Bölüm 2 Fiziksel Katman

(1)

Bölüm 2 Fiziksel Katman

Kaynak Verici İletim

Sistemi

Alıcı Hedef

1 2 3 4 5 6

Giriş Bilgisi m Text

Sayısal bit akışı

Çıkış Bilgisi m’

İletilen Sinyal s(t) Veri Girişi

g(t)

Alınan Sinyal r(t)

Veri çıkışı g(t)’

Sayısal bit akışı Analog bit akışı Analog bit akışı

Text

==>



^



 

 



  

0

) (

k

kT A t

t

g  





^T

g t nft dt

t

r ( )

0

( ) sin( 2  )

A

τ t

(2)

Veri İletiminin Teorik Temelleri

• Fourier Analizi

• Band-genişliği Sınırlı İşaretler

• Bir kanalın maksimum Veri Hızı



^ ^ ^



1 sin(2 ) cos(2 )

)

(t c a nft b nft

g

   







1 1

12 sin(2 ) cos(2 )

) (

n

n n

n nft b nft

a c

t

g

 

dt nft t

T g a

T

n 2 ( )sin(2 )

0





 ^b _T ^g ^t ^nft ^dt

T

n 2 ( )cos(2 )

0





 g t dt

c T

T





0

) 2 (

(3)

Band-genişliği Sınırlı İşaretler

a) İletim kapasitesi, b) hız ve gecikme

c) Shanon Kanunu d) C = W log2 (1+S/N)

e) C = bit/sn olarak maksimum sığa, e) C bit/sn olarak maksimum sığa, f) W = Band genişliği,

g) S/N = İşaret gücünün (S) gürültü gücüne (N) oranı.

h) 1000’e 1 S/N oranı olan bir ses-sınıfı hattın maksimum

sığası 25900 bit/sn’dir

(4)

Band-genişliği Sınırlı İşaretler

A binary signal(ASCII b) and its root-mean-square Fourier amplitudes.

(b) – (c) Successive approximations to the original signal.

(5)

Bandgenişliği -Sınırlı İşaretler (2)

(d) – (e) Successive approximations to the original signal.

(6)

Bir kanalın Max. Kapasitesi

Shannon bir iletim yolunun sığasını aşağıdaki formülle göstermiştir:

C = W log2 (1+S/N)

C = bit/sn olarak maksimum sığa, W = Band genişliği

W = Band genişliği,

S/N = İşaret gücünün (S) gürültü gücüne (N) oranı.

Bir kanal üzerinden gönderilebilecek

maksimum bilgi miktarı ‘kanal sığası’ olarak

adlandırılır.

(7)

Bandgenişliği -Sınırlı İşaretler(3)

Relation between data rate and harmonics.

(8)

Kılavuzlu veri iletimi

• Manyetik ortam(Magnetic Media)

• Bükülü kablo(Twisted Pair)

• Koaksiyel kablo(Coaxial Cable)

• Fiber optik(Fiber Optics)

(9)

İletim Ortamı

a) Koaksiyel Kablolar: Bir yalıtkan içerisindeki iletken ve çevresindeki ikinci yalıtkandan oluşur. Yüksek hız ve uzun mesafelerde kullanılır.

b) Düz Kablo Çifti: Kısa mesafelerde(10 mt.) ve düşük hızlarda kullanılır.

kullanılır.

c) Bükülmüş Çift (Twisted Pair) Yüksek hızlarda (Birkaç bin

bps’den Birkaç yüz Mbps’e kadar.) veri taşımak için yalıtılmış bakır kablolar çifter çifter birbiriyle bükülerek kapasite

dengesizliği azaltılarak kullanılır.

(10)

Dolanmış kablo metal kılıf RJ-45 konnectör Dolanmış kablo, metal kılıf, RJ 45 konnectör

( CAT3 (b) CAT5

(11)

Twisted Pair

(a) Category 3 UTP.

(b) Category 5 UTP.

(12)

Fiziksel Katman

Bükülü Kablolar(Twisted pair)

Category 1 : Telefon kablosu standardı

Category 2 : 4 Mbps’e kadar veri iletmekte kullanılır.

Category 3 : 10 Mbps’e kadar veri iletmekte kullanılır.

Category 4 : 16 Mbps’e kadar , token Ring’de. .

Category 5 : 100 Mbps’e kadar Cat5E 1000 Base T.(Bir çift ö d Bi ift Al )

gönderme, Bir çift Alma)

Category 6 : 1000 Mbps’e kadar .(İki çift gönderme, İki

çift Alma)

(13)

RJ45 Konnektör RJ-45 Jak

(14)

Bükülü Kablo

Avantajları Dezavantajları İyi bilinen bir teknoloji Sese karşı duyarlı

Network’e makineleri eklemek kolay

Maximum bant genişliği sınırlı Mesafe Sınırlaması

En ucuz malzeme Dinlenmeye müsait En ucuz malzeme Dinlenmeye müsait.

Telefon malzemesiyle aynı var olan telefon hatları kullanılabilir.

Pahalı elektronik malzeme

gerektirir.

(15)

Kablo renkleri ve bağlantı

Düz kablo Çapraz kablo

Ç.K. Renkler 1. Uç 1-Turuncu/beyaz, 2-Turuncu, 3-Yeşil/Beyaz, 4-Mavi, 5-Mavi/Beyaz, 6-Yeşil, 7-Kahverengi/Beyaz, 8-Kahverengi.

Renkler 2. Uç 1-Yeşil/Beyaz, 2-Yeşil, 3- Turuncu/beyaz, 4-Mavi, 5- Mavi/Beyaz, 6-Turuncu, 7-Kahverengi/Beyaz, 8-Kahverengi.

(16)

Çapraz kablo

Geçit kablo aşağıdaki bağlantılarda kullanılır.

•Anahtar - Anahtar

•Anahtar - Hub

•Hub - Hub

•Yönlendirici - Yönlendirici

•Yönlendirici - PC veya Sunucuy

•PC veya Sunucu - PC veya Sunucu Rollover Kablo

(17)

Koaksiyel kablo

A coaxial cable.

(18)

Koaksiyel kablo bağlantıları

T Konnektör Bağlantı şekli

(19)

Koaksiyel kablo özellikleri

Avantajları Dezavantajları Düşük maliyet Sınırlı mesafe ve topoloji Kuruluşu ve ilave edilmesi

kolay

Düşük güvenlik seviyesi hemen aşılabilir

Uzun mesafelerde

gürültüye karşı daha dayanıklı

Kablolama topolojisinde büyük değişiklikler yapmak zor.

Elektronik birimleri daha ucuz olmasına rağmen kablo twisted pair’e nazaran daha pahalı.

(20)

Fiber Optik

(a) Cam içinden farklı açılarla gelen ışığın cm yüzey ile hava arasındaki etkileşimi

(b) İç yansıma ile ışığın toplamda tutulması.

(21)

Fiber içerisinde ışığın iletimi

Infrared bölgede ışığın fiberi içerisindeki zayıflaması.

(22)

Fiber Kablolar

(a) Side view of a single fiber.

(b) End view of a sheath with three fibers.

(23)

Fiber Kablolar (2)

A comparison of semiconductor diodes and LEDs as light sources.

(24)

Fiber optik Kablolar

Avantajları Dezavantajları

Yüksek hız Diğer kablolama tiplerine göre daha pahalı

Uzak mesafelerde daha hesaplı Kablolama yeterince esnek değil ve keskin bir şekilde bükülemiyor.

Başka dalgalardan etkilenmez. Standart birim eksikliği

Network omurgası için uygun. Yüksek trafiğe sınırlı ye point-to-point olmalı Ses, veri ve video desteği var. Kuruluş ve destek tecrübesi gerektiriyor

kuruluşu çok pahalı Hattı dinlemek zor.

(25)

Fiber Optik Ağlar

Aktif tekrarlayıcılı bir fiberoptik bağlantı.

(26)

Fiber Optik Ağlar (2)

Bir fiber optik Ağın pasif yıldız bağlantısı.

(27)

KABLO TÜRLERİ CG NETWORK

UYGULAMALARI BAND GENİŞLİĞİ COAXIAL

Thin

Thick

10Base2 10Base5

10Mbps 10Mbps TWISTED PAIR

Unshielded Twisted Pair – UTP

10BaseT 100BaseTX 1000BaseT

10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10BaseT 10Mbps

 Shielded Twised Pair – STP 100BaseTX 1000BaseT

p 100Mbps 1000Mbps

 Foiled Twisted Pair – FTP 10BaseT 100BaseTX 1000BaseT

10Mbps 100Mbps 1000Mbps FIBER OPTIC

Single Mode (laser) or

Multi Mode (led)

10BaseF FDDI

100BaseFX 1000BaseSX/LX

10-20Mbps 100Mbps 100-200Mbps

1-2Gbps

(28)

İletim Standartları

Standart Hız Band Mesafe konnektör Kablo

10base2 10 Base 200m BNC İnce

Koaksiyel 100baseT

X

100 Base 100m RJ45 CAT5

1000base T

1000 Base 100m RJ45 CAT6

(29)

Telefon Sistemi

(30)

Telefon Sisteminin yapısı

(a) Tam-içbağlantılı Ağ.

(b) Merkezi Anahtar.

(c) İki seviyeli-Hiyerarşi.

(31)

Telefon Sisteminin yapısı(2)

Orta mesafe arama için tipik bir devre yönlendirme.

(32)

Telefon Sisteminin ana elemanları

• Yerel Çevrim(Local loops)



Analog bükülü çiftler evlere ve işyerlerine kadar gider

• Bağlantılar(Trunks) Bağlantılar(Trunks)



Sayısal Fiber optik hatlar Anahtarlama birimlerini bağlarlar

• Anahtarlama Birimleri(Switching offices)



Çağrıların bir bir bağlantıdan diğerine aktarıldığı

yer

(33)

Telefon politikası

LATAs, LECs, ve IXCs bağıntıları. Bütün daireler LEC anahtarlama ofisleri. Altıgenler üzerinde numarası bulunan IXC ye aittir.

LATA(Local Access and Transport Areas) LEC (Local Exchange Carrier)

IXC (IntereXchange Carrier)

(34)

ISDN(Integrated Digital Services Network)

(35)

ISDN Kanalları

B Kanalı (64 Kbps, data D Kanalı(16 Kbps İşaret)

H Kanalı(H0 384 Kbps, H1 1,92 MBps, H2 44.164 MBps ,H3135 MBps Hizmetler;

BRI(2B +D = 2x64+ 16)

PRI(30B +D= 30x64 + 64) ABD ve Japonyada 23B +D)

(36)

ISDN Katmanları ve OSI Modeli

(37)

ISDN Bağlantı noktaları

a) TE1 b) TE2 c) TA d) NT1 e) NT2

(38)

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Başlık Kullanıcı verisi

5 Byte 48 Byte

Bağlantı gereksinimi

Temel Aktarım Paketi/Hücre ( Cell )

(39)

ATM Katmanları

a) Fiziksel Katman b) ATM Katmanı

c) ATM Adaptasyon Katmanı(AAL1, AAL2, AAL3/4, AAL5)

(40)

ATM Servis sınıfları

(41)

ATM Adresi

a) DCC formatı  39 b) E-164 formatı  45 c) ICD format  47

(42)

Kablosuz iletişim

• Electromagnetic Spektrum

• Radyo iletimi

• Mikrodalga İletimi

• Infrared ve Millimetre dalgalar

• Işık dalgası iletimi

(43)

The Electromagnetic Spektrum

Elektromagnetic spektrum ve haberleşme için kullanımı.

(44)

Radyo İletimi

(a) VLF, LF, ve MF bantlarında radyo dalgaları gdünyanın eğriliğini takip eder,.

(b) HF bandın da, iyonosferde yansır.

(45)

Electromagnetic Spektrumun Politikası

A.B.D’de ISM bandı.

(46)

Işık dalgasıyla iletim

İki yönlü sistemde iki ışık kaynağı gerekir

(47)

Yerel Çevrim: Modemler, ADSL, ve Kablosuz iletişim

Bilgisayardan bilgisayara iletişimde analog ve sayısal hat kullanımı.

Dönüşüm modemler ve kodlayıcı kod çözücülerle yapılır.

(48)

Modemler

(a) Bir ikili işaret

(b) Genlik modülasyonu

(c) Frekans Modülasyonu (d) Faz Modülasyonu

(49)

Modemler (2)

(a) QPSK.

(b) QAM-16.

(c) QAM-64.

(50)

Modemler (3)

(a) V.32 for 9600 bps.

(b) V32 bis for 14,400 bps.

(a) (b)

(51)

Digital Subscriber Lines

CAT 3 UTP kabloda DSL için Mesafeye göre bandgenişliği.

(52)

Digital Subscriber Lines (2)

ADSL in discrete multitone modulation kullanarak çalışması.

(53)

Digital Subscriber Lines (3)

Tipik bir ADSL Cihaz konfigürasyonu.

(54)

Kablosuz Yerel Çevrimler

Bir LMDS(Local Multipoint Distribution Service) sistem mimarisi

(55)

Frekans Bölmeli Çoklama (FDM)

(a) Original bandgenişlikleri.

(b) Frekansla yükseltilen bandgenişlikleri.

(c) Çoklanan kanal.

(56)

Dalgaboyu Bölmeli Çoklama

Dalgaboyu bölmeli Çoklama.

(57)

Zaman Bölmeli Çoklama

T1 Taşıyıcı (1.544 Mbps).

(58)

Zaman Bölmeli Çoklama(2)

Delta modulasayonu.

(59)

Zaman Bölmeli Çoklama(3)

Tı akışının daha yüksek taşıyıcılara Çoklanması.

(60)

Zaman Bölmeli Çoklama(4)

Two back-to-back SONET frames.

(61)

Zaman Bölmeli Çoklama(5)

SONET and SDH multiplex rates.

(62)

Devre anahtarlama

(a) Devre Anahtarlama.

(b) Paket Anahtarlama.

(63)

Mesaj Anahtarlama

(a) Devre Anahtarlama (b) Mesaj Anahtarlama (c) Paket Anahtarlama

(64)

Paket anahtarlama

Devre ve Paket Anahtarlamalı Ağın Karşılaştırılması.

(65)

Hareketli Telefon Sistemi

• Birinci Nesil Hareketli Telefonlar:

Analog Ses

• İkinci Nesil Hareketli Telefonlar:

Sayısal Ses Sayısal Ses

• Üçüncü Nesil Hareketli Telefonlar : Sayısal Ses ve Data

• Dördüncü Nesil Hareketli Telefonlar :

IP tabanlı Sayısal Ses, Data ve görüntü

(66)

Gelişmiş Hareketli Telefon Sistemi

(a) Frekanslar komşu Hücrelerde kullanılmaz.

(b) Daha fazla kullanıcı eklemek için daha küçük hücre kullanılabilir.

(67)

Kanal Kategorileri

832 kanal dört kategoriye bölünür:

• Sistemi yönetmek için Kontrol (Hareketli için temel)

• Kullanıcı çağrıları için uyarı amacıyla sayfalama (Hareketli için temel)

• Çağrı düzeni ve kanal atama için erişim (iki yönlü)

• Ses, faks veya veri için Veri (iki yönlü)

(68)

GSM

Global System for Mobile Communications

GSM, herbiri sekiz dilimli TDM sistemi kullanan 124 frekans kanalı kullanır,

(69)

GSM (2)

GSM çerçeve yapısının bir parçası.

(70)

CDMA – Code Division Multiple Access

(a) Dört istasyon için ikili parça dizileri (b) Çift işaretli parça dizileri

(c) 6 örnek iletim

(d) C istasyonunun işaretinin geri kazanımı

(71)

TDMA zaman planlaması

CDMA Kodlama

(72)

3 Nesil hareketli telefonlar:

Sayısal ses ve veri

Bir IMT-2000 ağındaki temel servisler aşağıdakileri sağlamalıdır

• Yüksek kaliteli ses iletimi

• Mesajlaşma (replace e-mail, fax, SMS, chat, vs.)

• Çokluortam (müzik, video, film, TV, vs.)

• Internet erişimi (web gezintisi, w/çokluortama.)

(73)

4 Nesil hareketli telefonlar:

IP ağında Sayısal ses ve veri

• Işıksal iletim hızı ve verimliliğinde bir sistem

• Yüksek şebeke kapasitesi: her hücrede daha fazla kullanıcı

• Alıcı- hareketli istasyon, 100 Mbit/s , 1 Gbit/s hızda, sabit konum

• Dünyadaki herhangi iki nokta arasındaki, en azından 100 Mbit/s hız

• Türdeş olmayan ağlar arasında düzgün yayınım

• Kusursuz bağlantı ve birden fazla ağ arasında küresel dolaşım

• Gelecek nesil çoklu ortam destekleyicilerinde yüksek hizmet kalitesi (gerçek zamanlı ses, yüksek hızda bilgi, yüksek

çözünürlüklü Tv-video içeriği, taşınabilir TV, vs.)

• Mevcut kablosuz standartlarla birlikte işlerlik ve

• Paket anahtarlamalı ağ.

(74)

Haberleşme Uyduları

Dünya etrafında bir günde bir turdan fazla yol alan uydular olan LEO (Low-Earth Orbit Satellites)

Dünyanın etrafında dünya ile aynı hızda dönen GEO (Geosynchronous Earth Orbit Satellites).

Dünya etrafındaki dönüşünü bir günden daha uzun sürede tamamlayan MEO(Mid-Earth Orbit Satellites)

(75)

Uydu yerleşimi

300º Doğu- Afrika ve Avrupa 1500º Doğu- Çin ve Okyanusya

900º Batı- Kuzey ve Güney Amerika"

a) Yük(Payload), iletişim sinyali için transponder işlevini yerine getiren antenler, alıcılar ve vericilerden oluşur.

b) Link (yol) ise, durum denetimi, sıcaklık denetimi, komut ve telemetri sistemleri bulunur. Temel olarak link, yük çalışması için destek (uydu bakım ve onarımı) görevlerini yerine getirir."

(76)

Haberleşme Uyduları(2)

Başlıca Uydu Bantları.

(77)

Haberleşme Uyduları(3)

Hub kullanan VSATs.

(78)

Uydu Haberleşme Sistemi

(79)

Uydu Frekans Yapıları

(80)

a) Uydu Haberleşmesinin Gelişimi

(81)

Uydu yer istasyonu

(82)

Alçak yörünge Uyduları Iridium

(a) Dünyanın etrafındaki 6 halkalı iridyum Uyduları.

(b) Dünyayı kapsayan etrafında 1628 hareketli hücre.

(a) (b)

(83)

Globalstar

(a) Uzayda tekrarlama.

(b) Yerde tekrarlama.

(84)

Kablo tv üzerinde Internet

Kablo televizyon

(85)

Kablo tv üzerinde Internet(2)

Sabit telefon sistemi.

(86)

Frekans Düzeni

Internet erişiminde kullanılan Tipik kablo Tv Sistemi

(87)

Kablo Modemler

Kuzey Amerika’daki tipik gönderme ve alma kanalları

(88)

Fiziksel Katman ağ cihazları

Tekrarlayıcı ve işaret i kuvvetlendirmesi

(89)

Fiziksel Katman ağ cihazları

Server Laser printer

Ethernet

Server Laser printer

Ethernet

Repeater zak mesafe

uzak mesafe

Ağ uygulamalarının birbirlerine bağlanması

PC PC

Ethernet _uz^a

(90)

Fiziksel Katman ağ cihazları

Tekrarlayıcının OSI referans modelindeki yeri

(91)

Fiziksel Katman ağ cihazları

Basit bir HUB bağlantısı

(92)

Fiziksel Katman ağ cihazları

Ortam Dönüştürücü Transceiver, Media Adapter

RJ45 - DB9 Dönüştürücü