Elektromanyetik Spektrum ve Kullanılan Frekans Aralıkları

RF ve Kızılötesi (Infrared) dalgalar kablosuz sistemlerde kullanılmakta olup, her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Kullanıcıların kendi ihtiyaçlarına göre doğru teknolojiyi seçmeleri sistem verimliliğini ve memnuniyeti artırmaktadır. Günümüzde artan çoklu ortam uygulamaları sonucunda oluşan yüksek veri hızı talebi nedeniyle teknolojiler arasındaki rekabette veri hızı en önemli kriter olarak görülmektedir. Kapsama alanı veya erişim mesafesi ile girişime karşı duyarlılık da diğer önemli kriterler olarak sıralanabilir. Uygulamada yüksek veri hızları ve fiziksel engelleri geçebilme özellikleri nedeniyle RF teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır [70,189].

Şekil 3.3’te frekans ve ilgili frekansa bağlı dalga boyu ile birlikte elektromanyetik tayf verilmiştir.

23 3.3.1 Radyo Dalgaları

Radyo Dalgaları (Radio Frequency - RF), haberleşmede sıklıkla kullanılan bir dalga türüdür. RF dalgaları kullanan sistemler sırası ile veriyi iletmek ve almak için yapılandırılmış verici ve alıcı devreleri ile belli frekans değerlerine göre çalışır. Verici gücü ve alıcı duyarlılığı ne kadar mesafede haberleşmenin sağlanabileceğini belirler. Yüksek iletim güç çıkışı televizyon sistemleri gibi uzak menzilli haberleşme sistemleri için kullanılır. Kısa menzilli haberleşme sistemleri için genellikle düşük güç yeterlidir. Böylece kısa menzil için tasarlanmış olan teknolojiler, taşınabilir küçük cihazlar için uygulanabilirdir. Zira bu tür cihazlar RF dalgalarını çok uzaklara iletmek için gerekli gücü karşılayamaz [49,50].

RF dalgalarının önemli bir karakteristik özelliği de “penetrasyon” özelliğidir. Infrared kullanan teknolojilerde ortamdaki bir çok cisim haberleşmeye engel olabiliyorken, RF sistemlerde genel olarak bir sorunla karşılaşılmaz. Bunun anlamı; RF teknolojisinde, verici ve alıcı devrelerinin veri alış-verişini sağlamak için herhangi bir görüş hattına gerek yoktur.

RF kullanan tekniklerde belirli bir frekans aralığında bilgilerin kodlanması ve alıcının bu verileri belirli bir frekans değerinde alabilmesi için frekans modülasyonu kullanılır. Örneğin; FM radyo yayını 88-108MHz aralığında, bazı cep telefonları 900-1900MHz aralığında, Bluetooth vb. kablosuz teknolojiler 2.4GHz frekans bandında çalışırlar. Çünkü kullanılabilir radyo frekans aralığı sınırlıdır. Birçok devlet frekans spektrumunu belirli sınırlamalarla düzenlemektedir. Bu düzenlemeler frekans spektrumunun belirli kısımlara ayrılması ve belirli güç seviyelerinde çalışan iletim frekanslarına lisans verilmesi ile ilgilidir.

Radyo dalgaları 3kHz ile 3000GHz arasında oldukça geniş bir frekans aralığını kapsar. Bu aralık VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF şeklinde belirli frekeans bandlarına ayrılmıştır. Şekil 3.4’de radyo dalgalarının elektromanyetik spektrum üzerindeki frekans dağılımı ve isimlendirilmiş band aralıkları gösterilmiştir.

Şekil 3.4 : Raydo Dalgaları Frekans Bandları

Frekans spektrumunun kısıtlı kaynak olması nedeniyle mümkün olduğu kadar verimli kullanılması gerekmektedir. Ayrıca artan sistem ve kullanıcı sayısı da frekans talebini artırmaktadır. Yine yoğun frekans kullanımı, frekans kirliliği ve girişim riskini de artırmaktadır.

24

Bu nedenlerle son yıllarda frekans spektrumunu daha verimli kullanan ve girişimden daha az etkilenen RF teknolojileri geliştirilmiştir [50]. Ekonomik nedenlerden dolayı kablosuz sistemler için lisans ve kullanım ücreti gerektirmeyen ISM frekans bandları esas alınmıştır. Ülkemizde ISM bandının yaygın olarak kullanılan frekansları, 315MHz, 418MHz, 433.92MHz, 868MHz, 915MHz ve 2.4GHz frekanslarıdır. Bu bandlar öncelikle diğer telsiz servislerinin kullanımı için de tahsisli olduklarından kablosuz ağ sistemleri muhtemel girişim riskini baştan kabul etmek zorundadırlar. Bu durum kablosuz ağ sistemleri için girişime dayanaklı teknolojilerin geliştirilmesini ve kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir [71].

3.3.2 Kızılötesi Dalgalar

Kızılötesi (Infrared) dalgalar, elektromanyetik spektrumda gözle görülebilen ışığın altındaki frekansları (3x1014kHz / 850-950nm) veri iletiminde kullanır. Alıcı ile verici cihaz arasında açık görüş hattının bulunduğu ortamlarda ve kısa mesafeler için çok uygundur. Kızılötesi dalgaları iki tür kullanmak mümkündür. Birincisi görüş hattı (direct beam, line of sight), ikincisi ise yansıma (diffused beam) yöntemidir [72,73]. Doğal olarak görüş hattı yöntemi diğerine oranla daha fazla veri iletişimi sağlamaktadır [49,50]. Ancak uygulamada geniş alan kaplamak ya da çok kullanıcıya ulaşabilmek için yansıma yöntemi tercih edilmektedir. Profesyonel olarak kızılötesi teknolojisi geçici ağ kurma ihtiyacı duyulan yerlerde kullanılmaktadır. Bu tür kullanımda yerel kablolu ağ ile bağlantı kurarak bilgi alış verişinde bulunmak ve sunucuya bağlı faks ve yazıcı gibi cihazlardan faydalanmak mümkündür. Aynı ortamda çalışan bir gurubun yazıcı, faks ve benzeri donanımları ortaklaşa kullanabilmeleri için bir ağ oluşturmaları da mümkündür. Benzer şekilde kullanım örneklerini artırmak mümkündür. Kısa mesafe iletişim için uygun olan kızılötesi teknolojisinin avantaj ve dezavantajları Tablo 3.1’de verilmiştir.

Tablo 3.1 : Kızılötesi teknolojisinin avantaj ve dezavantajları

Kızılötesi- Infrared- IrDA

Avantajları

Serbest kullanıma açıktır. Bir lisans veya ücret gerekmez RF sinyallerinden etkilenmez

Güç tüketimi düşüktür

Kapalı ortamlarda yetkisiz dinlemeye ve bozucu etkilere karşı tam bir güvenlik sağlar

Dezavantajları

İletişim mesafesi kısadır. İdeal şartlarda 10-15 m

Sinyaller katı cisimleri geçemez. Bu nedenle kapalı alanlarda duvar, kapı ve büro malzemeleri tarafından kullanım alanını kısıtlanır

Sinyaller kar, sis, toz ve ışık gibi hava şartlarından etkilenir. Bu nedenle açık alanlarda kullanım için uygun değildir

25

İletişim mesafesinin kısalığı ve fiziksel engellerin ötesine ulaşamaması nedeniyle kablosuz ağlarda çok az kullanılmaktadır. WLAN pazarında %14 oranında kullanıldığı ve bu oranının giderek azaldığı belirtilmektedir [74]. Kızılötesi teknolojisi kısa mesafe (10-15m) kablosuz iletişim için uygun ve ucuzdur. Ancak mobil kullanım için uygun olmadığından FHSS ve DSSS kadar yaygın değildir [73]. Kızılötesi teknolojisi WPAN’larda kullanılmakta olup; en yaygın kullanımı ise Bluetooth teknolojisinde görülmektedir.