtuquajturit “dispersion modal” (“modal dispersion”).

b

c a

Fibrat optikë

• Ekzistojnë dy tipa të fibrave multimode, fig. a: fibrat me indeks diskret (step index fiber), fig. b, dhe fibrat me indeks gradual (graged index), fig. c.

• Te fibrat me indeks diskret, impulsi në dalje është plotësisht i shtrembëruar, prandaj këto fibra përdoren shumë rrallë, dhe vetëm për distanca shumë të shkurtra sepse kanë dobësim të madh (mbi 3 dB/km).

• Dispsersioni modal është diçka më i vogël te fibrat me indeks gradual, dhe kjo i bënë të përshtatshëm për transmetimin e të dhënave me shpejtësi relativisht të vogël. Dobësimi relativisht i madh i tyre (rreth 2 dB/km) imponon përdorimin e tyre vetëm te sistemet për transmetim në distanca të shkurtra.

• Fibrat monomode me diametër prej rreth 125/9.5 μm, përdoren në rrjete magjistrale dhe me shpejtësi të madhe të transmetimit. Siç shihet nga fig. d, aty përhapet vetëm një tip i rrezes, dhe, në krahasim me dy tipat e përmendur të fibrave multimode, dispersioni modal dukshëm është zvogëluar.

b

c

d a

Fibrat optikë

• Gjatësitë valore prej 1.3 ose 1.55 μm në dritaren e dytë ose të tretë, shih fig. a. përdoren te fibrat monomode, kështu që dobësimi është i rendit prej 0.5 dB/km ose madje edhe më i vogël.

• Si komponente emetuese përdoren laseri gjysmëpërçues, kështu që sistemet zakonisht në këtë rast lejojnë realizimin e segmenteve kabllore prej dhjetëra km, pa ndërmjetësimin e përsëritësve. Emri rrjedh nga shkurtesa LASER - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - Amplifikim i dritës me anë të emisionit të stimuluar të rrezatimit.

• Nga ana tjetër sistemet të realizuar me kabllo koaksiale për transmetim në largësi dhe me kapacitet të madh kërkojnë përsëritës pas çdo 1.5 km të segmenti kabllor! Gjatë disa dekadave të kaluara, ky fakt pjesërisht arsyeton zvogëlimin e kostos së telekomunikimeve në largësi të mëdha, të realizuar me kabllo optikë me numër të madh të fibrave, shih fig. b.

a

b

Drita infrakuqe

• Drita infrakuqe (infrared light), shih fig., përdoret për transmetimin e informacionin në hapësirë të lirë (nëpër ajër ose eter). Për shkak të gjatësive valore prej 0.7 – 30 µm, nuk i depërton muret dhe reflektohet nga sipërfaqet.

• Është teknologji e njëjtë me teknologjinë që shfrytëzohet te teledirigjuesit e TV, dhe përdoret për lidhje pajisje – pajisje, siç është lidhja ndihmës personal digjital (Personal Digital Assistant – PDA) me kompjuter, si dhe lidhjet te rrjetet WLAN infrakuqe.

Teknologjia Blututh

• Teknologjia Blututh (Bluetooth) është një standard për transmetim (pikë-pikë

ose pikë-shumë pikë) të zërit dhe të dhënave në distancë të shkurtër (10 cm,

por me rritjen e fuqisë, deri në 100 m).

• Bluetooth mund të përhapet nëpër objekte të ngurta, por jometalike.

• Bluetooth u mundëson shfrytëzuesve të lidhen në një gamë të gjerë të

pajisjeve kompjuterike dhe komunikuese, pa pasur nevojë të përdorin kabllot.

• Përdorime të zakonshëm përfshinë: telefonat, pejxherat, modemat, pajisjet

e aksesit në LAN, receptorët e kokës (headsets), komjuterët e vegjël

(notebooks), kompjuterët e tavolinës (desktop computers) dhe PDA-të.

Drita laserike

• Drita laserike përdoret për vendosjen e lidhjeve njëdrejtimëshe laserike (laser links or free-space optics - FSO), ngjashëm sikurse lidhjet mikrovalore. Shumica e pajisjeve të lidhjeve FSO punojnë në 780nm − 900nm dhe 1500−1600nm, të rendit THz.

• Emri rrjedh nga vet burimi i dritës – laseri, dhe shfrytëzon frekuenca më të larta se mikrovalët.

• Në fund të lidhjes vendosen transmetues dhe marrës të ndjeshëm, duke pas parasysh se faktorët që lidhen me ndryshimin e kohës ndikojnë në kualitetin e lidhjes. Mund të arrihet distancë maksimale prej 2-3 km, edhe pse distancë tipike për këto lidhje është 200-300 km.

• Shfrytëzohet për lidhje pikë – pikë, (a) ose pikë - shumë pikë (b), rëndom në mes të ndërtesave, shih fig., me shpejtësi 1.5 Mbps deri në 10 Gbps, dhe si të tilla kanë kosto të ulët kundruall zgjidhjeve tjera alternative.

a

b

Shpërndarja e spektrit elektromagnetik

• Transmetimi i sinjalit në një distancë të konsiderueshme gjithmonë involvon përhapjen e valëve elektromagnetike (si në fig.) me medium drejtues ose jodrejtues. Efikasiteti i çdo metode të veçantë të transmetimit varet nga frekuenca e sinjalit që transmetohet.

• Me ndihmën e modulimit të valës bartëse (carier wave - CW), sinjali që bart informacionin zhvendoset nga brezi themelor në një brez frekuencor të përshtatshëm për mediumin transmetues.

• Shfrytëzimi i brezave frekuencor në nivel ndërkombëtar kontrollohet nga ITU-R, ndërsa në atë kombëtar nga autoritetet për telekomunikim.

• Aty ku ndërmjet dy pikave të fundit kërkohen lidhje të reja, zgjidhje më ekonomike shpesh është përdorimi i sistemeve të radiolidhjeve, nëse nuk ka kabllo ose fibra të pazënë.


• Në fig. janë treguar domenet frekuencore dhe disa shembuj të përdorimit të frekuencave të ndryshme që shfrytëzohen në telekomunikime. Spektri elektromagnetik është treguar së bashku me mediumin transmetues tipik për atë brez, mënyrën e përhapjes, dhe disa shembuj të zbatimit.


• Radiosistemet, megjithatë, kanë një problem evident që kufizon përdorimin e radiokomunikimeve, i cili ndërlidhet me pamjaftueshmërinë e brezave frekuencor.

• Brezat frekuencor që janë më të përshtatshëm për përdorim janë të stërmbushur (overcrowded), shih fig., kështu që për të tejkaluar këtë problem nevojiten zgjidhje të reja teknike.

• Ndër ta janë, p. sh., sistemet mobile celulare dhe rrjetet WLAN me zona të vogla të celulave që u mundësojnë sistemeve të tilla ripërdorimin e frekuencave në celulat tjera të të njëjtit rrjet, sistemet radiorele me tufë të ngushtë (narrow beam radio relay systems), teknika të sofistikuara të modulimit për lidhje radiorele dhe sistemet digjitale radiotransmetuese (digital broadcasting systems).

• Duhet theksuar gjithashtu se me ndihmën e teknikave më të ndërlikuara të modulimit mund të zvogëlohet shpejtësia e simboleve ose e modulimit (symbol or modulation rate), përkatësisht brezi i nevojshëm frekuencor.

Gjatësia valore dhe frekuenca

• Gjatësia valore e treguar në anën e majtë të fig. tregon distancën e përhapjes gjatë një cikli ose periode të radiovalës. Ajo është e ndërlidhur me frekuencën dhe me shpejtësinë e dritës ose të valës elektromagnetike me shprehjen λ = c/f. Me λ është shënuar gjatësia valore në metra; me c shpejtësia e përhapjes së dritës ose radiovalës (përafërsisht 300,000 km/sek); dhe me f frekuenca në Hz = 1/sek.

Modelet e përhapjes

• Radiovalët në breza të ndryshëm frekuencor përhapen në formë të:

Valës tokësore (Ground wave): Radiovala përcjellë lakimin natyror të sipërfaqes së tokës, kështu që është i mundshëm komunikimi përtej horizontit, fig. a.

Valës jonosferike (Skywave): Radiovala e transmetuar reflektohet nga jonosfera përsëri në sipërfaqen e tokës, fig. b, duke mundësuar kështu komunikime në largësi. Kualiteti i komunikimit nuk është i qëndrueshëm për arsye se karakteristikat e jonosferës ndryshojnë me kohën.

Valës së drejtpërdrejtë (Line of sight - LOS): Radiovala përhapet përgjatë vijës së drejtë nga transmetuesi në marrës, fig. c. Kërkesë e përgjithshme për funksionim të mirë është që antena transmetuese dhe ajo në pranim të ketë dukshmëri optike.

Modelet e përhapjes

• Me rritjen e kërkesave për radiokomunikime janë shfrytëzuar frekuenca gjithnjë e më të larta. Por, siç do të shihet në vazhdim, dobësimi i radiovalës rritet me rritjen e frekuencës, dhe në frekuenca skajshmërisht të larta, mbi 10 – 100 GHz, madje edhe kushtet atmosferike ndikojnë në dobësim. Kjo është arsyeja pse nuk shfrytëzohen frekuencat më të larta se ato të brezit të frekuencave ekstra të larta (extra high frequency – EHF), nga brezi: 30 - 300 GHz. Rrjetet celulare të gjeneratës së katërt (4G) do të shfrytëzojnë frekuencat 56 – 100 GHz).

Dobësimi i radiovalëve në hapësirë të lirë

• Shumica e radiosistemeve në shfrytëzim funksionojnë me sukses në frekuencat mbi 100 MHz, ku radiovalët përshkojnë një rrugë të drejtpërdrejtë nga antena transmetuese në atë marrëse, dhe forma e tillë e përhapjes quhet përhapje në domenin e dukshmërisë optike (line-of-sight propagation).

• Fuqia e radiovalës zvogëlohet me rritjen e distancës, mu ashtu siç dobësohet sinjali elektrik gjatë bartjes nëpër kabllo, dhe dobësimi i radiovalës në hapësirën e lirë (free-space loss) në rrugën e dukshmërisë optike është pasojë e përhapjes sferike të radiovalës.

• Nëse supozojmë se të dy antenat janë antena izotropike (pika e kuqe në fig.), të cilat transmetojnë dhe pranojnë fuqi të barabartë në/nga të gjitha drejtimet, fuqia përhapet sipas një sipërfaqeje sferike, kështu që fuqia e rrezatuar në njësi të sipërfaqes zvogëlohet në përpjesëtim me katrorin e rrezes sepse syprina e sipërfaqes së sferës rritet në përpjesëtim me katrorin e rrezes.


• Syprina e sipërfaqes së sferës është A = 4πl 2, ku l është rrezja, ndërsa dendësia e fluksit të fuqisë (power density flow) nëpër sipërfaqen e sferës, në distancën l nga antena izotropike është F = PT/(4πl 2) [W/m2], shih fig.


• Antena marrëse pranon fuqinë e zënë nga syprina e saj efektive e aperturës (effective aperture area), e cila është në përpjesëtim të drejtë me katrorin e gjatësisë valore, pra Aei = λ2/(4π), ndërsa fuqia e pranuar është PR = Aei F [W].

• Prandaj, dobësimi në hapësirën e lirë, i cili është herës i fuqisë së transmetuar dhe asaj të pranuar, në rastin e antenës izotropike me fitim të antenave (antenna gains) gT = gR = 1, është:

ku λ është gjatësia valore, f - frekuenca e sinjalit, c - shpejtësia e dritës, dhe l

– distanca e transmetimit, shih fig.


• Zakonisht preferohet që në vend të vlerës absolute dobësimi të jepet në dB (1/10 e Belit), siç është dhënë në barazimin paraprak, pra LdB = 10 log10 L.

• Nëse shprehim frekuencën f në GHz ( f = fGHz ⋅ 109 ) dhe l në km (l = lkm⋅ 103), fitojmë shprehjen për dobësimin e radiovalëve në hapësirën e lirë, në dB:

• Shihet se dobësimi është në përpjesëtim të drejtë me njëzetfishtin e logaritmit të frekuencës dhe të distancës, kështu që nëse dyfishohet distanca ose frekuenca, dobësimi rritet për 6 dB.

• Prandaj, nëse dëshirojmë të ruajmë fuqinë e pranuar në marrës, duhet të rrisim fuqinë e transmetuar për 6 dB, që kërkon fuqi të transmetuar për katër herë më të madhe, duke pas parasysh se raporti i fuqisë në dB është 10 log10(Pin/Pout) dB.


• Për dobësimin e hapësirës së lirë të dhënë me shprehjen paraprake, për kushte reale fitohen rezultate të favorshme për dobësim prej rreth 30 dB.

• Por, nëse ndërmjet antenave të transmetuesit dhe të marrësit, përgjatë vijës së drejtë ose afër saj ka ndonjë kodër, ndërtesë ose mur, do të futet një dobësim shtesë. Kjo ndodh shpeshtë në radiokomunikime mobile ku dobësimi ekzistues mund të jetë i rendit rreth 30 dB më i madh se dobësimi i hapësirës së lirë.

• Për të vlerësuar ndikimin e mjedisit me rastin e planifikimin të rrjetit celular, janë ndërtuar disa modele të përhapjes. Megjithatë, nga shprehja paraprake për dobësimin e radiovalëve në hapësirën e lirë, vërehet qartë ndikimi i frekuencës dhe i distancës.

Antenat mikrovalore

• Dobësimi i lidhjes është njehsuar paraprakisht me supozim që antenat janë izotropike, që d.m.th. se ato transmetojnë dhe pranojnë fuqi të barabartë në/nga të gjitha drejtimet. Supozimi i tillë siguron pavarësinë e dobësimit nga antenat në shfrytëzim.

• Por, antenat në praktikë kanë për qëllim fokusimin, i cili manifestohet si fitim, duke kompensuar në masë të konsiderueshme dobësimin për shkak të përhapjes në hapësirën e lirë. Fokusimi i tillë paraqet fitimin e antenës (antenna gain), edhe pse antenat mikrovalore pasive, në të vërtetë nuk e amplifikojnë sinjalin. Në fig. janë dhënë disa forma të antenave pasive mikrovalore.

• Fitimi maksimal në transmetim dhe në pranim (në drejtim të rrezatimit ose të ndjeshmërisë maksimale) të antenës me syprinë efektive të aperturës Ae, është:

• Nocioni fuqi e rrezatuar ekuivalente izotropike (Effective Isotropic Radiated Power -

EIRP) tregon sa fuqi është rrezatuar në drejtim të fitimit maksimal në krahasim me

antenën izotropike (në dbW ose dBm), dhe është e barabartë me shumën e fuqisë së

transmetuar, dobësimit të kabllos dhe të fitimit të antenës, pra: EIRPdBW = PT + Lc + gT.

Antenat mikrovalore

• Vlera e syprinës - Ae e një antene mikrovalore parabolike (dish), fig. a, ose megafone (horn), fig. b, është përafërsisht e barabartë me syprinën e tyre fizike, kështu që antena të mëdha parabolike mund të sigurojnë fitim mbi 60 dBi, ku dBi i referohet fitimit në decibelë në krahasim me antenën izotropike.

• Nga fig. c., shihet se fuqia e pranuar dhe dobësimi i përgjithshëm i radiolidhjes (kur merret parasysh edhe fitimi i antenave), janë:

• Ose të shprehur në dB:

• Shihet se të dy antenat kanë ndikim të njëjtë në nivelin e fuqisë së pranuar, kështu që shfrytëzimi i një antene marrëse për fokusim në, p. sh., një lokacion të stacionit bazë të një rrjeti celular zvogëlon dobësimin e lidhjes, përkatësisht fuqinë e nevojshme transmetuese të stacionit mobil.

a

b

c

Degradimet gjatë transmetimit të sinjalit

• Sinjali përhapen nëpër mediume transmetuese, të cilat nuk janë të përkryera,

dhe kjo shkakton degradimin (impairment) e tij, kështu që në fund të mediumit

transmetues ai nuk është i njëjtë me sinjalin në fillim të mediumit, shih fig. a. Pra,

sinjali që është transmetuar nuk përputhet me atë që është pranuar.

• Tre shkaktarë të degradimeve (impairment causes) janë: dobësimi

(attenuation), shtrembërimet (distortion) dhe zhurma (noise), shih fig b.

a b

Dobësimi i sinjalit

• Përhapja e sinjalit nëpër medium përcillet me humbje të energjisë që është

e nevojshme për përballimin e rezistencës së mediumit, dhe kjo shkakton

zvogëlim të amplitudës (sinjal më të dobët), me shtrembërime të vogla, që

njihen me emrin shtrembërime frekuencore, ose pa ta (shih fig. në pika të

ndryshme të një sistemi transmetues).

• Për nga natyra dobësimi i sinjalit ndryshon sipas funksionit logaritmik, dhe

për mediume drejtuese shprehet me numër konstant të dB në njësi të

gjatësisë, ndërsa për mediume jodrejtuese dobësimi është funksion

kompleks, sepse, përveç nga distanca dhe frekuenca, varet edhe nga

kushtet atmosferike.

Dobësimi i sinjalit

• Gjatë projektimit të sistemeve transmetuese në lidhje me dobësimi e sinjalit duhet marrë parasysh se:

o Sinjali i pranuar duhet të ketë fuqi të tillë (të mjaftueshme) që mundëson detektimin e tij, dhe nivel shumë më të lartë se zhurma, në mënyrë që ai të pranohet pa gabim;

o Fuqia e sinjalit duhet të jetë e tillë që të mos mbingarkojë qarkun e dhënësit ose të marrësit, në ç’rast do të shkaktoheshin shtrembërime;

o Dobësimi i komponenteve të ndryshme frekuencore që përbëjnë sinjalin është funksion që rritet me rritjen e frekuencës;

o Dobësimi rritet aq sa pas një distance të caktuar, nevojiten përsëritës ose përforcues për amplifikim të sinjalit;

o Dobësimi shtrembëron sinjalin e pranuar, duke zvogëluar qartësinë ose kuptueshmërinë e tij. Shtrembërimet e tilla frekuencore mund të korrigjohet brenda një brezi të caktuar frekuencor, duke përdorur amplifikatorë, të cilët amplifikojnë më tepër frekuencat e larta se sa ato të ulëta.

• Për të shprehur humbjet apo dobësimin përdorim herësin relativ të shprehur

në dB: adB = 10 Log10(Pin/Pout).

Shembull: Nëse për shkak të dobësimit gjysma e fuqisë ka humbur

(Pin/Pout = 2), dobësimi në dB është 10 Log10(2) = 3 dB.

Shtrembërimet

• Shtrembërimet janë tipike për mediumet drejtuese dhe shkaktojnë ndryshimin e formës së sinjalit. Paraqiten te sinjalet e përbëra (composite signal) për shkak se çdo komponentë frekuencore ka shpejtësi të ndryshme të përhapjes nëpër medium. Prandaj, komponentet me shpejtësi të ndryshme frekuencore arrijnë me vonesa të ndryshme në marrës - pra kanë faza të ndryshme në krahasim me ato në dërgim, shih fig, kështu që shtrembërimet e tilla njihen si shtrembërime fazore.

• Ky problem është edhe më i theksuar te transmetimi digjital i sinjaleve, sepse disa komponente të sinjalit të njërit bit zgjerohen në pozitën e bitit tjetër fqinjë, duke shkaktuar në këtë mënyrë interferencë ndërmjet simboleve (Inter Symbol Interference - ISI). Kjo dukuri mund të zvogëlohet duke përdorur teknikën e korrigjimit me anë të korrektorëve ose të barazuesve.

Zhurmat

• Në telekomunikime zhurmat janë sinjale të padëshiruara të rastit, të cilat, gjatë transmetimit, u bashkëngjiten sinjaleve reale, dhe efekti i tyre shihet në fig.

• Ky problem mund të evitohet duke zgjedhur teknika të kodimit linjor, rigjenerimit ose të amplifikimit, filtrimit, etj.

• Ekzistojnë katër lloje të zhurmave: zhurmat termike, diafonia, zhurmat jolineare dhe zhurmat impulsive.

Zhurmat termike

• Zhurma termike (thermal noise) është funksion i temperaturës dhe gjenerohet nga lëvizja e lirë e elektroneve në komponentet dhe pajisjet elektronike, kështu që nuk mund të eliminohet dhe si e tillë vendos kufirin e sipërm në performancat e sistemit.

• Njihet edhe si zhurmë e bardhë, sepse fuqia e zhurmës është e shpërndarë njëtrajtësisht përgjatë tërë spektrit frekuencor, ngjashëm me dritën e bardhë, e cila përmban të gjitha komponentet e gjatësive valore nga spektri i dritës së dukshme. Shembull i zhurmës së këtillë është fishkëllima e radiomarrësit të akorduar në një frekuencë ku nuk ka asnjë radiostacion.

• Zhurma termike në një gjerësi brezi prej 1Hz, për çdo komponent elektronike ose përçues është: No=kT [W/Hz], ku No - është dendësia spektrale e fuqisë së zhurmës në Wat për 1 Hz të gjerësisë së brezit frekuencor, k = 1.3803·10-23 [J/0K] - konstanta e Boltzmanit,T - temperatura në shkallë të Kelvinit.

Shembull: Në temperaturë të dhomës (T = 17 oC, ose 290 oK): No= 1.3803·10-23· 290 = 4·10-21 [W/Hz] = -204 dBW/Hz.

• Pasi që kjo zhurmë konsiderohet zhurmë e bardhë, si e tillë është e pavarur nga frekuenca, kështu që zhurma totale (në Wat) në një marrës me gjerësi B[Hz] është: N = k·T·B, ndërsa në dBW, N = 10logk + 10logT + 10logB = - 228,6 + 10logT + 10log B [dBW].

Shembull: Për një marrës me temperaturë efektive të zhurmës 100oK dhe B = 10MHz, N = - 228,6 + 10log102 + 10log 107 = -138.6 [dBW].

Diafonia

• Ndërmjet rrugëve ose shtigjeve të sinjalit ekzistojnë çiftime të padëshirueshme kapacitive ose induktive, kështu që paraqitet diafonia (crosstalk - XT) për shkak të: çiftimeve elektrike ndërmjet çiftoreve të gërshetuara që ndodhen pranë, sinjaleve te kabllot paralele koaksiale, dhe të radiosinjaleve me frekuenca (afër të njëjtës frekuencë), të zënë ose të mbledhur nga antena mikrovalore.

• Diafonia zakonisht është e të njëjtit rend madhësie ose më e vogël se zhurma termike, dhe siç shihet në fig. paraqitet në dy forma: diafonia në skajin e afërm (near-end crosstalk – NEXT) dhe diafonia në skajin e larguar (far-end crosstalk – FEXT). Diafonia në skajin e afërm paraqitet në stacionet transmetuese kur sinjalet e fuqishme nëpërmjet të çiftimeve ndërhynë nga çiftoret e transmetimit në sinjalet e dobësuara që përhapen në kahun e kundërt në çiftoret e vendosura pranë. Diafonia në skajin e larguar paraqitet në hyrje të marrësit të larguar, si rezultat i sinjaleve që përhapen në kahun e njëjtë në çiftoret e vendosura pranë.

• Diafonia në linjat optike është pasojë e: diafonisë lineare ndërmjet kanaleve fqinje te sistemet e multipleksit valor, hapësirës së pamjaftueshme ndërmjet kanaleve, diafonisë jolineare që paraqitet për shkak të ndërveprimit valor si pasojë e jolineariteteve në fibër, dhe diafonisë intrakanalore të shkaktuar nga zgjerimi i impulseve.

Zhurmat jolineare

• Zhurma jolineare mund të konsiderohet si lloj i veçantë i diafonisë, sepse

sinjalet e dy sistemeve intermodulohen duke formuar një sinjal të ri, i cili

shtrihet në brez frekuencor që ndryshon nga brezi i të dy sinjalet burimore,

e që është i rezervuar për ndonjë sinjal tjetër. Prandaj, si e tillë, haset edhe

me emërin zhurmë intermoduluese.

• Zhurma jolineare është rezultat i sinjaleve të frekuencave të ndryshme që

shfrytëzojnë të njëjtin medium transmetues, siç është rasti i multipleksimit.

Në kushte normale sinjalet e tilla nuk përzihen ndërmjet veti. Kjo ndodh kur

ekziston ndonjë jolinearitet në transmetues, marrës, ose në sistem

transmetues ndërhyrës, si pasojë e keqfunsionimit të ndonjë komponente të

sistemit, ose të fuqisë jashtë mase të lartë. Për shembull, sinjalet në

frekuencat f1 dhe f2,mund të përzihen dhe të gjenerojnë sinjale të reja në

frekuencat (f1 + f2), (f1 - f2), 2(f1 + f2) …etj., që quhen produkte

intermoduluese.

• Sinjalet e tilla shtesë mund të pengojnë sinjalet tjera në mediumin e

përbashkët transmetues, kështu që duhet menaxhuar nëpërmjet të qarqeve

përkatëse për kompensim.

Zhurma impulsive

• Zhurma impulsive (impulse noise) është zhurmë jokontinuale në formë të impulseve me fuqi relativisht të lartë, me kohëzgjatje të shkurtër (nga disa µs në disa qinda ms), dhe në intervale të parregullta kohore, shih fig.

• Zhurma e tillë, si e paparashikueshme që është, mund të shkaktohen nga: defekte apo të meta në sistemin transmetues, komutatorë në centralet komutuese, linjat energjetike, vetëtima dhe shkarkimet statike, etj.

• Këto zhurma nuk paraqesin problem të madh te sinjalet analoge, por mund të jetë shkatërruese për sinjale digjitale (p.sh. kërcimi impulsiv prej 0.01 s, është gati i pahetueshëm në sinjalin e të folurit, por do të dëmtojë 560 bitë që transmetohen me shpejtësi 56 Kbps). Ndikimi i zhurmës impulsive varet nga fuqia dhe kohëzgjatja.

Transmetimi i sinjaleve në largësi

• Në rastin e linjës së gjatë, dobësimi që ajo ia shkakton sinjalit do të jetë i tillë që në hyrje të marrësit nuk do të kemi sinjal me fuqi të mjaftueshme ndaj zhurmës.

• Prandaj, në raste të tilla gjatësia e përgjithshme – L, ndahet në segmente me gjatësi më të vogël - ℓ, në të cilat sinjali digjital mund të: amplifikohet (fig. a); dhe rigjenerohet (fig. b).


Stacionet e amplifikimit

Në fund të çdo segmenti me gjatësi ℓ vendoset amplifikatori, amplifikimi i të cilit është i barabartë me dobësimin e segmentit, shih fig.

Problemi që paraqitet në këtë rast është se në hyrje të çdo stacioni amplifikues ekziston edhe zhurma: n1(t), n2(t), … nm(t).

Në hyrje të amplifikatorit të parë është sinjali i dobishëm ur(t) dhe zhurma n1(t), ndërsa në dalje uT(t) dhe zhurma e amplifikuar A· n1(t), ku A është amplifikimi i amplifikatorëve.

Në hyrje të amplifikatorit të dytë kemi sinjalin e dobishëm ur(t) dhe zhurmën e amplifikatorit të parë n1(t) dhe të dytë n2(t), sepse amplifikimi kompenson dobësimin e sinjalit.

TDhënësi

>R

Marrësi>

Ur(t)U

r(t)

Ur(t)

UT(t) U

T(t)+An

1(t)

n1(t) n

2(t) n

m(t)

S.2S.1


• Nëse gjatësia e përgjithshme L ndahet në m segmente me gjatësi ℓ, pra në hyrje të marrësit të do të kemi sinjalin e dobishëm ur(t) dhe zhurmat e mbledhura nga të gjithë amplifikatorët: n1(t)+n2(t)+…..nm(t), shih fig.

• Pasi që segmentet kanë gjatësi të njëjtë, edhe amplifikatorët janë me amplifikim të barabartë - pra të gjithë kanë fuqi të njëjtë të zhurmës të barabartë me σ2, kështu që shuma e tyre është përsëri një zhurmë aditive e Gausit me fuqi

• Për sistemin e dhënë, gjasa e paraqitjes së bitit të gabuar, me supozim se është shfrytëzuar marrësi me filtër adaptues, është:

Ku: Eb – energjia e sinjalit për një bit të mesazhit në hyrje të marrësit, pN – dendësia spektrale e fuqisë së zhurmës së një amplifikatori.

TDhënësi

>R

Marrësi>

Ur(t)U

r(t)

Ur(t)

UT(t) U

T(t)+An

1(t)

n1(t) n

2(t) n

m(t)

S.2S.1

.2m

,/lLm

N

be

pm

EerfcP

2

1


Stacionet e rigjenerimit

• Në vend të amplifikimit, pas çdo segmenti me gjatësi ℓ, vendosim marrësin, i cili detekton mesazhin e sinjalit, dhe dhënësin, i cili mesazhin e rigjeneruar e dërgon në segmentin e ardhshëm, shih fig.

• Çifti i tillë formon rigjeneratorin, në daljen e të cilit është sinjali i pastër binar, pa zhurmën e hyrjes që mblidhej në rastin e amplifikatorëve.

• Por, edhe në këtë rast mund të paraqitet ndonjë gabim në transmetimin e bitëve, kështu që nëse gjasa e gabimit për një segment - Pe1, është shumë e vogël, gjasa e përgjithshme për m segmente të lidhjes me rigjenerator është .

1eemPP


• Nëse përsëri supozojmë se në çdo stacion rigjenerues shfrytëzohet marrësi me filtër adaptues, gjasa e përgjithshme e bitit të gabuar për lidhjen në tërësi është:

• Stacionet rigjeneruese janë më të ndërlikuar, dhe si të tillë edhe më të shtrenjtë se sa stacionet amplifikuese. Por, nga fig. shihet se për gjatësi të mëdha, gjasa e gabimit është më e vogël në krahasim me lidhjet me amplifikatorë.

• Për të dy rastet supozohet se gjasa e gabimit për një segment është Pe1=10-8.

N

b

p

Eerfc

mPe

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m10

-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

Pe

Re

AMP.

Raporti sinjal-zhurmë

• Për të vlerësuar kualitetin e një sistemi shpesh përdoret raporti sinjal-

zhurmë (Signal to Noise Ratio – SNR), sepse tregon fuqinë e sinjalit në lidhje

me fuqinë e zhurmës në sistem. Pra, kemi të bëjmë me raport ndërmjet dy

fuqive, dhe zakonisht shprehet në dB, pra SNRdB = 10 log10SNR.

• Në fig. janë treguar dy raste: SNR i madh (fig. a) dhe SNR i vogël (fig. b).

Preventivi i lidhjes

• Për të përcaktuar se a do të mund të funksionojë një lidhje e caktuar,

shfrytëzohet i ashtuquajturi preventiv i lidhjes (link budget), i njehsuar

gjithmonë në shkallë logaritmike, kështu që për llogaritje kryhen vetëm

operacione të mbledhjes.

• Një preventiv shumë i thjeshtë do të ishte raporti sinjal-zhurmë në

marrës: SNRdB = PtdBm – LdB – NdBm .

SNRdB – raporti sinjal-zhurmë në marrës, i cili duhet të jetë më i

madh se raporti i kërkuar në një rast të caktuar;

PtdBm – fuqia e sinjalit të transmetuar;

LdB – dobësimi i hapësirës së lirë;

NdBm – zhurma termike.

• Te një preventiv më i ndërlikuar duhet llogaritur edhe në faktorë të tjerë

shtesë, duke përfshirë fitimin e antenës, dobësimet e bashkuesve (të

pajisjeve) ose të kabllove, etj.

Kodimi linjor

• Kodimi linjor ndryshon simbolet e burimit në një formë tjetër që është e përshtatshme për transmetim. Pra, operacioni i kodimit linjor (line encoding) shndërron mesazhin digjital në një sekuencë të re të simboleve. Dekodimi është proces i kundërt që sekuencën e koduar e shndërron përsëri në mesazh fillestar, fig. a dhe b.

• Për të parë rëndësinë e kodimit linjor do të marrim në shqyrtim një kompjuter fundor me një tastierë, ku çdo tast paraqet një simbol diskret digjital. Transmetimi i pakoduar do të kërkonte aq forma të ndryshme valore sa ka edhe taste, nga një për çdo tast (ose më tepër - një për Shift, një për Alt, dhe një për AltGr). Zgjidhje alternative është nëse çdo simbol paraqitet me një fjalë të kodit binar, të përbërë nga një numër i shifrave binare për transmetim binar ose digjital.

a b

Kodimi linjor

• Qëllimi i përdorimit të kodimit linjor është që të bëjë formën e spektrit të sinjalit digjital të përshtatshëm për transmetim nëpër një medium të caktuar komunikues. Për këtë arsye, kodet linjore zakonisht nuk përmbajnë komponentë njëkahore në 0 Hz (direct current – dc), duke pas parasysh se ajo nuk bart asnjë informacion, dhe si e tillë është fuqi e humbur.

• Një arsye tjetër për përdorimin e kodimit linjor në transmetimet digjitale është roli i tij në sinkronizimin e marrësit, i cili duhet të jetë i sinkronizuar me dhënësin, në mënyrë që të pranojë informacionin kur mbërrin çdo simbol i ri.

• Për këtë arsye të dhënat duhet transmetuar në një formë të tillë, e cila përmban informacionin e sinkronizimit, ashtu që të mos ketë nevojë për transmetimin e bitëve shtesë për kontrollim të sinkronizimit.

Kodimi linjor

• Sistemet që përdorin vetëm kodet linjore, por jo edhe modulimin, quhen sisteme të transmetimit në brezin themelor, dhe spektri i sinjalit linjor në këtë rast është akoma në pjesën e “brezit themelor” të frekuencave të mesazhit burimor, për dallim nga radiosistemet ku përdoret kodimi dhe modulimi.

• Kodimi linjor mund të përdoret për të rritur shpejtësinë e transmetimit, siç është treguar në fig, ku çdo sekuencë e dy bitëve të të dhënave kodohet me impuls katër-nivelesh për transmetim. Në anën e pranimit kryhet dekodimi dhe rigjenerimi i bitëve fillestarë (dy për çdo simbol të pranuar).

• Shpejtësia e simboleve në linjë në këtë rast është përgjysmuar kundrejt shpejtësisë së treguar në burim dhe në destinacion, kështu që edhe gjerësia e kërkuar e brezit të kanalit përgjysmohet në krahasim me transmetimin binar. Kodi linjor nga fig. gjithashtu heq komponentën njëkahore. Kod i ngjashëm përdoret te linjat e abonentit në rrjetin ISDN.

Kodimi linjor

• Në fig. shihet se është shfrytëzuar kodi i Greit (Gray coding), ku simbolet fqinje dallohen vetëm për një bit, që për rastin dy bitësh, katër kombinimet e mundshme janë: 00, 01, 11, 10. Me supozim se në pranim do të konsiderohen vetëm gabimet e simboleve fqinje, numri i bitëve të gabuar zvogëlohet në vetëm një bit, aq sa është edhe dallimi ndërmjet simboleve fqinje. Simbolet me vetëm një një bit të gabuar korrigjohen me kode më të avancuar për korrigjim të gabimeve (error correction codes - ECC). Me anë të kësaj metode të thjeshtë, përmirësohen performancat e sistemit nga pikëvështrimi i gabimeve të transmetimit.

• Shpesh bëhet kombinimi i kodimit dhe i modulimit, dhe në vend të katër ose më tepër vlerave të amplitudës së impulsit mund të transmetohen katër vlera të simboleve në bartësen me formë valore me, p.sh. katër faza të ndryshme (QPSK - Quadrature Phase Shift Keying ), që është kombinim i kodimit linjor me katër nivele dhe modulimit fazor të zakonshëm.

Spektri i kodeve linjore

• Për të përcaktuar se çfarë ndikimi ka kodimi linjor në spektër, në vazhdim do të shohim karakteristikat e disa prej kodeve të zakonshme linjore. Në fig. janë treguar spektrat e dendësisë së fuqisë (power density spectrums), që tregojnë se si është shpërndarë fuqia e të dhënave të rastit përgjatë boshtit frekuencor.

Kodi i moskthimit në zero

• Kodi i moskthimit në zero (non-return-to-zero – NRZ) është forma më e zakonshme e sinjalit në kuadër të sistemeve digjitale, ku çdo simbol ka një vlerë konstante, e cila u përgjigjet vlerave binare të simbolit 1 dhe 0.

• Spektri ka një komponentë të madhe njëkahore, shih fig., dhe nuk ka komponente spektrale diskrete në frekuencat harmonike të shpejtësisë së të dhënave. Frekuencat harmonike janë shumëfish i shpejtësisë së të dhënave (2f, 3f,..). Prandaj, në këtë rast për sinkronizim të marrësit gjithmonë nevojitet një sinjal i jashtëm për sinkronizim (external clock signal).

Kodi i kthimit në zero

• Te kodi i kthimit në zero (return-to-zero - RZ), çdo simbol ndahet në dy pjesë, dhe gjysma e parë e simbolit paraqet vlerën binare, ndërsa pjesa tjetër e simbolit gjithmonë bëhet zero, shih fig.

• Pasi që impulset janë më të ngushtë në krahasim me ato të kodit NRZ, spektri është më i gjerë, dhe për të dhëna të rastit, siç shihet nga fig., ka komponente të fuqishme diskrete në frekuencat harmonike të shpejtësisë së të dhënave. Me ndihmën e këtyre komponenteve, nga spektri i sinjalit mund të nxirret informacioni i sinkronizimit, kështu që nuk është i domosdoshëm sinkronizimi i jashtëm.

• Megjithatë, pasi që kodi RZ ka një përmbajtje të lartë të frekuencave të ulëta dhe spektër të gjerë (shih. fig.), ai kurrë nuk përdoret në transmetimin në largësi të mëdha. Një problem tjetër është humbja e sinkronizimit, nëse përmbajtja e pranuar për një periudhë të gjatë kohore është një varg i gjatë i zerove të njëpasnjëshme.

Kodi i ndryshimit alternativ të shenjës

• Nëse transmetohet çdo e dyta shenjë ose “1” e simboleve të NRZ-së ose RZ-së si polaritet i kundërt i tensionit, fitohet kodi AMI (Alternative Mark Inversion), shih fig.

• Përparësia e këtij kodi është se në linjën transmetuese nuk është prezente komponenta njëkahore (dc), e cila është e padëshirueshme, sepse nuk bart asnjë informacion, dhe si e tillë është fuqi e humbur (shih spektrin përkatës të treguar në fig). Kur dihet se rryma njëkahore nuk kalon nëpër transformatorë, me anë të këtij kodi evitohet problemi i shkaktuar nga prezenca e transformatorëve në linjë, të cilët shërbejnë për: përshtatje të impedancës në kabllot e linjave të bakrit, mbrojtje nga mbitensioni ose nga valët goditëse, si dhe për qëllime tjera.

• Kodi i këtillë përdoret në rrjetet telekomunikuese, te sistemet transmetuese amerikane me shpejtësi primare prej 1.5 Mbps. Informacionin për sinkronizim mund ta nxjerrim në marrës duke ridrejtuar sinjalin e kodit AMI në një sinjal të kodit RZ, ku paraqiten komponentet spektrale diskrete sikurse në spektrin e kodit RZ (shih fig. e spektrit të kodit RZ).

Kodi bipolar me dendësi të lartë i rendit 3

• Kodi HDB-3 (High-Density Bipolar 3), fig. b, është ndërtuar nga kodi AMI, fig. a, dhe është standardizuar për sistemet evropiane me shpejtësi primare prej 2 Mbps. Me kodin e këtillë tejkalohet problemi i kodit burimor AMI, i cili paraqitet gjatë sinkronizimit kur mesazhi i të dhënave ka vargje të zerove të njëpasnjëshme në intervale të gjata kohore.

• Në teknikën e këtillë të kodimit shtohet impulsi me polaritet të njëjtë si ai paraprak në mënyrë që të mos lejohet paraqitja e më tepër se tri zero të njëpasnjëshme. Pra, bashkësia e katër ose më tepër zerove zëvendësohet me një (V) ose dy impulse (B+V), shih fig. Në dekoder impulset e tilla hiqen në pajtim me rregullën e kodit AMI, të cilën kodi HDB-3 nuk e respekton.

AMI

HDB-3

a

b

1

B V

B V V

Kodi i Mançesterit

• Kodi i Mançesterit shfrytëzohet te rrjetet LAN, ku në një formë të tij, shifra binare “1” kodohet si kalim nga “+ në –”, ndërsa “0” si kalim nga “– në +”, fig. a, ndërsa në një formë tjetër, e kundërta, fig. b.

• Përparësia kryesore e kodit të Mançesterit është se çdo simbol përmban informacionin e sinkronizimit, kështu që marrësi duhet vetëm të detektojë kalimin ndërmjet çdo simboli të pranuar për të nxjerrë sinjalin e sinkronizimit ose taktin.

• E metë kryesore e tij është spektri i gjerë i tij për shkak të impulseve të ngushta. Kjo është edhe arsyeja pse është i përshtatshëm për rrjetet LAN, por jo edhe për transmetim në largësi të mëdha.

a

b

Transmetimi i të dhënave

• Gjatë transmetimit të të dhënave bëhet:

Kodimi linjor, me ç’rast bitët paraqiten me energji, e cila mund të jetë: rrymë elektrike, radiovalë, dritë infrakuqe, dritë e dukshme.

Transmetimi i energjisë nëpër medium,

Dekodimi, me ç’rast energjia shndërrohet në bitë.

• Dhënësi dhe marrësi duhet të punojnë në mënyrë të sinkronizuar dhe sipas skemës së njëjtë të kodimit dhe të dekodimit.

Shembull: Për të dhënat me shpejtësi të transmetimit prej 1 Mbps, një bit do të transmetohet çdo 1 μs. Me 1% rrëshqitje në pranim (më shpejtë ose më ngadalë se dhënësi), detektimi i gabuar do të paraqitet pas 50 bitëve (50 x 0.01μs = 0.5 μs).

• Biti paraqitet nëpërmjet të madhësive fizike të rrymës elektrike, tensionit dhe të intensitetit. P.sh. ndryshimit të nivelit të tensionit i përgjigjen vlerat: “0” logjike dhe “1” logjik, fig a. Shpesh tensioni negativ shfrytëzohet për paraqitjen e “1” logjik, ndërsa ai pozitiv për “0” logjike, fig. b.

a b

Sinkronizimi gjatë transmetimit

• Skema e kodimit i lë të hapura pyetjet:

Sa do të zgjasë tensioni për bit?

Kur do të fillojë dërgimi i bitit të ardhshëm?

Si do të bëhet sinkronizimi i dhënësit dhe marrësit?

• Problemet e tilla zgjidhen me standarde përkatëse për mënyrën e punës së sistemit komunikues, kështu që pajisjet e prodhuesve të ndryshëm mund të jenë kompatibile në mes veti vetëm nëse u përgjigjen standardeve të tilla.

• Organizatat që i përcaktojnë standardet e këtilla janë:

Unioni ndërkombëtarë për telekomunikacione (ITU – International Telecomunikations Union).

Asociacioni i Industrive Elektronike (Elektronic Industries Association - EIA).

Instituti i inxhinierëve të elektroteknikës dhe elektronikës (Institute for Electrical and Electronics Engineers – IEEE).

Transmetimi paralel dhe serik i të dhënave

• Të dhënat mund të transmetohen në formë paralele dhe serike, shih fig. a.

a) Te transmetimi paralel, fig. b, shfrytëzohen më tepër përçues, dhe nëpër çdo përçues transmetohet një bit i të dhënave njëkohësisht. Për shkak të dobësimit në largësi të mëdha, përdoret vetëm për largësi deri në 6 m.

b) Te transmetimi serik, fig. c, bitët dërgohen nëpër një përçues njëri pas tjetrit. Është më i ngadalshëm se transmetimi paralel, por është më i përshtatshëm për largësi të mëdha, ndërsa renditja e bitëve përcaktohet nga dhënësi. Ekzistojnë tri forma të transmetimit serik: josinkron, sinkron dhe izokron.

b

c

a

Transmetimi josinkron

• Te transmetimi josinkron (asynchronous) dhënësi nuk duhet të sinkronizohen me marrësin në çdo moment të kohës gjatë transmetimit, dhe nuk ka varësi kohore ndërmjet bitëve të njëpasnjëshëm.

Dhënësi mund të pres kohë arbitrarisht të gjatë ndërmjet dërgimit të dy karaktereve. Kjo kohë është periudhë jovepruese (idle), shih fig.

Kjo mënyrë e transmetimit është e përshtatshme te komunikimi njeri kompjuter nëpërmjet të tastierës, sepse në këtë rast nuk dihet kur do të jetë i gatshëm shfrytëzuesi të dërgojë karakterin pasues.

Transmetimi josinkron

• Dhënesi para fillimit të bitëve të simboleve dërgon “0” logjike, fig. Marrësi detekton “0” logjike si shenjë pas të cilës pason sekuenca që kodon simbolin, dhe zeroja e tillë shtesë quhet bit për nisje (start bit).

• Dhënësi para fillimit të dërgimit të të dhënave për simbolin në linjë duhet të mbajë tensionin në “1” logjik, në mënyrë që marrësi të mundet të detektoj “0” logjike si shenjë për fillimin e simbolit të ardhshëm.

• Pra, dhënësi dërgon “1” logjik pas dërgimit të çdo shenje, dhe njëshi i tillë shtesë quhet bit për ndalje (stop bit), fig. Prandaj, mënyra e tillë e transmetimit quhet edhe transmetimi nis-ndal ose transmetimi start-stop.

• Prandaj, p.sh. simboli i cili në kodin ASCII ka 7 bitë, gjatë dërgimit paraqitet me serinë e së paku 9 bitëve (7 + start + stop = 9). Kjo mënyrë e transmetimit është e përshtatshme për shpejtësi të vogla.

Sinkronizimi te transmetimi josinkron

• Dhënësi dhe marrësi duhet të punojnë në mënyrë të sinkronizuar për çdo bit të mesazhit, pra edhe pse transmetimi është josinkron në nivel bajtësh, ai është sinkron në nivel bitësh.

• Sinkronizimi bëhet duke zgjedhur shpejtësinë e transmetimit, e cila matet në bitë për sekondë – bps (bits per sekond). Me detektimin e bitit për nisje, marrësi merr informacionin se pasojnë bitët për simbol, shih fig.

• Pasi që pranohen bitët për simbol (7-8 në fig. a), kanali i rezervuar për lidhje kthehet përsëri në gjendjen jovepruese (idle), pra dërgohet biti për ndalje, që zgjat deri në dërgimin e simbolit të ri (simbolit E, pas simbolit H, në fig. b.)

a

b

Transmetimi sinkron

• Kur është e nevojshme transmetimi i karaktereve me shpejtësi të madhe, transmetimi josinkron nuk është adekuat, sepse kërkon kohë shtesë për bitët për “start” dhe për “stop”.

• Për tejkalimin e kufizimit të këtillë të transmetimit josinkron, shfrytëzohet teknika e transmetimit sinkron (synchronous), që karakterizohet me transmetimin e të dhënave në blloqe ose paketa që përmbajnë numër fiks të bajtëve (p.sh. 512). Bajtët që formojnë bllokun e tillë dekompozohen në seri të bitëve dhe transmetohen, njëri pas tjetrit, me shpejtësi fikse dhe pa bitët për start/stop.

• Blloqet gjithashtu transmetohen njëri pas tjetrit, por ndërmjet dy blloqeve dërgohet bajti special i sinkronizimit (SYNC), fig., i cili nuk është pjesë e bllokut dhe nuk përmban informacione të dobishme, por ka për qëllim sigurimin e transmetimit sinkron të blloqeve ndërmjet dhënësit dhe marrësit.

• Pasi që te transmetimi sinkron të dhënat grupohen në blloqe, është evidente që pajisjet terminale të cilat marrin pjesë në dërgim dhe pranim të të dhënave duhet të kenë njësi memoruese (bafera) ku vendosen blloqet.

Blloku

Transmetimi izokron

• Metoda e transmetimit izokron (isochronous) kombinon qasjet e transmetimit

josinkron dhe sinkron, sepse sikurse te metoda josinkrone, çdo karakter ka bitin e

startit dhe të stopit, ndërsa perioda jovepruese (idle period) ndërmjet dy

karaktereve kur nuk ka transmetim nuk është arbitrare ose e ndryshueshme, si në

rastin e transmetimit josinkron, por është shumëfish i intervalit kohor të një

karakteri.

• Kështu, nëse koha për transmetim të një karakteri, duke përfshirë edhe bitët e

tij të paritetit, të startit dhe të stopit, është t, intervali kohor ndërmjet të

karaktereve nuk është arbitrar ose i ndryshueshëm sikurse te metoda josinkrone,

e as zero, si në rastin e metodës sinkrone, por t, 2t, 3t……….nt, ku n është çdo

numër i plotë pozitiv. Këtu, sinjali pritet të pranohet ndërmjet kufijve të caktuar të

vonimit.

• Avantazhet e transmetimit izokron:

Garanton shpejtësi të transmetimit, dhe ajo është gati e përcaktuar ose

deterministike.

Ka numër të vogël të bitëve në ballinë (overhead).

Ka shpejtësi të lartë.

• Disavantazhet e transmetimit izokron.

Në transmetimin izokron është e nevojshme të sigurohet që pajisja për

sinkronizim të jetë tolerante në gabime (fault tolerant), pra të vazhdojë punën

edhe pas gabimeve ose defekteve.

Mënyrat e punës • Ekzistojnë tri mënyra të punës: simpleks, gjysmëdupleks, dhe dupleks i plotë.

Simpleks – transmetim njëdrejtimësh, fig. a.

Gjysmëdupleks – dërgim dhe pranim alternativ i të dhënave, fig. b.

Dupleks i plotë – dërgim dhe pranim i njëkohshëm i të dhënave nga të dy anët, prandaj duhen dy kanale: kanali i dërgimit dhe ai i pranimit, fig. c.

Fig. a Fig. b

Fig. c

Njësitë për matjen e shpejtësisë së transmetimit

• Baud - njësia që tregon numrin e ndryshimeve të sinjalit (tensionit apo të rrymës) në njësi të kohës (në dalje të modulatorit digjital). Pra, më tepër se një bit transmetohen njëkohsisht, shih fig.

• bps – njësia që tregon numrin e bitëve të transmetuar në njësi të kohës (në hyrje të modulatorit digjital).

Në disa teknika standarde një ndryshim i sinjalit paraqet një bit, kështu që në këtë rast 1 baud është i barabartë me 1 bps.

Nëse një ndryshim i sinjalit paraqet me më tepër se një bit, atëherë numri i bps-ve mund të jetë më i madh se numri i baud-ave, shih fig.

• Biti fillestar dhe ai përfundimtar së bashku me bitët tjerë ndërmjet këtyre dy bitëve paraqesin kuadrin (frame) e çdo simboli. Është me rëndësi që dhënësi dhe marrësi të punojnë me të njëjtën shpejtësi, pra të jenë të sinkronizuar, sepse përndryshe biti përfundimtar nuk mund të detektohet në kohën e pritur. Problemi i tillë i detektimit të gabuar të bitëve fillestar dhe përfundimtar është i njohur si gabim në sinkronizim (framing error). Disa pajisje standarde mundësojnë dërgimin e qëllimshëm të gabimit të tillë si sinjal për ndërprerje ose rivendosje të punës, që quhet shenjë e ndërprerjes (break condition).

Brezi lëshues dhe shpejtësia e transmetimit

• Ndërlidhja e brezit frekuencor dhe e shpejtësisë maksimale të transmetimit të të dhënave përkufizohet me teoremën njohur të Nikuistit për mostrim. Në rastin e përgjithshëm, për sistemin i cili shfrytëzon M gjendje të ndryshme, shpejtësia maksimale është W = 2Blog2M.

• Te sistemet të cilat shfrytëzojnë dy tensione ose dy gjendje (pra M = 2), në një medium transmetues me gjerësi brezi B, shpejtësia maksimale për transmetim ideal (që në praktikë nuk mund të arrihet për shkak të pranisë së zhurmës) është W = 2B.

• Në sistemet reale (në prani të zhurmës), shpejtësia maksimale varet nga gjerësia e brezit frekuencor dhe nga raporti sinjal-zhurmë (SNR) që, i shprehur në decibelë, është: 10 log10 (SNR).

Shembuj: SNR = 100 20 dB SNR = 1000 30 dB SNR = 2 3 dB

• Sipas teoremës së Shanonit, transmetim i sigurt është i mundshëm me kusht që shpejtësia e transmetimit të jetë më e vogël se kapaciteti i kanalit:

C = B log2 (1+SNR). Shembull: Për kanalin telefonik me brez B = 3000 Hz dhe SNR = 30 dB,

shpejtësia maksimale është C = 30.000 bps.

Lidhja e kompjuterëve nëpërmjet të sistemit telefonik

• Telefonia digjitale mund të përdoret për transmetim sinkron të të dhënave, por problemi që paraqitet në këtë rast është se standardet që përdoren në rrjetet kompjuterike dallohen nga standardet e telefonisë digjitale.

• Zgjidhja e këtij problemi arrihet duke bërë konvertimin e kuadrave dhe përshtatjen e tyre.

• Në mënyrë që telefonia digjitale të mund të përdoret për transmetimin e të dhënave duhet ndërmarrë këto veprime:

Nga kompania telefonike duhet huazuar lidhjen digjitale ndërmjet dy pikave (point-to-point digital circuit);

Në çdo skaj të lidhjes duhet bërë konvertimi i domosdoshëm (formati lokal i të dhënave në formatin PCM);

Në çdo skaj të lidhjes duhet vendosur njësia për servisim të të dhënave përkatësisht të kanalit (data service unit/channel service unit - DSU/CSU), në ç’rast DSU konverton të dhënave digjitale në kuadra, ndërsa CSU kryen kodimin e sinjalit nga linja.


• Ekzistojnë standarde telefonike që shfrytëzohen për shpejtësi të ndryshme

të transmetimit të të dhënave, shih tabelën (E – standarde evropiane, T –

standarde amerikane, kanadeze dhe japoneze)

Emri Shpejtësia e transmetimit Nr. i kanaleve telefonike

-- 64 Kbps 1

T1 1.544 Mbps 24

T2 6.312 Mbps 96

T3 44.736 Mbps 672

E1 2.048 Mbps 30

E2 8.448 Mbps 120

E3 34.304 Mbps 480


• Në rastin e përdorimit të ndërkapaciteteve, përkatësisht të kapaciteteve më të mëdha se E1 (T1) dhe më të vogël se E2 (T2) ose E3 (T3), përdoret multiplekseri invers, i cili mundëson që seria e të dhënave me shpejtësi të madhe të ndahet në më tepër lidhje (multiple links) të komunikimit me shpejtësi më të vogël të transmetimit, shih fig.

• Pra, numri më i madh i lidhjeve E1 (T1), shfrytëzohen nga kompjuteri si një lidhje e vetme me kapacitetit më të madh.

• Lidhjet magjistrale (trunk), ku përdoret fibra optike, shfrytëzojnë serinë e standardeve të transmetim sinkron të sinjaleve: STM/STS (Synchronous Transport Module/Synchronous Transport Signal) për transmetim të të dhënave me protokollet e standardizuara të multipleksimit SDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Networking). SDH është standard që përdoret në Evropë, ndërsa SONET në SHBA, Kanada dhe në Japoni.

Kompania

telefonike

Multiplekseri

invers

Demultiplekseri

inversiMac iMac

Çiftorja e qarkut

telefonik

Lidhja në

kompjuter

Kompjuteri Kompjuteri

Multiplekserët dhe koncentratorët

• Multiplekserët dhe koncentratorët janë pajisje harduerike të cilat mundësojnë lidhjen e grupit të pajisjeve periferike në central ose në sistemin kompjuterik, ashtu që, në rastin e transmetimit të të dhënave, të ekzistojë vetëm një linjë e transmetimit të të dhënave ndërmjet multiplekserit ose koncentratorit dhe centralit ose sistemit kompjuterik.

• Multiplekseri ka për detyrë që t’ua dedikojë linjën komunikuese më tepër shfrytëzuesve, në mënyrë plotësisht të përcaktuar. Vendoset në anën e transmetimit, që do të thotë se gjatë transmetimit dykahor ose dupleks ka nga një multiplekser në secilën anë të linjës komunikuese.

• Brezi i përgjithshëm frekuencor ose koha u dedikohet shfrytëzuesve që shfrytëzojnë linjën e përbashkët, duke pas parasysh gjithmonë faktin që trafiku i përgjithshëm i shfrytëzuesve nuk mund të jetë më i madh se kapaciteti i linjës.

• Prandaj, roli i multiplekserit është që t’i mundësojë çdo shfrytëzuesi të ketë përshtypjen se ka në dispozicion linjën e tij të veçantë me kapacitet përkatës.

• Pasi që ekzistojnë dy mënyra të realizimit të transmetimit me multipleksim, ekzistojnë edhe dy tipa të multiplekserëve me të cilët realizohet multipleksimi i sinjaleve:

Multiplekseri me ndarje frekuencore të kanaleve;

Multiplekseri me ndarje kohore të kanaleve.

Multiplekserët me ndarje frekuencore të kanaleve • Në rastin e multipleksit me ndarje frekuencore të kanaleve, linja e brezit të

gjerë të frekuencave me n kanale (n channels në fig.a), e cila si e tillë mundëson shpejtësi të mëdha të transmetimit, ndahet në një varg prej n lidhjesh ose kanalesh (n connections në fig.a), me gjerësi shumë më të ngushtë të brezit, në të cilët transmetimi është i ngadalësuar.

• Çdo shfrytëzuesi i dedikohet një pjesë e brezit frekuencor të linjës (fig. b), në mënyrë që të dhënat t’i transmetojë gjithmonë në brezin e tij të dedikuar frekuencor ashtu që shuma e përgjithshme e gjerësive e të gjitha kanaleve është gjithmonë më e vogël se gjerësia e përgjithshme e brezit frekuencor të linjës, duke pas parasysh zonën mbrojtëse e cila pengon përzierjen e sinjaleve në kanalet fqinje.

• Multiplekseri, në anën e dhënësit, modulon sinjalin në hyrje ashtu që ai të vendoset në brezin përkatës frekuencor ose në kanalin e dedikuar, shih. fig b, ndërsa në pranin sinjali i tillë demodulohet (demultipleksohet).

• Pra, multiplekseri bënë shndërrimin e sinjaleve në hyrje në një sinjal të multipleksuar analog, i cili mandej si i tillë transmetohet nëpër një kanal.

a b

Multiplekserët me ndarje frekuencore të kanaleve

• Në fig. është treguar bllok-skema e lidhjes së 4 kanaleve të terminaleve fizikisht afër njëri-tjetrit (p.sh. në një ndërtesë), në multiplekserin lokal me ndarje frekuencore të kanaleve, dalja e të cilit përfundon në linjën me shpejtësi të lartë të transmetimit (high-speed link). Në fund të linjës së këtillë është demultiplekseri përkatës, i cili, me një veprim të anasjelltë, i ndanë sinjalet e multipleksuara.

Multiplekserët me ndarje frekuencore të kanaleve

• Por, nëse terminalet, daljet e të cilëve multipleksohen sipas frekuencës, janë fizikisht të larguar ndërmjet veti, p. sh. në lokacione të ndryshme të një qyteti, lidhja e terminaleve me multiplekser shpesh realizohet ma anë të linjave konvencionale telefonike.

• Pasi që sistemet kompjuterike shfrytëzojnë sinjalet digjitale, ndërsa linjat konvencionale kryesisht shërbejnë për bartjen e sinjaleve analoge, në dalje të çdo terminali është e nevojshme të bëhet shndërrimi digjital-analog i sinjaleve, ndërsa në hyrje të multiplekserit, veprimi i anasjeltë i shndërrimit analog-digjital. Kjo kushtëzon vendosjen e çiftit të modemeve në çdo kanal veç e veç, siç është treguar në bllok-skemën e N terminaleve të larguar fizikisht ndërmjet veti, shih fig.

Multiplekserët me ndarje kohore të kanaleve • Në rastin e multipleksit me ndarje kohore të N kanaleve, çdo shfrytëzuesi i

ndahet një interval kohor fiks (slot), siç është treguar në fig., dhe të dhënat nga intervalet e veçanta kohore në këtë rast mblidhen në një varg kontinual, në mënyrë që të transmetohen nëpër të njëjtën linjë deri në marrës.

• Multiplekseri në dërgim dhe ai në pranim duhet të jenë të sinkronizuar ndërmjet veti në mënyrë që marrësi, pas procesit të demodulimit, në çdo moment të dijë se në cilin kanal, përkatësisht pjesë të intervalit kohor të kuadrit, duhet drejtuar të dhënat që kanë arritur.

Multiplekserët me ndarje kohore të kanaleve

• Multiplekserët me ndarje kohore të kanaleve shfrytëzohen për transmetim sinkron dhe josinkron të të dhënave.

• Kohëzgjatje e intervalit kohor zgjidhet ashtu që të mund të realizohet transmetimi i të dhënave me gjatësi të caktuar, kështu që, nëse në intervalin kohor vendoset p.sh. mesazhi prej 1 bajti (8 bita), kjo dmth. se në çdo interval kohor mund të bartet nga një shenjë alfanumerike.

• Pasi që në dalje të multiplekserit me ndarje kohore është vargu i pandërprerë i bitëve të interpozicionuar ose të aranzhuar (interleaving), është e qartë se sinjali në dalje në këtë rast është në formë digjitale.

• Për këtë arsye në rastin e multipleksit me ndarje kohore të kanaleve, për dallim nga multipleksi me ndarje frekuencore, duhet të shfrytëzohet modemi në dërgim (ndërmjet multiplekserit dhe linjës) dhe modemi në pranim (ndërmjet linjës dhe demultiplekserit).

• E metë e multiplekserëve me ndarje frekuencore dhe me ndarje kohore të kanaleve është fakti se shfrytëzuesve (p.sh. terminaleve) ua dedikojnë kanalet pa marrë parasysh a janë në gjendje vepruese apo jovepruese (idle mod).

Koncentratorët

• Sikurse multiplekseri, edhe koncentratori është një pajisje harduerike që mundëson lidhjen e grupit të pajisjeve periferike në sistemin kompjuterik, në mënyrë që të ekzistojë vetëm një linjë e të dhënave ndërmjet koncentratorit dhe sistemit kompjuterik.

• Dallimi themelor i koncentratorit nga multiplekseri është se koncentratori në mënyrë dinamike ua dedikon linjën kanaleve ndaj të cilëve ekziston kërkesa me prioritet më të lartë, kështu që sasia e tërësishme e të dhënave që arrin nga njëra prej hyrjeve, në një interval të caktuar kohor, mund të tejkalojë kapacitetin e linjës.

• Pasi që detyra e koncentratorit është mesatarizimi i shpejtësisë së të dhënave, të dhënat që arrijnë në hyrjet e tij i sorton, duke formuar në këtë mënyrë rendin e pritjes, ose vargun e gjatë të të dhënave që pastaj transmetohen nëpër linjë.

• Për të kryer këto detyra koncentratori duhet të ketë aftësi memorizimi të përkohshëm të të dhënave, dhe kjo mundëson dërgimin e një sasie konstante të të dhënave në linjë, pa marrë parasysh se në hyrje të koncentratorit, në një moment, arrijnë më tepër të dhëna se sa që mund të dërgohen në dalje të tij.

• Shihet se funksioni i koncentratorit është më kompleks në krahasim me funksionin e multiplekserit, prandaj koncentratori, përveç aftësisë së memorizimit, duhet të ketë edhe mundësinë e përpunimit të të dhënave.

• Janë këto funksione me rëndësi kyçe në realizimin e rrjeteve me komutim paketash (packet switching), dhe atyre me komutim mesazhesh (message schwitching), të cilat u kanë paraprirë rrjeteve me komutim paketash.

Sistemet e komunikimeve optike

• Në frekuencat e dritës infrakuqe, menjëherë pranë dritës së dukshme, shih fig., fibrat optike i përmbushin kërkesat, gjithnjë në rritje, për transmetim me shpejtësi të mëdha, që përdoren në rrjetet kryesore kombëtare dhe ndërkombëtare.

• Sistemet komunikuese, që do të shqyrtohen në vazhdim, përdorin impulset

binare të dritës për transmetim. Pra, informacioni i transmetuar zakonisht është

në formë binare, që dmth. se marrësi detekton ose nuk detekton dritë. Sistemet e

tilla, që janë në përdorim të gjerë, nuk kanë mundësi të transmetojnë dritë në

formë të valës së vazhdueshme, siç është rasti i radiosistemeve, të cilat kanë

mundësi të ndryshojnë jo vetëm intensitetin, por edhe fazën dhe frekuencën e

valës bartëse. Me zhvillimin e sistemeve optike koherente (coherent lightwave

systems), është mundësuar shfrytëzimi i dritës me fazë koherente, duke rritur në

këtë mënyrë kapacitetet transmetuese dhe ndjeshmërinë e marrësve (deri në 20

dB) nëpërmjet të metodave të njohura të modulimit të valës bartëse.


• Nga bllok skema në fig. shihet se nga burimi (information source), sinjali elektrik

arrinë në dhënësin elektrik (elektrical transmitter), që është qark komandues

elektronik (driver) për funksionimin e burimit optik (optical source), i cili modulon

bartësin optik (optical carrier). Burimi optik, i cili bënë konvertimin e sinjalit elektrik

në atë optik, mund të jetë diodë laser (laser diode - LD) ose diodë dritë emetuese

(light-emitting diode - LED).

• Mediumi transmetues është një kabllo fibër optike, ndërsa marrësi përbëhet nga

një detektor optik, i cili komandon shkallën e ardhshme të marrësit elektrik

(electrical receiver), duke kryer kështu demodulimin e bartësit optik. Fotodiodat p–

n, p–i–n ose me ortek (avalanche photodiode - APD) dhe, në disa raste,

fototranzistorët dhe fotorezistorët, përdoren për detektimin e sinjalit optik, dhe

konvertimin e tij në sinjal elektrik. Duke pas parasysh mënyrën e funksionimit,

sistemet e tilla njihen me emrin sisteme me modulim intensiteti me detektim të

drejtpërdrejtë (intensity modulation with direct detection - IM/DD).


• Tradicionalisht, një sinjal optik ka shfrytëzuar tërë fibrën, edhe pse do të mund të shfrytëzohej një pjesë e vogël e brezit të gjerë frekuencor të saj. Përdorimi i multipleksit me ndarje sipas gjatësisë valore ose multipleksit valor (Wavelength Division Multipleksing - WDM ), mundëson shfrytëzimin efikas të fibrës optike, duke transmetuar më tepër kanale optike nëpër një fibër, ashtu që secili kanal ka gjatësi të ndryshme valore, dhe bart informacione në cilin do format (sinkron, asinkron ose analog) (shih fig.). Duke pas parasysh këtë, multipleksi valor mundëson komunikim të plotë dydrejtimsh nëpër të njëjtin fibër.

• Me fillimin e përdorimit të dhënësve (transmitters në fig.) dhe filtrave brezngushtë, nëpërmjet të sistemit të multipleksimit me ndarje të dendësuar valore (dense wavelength division multiplexing – DWDM), është mundësuar rritja e kapaciteteve transmetuese të një fibre optike, duke vendosur shumë më tepër kanale optike, në gjatësi të ndryshme valore (λ1,λ2,….λN), shih fig.


• Pjesa e epërme e fig. (conventional TDM transmission) paraqet infrastukturën

e nevojshme për transmetimin e të dhënave në 10 Gbps përgjatë një distance

prej 360 km, ndërsa në pjesën e poshtme (DWDM transmission) është treguar

infrastruktura e nevojshme për të njëjtin kapacitet (10 Gbps), duke shfrytëzuar

DWDM. Me përdorimin e multipleksimit DWDM dhe dy amplifikatorëve optikë

(OA) eliminohet numri i madh i rigjeneratorëve të shtrenjtë (RPTR në fig.), sepse

në këtë rast që të katër sinjalet transmetohen nëpër një fibër të vetëm, kundrejt

katër fibrave, në rastin e sistemit konvencional TDM. Më këtë arrihen kursime të

konsiderueshme, duke pasur parasysh se një amplifikator (me një kosto të

përafërt me atë të një gegjeneratori) amplifikon të gjitha kanalet DWDM në fibër,

pa bërë demultipleksimin dhe procesimin e tyre, secilin veç e veç.

Teknikat e multipleksimit

• Në rastin e modulimit të drejtpërdrejtë të intensitetit të dritës, për transmetime në distanca prej rreth 480 km, qarqet elektronike mund të përdoren për shpejtësi 100 Gbps. Por, për shkak të shpejtësisë së kufizuar të reagimit të qarqeve elektronike në frekuencat prej rreth 100 GHz, multipleksimi elektronik me shpejtësi të tillë vështirë realizohet. Ky është një kufizim i përdorimit të gjerësisë së brezit të fibrës optike monomode, kështu që për të rritur shpejtësinë e transmetimit të sistemeve digjitale me fibër optike përtej kufizimeve të përmendura, përdoren teknika të multipleksimit optik.

• Në vazhdim do të analizohen tri teknika të multipleksimit: multipleksimi optik me ndarje kohore (optical time division multiplexing – OTDM), fig. a., multipleksimi me nënbartëse (subcarriers multiplexing – SCM), fig. b, dhe multipleksimi me ndarje sipas gjatësisë valore (wavelength division multiplexing – WDM), fig. c.

a c b

Multipleksimi optik me ndarje kohore

• Parimi i teknikës së multipleksimit optik me ndarje kohore (OTDM) konsiston në zgjerimin e këtij multipleksimi në mënyrë optike, duke bashkuar një numër kanalesh digjitale në brezin themelor dhe me shpejtësi më të vogël. Në këtë rast, sinjalet e tipit të njëjtë të multipleksimit në domenin elektrik konvertohet në sinjal optik në një gjatësi të caktuar valore, dhe pastaj transmetohen nëpër fibër.

• Në fig. është dhënë një sistem OTDM me katër kanale për transmetim me shpejtësi 160 Gbps, ku raporti i multipleksimit dhe demultipleksimit optik është 1:4, ndërsa në çdo kanal në brezin themelor shpejtësia është 40 Gbps.

Multipleksimi optik me ndarje kohore

• Në transmetues (dhënës) si burime përdoren laserë gjysmëpërçues të komanduar nga sinjali i përbashkët për sinkronizim, duke shfrytëzuar vonesën prej një çerek periode të bitëve. Laserët e tillë sigurojnë kalim të impulsit me kohëzgjatje të shkurtër (2ps), që mundëson multipleksim në kohë pa ndërprerje. Të dhënat kodohen me anë të këtyre impulseve duke përdor modulatorë të integruar intensiteti, që në dalje të transmetuesit japin impulse me kthim në zero (RZ), me shpejtësi 40 Gbps. Modulatorët e këtillë përdoren për të eliminuar luhatjet eventuale të laserit që do të shkaktonin dispersion të impulseve të transmetuara nëpërmjet të fibrës monomode, duke kufizuar në këtë mënyrë distancën e transmetimit.

• Katër sinjalet e të dhënave me shpejtësi 40 Gbps bashkohen, duke shfrytëzuar multiplekserin OTDM. Edhe pse janë përdorur katër burimet optike, ato të gjithë emetojnë në të njëjtën gjatësi valore, kështu që të dhënat me shpejtësi 40 Gbps interpozicionohen, për të dhënë sinjalin me shpejtësi 160 Gbps, shih fig.

• Në marrës, sinjali i pranuar me anë të demultiplekserit shpërbëhet në komponente në brezin themelor prej 40 Gbps. Në këtë mënyrë transmetimi optik me shpejtësi 160 Gbps në vetëm një gjatësi valore realizohet në domenin elektrik, me kusht që të sigurohet brez maksimal prej 40 GHz, sepse përdoren impulse me kthim në zero (RZ).

DWDM kundrejt TDM

Me përdorimin e sistemeve DWDM kapacitetet transmetuese janë shumë më

mëdha se sistemet TDM (shih fig.). Sistemet DWDM janë më të favorshme

për përdorim edhe për faktin se në shpejtësi të larta, sistemet TDM janë

shumë e shtrenjtë.

Multipleksimi me nënbartëse

• Një formë e veçantë e multipleksimit është multipleksimi me nënbartëse (subcarriers multiplexing – SCM). Të dhënat ose sinjalet që duhet transmetuar (e që në domenin elektrik veç janë multipleksuar me njërën nga metodat konvencionale të multipleksimit) i nënshtrohen multipleksimit të mëtutjeshëm, duke shfrytëzuar frekuencat mikrovalore (RF), shih fig. para se të transmetohen nëpër fibër në një gjatësi të vetme valore.

• Teknika e tillë e multipleksimit mundëson që sinjalet brezgjerë të multipleksuar të transmetohen nëpër një fibër optike monomode. Kjo teknikë është atraktive për shfrytëzim sidomos te sistemet e televizionit kabllor (common-antenna (cable) television - CATV). Përveç kësaj, për multipleksim/demultipleksimin të sinjaleve janë në dispozicion komponente dhe teknika të përshtatshme tradicionale mikrovalore.

Multipleksimi me nënbartëse

• Çdo sinjal i të dhënave që duhet transmetuar përzihet (mixed) me

nënbartësen në njërën prej frekuencave nga brezi 2 – 8 GHz, që gjenerohen

nga oscilatori lokal. Nënbartëset e tilla modulohen (prandaj edhe emri –

multipleksim me nënbartëse - fig. a), për të formuar sinjalin e multipleksuar –

FDM, i cili shfrytëzohet për të moduluar bartësen e vetme optike në dhënësin

ose transmetuesin optik (transmitter), shih fig. b. Sinjali optik i përbërë

(composite) pastaj transmetohet, nëpërmjet të një fibre monomode optike.

a

b

Multipleksimi i frekuencave nënbartëse

• Në marrës, sinjali optik së pari i nënshtrohet detektimit të drejtpërdrejtë standard

optoelektronik (optical receiver, shih fig.), duke shfrytëzuar një fotodiodë

brezgjerë, para demultipleksimit dhe demodulimit të sinjalit të multipleksuar FDM

në ndarësin RF (RF splitter). Nga ndarësi, sinjalet RF kombinohet me sinjalin e

gjeneruar nga oscilatori lokal në përzierësin RF (RF mixer).

• Sinjali në dalje të përzierësit kalon nëpër filtër dhe amplifikator, dhe amplifikohen

vetëm sinjalet brenda brezit lëshues të filtrit, ndërsa të tjerët anulohen ose

filtrohen. Pra siç shihet procesi i përngjan shumë pranimit superheterodin

(superheterodyne detection) në radiomarrësat konvencional. Edhe pse është

mjaftë e përshtatshme për implementim, teknika SCM ka disa të meta, por më

kryesorja është ajo që ndërlidhet me jolinearitetin e burimit (laserit).

Multipleksimi valor

• Multipleksimi valor është formë e transmetimit të sinjaleve optike në gjatësi të ndryshme valore nëpër një fibër optike. Kanali WDM është sinjal optik, i cili transmetohet në një gjatësi të caktuar valore, dhe në pikëpamje të shpejtësisë së bitëve dhe të protokolleve me të cilat ai transmetohet është plotësisht i pavarur nga kanalet tjera. Prandaj, nëpër një fibër optik është i mundshëm dhe shumë i lehtë transmetimi i njëkohshëm i sinjaleve të ndryshme (audio, video, të dhëna multimediale në Internet etj.).

• Multipleksi shumëkanalësh WDM është zhvilluar sipas dy teknologjive: asaj të rralluar (Coarse WDM – CWDM), dhe të dendësuar (Dense WDM - DWDM), shih fig.

Multipleksi valor

• Nga karakteristika e dobësimit të fibrës monomode, fig. a, shihet se dobësimi më i madh është rreth gjatësisë valore 1400 nm (“water-peak”), kështu që për shkak të tij fibra standarde monomode nuk mund të përdoret për transmetimin e sinjaleve optike me gjatësi valore nga kjo zonë. Por, nga kjo karakteristikë shihet gjithashtu se dobësimi më i vogël është në 1310 nm dhe në 1550 nm (në dritaren e dytë dhe të tretë optike, respektivisht fig. b.), dhe këto janë dy gjatësi valore themelore për teknologjinë WDM, shih fig. c.

a

c b

Interferenca konstruktive dhe destruktive

Nga fig. a, shihet se nëse dy valë përhapen në rrugë të ndryshme, pas

kombinimit të tyre në shumatorin S, për shkak të ndryshimit të rrugës për l, ato

janë në fazë, kështu që paraqitet përforcim i plotë në dalje, që njihet me emrin

interferencë konstruktive.

Por, nëse ndryshimi i rrugës së dy valëve është 0.5l, nga fig. b, shihet se pas

kombinimit në shumatorin S, pasi që valët janë në kundërfazë, ato plotësisht

anulohen, dhe kjo dukuri njihet me emrin interferencë destruktive.

a

b

Interferenca konstruktive dhe destruktive

• Nëse e shfrytëzojmë interferencën për të selektuar një gjatësi të caktuar valore,

nga fig. shihet se kur të dy valët e ndryshme përhapen në rrugë të ndryshme, për

shkak të këtij ndryshimi në rrugë vala “e kuqe“ i nënshtrohet interferencës

konstruktive, ndërsa ajo “e gjelbër” pëson interferencë destruktive. Në dalje është

selektuar vala e kuqe, ndërsa është përjashtuar ajo e gjelbër.

• Pra, duke shfrytëzuar dukurinë e interferencës konstruktive dhe destruktive, e

cila realizohet në domenin optik, mund të selektojmë valë, përkatësisht kanale të

caktuara, pa pasur nevojë të bëjmë konvertimin elektro-optik dhe optiko-elektrik.

Multiplekserët/demultiplekserët valorë

• Të gjitha gjatësitë valore l1 .... l5 përhapen nëpër të

gjithë valëpërçuesit. Por, për shkak të ndryshimit

konstant ΔL të rrugës ndërmjet valëpërçuesve, një

gjatësi e dhënë valore në fibrën hyrëse, shfaqet në

fazë (interferencë konstruktive) vetëm në NJËRIN prej

fibrave në dalje (p.sh. l1 - me ngjyrë të kuqe në fig.,

shfaqet vetëm në fibrën e parë, etj.). Në të gjitha fibrat

tjerë interferenca destruktive anulon valën e tillë. Pra,

nëpërmjet të çiftuesit optik, i cili është pajisje që

degëzon valët nga një fibër në hyrje në një ose më

tepër fibra në dalje, është realizuar demultipleksimi,

duke shfrytëzuar dukurinë e interferencës.


Filtra të interferencës me shtresa të holla dielektrike të filmit mbi një bazament

(substrate, shih fig. a), mund të ndërtohen me vendosjen alternative të shtresave

nga materiali me indeks të lartë dhe të ulët të thyerjes, secila prej të cilave ka

trashësi prej λ/4. Në strukturën e tillë të treguar skematikisht në fig. b., drita, e

cila është reflektuar nga shtesat me indeks të lartë, nuk pësojnë zhvendosje

fazore gjatë reflektimit, ndërsa rrezet optike të reflektuar nga shtresat me indeks

të ulët, pësojnë zhvendosje fazore prej 180°. Së këndejmi rrezet e

njëpasnjëshme interferohen konstruktivisht në sipërfaqen frontale të filtrit, duke

shkaktuar reflektim të madh të valëve të një gjerësie të kufizuar, e cila varet nga

raporti i indekseve të lartë dhe të ulët të reflektimit. Jashtë kësaj zone me

reflektim të lartë, reflektimi ndryshon drastikisht në një vlerë të ulët. Prandaj,

kompleti i shtresave λ/4 mund të shfrytëzohet si filtër valor.

a b


• Pajisjet për multipleksim/demultipleksim që përdorin filtra valor mund të

ndërtohen me vendosjen e centruar të serisë së filtrave përkatës të brezit lëshues,

me zona të ndryshme të lëshimit të valëve. Filtrat e tillë lidhen në kaskadë në atë

mënyrë që çdo njëri prej tyre të lëshojë një gjatësi të caktuar vale, dhe të reflektojë

të gjitha gjatësitë tjera. Një reflektim i tillë i shumëfishtë për demultipleksim është

treguar në fig. Siç shihet, filtri i parë në kaskadë lëshon një gjatësi, dhe i reflekton

të gjitha gjatësitë tjera mbi filtrin e dytë, i cili lëshon një gjatësi tjetër, dhe reflekton

gjatësitë tjera të mbetura, dhe kështu me radhë.

• Struktura e tillë ka një disavantazh sepse humbja e shtuar (insertion loss) rritet

linearisht me rritjen e numrit të kanaleve të multipleksuara, pasi që humbjet

shkaktohen gjatë çdo reflektimi të njëpasnjëshëm, për shkak të papërsosmërisë së

filtrave dhe vështirësive në mirëmbajtjen e centrimit të mirë.


• Multiplekserët/Demultiplekserët dykanalësh WDM janë pajisje të cilat i kombinojnë gjatësitë valore 1310 nm dhe 1550 nm nga dy porta të veçanta, në një tufë të përbashkët, në rastin e multipleksimit, ose dy valët e tilla të kombinuara i ndanë në dy porta të veçanta, në rastin e demultipleksimit, shih fig. a. Pajisjet e tilla sigurojnë izolim dhe direktivitet të lartë, dhe mundësojnë veprim dykahor ose dual njëkahor, madje edhe për distanca të mëdha.

• Nëse në pikat hyrëse të pajisjes kemi dy bartës me gjatësi përkatëse të valës, sinjali që e lëshon pajisjen, e cila kryen funksionin e multiplekserit, është sinjal i kombinuar (λ1+λ2 ), shih fig. b. Në pajisjen që quhet demultiplekser, sinjali i multipleksuar prej 2 bartësve (λ1+λ2), ndahet sipas gjatësisë valore, dhe në dy pika të ndryshme në dalje, kemi gjatësitë përkatëse valore. Pra, A komunikon me X, ndërsa B me Y. Rëndom njëri kanal shfrytëzon 1310 nm ndërsa tjetri 1550 nm. Pajisjet e këtilla për multipleksim dhe demutipleksim i takojnë grupit të pajisjeve pasive.

a b

Teknologjia CWDM • Te teknologjia CWDM shfrytëzohet laseri i pastabilizuar, dhe në kombinim

me filtrin brezlëshues krijohet hapësirë ndërmjet kanaleve me gjerësi prej 20 nm, fig. a. Dhënësi CWDM ka shpenzim relativisht të vogël, kështu që nuk nevojitet të bëhet kontrollimi i temperaturës së diodave laserike.

• Shumica e sistemeve CWDM i kanë komponentet që punojnë në brezin “C” dhe ”L” (1530 – 1625 nm), por paraqiten edhe të tillë nga brezi “S” (1460 nm – 1530 nm), kështu që në brezat S,C dhe L, ndërmjet gjatësive valore 1460 -1625, mund të vendosen deri në tetë kanale optike, shih fig. b.

• Në teknologjinë CWDM janë realizuar edhe pajisje 16-kanalëshe, të cilat, përveç brezit të përmendur, shfrytëzojnë edhe gjatësitë valore nga brezi “O” dhe “E” (1250 nm - 1410 nm, shih fig. c).

a

b c

Teknologjia CWDM

• Disa prej valëve bartëse në pajisjet 16-kanalëshe të teknologjisë CWDM ndodhen në brezin me dobësim më të madh të sinjalit, kështu që për shfrytëzimin e kësaj teknologjie duhet përdorur fibra speciale monomode, të cilat e zvogëlojnë këtë dobësim. Por, pasi që shumica e kabllove optike monomode që janë në shfrytëzim kanë fibra standarde monomode ku nuk zvogëlohet ky dobësim, duhet pasur kujdes në përdorimin e pajisjeve terminale, të cilat shfrytëzojnë teknologjinë CWDM.

• Teknologjia CWDM mund të përdoret edhe për fibra multimode në brezin nga dritarja e parë (800 nm), por në atë rast ekzistojnë dy ose, eventualisht, katër kanale optike, me shpejtësi prej rreth 500 Mbps.

• Ndryshimi në dobësim te fibrat optike përgjatë tërë brezit, duke përfshirë edhe zonën “water peak” në 1383 nm, kufizon përdorimin e sistemeve CWDM me më tepër se tetë kanale për distanca të mëdha.

• Shumica e sistemeve CWDM shfrytëzojnë të ashtuquejturin laser DFB (Distributed Feedback Laser), që përballon distanca deri në 100 km. Laseri i tillë tregon jostabilitet valor në varësi të temperaturës edhe deri në ± 6 -7 nm, në brezin e temperaturës 0 – 70 oC (rreth ± 0.085 nm/oC). Jostabilitet i këtillë nuk është aq i madh për kanale relativisht të gjera të sistemeve CWDM, kështu që terminalet në teknologjinë CWDM mund të shfrytëzojnë laser DFB shumë të lirë, për shpejtësi deri në 2.5 Gbps.

Teknologjia CWDM

• Brezi i paraparë ndërmjet kanaleve optike prej 20 nm lehtë e përballon jostabilitetin nga ndryshimi i temperaturës, duke lënë në dispozicion 13 nm të brezit për transmetim të papenguar të kanaleve. Karakteristikat e këtilla nuk kërkojnë qarqe të shtrenjta për kontrollim të temperaturës, duke zvogëluar kështu koston dhe disipacionin e sistemeve.

• Shfrytëzimi i numrit më të madh të kanaleve optike në teknologjinë CWDM realizohet me shfrytëzimin e tipave të rinj të fibrave optike, të cilët zvogëlojnë në masë të madhe dobësimin në brezin “E” (“water peak”, shih fig.), duke zvogëluar jonet hidroksile (OH) gjatë procesit të fabrikimit të fibrës. Fibrat e këtillë njihen me emrin fibra LWPF (Low Water Peak Fiber), dhe mundësojnë transmetimin e 18 kanaleve CWDM, ndërmjet 1270 – 1610 nm (shih fig).

• Për implementimin e multipleksimit dhe demultipleksimit të kanaleve, filtrimi optik është proces themelor për funksionimin e sistemeve WDM. Shumica e teknologjive të filtrave WDM shfrytëzon teknikën e filtrave me shtresa të holla të filmit, të cilët mundësojnë ndarjen e kanaleve. Numri i shtresave në filtra përcaktohet nga brezi i kanaleve, kështu që për brezin e një kanali CWDM prej 2500 GHz, nevojiten rreth 50 shtresa të holla të filmit.

Teknologjia DWDM

• Duke pas parasysh rritjen rapide të numrit të shfrytëzuesve të shërbimeve (në fund të vitit 2010 në Evropë ka pas më tepër se 1 bilion abonentë telefonik dhe mbi 400 milionë shfrytëzues të Internetit, ndërsa vetëm në Kinë numri i abonentëve të telefonave mobilë aktualisht është rreth 1 bilion dhe i shfrytëzuesve të Internetit rreth 250 milionë), shtohen edhe kërkesat për rritjen e numrit të kanaleve nëpër një fibër optike, me të cilët do të barten lloje të ndryshme të sinjaleve. • Kërkesat e tilla janë përmbushur me zhvillimin e teknologjisë së transmetimit shumëkanalësh DWDM, në fillim për transmetim 32-kanalësh, pastaj 40-kanalësh, 128 kanale, dhe kohëve të fundit, me hapësirë frekuencore prej 12.5 GHz - 100 GHz (0.1 - 0.8 nm). Për hapësirën prej 12.5 GHz në brezin C dhe L do të mund të transmetoheshin mbi 950 gjatësi të ndryshme. Sistemet e kohëve të fundit me teknologjinë DWDM sigurojnë kapacitet të përgjithshëm prej mbi 1Tbps ose 12.5 milionë thirrje të njëkohshme telefonike nëpër një fibër. • Përparësia e shfrytëzimit të kësaj teknologjie ndërlidhet me përdorimin e gjatësive valore ku fibrat monomode kanë dobësim më të vogël. Sikurse te teknologjia CWDM, edhe këtu gjatësitë e valëve bartëse janë përcaktuar dhe specifikuar nga ITU.

Teknologjia DWDM

• Karakteristikat e favorshme të teknologjisë DWDM për shkak të numrit të

madh të kanaleve në dispozicion nëpër një fibër optike, i japin përparësi në

përdorim kësaj teknologjie ndaj teknologjisë CWDM, me çka dukshëm zvogëlohet

numri i fibrave në shfrytëzim. Por kjo teknologji ka kosto dukshëm më të lartë ndaj

teknologjisë CWDM për shkak të punës më precize dhe kushteve shumë rigoroze

që vendosen gjatë realizimit të vet pajisjeve. Sistemet DWDM mirë të projektuara,

tregojnë siguri mjaft të lartë në punë.

• Teknologjia DWDM shfrytëzon breza shumë të ngushtë ndërmjet kanaleve,

duke filluar nga super-DWDM me distancë prej 12.5 GHZ (0.1 nm), 50 GHZ (0.4

nm), dhe ato që përdorin laserët DFB, me distanca prej 200 GHz (1.6 nm), dhe

100 GHz (0.8 nm). Për të evituar jostabilitetin e tyre valor në varësi të

temperaturës, i cili është i padëshirueshëm për breza të ngushtë të lëshimit,

përdorim laser DFB të stabilizuar, monitorim kompleks dhe ftohje shtesë për

qarqe, që në fakt rrisin koston e sistemit. Pajisjet për filtrim brezgjerë optik në

teknologjinë DWDM bazohen në të njëjtin princip me atë të teknologjisë CWDM.

Por, numri i shtresave të filtrit rritet me ngushtimin e brezit të kanalit.

Funksionet kryesore të sistemeve DWDM

• Funksionet kryesore të sistemit DWDM janë treguar në fig, e cila paraqet strukturën e një sistem katërkanalësh.

Gjenerimi i sinjaleve: Si dhënës (transmetues) apo si burime të dritës përdoren diodat laser (LD) dhe diodat dritemetuese (LED), të cilat duhet të sigurojnë energji drite brenda një brezi të ngushtë valor.

Multipleksimi i sinjaleve: Sistemet DWDM shfrytëzojnë multiplekser për multipleksimin e sinjaleve. Në këtë rast është prezente dobësimi që ndërlidhet me multipleksim dhe demultipleksim, e që varet nga numri i kanaleve. Ky dobësim mund të zvogëlohet me përdorimin e amplifikatorëve që në të njëjtën kohë dhe pa konvertim elektrik amplifikojnë të gjitha gjatësitë valore.

TransmetimiDemultipleksimiMultipleksimi

MarrësatDhënësat

Struktura e sistemeve DWDM

Transmetimi: Gjatë transmetimit të sinjalit me fibër optik duhet të kemi parasysh diafoninë, dobësimin dhe degradimet tjera të sinjalit. Këto mund të zvogëlohen duke kontrolluar ndarjen e kanaleve, tolerancën e gjatësive valore dhe nivelin e fuqisë së laserit. Përgjatë rrugës së transmetimit sinjali mund të amplifikohet.

Demultipleksimi i sinjaleve të pranuara: Sinjalet e multipleksuara duhet të ndahen në pranim. Edhe pse kjo kërkesë për demultipleksim duket shumë më e thjeshtë se multipleksimi, shikuar teknikisht është proces shumë më i komplikuar.

Pranimi i sinjaleve: Sinjalet e demultipleksuara optike detektohet me anë të fotodetektorëve. Demultipleksimi bëhet para detektimit të dritës, sepse fotodetektorët janë pajisje brezgjera që nuk mund të detektojnë gjatësitë e veçanta valore në mënyrë selektive. Funksionet më të rëndësishme të këtyre pajisjeve janë: minimizimi i diafonisë, që është masë për efikasitetin e ndarjes së kanaleve, dhe ndarja efikase e kanaleve, e cila ndërlidhet me dallimin e çdo gjatësie valore.

TransmetimiDemultipleksimiMultipleksimi

MarrësatDhënësat

Multiplekseri optik add/drop

• Në pjesën ndërmjet multipleksimit dhe demultipleksimit të sistemeve DWDM ekzistojnë më tepër gjatësi valore, dhe shpesh ka nevojë që një ose më tepër gjatësi valore në ndonjë pikë përgjatë lidhjës të mund të hiqen ose të shtohen. Këtë funksion e kryen multiplekseri optik Add/Drop (optical add-drop multiplexer – OADM).

• Në vend se të hiqen të gjitha gjatësitë valore, për t’u hequr disa prej tyre, me multiplekserin OADM mund të hiqem vetëm disa prej gjatësive valore, ndërsa të tjerat vazhdojnë më tutje, shih fig. a dhe b.

a

b


• Multiplekseri optik add/drop mund të realizohet me çiftin e multiplekserëve dhe demultiplekserëve, si dhe me një numër të caktuar të komutatorëve optik, të cilët kanë për detyrë që kanale të caktuara, pas demultipleksimit, t’i heqin nga sinjali i multipleksuar optik, dhe në vend të tyre të fusin kanale të reja.

• Nëse nga sinjali WDM duhet të hiqet vetëm një kanal, atëherë mund të shfrytëzohen pajisje shumëportëshe (në fig, a, dy porta P1 dhe P2 ), në të cilat kanali i tillë ndahet në një portë të veçantë, ndërsa kanalet tjera WDM në portën tjetër, shih fig. a, kështu që nuk ka më nevojë për demultipleksim, por vetëm për filtrim (filtri F1 në fig. b).

• Në të njëjtën pozitë të gjatësisë valore të kanalit të hequr mund të shtohet një kanal i ri (me tjetër përmbajtje), nga një portë tjetër, por tash duhet përdorur multiplekseri (M1 në fig. b) për multipleksimin e të gjitha frekuencave. Pajisjet e tilla shpesh quhen add/drop filtra (OADF). Multiplekseri/Demultiplekseri Add/Drop (WDM-D) është pajisje pasive, dhe mund të punojë me 16 (e më tepër) gjatësi valore, me distancë prej 200 GHz ndërmjet tyre.

a b


• Një rast i përdorimit praktik të OADM-ve në rrjetet optike është treguar në fig. a, sipas së cilës katër gjatësi të ndryshme, nga katër dhënës të larguar në mes veti, mund të multipleksohen në pika të ndryshme me përdorimin e multiplekserëve Add/Drop, të shënuar me WDM-D. Në fig. b, është treguar shtimi dhe heqja e gjatësive të ndryshme valore në pikat A, B dhe C.

Vendi 1

Vendi 2

Vendi 3

Vendi 4

WDM-D WDM-D WDM-D

1km1km

2km1l

3l

2l 4l

Mu

l/De

m

1l

2l

3l

4l20 km fibër optike

Vendi kryesor

4l2l 3l1l

a

b

Teknologjia e interpozicionimit

• Teknologjia e interpozicionimit (interleaving) shfrytëzohet më tepër në praktikë, sepse mundëson paketim shumë të dendur të kanaleve DWDM. Kjo teknologji konsiston në dy multiplekser/demultiplekser të ndarë DWDM (shih fig.), që kanë distancë dyfish më të madhe ndërmjet kanaleve.

• Njëri multiplekser/demultiplekser është për kanalet teke, ndërsa tjetri për ato çifte. Kanalet mandej interpozicionohen me interpozicionues/deinterpozicionues (interleaver/de-interleaver), ashtu që të mbulohet i tërë brezi i gjatësisë valore. Kështu p.sh, dy sinjale të multipleksuar me distancë 100 GHz ndërmjet veti, interpozicionuesi optik i interpozicionon, duke formuar një sinjal më të dendësuar DWDM, me kanale në distancë 50 GHz. Procesi mund të përsëritet, duke formuar sinjale edhe më të dendësuar, me distancë 25 GHz ose 12.5 GHz.

Amplifikatori optik EDFA

• Me përdorimin e amplifikatorëve optikë mund të rritet largësia për transmetim

të sinjaleve optike DWDM. Rëndësi kyçe për këtë ka përdorimi i amplifikatorëve

me fibra të pasuruar me erbium (Erbium Doped Fiber Amplifer - EDFA), që

amplifikojnë sinjalin optik drejtpërdrejt (shih. fig.), pa pasur nevojë për konvertim

paraprak në sinjal elektrik, siç veprohet me rastin e përdorimit të rigjenatorëve.

Ky amplifikim realizohet duke u bazuar në faktin se erbiumi i eksituar emeton

dritë në 1540 nm, që është gjatësi valore në të cilën dobësimi është minimal,

dhe të cilën e shfrytëzojnë sistemet DWDM. Energjia e liruar është në formë të

fotoneve me gjatësi valore dhe me fazë të njëjtë me atë të sinjalit në hyrje,

kështu që si e tillë shfrytëzohet për amplifikimin e sinjalit në hyrje.

• Parametrat kryesor të performansave të amplifikatorëve EDFA janë:

amplifikimi rreth 30 dB, karakteristika e rrafshët e amplifikimit, SNR mbi 17 dB.

E metë themelore e amplifikatorëve EDFA është jolinearitet i madh i

karakteristikës frekuencore të amplifikimit të tyre.


• Sinjali i dobësuar hynë në fibrën e pasuruar me erbium, në të cilën futet drita me gjatësi valore 980 ose 1480 nm, nëpërmjet të laserit për pompim (pump laser, në fig). Drita e tillë i eksiton atomet e erbiumit për të emetuar energji shtesë në formë të dritës me gjatësi valore prej 1540 nm. Pasi që ky proces vazhdon nëpër fibër (10 - 50 m), sinjali bëhet gjithnjë e më i fuqishëm. Duhet theksuar se stimulimi i këtillë i atomeve të erbiumit fut zhurmë në sistem.

• Dy izolatorët optik (ISO) (nga një për dy skajet e EDFA-së) sigurojnë transmetim të njëkahshëm të sinjalit optik në zonën e amplifikimit, ndërsa filtri për amplifikim të njëtrajtshëm (Gain Flatting Filter – GFF) mundëson që fuqia në dalje të jetë njëtrajtësisht e shpërndarë në të gjitha gjatësitë valore.

• Fuqia optike në dalje paraqet shumën e fuqive të sinjaleve optike të të gjitha gjatësive valore, kështu që fuqia për një kanal varet nga numri i kanaleve të cilët transmetohen nëpër fibër optike. Sistemi për kontroll drejtohet nga një mikrokontroler (microcontroller) dhe siguron që amplifikimi të realizohet gjithmonë në nivele optimale të funksionimit.


• Zona e amplifikimit te pasurimi me erbium ndodhet në një pjesë mjaft të ngushtë të brezit C dhe L (ndërmjet 1530 – 1560 nm), kështu që edhe gjatësitë valore vendosen në mënyrë të ngjeshur në këtë zonë, në mënyrë që të transmetohen dhe të amplifikohen sa më tepër kanale. Kjo shkakton përzierje të kanaleve fqinje, prandaj nevojitet të konstruktohen amplifikatorë me brez më të gjerë, në mënyrë që kanalet të jenë sa më të larguar ndërmjet veti. Së këndejmi, është imponuar nevoja e përftimit të fibrave të pasuruar me erbium, me brez të dyfishtë: njëri i njëjtë me EDFA-n (1530 - 1560 nm), ndërsa i dyti është EBFA (extended band fiber amplifier), me brez ndërmjet 1570 -1610 nm.

• Realizimi i EBFA-s ka rëndësi të madhe për përmbushjen e kërkesave gjithnjë në rritje për kapacitete shtesë të transmetim. Zhvillimet e fundit kanë zgjeruar edhe më tepër brezin e shfrytëzueshëm të fibrave, kështu që tipi i ri i fibrës së të gjitha gjatësitë valore është fibra brezgjerë (allwave fiber), e cila, për dallim nga fibra klasike, nuk ka dobësim të madh në 1385 nm, prandaj brezi i lëshimit është ndërmjet 1260 - 1625 nm. Në fig. është treguar lakorja e dobësim të vogël të fibrës brezgjerë (me ngjyrë të kuqe), krahas lakores së fibrës klasike.

1250 1350 1450 1550 16501300 1400 1500 1600

(nm)

Do

bë

sim

i (d

B/k

m)

1700 1750

0.6

0.55

0.5

0.45

0.4

0.35

0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

λFibra brezgjerë eliminon majën e dobësimit në 1385 nm

Fibra klasike (1440-1625 nm)

Fibra brezgjerë (1260-1625 nm)

230 kanale

380 kanale

Amplifikatori i Ramanit

• Karakteristikë kryesore e këtij amplifikatori është fakti se shfrytëzon efektin e

Ramanit, i cili ndodh gjatë interakcionit të dritës dhe materialit (siç është fibra), me

ç’rast shkaktohet zhvendosja e disa fotoneve në një gjatësi tjetër valore, rëndom më

të madhe. Prandaj, është e mundur që duke pompuar dritë me gjatësi më të vogël se

ajo e sinjalit, të amplifikohet vet sinjali.

• Amplifikimi ndodh kur sinjali me të njëjtën gjatësi valore sikurse ajo e rrezatimit të

Ramanit (për shkak të pompimit) kalon nëpër fibër, shih fig. a. Sinjali i tillë stimulon

rrezatimin e Ramanit, dhe ky rrezatim ndodh në të njëjtën gjatësi valore me atë të

sinjalit, duke rritur kështu intensitetin e vet sinjalit.

• Amplifikatori i Ramanit, përkundër fuqisë së madhe të laserit për pompim, ka

amplifikim të vogël. Por, për dallim nga EDFA të cilit erbiumi ia dikton gjatësinë valore,

ky amplifikon cilën do gjatësi valore. Me pompimin e më tepër gjatësive valore, shih

fig. b, mund të arrihet amplifikim mjaftë i njëtrajtshëm në një brez të gjerë.

a b

Amplifikatorët optikë

Hierarkia digjitale sinkrone

• Hierarkia digjitale sinkrone (Synchronous Digital Hierachy - SDH) është teknika më e përhapur në rrjetet telekomunikuese sinkrone me shpejtësi të lartë, ku si medium transmetues përdoret fibra optike, edhe pse mund të përdoren edhe kablloja koaksiale ose lidhjet radiorele. Hierarkia e tillë ka të gjitha cilësitë për përdorim efikas si në rrjetet për akses ashtu edhe në rrjetet e komunikimit transit.

• Teknika e këtillë sinkrone ose e sistemuar në kohë mundëson që menaxhuesi i rrjetit të jetë në gjendje të dijë pozitën e saktë kohore dhe hapësinore të sinjaleve të koduara të abonentit në brendësi të sinjalit brezgjerë.

• Në krahasim me llojet tjera të rrjeteve tradicionale, SDH është një mënyrë krejtësisht e re e organizimit që për abonentët dhe menaxhuesit e rrjetit ofron këto përparësi:

Kompleksitet me të vogël të qarqeve, së këndejmi edhe kosto më të ulët të pajisjeve;

Mundësi më të mëdha të shtimit/heqjes së sinjaleve tributare (pjesëmarrëse) të shpejtësive të caktuara, pa përdorimin e multipleksimit/demultipleksimit të tërë sinjalit të përbërë brezgjerë, i cili bart sinjalet e tilla;

Aftësi për të kryer në mënyrë më të efektshme funksionet e multipleksimit dhe të komutimit;

Mundësi për kompatibilitet të lartë;

Funksione të avancuara të kontrollit dhe të diagnostifikimit;

Lehtësi për arritje të shpejtësive më të larta të transmetimit.

Teknologjia SDH si standard ndërkombëtar

• Objektivat që nxitën studimin dhe realizimin e teknologjisë SDH konsistojnë në:

Pajisjen e operatorëve dhe menaxhuesve të rrjetit të telekomunikacionit me sisteme fleksibile dhe ekonomike të transmetimit. Ky objektiv përmbushet me përdorimin e multiplekserëve ADM si elemente të posaçme të rrjetit që integrojnë më tepër funksione.

Realizimin e një standardi ndërkombëtar që është kompatibil me standardin SONET të SHBA-së, Kanadasë dhe Japonisë. Këtë e mundëson teknika SDH, si standard i rrjeteve ndërkombëtare, sepse lejon bartjen e sinjaleve tributare brezgjera, pavarësisht nga standardi që i referohen. Një aspekt tjetër i rëndësishëm i teknikës SDH është fakti se kjo teknologji është plotësisht kompatibile me rrjetet ekzistuese të transmetimit dhe me teknikën e multipleksimit me hierarki digjitale plesiokrone (Plesiochronous Digital Hierarchy - PDH), e cila bazohet në sinjalet tributare prej 64 Kbps. Pra, të gjitha sinjalet tributare që përdoren në rrjetet e sotme plesiokrone mund të transmetohen nëpërmjet të rrjetit SDH. Prandaj kapacitetet transmetuese të teknikës SDH i plotëson kërkesat për shërbime të reja të abonentëve.

Sigurimin e menaxhimit dhe të kontrollit të rrjetit të telekomunikacionit gjatë transmetimit pa shkëputje nga rrjeti (transmetimit on-line). Ky objektiv arrihet me bashkëveprim intensiv dhe bashkpërkrahje reciproke ndërmjet rrjetit SDH dhe rrjetit për menaxhim telekomunikues (TMN).

Karakteristikat kryesore të teknikës SDH

• Karakteristikat kryesore dhe avantazhet që i ofron teknika SDH, janë:

1. Teknika SDH është metodë multipleksimi që bazohet në sinjale tributare sinkrone të strukturuar në bajtë (oktete) dhe përmban strukturën 64 Kbps, e cila është bazë për teknikën e multipleksimit PDH;

2. Teknika SDH mund të trajtojë disa mijëra kanale me shpejtësi prej 64 Kbps, si një kanal të vetëm brezgjerë;

3. Në teknikën SDH mund të multipleksohen kanalet brezgjera me kapacitete të ndryshme;

4. Informacionet për menaxhim dhe për kontroll të rrjetit janë të lidhura drejtpërdrejt me sinjalet e transmetuara;

5. Teknika SDH garanton shtrirje të shërbimeve me shpejtësi të lartë transmetimi;

6. Kjo teknikë siguron një standard unik për nivelet hierarkike dhe për eliminimin e problemeve të ndërlidhjes ndërmjet rrjeteve evropiane, amerikane dhe japoneze;

7. Teknika SDH siguron ndërlidhje të standardizuar optike, duke lejuar kështu kompatibilitet ndërmjet terminaleve të ndryshëm dhe elementeve të tjera të rrjetit;

8. Kjo teknikë lejon integrimin e më shumë funksioneve (multipleksim, komutim, transmetimit) në një element të vetëm të rrjetit, siç është p.sh. multiplekseri ADM.

Karakteristikat kryesore të teknikës SDH

• Hierarkia digjitale sinkrone, në saje të përparësive të përmendura, e ka zëvendësuar hierarkinë PDH. Përparësitë nga pikat 6, 7 dhe 8 që i ofron ky rrjet, dhe standardizimi i funksioneve të transmetimit, menaxhimit dhe të kontrollit të rrjetit, krijojnë mundësinë që operatori të sigurojë shtrirje në më tepër vende, dhe ulje të kostos së pajisjeve të ndryshme.

• Një kufizim i hierarkisë digjitale sinkrone (SDH) ndërlidhet me faktin se kjo teknikë e multipleksimit nuk është optimizuar për transmetimin e sinjaleve me shpejtësi prej 2 Mbps dhe 34 Mbps.

• Kufizimi tjetër buron nga ajo që niveli themelor i teknikës SDH prej 155.52 Mbps, në disa raste (p.sh. në vendet rurale) mund të jetë i madh, dhe si i tillë i papërdorshëm në mënyrë efektive. Në vende të tilla mund të përdoren sisteme radiorele me kapacitet prej 51.840 Mbps (pra 1/3 e 155.52 Mbps), që rrisin kompleksitetin dhe koston e sistemit për shkak të unifikimit të ndërlidhjes ndërmjet këtij sistemi dhe pjesës tjetër të rrjetit që bazohet në teknikën SDH.

• Si faktorë kufizues për zgjerimin dhe përdorimin e pajisjeve SDH mund të

konsiderohen edhe: kostoja akoma e lartë, karakteristikat jo edhe aq të

favorshme në lidhje me fleksibilitetin dhe kohëzgjatjen e rikonfigurimit të rrjetit,

mekanizmin kompleks të përdorimit të tregueseve (pointers) dhe shkallën e

lartë të përdorimit të softuerit, që e bënë sistemin SDH të rrezikuar nga viruset

dhe gabimet.

Parimet e funksionimit të rrjetit SDH

• Me qëllim të garantimit të një menaxhimi dhe kontrolli on-line të rrjeteve të telekomunikacionit dhe të shërbimeve për abonentë, teknika SDH, siç u tha, bazohet në një bashkëveprim intensiv të rrjetit SDH dhe rrjetit TMN. Rrjeti TMN, edhe pse është rrjet i pavarur nga rrjeti SDH, i shfrytëzon të njëjtët kanale që shërbejnë për komunikim, kështu që informacionet e abonentëve dhe ato të menaxhimit dhe të kontrollit të rrjetit përfshihen në një kuadër dhe transmetohen nëpërmjet të njëjtit mediumit fizik.

• Informacionet e sinjaleve tributare vendosen në pjesën e kuadrit të rezervuar për ngarkesën e dobishme (payload), ndërsa informacionet përkatëse të menaxhimit dhe të kontrollit të rrjetit SDH, vendosen në pjesën e kuadrit të rezervuar për bitët shtesë që quhet ballinë (overhead), shih fig. (RSOH dhe MSOH).

• Menaxhimi dhe kontrolli on-line mundësojnë që në rast defekti ose dobësimi të sinjalit në rrjetin transmetues të kryhet lokalizimi dhe riorientimi i sinjaleve në rrugë tjetër alternative të rrjetit, në mënyrë fleksibile dhe të shpejtë. Pra, funksionet e menaxhimit dhe të kontrollit on-line që kryhen nga rrjeti TMN, duke siguruar efikasitet maksimal me numër minimal të pajisjeve, mundësojnë optimizimin e shfrytëzimit të rrjetit dhe të cilësisë së shërbimeve me kosto ekonomike.

Shtresëzimi i rrjetit transmetues SDH

• Për të thjeshtuar përshkrimin e një rrjeti transmetues SDH, përdoret modeli i rrjetit që bazohet në konceptin e shtresëzimit dhe të ndarjes së çdo shtrese në nënshtresa, shih fig.

• Shteg (path) quhet lidhja ndërmjet nyjës së rrjetit SDH në të cilën montohet kontejneri virtual (Virtual Container – VC) dhe nyjës së rrjetit SDH në të cilën ky kontejner çmontohet. Kontejneri virtual është një strukturë informacioni që bartet nëpër rrjet, i cili montohet dhe çmontohet në ose afër pikave përfundimtare të shërbimit.

• Dallojmë shtegun e rendit të ulët (Low Order Path - LO), i cili i dedikohet transmetimit të kontejnerëve virtualë të nivelit të ulët (VC-11, VC-12, VC-2) dhe shtegun e rendit të lartë (High Order Path - HO), i cili është paraparë për transmetimin e kontejnerëve virtualë të nivelit të lartë (VC-3, VC-4), shih tab.


• Seksion quhet lidhja për transmetim që përcaktohet nga dy pajisje fundore të linjës ose nga dy stacione radiorele.

• Seksioni kryen transmetimin e moduleve të transportit sinkron të nivelit N

(Synchronous Transport Modules-level N - STM-N), që përfaqësojnë nivelet e

multipleksimit të hierarkisë SDH, dhe që karakterizohen me shpejtësinë e

nivelit themelor (STM-1) prej 155.52 Mbps, përkatësisht nga shumëfishat e

kësaj shpejtësie (STM-N), ku N = 1, 4, 16, 64, 256, 1024 (në fazën e testimit).

STM -1024 – 159252.48 Mbit/s (160 Gbit/s) ose 2,405,376 kanale telefonike.

• Dallojmë seksionin e multipleksimit (Multiplex Section - MS) dhe seksionin e rigjenerimit (Regenerator Section - RS ), shih fig.


• Seksioni i multipleksimit MS realizon lidhjen transmetuese të përcaktuar nga dy multiplekser, dhe përfshin mediumin transmetues (fibrën optike), pajisjet fundore që e përcaktojnë seksionin dhe rigjeneratorët e mundshëm, që janë të pranishëm përgjatë linjës.

• Seksioni i rigjenerimit RS realizon lidhjen për transmetim të përcaktuar nga një multiplekser dhe një rigjenerator ose nga dy rigjeneratorë, dhe përfshin mediumin transmetues (fibrën optike) dhe pajisjet që e përcaktojnë atë seksion. Nga fig. shihet se në kuadër të njëtit shteg mund të ketë më shumë seksione të multipleksimit (MS) dhe në kuadër të njëjtit seksion të multipleksimit mund të ketë më shumë seksione të rigjenerimit (RS).


• Modeli i shtresëzimit është i një rëndësie të madhe për menaxhim dhe kontroll on-line të rrjeteve të telekomunikacionit, që është një nga kërkesat themelore, e cila shtrohet për teknologjinë SDH.

• Në fig. shihet se çdo shtresë e rrjetit SDH shoqërohet nga ballina (overhead),

bitët e të cilës shërbejnë për zbulimin e gabimeve dhe defekteve dhe për

kontrollin e alarmeve. Për këtë qëllim janë përkufizuar: ballina e shtegut (path

overhead - POH), që shoqëron shtegun e rrjetit të transmetimit sinkron SDH, dhe

ballina e seksionit (section overhead – SOH), që shoqëron seksionin e rrjetit të

transmetimit SDH. Treguesit (Pointers) janë bitët e rezervuar që tregojnë fillimin e

ngarkesës së dobishme në kuadrin themelor (STM-1 PAYLOAD). Struktura

informative e tregueseve (pointers) së bashku me segmentin e dobishëm të

kuadrit STM-1 (VC-4) quhet njësi administrative AU-4 (Administrative Unit 4).

AU-4

Struktura e kuadrit të SDH

• Kuadri themelor në SDH është kuadri STM-1, i cili ka gjatësi prej 2430 bajtëve,

dhe është i ndarë në 9 segmente të njëjta, që kur rreshtohen njëri nën tjetrin (shih

fig. a), japin një formë karakteristike me të cilën paraqitet struktura e të gjitha

sinjaleve SDH. Kështu i paraqitur, kuadri STM-1 ka 9 rreshta me 270 bajtë, dhe

transmetohet rresht pas rreshti (shih fig. b). Ashtu sikurse të gjithë kuadrat e

niveleve N (STM-N), edhe kuadri themelor STM-1, zgjat 125 μs, që i përgjigjet

frekuencës prej 8 kHz, ndërsa shpejtësia e STM-1, e cila është shpejtësi themelore

e standardit SDH, është: 2430×8×8000 = 155520 Kbps. Prandaj, çdo bajt brenda

kuadrit është ekuivalent me shpejtësinë prej 64 Kbps (sepse 155520 : 2430 = 64).

a b

SDH multipleksimi

Në fig. a, është treguar mënyra e formimit të STM-4 (622.08 Mbps = 4 x 155.52)

nga katër STM-1 (155.52 Mbps). Njësoj veprohet edhe për rangje më të larta

hierarkike (STM-16, STM-64, STM-256, STM-1024). Shihet se edhe kuadrat e

niveleve më të larta zgjasin aq sa zgjat kuadri i nivelit themelor - STM-1, pra 125 µs.

Në fig. b, është treguar struktura e kuadrit STM-16, ndërsa ballina e seksionit - SOH

është ndarë në ballinën e seksionit të rigjenerimit (Regeneration Section OverHead

– RSOH) dhe ballinën e seksionit të multipleksimit (Multiplex Section OverHead -

MSOH).

a

b

Sistemet radiotransmetuese

• Përparësia më e rëndësishme e radiotransmetimit ndaj transmetimit kabllor është fakti se radiotransmetimet nuk kërkojnë medium fizik prej materiali të fortë. Gjithashtu, radiosistemet instalohen shpejt, dhe kostoja e investimeve zvogëlohet për shkak se nuk ka nevojë për mihje dhe shtrirje të kabllos në tokë.

• Një faktor i rëndësishëm që kufizon përdorimin e radiotransmetimeve është fakti se frekuencat më të përshtatshme tashmë janë në shfrytëzim, ndërsa gjithnjë e më tepër paraqiten sisteme me kërkesa për breza më të gjerë frekuencor. Përdorimi i radiofrekuencave është rregulluar nga: ITU-R, në nivel global, ETSI-ja, në nivel evropian, FCC-ja, në ShBA. Për të implementuar një radiosistem nevojitet licencë nga autoriteti përkatës shtetëror për telekomunikime.

• Shembuj të sistemeve që shfrytëzojnë radiovalët janë: sistemet publike celulare, radiosistemet mobile profesionale, telefonat pa tel (cordless telephones), radiotransmetimi i programit të radios dhe atij televiziv, komunikimet satelitore dhe WLAN (shih slajdin e ardhshëm).

Frekuencat që shfrytëzohen në sisteme të ndryshme

Sistemet mikrovalore radiorele

• Sistemet mikrovalore radiorele janë radiosisteme që mund të shfrytëzohen për transmetim ndërmjet dy pikave, dhe shpesh janë zgjidhje alternative e sistemeve me kabllo metalike ose optike.

• Sistemet e këtilla shndërrojnë sinjalet që bartin informacionet në radiovalë (dhe e kundërta), dhe kryejnë edhe funksionin e kontrollit dhe të monitorimit të defekteve nga distanca nëpërmjet të një qendre të menaxhimit të rrjetit. Në fig. është ilustruar struktura e sistemit radiorele që shfrytëzohet në rrjetet telekomunikuese ndërmjet dy pikave.

Sistemet mikrovalore radiorele

• Sistemet mikrovalore radiorele zakonisht punojnë në radiofrekuencat nga 1 GHz deri në 40 GHz, dhe frekuencat e tilla fokusohen me antena mikrovalore parabolike. Distancat që realizohen për komunikime, të cilat varen nga frekuencat në përdorim dhe nga karakteristikat e sistemit, janë nga disa km, deri në rreth 50 km. Radiovalët te këto sisteme përhapen sipas një vije të drejtë që quhet transmetim në domenin e dukshmërisë optike (line-of-sight transmission).

• Pasi që dobësimi i radiovalëve në hapësirën e lirë rritet me rritjen e frekuencës, distanca e komunikimit zvogëlohet. Në dobësimin e sinjalit dhe në kualitetin e transmetimit të radiovalëve, në frekuenca shumë të larta, ndikojnë edhe kushtet atmosferike. Kjo kufizon distancën maksimale të transmetimit dhe brezin e disponueshëm frekuencor, i cili është i përshtatshëm për radiotransmetim. Në fig. janë dhënë distancat tipike për breza të ndryshëm frekuencor, ku p.sh, për brezin 7 - 8 GHz, distanca është mbi 30 km.

Transmetimet satelitore

• Në komunikimet satelitore përsëritësi mikrovalor është vendosur në satelit, shih fig. a. Stacioni tokësor transmeton në drejtim të satelitit, në një frekuencë (p.sh 6 GHz), ndërsa sateliti rigjeneron dhe transmeton sinjalin në drejtim të tokës, në një frekuencë tjetër (p.sh. 4 GHz). Frekuencat e rezervuara për komunikime satelitore janë ndërmjet 1GHz dhe 30GHz.

• Në fig. a, është treguar transmetimi nga një pikë në tjetrën me ndërmjetësimin e një sateliti gjeostacionar, i cili orbiton në të ashtuquajturën orbitë “gjeosatcionare”, (orbita mbi ekuator), kështu që, nga pikëvështrimi i stacionit tokësor, sateliti duket se gjatë gjithë kohës është në lokacion të njëjtin. Kjo orbitë është në distancë rreth 36,000 km nga ekuatori në sipërfaqen e tokës. (22.287 milje, shih fig. b).

• Vonesa e përhapjes nga stacioni tokësor i transmetimit deri në stacionin tokësor të pranimit është rreth 250 ms. Prandaj, vonesa e tillë çrregullon komunikimin, sepse folësi duhet të presë rreth 0.5 sekonda përgjigjen e bashkëbiseduesit.

a

b

Komunikimet mobile

• Zbatimi kryesor për komunikimet pa tel (wireless communications) ka qenë të folurit, kështu që radiotelefonat kanë qenë në përdorim për shumë dekada. Por, kapaciteti i sistemeve të këtilla ka qenë shumë i kufizuar. Rrjetet e tilla të radiotelefonit janë përbërë vetëm prej disa stacioneve bazë (base station - BS) me të cilët kanë komunikuar njësitë mobile. Çdo stacion bazë ka mbuluar një zonë të madhe gjeografike.

• Numri i thirrjeve të njëkohshme brenda zonës së mbuluar nga një BS ishte i kufizuar me numrin e kanaleve në dispozicion për këtë BS, ndërsa kapaciteti i sistemeve të këtilla ishte i vogël, kështu që shërbimi radiotelefonik ishte në dispozicion vetëm për nevoja profesionale.

• Gjatë viteve të ’70-ta, zhvillimi i komutimit digjital dhe i teknologjive të informacionit bëri të realizueshëm sistemet moderne të telefonisë celulare, duke zgjidhur kështu problemin e kapacitetit. Në fund të viteve të ’70-ta, në shtetet Nordike, ShBA dhe në Japoni u zhvilluan standarde të ndryshme celulare analoge.

• Duke u bazuar në faktin se parimet e përbashkëta për sistemet celulare vlejnë për çdo rrjet mobil tokësor publik, në vazhdim do të shtjellohet ideja dhe funksionimi i sistemeve radiocelulare në përgjithësi. Kjo bëhet me qëllim që të kuptohet se çka kërkohet nga një rrjet për të iniciuar ose pranuar një thirrje nga cilado pikë në botë. Kërkesë e natyrshme për këtë qëllim është që të jenë në dispozicion shërbime kompatibile.

• Për ilustrim do të shfrytëzohet teknologjia GSM (Global System for Mobile communications), si një shembull i sistemit celular digjital, sepse aktualisht është teknologji digjitale dominante.

Principet e rrjeteve celulare

• Kufizimi kryesor i rrjeteve të radiotelefonisë konvencionale ka qenë kapaciteti i vogël për shkak të brezit të kufizuar frekuencor, i cili është në dispozicion për këtë shërbim. Rrjetet celulare sigurojnë një zgjidhje për këtë, duke shfrytëzuar të njëjtat frekuenca në më tepër zona brenda rrjetit.

• Principi i këtillë i ripërdorimit të frekuencës (frequency reuse) me anë të strukturës së rrjetit celular është zbuluar gjatë viteve të 60-ta në Laboratorët e Bell-it. Zhvillimi teknik në fund të viteve të ‘70-ta për: kontrollin e radiofrekuencave, mikroprocesorët dhe për teknologjitë softuerike, i kanë bërë rrjetet celulare të realizueshme.

• Karakteristikat e përgjithshme, më të rëndësishme, të sistemeve celulare janë:

Ripërdorimi i frekuencës: siguron numër shumë më të madh të kanaleve të komunikimit se sa numri i kanaleve që i janë rezervuar (allocated) sistemit.

Kalimi automatik ndërcelular ose handoveri (handover): siguron kontinuitet të komunikimit kur paraqitet nevoja e ndryshimit të stacioneve bazë.

Monitorimi kontinual i komunikimit ndërmjet stacionit mobil (mobile stations - MS) dhe BS-së: kontrollon kualitetin dhe detekton nevojën për kalim në celulën tjetër.

Përcaktimi automatik i vendndodhjes së stacioneve mobile brenda rrjetit: siguron që thirrjet të drejtohen drejtë stacioneve mobile.

Përcjellje e vazhdueshme e kanalit të përbashkët nga stacionet mobile të rrjetit: sigurojnë pranimin e thirrjes.

Principet e rrjeteve celulare

• Në fig. janë dhënë elementet themelore të një rrjeti të thjeshtuar celular.

• Stacionet bazë janë radiodhënës/radiomarrës, nëpërmjet të cilëve stacionet mobile (telefonat) janë të lidhur në rrjetin me tel (wire-line network), shih fig.

• Stacionet bazë janë të lidhur në qendrën e komutimit mobil (mobile switching center - MSC) me lidhje digjitale me shpejtësi primare (2 Mbps ose 1.5 Mbps), e cila funksionon sikurse një central lokal në rrjetin fiks. Përveç komutimit dhe funksioneve tjera të një centrali të zakonshëm telefonik, MSC-ja përcjellë lëvizjen e abonentit me ndihmën e regjistrave të vendndodhjes.

• Të gjitha rrjetet celulare janë të projektuara të punojnë si rrjete për akses, dhe qëllimi kryesor është që nga rrjeti fiks global telekomunikues të ketë akses drejtë shfrytëzuesve mobilë. Rrjetet mobile celulare gjithmonë mbështeten në rrjetin fiks dhe nuk kanë hierarki të komutimit si në rastin e rrjetit fiks, ndërsa thirrjet ndërkombëtare realizohen nëpërmjet të rrjetit fiks.

Struktura e rrjeteve celulare

• Struktura e detajuar e rrjetit radiocelular, terminologjia e elementeve të rrjetit dhe funksionet e caktuara të tyre, varen nga teknologjia e rrjetit që trajtohet.

• Në vend të mbulimit të një zone të tërë me radiostacione fikse me fuqi të madhe, siç është vepruar me radiosistemet e gjeneratës së vjetër, e tërë zona e rrjetit celular ndahet në celula të vogla prej disa kilometrash (ose edhe më pak), siç është treguar në fig. Zonat ku dendësia e abonentëve është me e madhe mbulohen me celula me të vogla, në krahasim me zonat me dendësi më të vogël të abonentëve. Fuqia e BS-ve dhe MS-ve zvogëlohen në mënyrë automatike me zvogëlimin e madhësisë së celulave.


• BS-të dhe MS-të kontrollohen për të mbajtur fuqinë e tyre transmetuese sa të jetë e mundur më të vogël, sepse si e tillë nuk i pengon shfrytëzuesit tjerë që shfrytëzojnë të njëjtën frekuencë (ripërdorimi i frekuencës), e që ndodhen në celulën jofqinje, pra disa celula larg nga kjo celulë. Në këtë mënyrë, çdo frekuencë e kanalit mund të ripërsëritet, kështu që në parim, me zvogëlimin e madhësisë së celulave, operatori i rrjetit mund të rrisë kapacitetet pa kufizim. Natyrisht, kjo kërkon investime shtesë në lokacionin e BS-ve të shtuara.

• Faktori i ripërdorimit të frekuencës (frequency reuse factor, shih fig.) tregon se sa shpesh përdoret çdo frekuencë bartëse dhe varet nga sistemi. Grupi i celulave pa përsëritje të frekuencave quhet grupim (cluster), dhe në fig janë treguar me ngjyra të ndryshme.

• Madhësia dhe numri i celulave në një grupim përcakton efikasitetin spektral (spectral efficiency) të sistemit celular, i cili tregon se sa i efektshëm është shfrytëzimi i spektrit nga sistemi, dhe varet nga teknika e aksesit të shumëfishtë. Shkalla e efikasitetit spektral mundëson që të bëhet vlerësimi i kapacitetit të një sistemi mobil komunikues.


• Në sistemin celular me akses të shumëfishtë me ndarje kodi (Code division multiple access - CDMA), ku çdo shfrytëzuesi i rezervohet një kod unik, celulat fqinje mund të shfrytëzojnë të njëjtën frekuencë bartëse, ndërsa sistemimi i kanaleve (channeling) bazohet në ndarjen e kodit (në vend të frekuencës, te aksesi i shumëfishtë me ndarje frekuencore (Frequency division multiple access - FDMA), ose të intervalit kohor (time slot), te aksesi i shumëfishtë me ndarje kohore (Time division multiple access - TDMA)), shih fig.

• CDMA është teknikë sipas të cilës të gjithë shfrytëzuesit shfrytëzojnë njëkohësisht të njëjtën frekuencë, kështu që është evidente ndërthurja e sinjaleve. Pasi që ndarja e një shfrytëzuesi nga një brez i ngushtë (ku janë edhe sinjalet e shfrytëzuesve të tjerë) është e vështirë, sinjali i çdo shfrytëzuesi kodohet me një sekuencë të veçantë për çdo shfrytëzues. Përveç kësaj sinjali modulohet, në mënyrë që të fitohet një sinjal me shpejtësi shumë më të madhe se shpejtësia e të dhënave që transmetohen (pra sinjal me spektër të zgjeruar (expanded spectrum)). Nga sinjali i tillë me spektër të zgjeruar, lehtë mund të ndahet një shfrytëzues nga grupi i shfrytëzuesve të tjerë në pranim, pasi që tash dihet sekuenca e kodit me të cilin është koduar (shih fig. në slajdin e ardhshëm).

CDMA

CDMA: dhënësi kodon, ndërsa

marrësi dekodon sinjalin

CDMA

• Të gjithë shfrytëzuesit, nëpërmjet të kodit unik të secilit prej tyre (digital

encoding), i dërgojnë të dhënat në të njëjtin pjesë të spektrit brezgjerë (wide-

band), shih fig. Në pranim, gjatë dekodimit digjital (digital decoding), kodi i tillë

unik shfrytëzohet për kthimin e sinjalit në formën paraprake.

CDMA


• Rezultat i zvogëlimit të madhësisë së celulave janë aparatet telefonike më të përshtatshëm dhe më të lirë dhe kohëzgjatja më e madhe e shfrytëzimit të baterisë së tyre. Fuqia e vogël transmetuese siguron gjithashtu përmirësim të sigurisë nga pikëvështrimi i përdoruesit, duke pas parasysh brengën e përgjithshme nga efektet e pafavorshme në shëndet, si pasojë e pajisjeve terminale të dorës (handheld terminals).

• Për dallim nga rrjeti konvencional fiks, ku thirrjet gjithmonë drejtohen në një prizë fikse të telefonit, në rrjetin celular abonenti në një moment ndodhet në një celulë, ndërsa më vonë mund të kalojë në një celulë tjetër. Për këtë arsye në rrjet duhet inteligjencë shtesë që siguron vendosjen e lidhjes me celulën ku ndodhet abonenti i thirrur në atë moment.

• Për të realizuar këtë, rrjetet celulare kanë dy baza (regjistra) të të dhënave, të cilat mundësojnë menaxhimin e mobilitetit të abonentëve: regjistrin e abonentëve amë (home location register - HLR) dhe regjistrin e abonentëve vizitues (visitors location register - VLR).

Regjistrat HLR dhe VLR

• Për përdorimin e telefonin mobil, abonentët së pari duhet të regjistrohen në HLR-në e operatorit të tyre mobil. Pra HLR-ja është bazë amë e të dhënave të abonentëve ose shfrytëzuesve të regjistruar. Regjistri HLR memorizon informacionet e përditësuara të abonentëve: vendin ku ndodhen në atë çast (në zonën e cilit regjistri VLR), cilat shërbime kanë të drejtë t’i shfrytëzojnë, numrin ku duhet transferuar thirrjet. Regjistri HLR është pikë qendrore globale ku janë në dispozicion informacionet e abonentëve, pavarësisht se ku ndodhen ata. Kur thirrja u drejtohet atyre, numri i telefonit të abonentëve të thirrur tregon rrjetin ku mund të ndodhet HLR-ja e tyre.

• Regjistri VLR memorizon informacionet për çdo abonent në zonën e tij, dhe informon HLR-në kur abonenti i ri arrin në atë zonë. Pra VLR-ja është bazë e të dhënave të shfrytëzuesve momental në zonën e mbulimit. Kur shfrytëzuesit e tillë largohet nga ajo zonë, të dhënat e memorizuara fshihen nga ai regjistër. Regjistri VLR përmban gjithashtu informacione më të sakta se në cilën celulë ose grupim të celulave duhet drejtuar thirrjet hyrëse (incoming calls), të cilat i dedikohen një abonenti të caktuar. Regjistri VLR rëndom është i integruar në një MSC, ndërsa HLR-ja zakonisht është një sistem efikas, fizikisht i ndarë i bazës së të dhënave, dhe mund t’i shërbejë disa MSC.

Radiokanalet

• Siç shihet në fig. a, çdo BS siguron dy lloje të kanaleve: kanalin e përbashkët për kontroll (common control channel) dhe kanalet e dedikuara (dedicated channels) për komunikim.

• Në lidhjen nga rrjeti kah stacionet mobile (downlink) ose në drejtimin direkt (forward direction), fig. b, në kanalin e përbashkët të kontrollit të çdo celule dërgohen informacionet për: identifikimin e rrjetit, identifikimin e vendndodhjes, nivelin e fuqisë së projektuar, mesazhet njëdrejtimëshe (paging messages) për thirrjet hyrëse (incoming calls) në MS.

a

b

Radiokanalet

• Kur MS-të janë në gjendje jovepruese (idle mode), pra kur nuk gjenerojnë thirrje dalëse (ongoing call), ata përcjellin (listen to) në kontinualitet kanalin e përbashkët të kontrollit të një celule, fig. a.

• Në lidhjen nga stacionet mobile në rrjet (uplink) ose në drejtimin e kundërt (reverse direction) të kanalit të përbashkët të kontrollit fig. b, MS-të dërgojnë mesazhet për vendosjen e lidhjes (call-request messages), në rastin e thirrjeve dalëse, dhe mesazhet e përditësuara të lokacionit (location update messages), kur MS-të kalojnë në një zonë të re të vendndodhjes.

a

b

Radiokanalet

• Për çdo thirrje rezervohet një kanal i dedikuar për komunikim, kështu që thuhet se MS-ja është në gjendje të dedikuar për aq kohë sa zgjatë thirrja përkatësisht biseda. Në çdo kanal të dedikuar, përveç transmetimit të bisedës, transmetohen edhe informacionet e kontrollit të fuqisë transmetuese të stacioneve mobile dhe të monitorimit të performansave nga MS-të drejt rrjetit. Kur thirrja përfundon, kanali i dedikuar lirohet dhe është në dispozicion për shfrytëzuesit tjerë.

• Në fig. shihet se BS-të janë të lidhur me qendrën e komutimit mobil me anë të lidhjes radiorele ose me linjë kabllore (kabllo optike ose metalike). Lidhjet radiorele janë të përshtatshme sidomos në rajonet rurale, sepse për BS-të zakonisht kabllot nuk janë në dispozicion, por janë edhe shumë të shtrenjtë për t’u instaluar. Lidhjet mikrovalore radiorele kanë nevojë për antenë, por ky problem zgjidhet lehtë, duke shfrytëzuar shtyllën ekzistuese të antenave të BS-ve.

Parimet e funksionimit të rrjetit celular

• Në rastin e telefonit celular identifikimi ndodhet në aparat telefonik (MS), për dallim nga rrjeti i telefonisë fikse ku çdo abonentë identifikohet me numrin e një linje të abonentit që i referohet prizës së një telefoni të caktuar.

• Struktura celulare e rrjetit dhe mobiliteti i shfrytëzuesit imponojnë nevojën që rrjeti celular të përcjellë vendndodhjen e çdo MS-je, për të qenë në gjendje që të drejtojë thirrjen në destinacion.

• Principi i menaxhimit të mobilitetit të shfrytëzuesve dhe mënyra e inicimit dhe e pranimit të thirrjeve do të sqarohen në vazhdim.

MS-ja në gjendje jovepruese

• Stacioni mobil është paraprakisht i programuar të dijë frekuencat e kanaleve të kontrollit kështu që me rastin e kyçjes ai skanon frekuencat e tilla, për të zgjedhur BS-në me kanal më të fuqishëm të përbashkët ndërmjet MS-së dhe BS-së, shih fig. Pastaj, me qëllim që të informojë VLR-në, nëpërmjet të kanalit për kontroll, MS-ja transmeton kodin identifikues unik, i cili mund të jetë numri i tij telefonik (ose ndonjë kod tjetër identifikues, që varet nga sistemi).

• Regjistri VLR, duke shfrytëzuar identifikimin e MS-së, përcakton adresën e shtetit amë të abonentit dhe rrjetin amë. Pastaj MSC-ja/VLR-ja transmeton mesazhin e sinjalizimit në drejtim të rrjetit amë. Mesazhi i tillë i sinjalizimit drejtohet në HLR, për të informuar atë (pra HLR-në) se abonenti i specifikuar në atë moment ndodhet në zonën e një VLR-je të caktuar. HLR-ja memorizon këtë informacion, kështu që tash, pasi që dihet vendndodhja e shfrytëzuesit, ka mundësi që të drejtojë thirrjen në MSC/VLR-në e duhur, e cila e drejton pastaj atë drejt abonentit mobil.

MS-ja në gjendje jovepruese

• Stacioni mobil pastaj e përcjellë kontinualisht kanalin e përbashkët të kontrollit, dhe, nëse është e nevojshme, kalon në kanalin e kontrollit të një celule tjetër. Pra, punën e merr përsipër BS-ja e një celule fqinje (handover/handoff), fig.

• Çdo rrjet është i ndarë në zona të vogla të shtrirjes (celula), që formojnë një grupim të celulave, dhe të gjithë BS-të brenda një zone të caktuar dërgojnë të njëjtin kod global, i cili i dedikohet asaj zone të shtrirjes së kanalit të përbashkët të kontrollit.

• Me zhvendosjen e MS-së, si pasojë e ndryshimeve në rrjet, ndryshon kanali dhe informacioni mbi vendndodhje. Këtë e konstaton MS-ja dhe e informon rrjetin, i cili mandej përditëson (nëse ka nevojë) informacionet e vendndodhjes që janë të memorizuara në VLR dhe në HLR.

Thirrjet dalëse

• Shfrytëzuesi regjistron në memorien e telefonit mobil numrin që dëshiron të thirri, nëpërmjet të tastierës së telefonit.

• Kur shfrytëzuesi shtyp butonin “Call”, telefoni mobil i dërgon BS-së një grup të mesazheve të sinjalizimit nëpërmjet të kanalit të përbashkët të kontrollit, siç është treguar në fig. Këto mesazhe përmbajnë shifrat e zgjedhura që BS-ja ia përcjellë MSC-së për rrugëzim.

• MSC-ja analizon numrin e thirrur, ia përcjellë shifrat rrjetit publik telefonik për thirrjet që vendosen nëpërmjet të PSTN-ës, dhe kërkon një BS, për t’i rezervuar një kanal të dedikuar të bisedës për telefonin mobil që thërret. Kur pala e thirrur përgjigjet, në kanalin e rezervuar paraprakisht, kyçen MS-ja dhe BS-ja dhe biseda mund të fillojë (shih fig.).

Thirrjet hyrëse • Kur duhet të realizohet një thirrje me një

MS të caktuar, HLR-ja cakton se në cilën adresë të VLR-së duhet drejtuar thirrja. Kjo adresë, në pajtim me skemën e numeracionit ndërkombëtar telefonik, është globale, sepse përmban kodin e shtetit dhe atë të rrjetit. Thirrja pastaj drejtohet në MSC/VLR-në, e cila ka informacion më të saktë për zonën e vendndodhjes së këtij abonenti të specifikuar brenda zonës së tij.

• Mesazhi njëdrejtimësh (paging message) së bashku me identifikimin e MS-së, nëpërmjet të kanalit të përbashkët të kontrollit për të gjitha BS-të, dërgohet në zonën ku ndodhet abonenti në atë moment.

• Stacioni mobil marrës në kontinualitet përcjellë kanalin e këtillë, kështu që kur pranon mesazhin që përmban identifikimin e tij, kërkon një kanal për bisedë që rezervohet për këtë thirrje. Në kanalin e rezervuar kyçen BS-ja dhe MS-ja, bie zilja e telefonit, dhe, në momentin kur abonenti shtyp butonin përkatës, vendoset lidhja dhe biseda mund të fillojë.

Handoveri

• Gjatë kohëzgjatjes së një thirrjeje kualiteti i lidhjes monitorohet kontinualisht, dhe fuqia transmetuese e MS-së dhe BS-së rregullohet ashtu që kualiteti të jetë në nivel të mjaftueshëm, duke u kujdesur njëkohësisht që kjo fuqi të jetë sa më të vogël që është e mundur.

• Kur MS-ja lëvizë në afërsi të kufirit të një celule, fuqia transmetuese rregullohet në vlerën maksimale të lejuar për atë celulë. Me lëvizjen e MS-së më larg prej BS-së, zvogëlohet raporti sinjal-zhurmë i kanalit, kështu që rritet shkalla e gabimeve.

• Prandaj, nëse kualiteti bie nën një nivel të paracaktuar, për MS-në rezervohet një kanal i ri në celulën fqinje (f2 në fig.), në të cilin kyçen BS-ja dhe MS-ja në të njëjtin moment. Me qëllim që të zgjidhet alternativa më e favorshme për celulën e re, para kyçjes në të, rrjeti celular analizon rezultatet e matjeve dhe cakton kualitetin ndërmjet MS-ve dhe celulave fqinje.

Fuqia transmetuese e MS-së

• Gjatë fazës së planifikimit të rrjetit celularë, për çdo celulë përcaktohet fuqia maksimale transmetuese, e cila varet nga madhësia e dëshiruar e celulës dhe nga kushtet gjeografike. Fuqia transmetuese e kanalit të përbashkët të kontrollit të BS-së rregullohet ashtu që të jetë e mjaftueshme të mbulojë zonën e celulës, por të mos jetë më e madhe se ajo që është e nevojshme.

• Gjatë thirrjes, me qëllim të minimizimit të interferencës ndërmjet celulave që përdorin të njëjtën frekuencë, rrjeti kontinualisht kontrollon fuqinë transmetuese të MS-së dhe BS-së. Në këtë mënyrë kursehet edhe bateria e MS-së.

sisteme transmetuese

Education