SİSTEMLER. 1 Sistem Sistem x T y T h. Şekil 3 Tek giriş-çıkışlı ve çok giriş-çok çıkışlı sistemler

Transkript

1 SİSTEMLER Haberleşme Teknolojileri Sisem eori, bir absrac ve fenomen deyim olarak, disiplinler arası ilişkilerin bilimsel yaklaşımlarla incelendiği bir eoridir. Bunun için ilişkinin varlığı veya derecesi, ilgili olduğu sosyal ve fen alanlarına uygun maemaiksel veya sosyal abanlı modeller ve çerçeveler gelişirilerek araşırılmaka ve sonuçları üreilmekedir. Bu eori 1936 da biolog Ludwig von Beralanffy arafından ilk olarak gelişirilmişir. Beralanffy eoriyi disiplinler arasında var olan ilişkinin araşırılması ihiyacından gelişirmişir. Bilgi sisemi, haberleşme sisemi, enerji sisemi, elekrik sisemi, eko (çevre) sisemi, konrol sisemi, açık ve kapalı sisemler, sağlık sisemi, aile sisemi, vücu sisemi, banka sisemi ve poliik sisemler en genel sisemler olup, aralarındaki ilişkiler sisem araçları arafından araşırılabilmeke ve oraya konulabilmekedir. Genel anımlamayı işare işleme ve sisem kavramlarını kapsayacak şekilde daha bir özel hali olacak şekilde de anımlamak mümkündür. Buna göre bir sisem, girişindeki işarei amaca uygun çıkışında değişirerek elde eme kabiliyeindeki mekanizmalar veya maemaiksel modellerdir. Giriş işarei çıkışa başka bir işaree dönüşürüldüğü için böyle bir işlem özel anlamda filrasyon genel anlamda ise dönüşürme (mapping), ransformasyon, ve cevap (response) olarak da anılır. Siseme dair genel şemalar aşağıda göserilmişir. x 1 y 1 Sisem Sisem x T y T h x y Şekil 3 Tek giriş-çıkışlı ve çok giriş-çok çıkışlı sisemler Verilen anıma ve şekillere dayanarak maemaiksel model ; y Tx x() x = fiziksel siseme giriş işarei y () y = fiziksel sisemin üreiği çıkış işarei T = Sisemin amacına uygun olarak dönüşüm, ransformasyon veya cevabını sağlayan fonksiyonel operaör. n n

2 Yakı Ses Generaörler Modülasyon (b) : Güç (power) sisem Demodülasyon (c) : Haberleşme sisemi Şekil 4 Çeşili sisemler Transfer Fonksiyonu Sisem girişini çıkışa akarabilen, giriş ile çıkış arasında bilgi paylaşımını yapabilen ve frekans uzayında, başlangıç koşulları sıfır olduğunda, diğer bir deyişle siseme harici giriş yapıldığı anda söz konusu olan özel bir fonksiyondur. X (s) H (s) Y (s) Şekil 5.Transfer fonksiyonu Y( s) Y ( jω) Y ( ) H ( s), H ( ω), H ( ) X ( s) X ( jω) X ( ), Y ( z) H ( z) X ( z) s jω veya s jω y() h () x() Elekrik Ses

3 Sisem Teorinin Sınıflandırılması Haberleşme Teknolojileri Lineer sisem eori Lineer olmayan sisem eori 1. Lineer sisemler 1. y( ) x( ). y ( ) ax( 1) 3. y ( ) x( ) x( 1) Çıkış Şekil 5 Lineer (doğrusal) sisem Giriş n n1 m m1 d y () d y () dy () d x () d x () dx () n n n1 n m m m1 m a a a a y() b b b b x() d d d d d d. Lineer olmayan sisemler Çıkış Çıkış Çıkış Giriş Giriş Giriş Şekil 6 Lineer olmayan (nonliner) sisemlere ai örnek eğriler

4 d x( ) dx() 1. x( ) Acos ω d d. y x 1.Lineer sisemler Haberleşme Teknolojileri Lineer veya doğrusal bir sisem basi anlamda, çıkışın girişle oranılı olması durumu olarak değerlendirilebilir. Eğer x () sisem girişi ve y () sisem çıkışı ise, basi bir sisemdeki y( ) ax( ) bağınısı, sisemin lineer olmasına yemekedir. Sisem çıkışı, girişin a kadar kaı, olarak değişmekedir. Ancak gerçeke bir sisemin lineerliği bu kadar basi olarak değerlendirilemez. Bir sisemde x L y Şekil 7 Sisem Lineer sisem eori oplamsallık (addiiviy), çarpımsallık (scaling) ve süperpozisyon özellikleri üzerine kurulu bir eoridir. Bu özelliği gösermek üzere bir sisem x () giriş ve y () çıkış olmak üzere x 1( ) için y 1( ) x ( ) için y ( ) x 1( 1 ) x ( ) y ( ) y ( ) oplamsallık c 1x1( ) için c 1 y1( ) çarpımsallık c x ( ) için c y ) c ( 1x1( 1 1 ) c x ( ) c y ( ) c y ( ) süperpozisyon

5 Giriş Çıkış Haberleşme Teknolojileri x ( ) y ( ) 1 x ( ) y ( ) c 1x1( ) c 1 y1( ) c x ( ) c y ) 1 (

6 c x ) c x ( ) c y ) c y ( ) 1 1( 1 1( Şekil 8 Lineer sisem, c x ) c x ( ) c y ( ) c y ( ) :çarpma +oplama + süperpozisyon Örnek 1 1( 1 1 Girişi x () ve çıkışı y () olan sisemin davranışı aşağıdaki gibi verilmişse, a) sisemin lineerliğini inceleyin. b) I bölgede çalışılmak isenirse, sisemin lineerliğini inceleyin. c) II bölgede çalışılmak isenirse, sisemin lineerliğini inceleyin. d) III bölgede çalışılmak isenirse, sisemin lineerliğini inceleyin. y y 4 3 y () y y 1 x () 0 x 1 x x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x 1 I II III Şekil 16. Sisem lineer nonlineer çalışma bölgeleri

7 . Nedensel (causal) ve Nedensel Olmayan (noncausal) Sisemler Eğer bir sisemin herhangi bir andaki cevabı veya çıkışı, girişin o anki ve girişin geçmişeki değerlerine göre değişiyorsa siseme nedensel sisem denir. Diğer bir deyişle siseme önce bir giriş uygulanmalı, ardından cevap gözlenmelidir. Bundan dolayı, kendisine giriş olmadan cevap üremeyen siseme nedensel sisem denilmekedir. Örnek Örnek Nedensel sisem (a) Nedensel olmayan sisem (b) x () x () Giriş 0 0 y () y () 0 Çıkış 0 Çıkış 0 0 Şekil 9 Nedensel ve nedensel olmayan sisemler y[ n] x[ n ] x[ n 1] x[ n] Siseminin nedenselliğini araşırın. Çözüm Giriş Verilen sisemde çıkış y [n], girişin mevcu yani anlık (insananeous) x [n] ve bu girişin x [ n 1] ve x[ n ] gibi geçmiş değerlerine göre belirlendiğinden sisem nedenseldir. Örnek y ( ) x( 3) x( 3) Siseminin nedenselliğini araşırın. Çözüm Sisemin iki cevabından biri ( x ( 3) ), sisemin girişin gelecekeki değerlerine bağlı oluşuğundan, oplam sisem nensel değildir.

8 Zamandan Bağımsız Sisemler Haberleşme Teknolojileri Zamandan bağımsız girişler için aynı çıkışları üreen sisemlerdir. x ( ) x( ) y ( ) y( ) 1 1 Şekil 4. Anında sisem giriş ve çıkışları x ( ) x( ) y ( ) y( ) Şekil 5. Anında sisem giriş ve çıkışları

9 Giriş Çıkış Örnek (a) (b) (c) (d) Şekil 6. Lineer zamanla değişmeyen (LTI) sisem y( ) 7x( ) siseminin zamandan bağımsızlığını araşırın. Çözüm Denklemden sisem kasayısı olarak bir sabiin (7) oluşu sisemin zamana bağımlı olmadığını (ime invarian) gösermekedir. Ancak çıkışı girişe oranı açısından yaklaşırsak, oranın görüldüğü gibi y( ) 7 x( )

10 Örnek Haberleşme Teknolojileri y( ) x( ) siseminin zamandan bağımsızlığını araşırın. Çözüm y( ) y () x () x( ) Örnek Sisem zamanla değişmekedir. Girişi x() ve çıkışı y () olan sisemin giriş işarei aşağıdaki şekilde verilmişse, y() x() siseminin zamandan bağımsızlığını araşırın. x() Çözüm Şekil 9.Sisem girişi x() y() x() Şekil 30.Girişin ka ölçeklendirilmesi ve çıkışın oluşması x() x ( ) Şekil 31. x () 1 Girişinin iki birim sağa öelenmesi

11 y() x() y ( ) OLUŞAN y() x() y ( ) BEKLENEN Şekil 3.Çıkışın beklenen değeri ( y ( ), y () 1 çıkışının öelenmiş hali) Beklenen oluşmadığından sisem zamandan bağımsız değildir (ime varying). MODÜLASYON Modülasyon ileilecek işarein ileim oramına uygun hale geirilmesidir. Genel anlamda kodlama olarak bilinen modülasyon iki işarein kombinasyonundan (çarpma işleminden) oluşan bir prosesir. İleilmek isenen mesaj veya bilgi işarei düşük frekasnlı olduğundan direk olarak gönderilmesi durumunda çok geniş boyulu anen gerekireceğinden ileimi mümkün olmaz. Bunun yerine elekromanyeik dalga özelliğindeki aşıyıcı olarak yararlanılacak çok daha yüksek frekanslı bir işarein üzerine bindirilerek hem daha hızlı ileimi sağlanırken, bununla aynı zamanda düşük frekanslı işare daha yüksek frekansa öelenerek (ranslaion) daha düşük boyuaki makul anenlerle ileimi mümkün olur. Bir işarein genel paramereleri genlik (A), frekans ( ω) ve faz ( θ) olduğundan bunlardan herhangi biri göz önüne alınarak kodlama yani modülasyon gerçekleşirilir. x () Asin( ωθ ) Taşıyıcı durumundaki işarein genlik, frekansı veya fazı gibi paramerelerinden herhangi biri öyle değişirilir ki, bu değişim sonucu aşıyıcı işarein ilgili parameresi değişirken aynı zamanda üzerine gönderilmek isenen düşük frekanslı mesaj işareinin bindirilmesi sağlanır. İlgili parameresi bu yolla değişirilen aşıyıcı işareinin kodlandığı, diğer bir deyişle modüle edildiği kabul edilir.

12 x GM () Şekil 1 Mesaj işarei : x ( ) sin ω Şekil Taşıyıcı işare : x ( ) sin ω M C M ω f ω ω Şekil 3 Lineer Frekans Modülasyonlu Chirp İşarei C C M k x( ) sinω Şekil 4 Genlik modülasyonlu dalga :

13 xgm ( ) AC cosωc cos( ωc ωm ) cos( ωc ωm ) m ( ) A cos m ωm ve xc ( ) AC cosωc A A C m x () m() x () A [1 m()]cos ω GM C C C ωc ωm ωc ωc ωm ωc ωm ωc Çif Tek Yan Band Modülasyonu X (ω) ω M 0 ω M ω (a) S DSGM (ω) (b) 0 ωc ωm ω C ωc ωm ω C ωc ωm S (ω) (c) 0 C ω ω ωc ωm S (ω) (d) 0 ωc ωm ω C Şekil 1 Çif yan modülasyondan ek yan band modülasyona geçiş Modülasyon band genişliği : 1. BG ωc ωm ( ωc ωm) ωc ωm ωc ωm ωm. BG ω ω ( ω ω ) ω ω ω ω ω C M C M C M C M M ω ω

14 Arık Yan Band Modülasyonu (vesigal side band modulaion) Haberleşme Teknolojileri Klasik genlik modülasyonunun bir ürevi olan arık yan band modülasyonu özellikle analog elevizyon yayıncılığında ercih edilen bir yaklaşımdır. Çif yan band genlik modülasyonundaki yan bandlardan biri am, biride yarım band olarak gönderilen bir haberleşme ürüdür. X (ω) (a) ωc ωm ωc ωm ω M 0 ω M S DSGM (ω) (b) 0 ωc ωm ω ωc ωm S ( ) AYBM ω (c) ω ωc ωm ωc ωm / 0 ωc ωm ωc ωm / ω S ( ) AYBM ω (d) ωc ωm / ωc ωm 0 ωc ωm / ωc ωm Şekil 13 Çif yan band genlik modülasyonundan arık yan band modülasyonuna geçiş Modülasyon band genişliği : ωm ωm 3 1. BG ωc ( ωc ωm) ωc ωc ωm ωm ωm ωm 3. BG ω ω ( ω ) ω ω ω ω C M C C M C M ω

15 AÇI MODÜLASYONU (Frekans Faz Modülasyonu) Haberleşme Teknolojileri x FM () Şekil 5 Frekans modülasyonlu dalga : x () PM x FM ( ) Acos ( ) Acos ω C k f m( ) d Şekil 6 Faz modülasyonlu dalga : x ( ) Acos ( ) Acos( ω k m( )) Frekans Modülasyonu Spekrumu Üzerine PM Genlik modülasyonu frekans ve fazın sabi uulduğu yalnızca genliğin zamanla değişimi üzerine kurulu bir modülasyon biçimi olduğundan basi yapıdadır. Buna karşın bir işarein gürülü gibi dış ekenlerden en çok ekilenen parameresinin genlik oluşuda bu modülasyon biçiminin handikapıdır. Buna karşın B band genişliğindeki bir x () işareinin ileimi için, iki ka (B) band genişliğine ihiyaç duyulduğunu bilmekeyiz. Öe yandan frekans modülasyonunda bu kez genliğin sabi uularak frekansın zamanla değişirildiğini görmekeyiz. Bu yolla işarein dış ekenlere maruz kalabilecek genliğinin sabi uulması önemlidir. Ancak frekans modülasyonlu işarein ileimi için gereken band genişliği maalesef işarein band genişliğinin iki kaı kadar değildir, daha da fazladır. Bu açıdan bir örnek frekans spekrumu aşağıda verilmişir. C p

16 J ( 0 ) J 1( ) J ( ) J ( ) J ( 3 ) J 4 ( ) J 4 ( ) ω 3 ω ω C ω m C m C ω m ωc ωm ω C ω 4 J 3( ) J 1( ) Şekil 17 Frekans modülasyon spekrumu ωc ωm ωc 3ωm ωc ω m ωc 4ωm ω Görüldüğü gibi spekrumda x () işareinin band genişliğininde öesinde eksra frekanslar söz konusudur. Yani beklenenden daha fazla frekans bileşeni söz konusudur. Bu durum doğal olarak frekans modülasyonlu işarein band genişliğini arıracakır. Bunu karşılamak üzere, ileim haının band genişliğinin de büyük olması gerekecekir. Genlik modülasyonunun maruz kaldığı genliğinin gürülüden ekilenmesi olayı frekans modülasyonlu işarelerde olmaması önemli avanaj oluşururken, çok geniş band gerekirmesi, frekans modülasyonunun en önemli handikabıdır. Frekans Modülasyonlu Sinyalin Band Genişliği Sinusoidal sinyalleri emel alan Carson Kuralına göre frekans modülasyonlu dalgaların band genişliği aşağıdaki gibi anımlanır. B ( f f m ) f Anlık frekansın [ f ( )], aşıyıcı f c ve f mesaj sinyali frekansından olan sapması. m

17 DARBE MODÜLASYONU Haberleşme Teknolojileri T 1/ f 0 0 Şekil 7 Darbe modülasyonlu dalga : A f ( ) T 0 n1 A sin( n f n 0 )cos nf xgm ( ) AC cosωc cos( ωc ωm ) cos( ωc ωm ) Genlik modülasyonlu işare xfm ( ) Acos ( ) Acos ωc k f m( ) d Frekans modülasyonlu dalga x ( ) Acos ( ) Acos( ω k m( )) Faz modülasyonlu dalga PM 0 n1 C p A A f ( ) sin( n f0 )cos nf0 Darbe modülasyonlu dalga T n Modülasyonun Gerekliliği Kodlama yani modülasyon sonucu gönderilecek bilgi veya mesaj işarei ileileceği haberleşme kanalına uygun hale geirilmesi için gerekli olan bir prosesir. Bununla kas edilen, eğer bilginin ileileceği kanal genişliği ne ise modülasyon ile bu kanal genişliği sağlanır. Örneğin 4 KHz lik bir bilgi 9 l00 GHz kanalından (aşıyıcı frekansı 96 GHz), bir başka 4 KHz lik bir bilgi ise GHz kanalından (aşıyıcı frekansı 74 GHz) kanalından gönderilebilir veya yayınlanabilir. Bu yüzden bilginin gönderileceği kanala uygun hale geirilmesi farklı aşıyıcılarla ama aynı yapıdaki modülasyonla gerçekleşmekedir. 0

18 Şekil 9 Şeri yerleşimi : modülasyon gereği Band geçiren kanal (sağlıklı ileim) Buna ek olarak eğer ileim kablosuz haberleşmede kullanılacaksa da gönderme ve almada yararlanılacak ilgili anen boyularının göz önüne alındığında, ileilecek verinin anen dalga boyuna hazır hale geirilmesi için de modülasyona ihiyaç duyulur. Çünkü düşük frekanslı mesaj işareinin direk gönderimi için imkansız boyularda gereken anen boyu (anen dalga boyu), modülasyonla çok daha küçük boyularda makul hale geirilmekedir. Çünkü modülasyonla bir anlamda düşük frekanslı işarein frekansı, daha yüksek frekanslara çıkarılmışır, yani öelenmişir (frequency ranslaion).

19 M (ω) A A m C m () A m ω m 0 ω m x C () (ω) X C A C ω C 0 ω C x GM () (ω) / ω ω ) ( C m C ωm X GM ω ωc ωm ωc ωm ω C 0 ω C Şekil 10 Genlik modülasyonu zaman ve frekans domeni ω ω ω

20 SAYISAL (dijial) İŞARETLER Haberleşme Teknolojileri Sayısal haberleşmenin emelini işare veya veri olarak sayısal yani dijial işareler oluşurmakadır. Dijial işareler ayrık veya sandar darbe özellikli işareler olarak düşünülebilir. Aşağıda bu doğruluda bazı dijial işare örnekleri verilmişir. x () (a) x () (b) Analog, sürekli-zaman işare 1 1 Dijial, sürekli-zaman işare x () (c) x () (d) Analog, ayrık-zaman işare Şekil 8 Analog Dijial işareler f () Şekil 9 Ayrık işare p () T 1 1 Dijial, ayrık-zaman işare Şekil 10 Sayısal işare : Darbe dizisi

21 SAYISAL HABERLEŞME Haberleşme Teknolojileri Sayısal haberleşmenin emelini sayısal yani dijial işareler oluşurmakadır. Dijial işareler sürekli formdaki analog işarelerin örneklenmesinden elde edilir. Örnekleme (sampling) sürekli bir işarein belirli kurallar çerçevesinde ayrık işareee dönüşürülmesi işlemi olup, sayısal işarein eldee edilmesinin ilk adımını oluşurması açısından önemlidir. ÖRNEKLEMEYEE GİRİŞ Haberleşme mühendisliği ve sisemleri, sürekli ve ayrık zaman sisemlerinin kombinasyonundann oluşan hibrid görünümdediriler. Aşağıda böyle bir sisemi görmekeyiz. f () y( ) e () A/D örnekleyici e [k] G [z] x[k ] ayrık zaman konrölörü Şekil 11 Hibrid sisem ve örnekleyici Blok diagramı verilen, ve bu şemada kesik çizgi ile belirilen ve v gri rankle onlanann bölümü içeren işareler, işare işlemee eknikleri ve sisemleri göz önüne alınacakır. Blok şemada örnekleyici (sampler) olarak vurgulanan bu kısım, bu bölümde deaylarıylad a ele alınacakır. ÖRNEKLEME (sampling) Örneklenecek f ( ) işarei band sınırlı olmak zorundadır (B Hz) ). Bu işarei i örnekleyecek p() işareinin frekansı ( f S ) örneklenecek işarein frekansının en az iki kaı kadar olması gerekir ( f S B ). Bu kurala Nyquis Örnekleme Kuralı denilmekedir. Bu kural sağlandığı sürece sağlıklı bir örneklemeden söz edilebilir. Sağlıklı bir örneklemee Nyquis kuralını kapsamakla beraber daha da önemli bir nokayı işare emekedir. Buna göre sağlıklı örnekleme veya Nyquis kuralı uygulandığı sürece örneklenen f () işarei örneklerinden ekrar elde edilebilecekir. Bu orijinal işarein var olması, kaybedilmemesi açısından da önemlidir. D/A x () G (s) y( () sürekli-zaman sisem

22 Örnek Haberleşme Teknolojileri Hangi işare örneklenebilir. X ( ω ) Y( ω ) 1 Çözüm Şekil 1 Analog işareler ω Şekillere bakıldığında x() ve y () işarelerinin frekans spekrumları verilmişir. Eğer işareler band sınırlı iseler örneklenebilirler. Buna göre X ( ω) spekrumundan görüldüğü gibi bu işare sonsuz banda sahip olduğundan bu işare yani x() işarei örneklenemez. Öe yandan benzer biçimde ikinci işare olan Y( ω) işareinin spekrumuna bakıldığında bu işare band sınırlı olduğundan (5000 Hz) bu işare örneklenebilir. Haa bu işare örneklenirse iki kaı olan saniyede en az örnek alınması gerekecekir. Örnek x( ) sinc(5000 ) İşare örneklenebilirmi? Çözüm Eğer işare band sınırlıysa örneklenebileceğinden ilk iş olarak verilen işarein band genişliğini ω sinc( ) rec( ) yaklaşımından hesaplayabiliriz. sinc(5000 ) sinc( ) sn ω ω 4 ω sinc(5000 ) rec( ) rec( ).10 rec( ) sinc(5000 ).10 rec( ) fx 5000 fx 500 Hz.5 KHz ω ω

23 Buna göre işarein frekansı fx 500 Hz.5 KHz olarak band sınırlı olduğundan verilen x() işarei örneklenebilir. Bu koşullarda eğer f S B kuralına göre örneklenecekse saniyede en az 5000 örnek alınması gerekir. Örnek x() X ( ω ) ω Şekil 13 Kanal zaman frekans değişimi : sinc(5000 ).10 rec( ) f ( ) sin1000 işareini örnekleyecek örnekleme işareinin frekansı ne olmalıdır. Çözüm f( ) sin1000 sin (500) B 500 Hz Örneklenecek işarein frekansı olduğundan bunu örnekleyecek örnekleme işareinin frekansı en az iki kaı olması gerekiğinden ( f S B ), f Hz S Buna göre f () işareinden saniyeden az 1000 örnek alınırsa, işare sağlıklı örneklenmiş olacakır. Ancak bu akirde işare örneklerinden ekrar elde edilecekir. Diğer bir deyişle en az 1000 örneken ekrar orijinal f () işarei elde edilebilecekir. Örnek f ( ) cos 450 işarei, p() cos800 işarei ile örneklenebilir mi?. Çözüm Örnekleme ile kas edilen sağlıklı örneklemedir. Yani öyle bir oran belirlenmelidir ki örneklenecek işareen alınacak örnek sayısından işlemler sonunda ekrar orijinal işare elde edilmelidir. Bunun için yine emel f S B kuralı sağlanmalıdır. Dolayısıyla ilk olarak her iki işarein frekansı belirlenmelidir. ω

24 f( ) sin 450 sin (5) B 5 Hz Haberleşme Teknolojileri p ( ) sin 800 sin (400) f S 400 Hz Buna göre f S B kuralı sağlanmadığından sağlıklı bir örneklemeden söz edilemez. Eğer bu şekilde örnekleme yapılırsa, işare örneklerinden ekrar elde edilemeyerek kaybedilecekir. Örnek x( ) sin 40 cos180 sin100 işareini sağlıklı örnekleyecek örnekleme işareinin frekansı en az kaç Hz dir. Çözüm Öncelikle verilen x() işareinin band sınırlı olup olmadığına bakılır. x( ) sin 40 cos180 sin100 sin (0) cos (90) sin (50) Verilere bakıldığında x() işareinin band genişliği, Band Genişliği f f f f Hz max min 1 f1 0 Hz f 90 Hz f3 50 Hz Buna göre x() işarein band genişliği 70 Hz olarak band sınırlı olduğundan dolayı işare örneklenebilir. Peki bu işarei örnekleyecek örnekleme işareinin frekansı ne olmalıdır. Bunun için verilen x() işareinin içerdiği en yüksek frekans dikkae alınır. Buna göre örneklenecek işareeki en yüksek frekans bileşeni olarak f 90 Hz değeri dikkae alınacakır. Nyquis kuralını ( f S B ) göz önüne alan sağlıklı bir örnekleme için örnekleme işareinin frekansı bu frekansın en ez iki kaı olmalıdır ( fs f ). f f f 90 f 180 Hz S S S Buna göre örnekleme frekansı en az 180 Hz alındığı sürece x() işarei sağlıklı örneklenebilir.

25 Örnek Haberleşme Teknolojileri Aşağıda verilen p() darbe dizisiyle sağlıklı örneklenebilen bir x() işareinin band genişliği veya frekansı maksimum kaç Hz dir. Çözüm p () T sn Şekil 14 Darbe dizisi : örnekleme fonksiyonu Darbe işareinin örnekleme periodu T sn olduğundan buradan örnekleme frekansı, f S 1/ T 1/ Hz Buna göre bu örnekleme frekansıyla sağlıklı örneklenebilecek band sınırlı olduğu düşünülen bir x() işareinin maksimum frekansı f S B Nyquis kuralı gereği B 00 Hz olmalıdır. f 400 B 00 Hz max Sayısal İşarelerin Elde Edilmesi Sayısal veya dijial işareler doğal işareler olmayıp, sürekli-zaman işarelerden elde edilmekedirler. Bu nedenle dijial işare sürekli x () işareinin (analog işare) örnekleme, quanalama ve kodlama safhalarından geçirilerek x d () formunda elde edilen işareir. Bu safhaları içeren blok diagram aşağıda verilmişir. x () Örnekleme Quanalama Kodlama x d () Analog işare x S () x q () Sayısal işare f S f a Şekil 19 Dijial işarein elde edilmesi Dijial işarein elde edilmesini göseren yukarıdaki blok diagramdaki x (), x S (), x q () ve x d () aşamalarını işareler üzerinde göz önüne alalım.

26 x () x S () () x q Analog işare Örneklenmiş işare + Quanalama Dijial işare (darbe genlik modülasyonu) Şekil 0 Analog dijial işare dönüşümü Görüldüğü gibi x () analog işarei f S f a kuralına göre örneklenerek önce x S () ayrık işareini, bu işare de belli bir genişlikeki sıfır-seviyeli uucudan geçirilerek, genlik darbe modülasyon (pulse ampliude modulaion, PAM) işarei elde edilir. Elde edilen PAM işarei belli seviyelere göre quanalanarak x q () işareini oluşurmakadır. Oluşan x q () işarei darbe kod modülasyonundan (pulse code modulaion, PCM) geçirilerek beklenen x d () dijial işarei elde edilir. Quanalanmış PAM sinyallerinin PCM den geçirilmesi demek, PAM işareinin eşi genlikeki darbelerle kodlanması demekir. Bu şekilde kodlanmış işare () dijial işareir. Aşağıda bir x () analog işareinin x d () dijial işaree dönüşümü safhalarıyla göserilmişir. Vol onluk ikili 7 sayı sayı x () PAM sinyalleri ikili kodlama kodlanmış işare, PCM Şekil 1 Analog işarein 3-bili ikili sayı ile kodlanması x d () x d

27 Vol Haberleşme Teknolojileri Şekil Dijial işare : darbe kod modülasyonu (PCM) dizisi ÇOĞULLAMA ( MULTIPLEXING) Mevcu ileim oramının kapasiesinden yararlanarak hem daha fazla veri ransferini sağlamak hem de haberleşme açısından aynı anda birden fazla haberleşmeyi mümkün kılmak için çoğullama ekniklerine ihiyaç duyulur. Çoğullama yardımıyla aynı ileim haından aynı anda daha fazla bilgi, farklı yapıdaki çok sayıdaki bilgi, aynı anda birden fazla görüşmenin yapılabileceği çok kanallı bir haberleşme oramı sağlanmakadır. Bunun için muliplexer ve demuliplexer diye anılan elemanlardan yararlanılır. 1 Ha, n Kanal n Giriş MUX DEMUX n Çıkış Şekil 5 Çoğullanmış ileim haı Bu yaklaşımla aynı anda ek bir haan çok sayıda kanal oluşurularak çok kanallı haberleşme imkanı elde edilir. Bu yapıdaki çoğullanmış haberleşme eknikleri Frekans Bölmeli Çoğullama (Frequency Division Muliplexing, FDM) ve Zaman Bölmeli Çoğullama (Time Division Muliplexing) olarak ikiye ayrılmakadır. Frekans Bölmeli Çoğullama (Frequency-Division Muliplexing, FDM) FDM olarak bilinen frekans bölmeli çoğullama (frequency division muliplexing, FDM) haberleşme sisemlerinde oldukça önemli bir yere sahipir. Aynı kanalın birden fazla eşi büyüklükeki al kanala bölünerek aynı anda birden fazla kanalla haberleşmenin yapıldığı bir sisemdir. Daha çok analog özellike olan FDM ekniği bildiğimiz radyo frekans ahsislerinin ipik bir uygulamasıdır. Örneğin dinlemeke olduğumuz FM (frequency modulaion) radyo kanallarının her birinin farklı kanalda yayın yapma özelliği FDM lerden gelmekedir. Mevcu bir kanalın oplam band genişliği eşi kanal büyüklüğündeki (eşi band genişliği) daha küçük al kanallara (bandlara) bölünerek aynı anda birden fazla kanaldan yayın yapılması mümkün olmakadır. Veri haberleşmesinde de bu şekilde oluşurulan al kanallardan aynı anda veri gönderimi ve alımı sağlanabilmekedir. Bu bölümde FDM ekniğinin işareleri frekans domeninde düşünerek, spekrumlarını ve spekrum dağılımlarının (frekans dağılım, ahsisi) Fourier ransformasyonuyla üreilmelerini ve değerlendirmelerini incelemeye çalışacağız. Bunun öncesinde bir FDM in basi yapısını göz önüne alalım.

28 F (MHz) 1000 Kanal Kanal Kanal Kanal 3 00 Kanal 100 Kanal 1 0 Şekil 6 Frekans Bölmeli Çoğullama (FDM) Örnekleme Teorisi ve Çok Kanallı Haberleşme Sisemleri (sn) PAM dizisinin elde edilmesini sağlayan farklı işarelere ai örnekleri gösermek amacıyla iki işarein göz önüne alındığı aşağıdaki şekil verilmişir. f ( ) 1 T 1 T f ( ) Şekil 7 Zaman bölünmeli örnekleme

29 Verilen şekil incelendiği zaman iki işareen oluşan bir zaman bölünmeli örnekleyici görülmekedir. Birinci f 1( ) işarei dörgen örnekleyici ile T 1 örnekleme perioduna göre, ikinci f ( ) işarei ise T örnekleme periodu ile örneklenmekedir. Bu şekilde sonsuz spekrumda farklı iki işaree ai örnekler aralarındaki zaman korunarak spekruma dizilebilmekeler. Praik açıdan, her bir şeklin farklı örnekleyicilerle ayrı ayrı örneklendiği düşünülecekir. Aynı şekilde göserilmeler yalnızca basilik açısındandır. f ( ) f ( ) 1 T 1 T Şekil 8 Zaman bölmeli erişimle (TDM) aynı ileim oramına iki işare örneklerinin alınması Bu yapıda isenirse iki değil daha fazla sayıda işare aynı şekilde uygun örnekleme frekansları (periodları) kullanılarak TDM ile gönderilebilir. Buna uygun olarak 4 işaree ai bir TDM görünümü aşağıda verilmişir. f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) 1 T 3 T 3 4 T 4 T 1 Şekil 9 Zaman bölmeli erişimle (TDM) aynı ileim oramına dör işare örneklerinin alınması

30 Görüldüğü gibi uygun T1 T4 örnekleme periodları (frekansları) seçilerek birden fazla işarein örneklenmiş PAM veya PCM darbe dizileri aynı ileim oramından T1 T4 örnekleme zamanlarına bağlı olarak zaman dönüşümlü bir TDM ile gönderilebilir. Bu yaklaşımla ayarlanması koşuluyla isenirse çok daha fazla işare örneklenmek sureiyle TDM anaharlama ile aynı ha üzerinden gönderilebilir. Tüm bu avanajlar örnekleme eorisiyle sağlanmakadır. Aşağıda örnekleme-tdm haberleşme üzerine kurulu çok kanallı haberleşmenin genel yapısı verilmişir. f ( ) LPF A/D PAM D/A f ( ) 1 f ( ) LPF A/D PAM M D D/A f ( ) U E X TDM M U f N () LPF A/D PAM D/A () Şekil 30 TDM Çok kanallı ileişim Görüldüğü gibi f1( ), f ( ),, f 3 ( ) işareleri başlangıça örüşme problemlerini önlemek üzere önfilreleme olarak birer alçak geçiren filreden (LPF, low pass filer) geçirildiken sonra A/D (analog/dijial) konverör yardımıyla örneklenerek oluşurulan PAM veya PCM dizileri bir çoğullayıcı (MUX) ile TDM esasına uygun olarak ileim haına alınırlar. Bilgi karşı arafa vardıkan sonra bu kez ers yönde yani çokan-bire bir çoğulllayıcı (DEMUX) ile ilgili kullanıcı adreslerine, dijial/analog konverörlerden geçirilerek göndeilen işareler olarak eslim edilirler. Günümüz modern sayısal haberleşme sisemlerinin önemli özelliği olan çok kanallı haberleşme, görüldüğü gibi örnekleme ekniğinin avanajlarından yararlanılarak gelişirilmişir. f N 1

31 SAYISAL MODÜLASYONLARR Haberleşme Teknolojileri Sayısal modülasyonlar ya analog işarelerle, ya da PCM örneğinde olduğuu gibi direk sayısal işarelerden elde edilebilmekedirler. Darbe Modülasyonu 0 f () 1 0 cos10 f ( )cos10 f () rec( ) F{ rec( )} 4sin c(ω ) 4 4 F( ω) 1 F{ f ( ) cos10 } [ F( ω ω ) 0 F( ω ω 0 )] 1 [ F( ω 10) ) F( ω 10)] Şekil 31 (a) (b) (c) / sızını 0 f ( )cos100 İşareininn modülasyonu 4 F (ω) 0 / ω ω ω

32 Darbe Modülasyonu Taşınacak işare (a) T 1/ f 0 0 Taşıyıcı işare Modüle edilmiş işare Şekil 3 Darbe modülasyonlu dalga : (Genlik kaydırmalı sayısal modülasyon (ASK)) (b) (c)

33 DİJİTAL MODÜLASYONLAR Haberleşme Teknolojileri Dijial veya sayısal modülasyonlar sayısal bilginin analog aşıyıcılar kullanılarak ileimini hedef alır. Analog bir aşıyıcının klasik olarak genlik, frekans ve faz paramereleri dikkae alındığında sayısal bilgi analog bir işarein bu üç emel parameresinden birinin esas alınmasıyla ileilir. Buna göre analog işarein genlik, frekans veya fazı sayısal bilgideki 0 ve 1 leri emsil edecek şekilde değişirilirse buna dijial modülasyon denilmekedir. Diğer bir deyişle yüksek frekasnlı aşıyıcı analog işarein üç parameresinden herhangi biri sayısal bilgiyi emsil edecek şekilde değişime uğradığında ilgili sayısal modülasyon oluşmakadır. Veya klasik modülasyon anımını da yapabiliriz ; sayısal bilginin analog aşıyıcıya bindirilmesi işlemine de modülasyon, daha doğru ifadeyle sayısal modülasyon diyebiliriz. GENLİK KAYDIRMALI ANAHTARLAMA MODÜLASYONU (Ampliude Shif Keying, ASK) Taşınan işarei sayısal, aşıyıcısı analog işarelerden oluşan modülasyon ürleridir. Bu modülasyon ürlerinde aşıyıcı durumundaki analog işarein emel genlik, frekans ve faz paramerelerinden herhangi biri sayısal işaree göre modüle edilmekedir. x C () Şekil 33 Analog aşıyıcı işare Yukarıda verilen analog özellikli aşıyıcı işare aşağıda göserilen içeriğindeki sayısal m () işare ile modüle edilecekir Şekil 34 m () : Modüle edici işare (mesaj işarei)

34 Böyle bir durumda genlik modülasyonlu darbe aşağıdaki gibi oluşacakır. Haberleşme Teknolojileri Şekil 35 Darbe modülasyonlu dalga A sinω 0, 0 T y () mx () C () 0 Diğer Görüldüğü gibi ek bir işarein genliğinin, ileilecek sayısal veriye uygun olarak sıfır ve bir yapılarak oluşurulan modülasyon söz konusudur. Kullanılan analog aşıyıcının frekansı ( ω 0 ) ve fazı sabi iken yalnızca sayısal bilgiye göre genliği iki seviye (0,1) arasında değişmekedir. FREKANS KAYDIRMALI ANAHTARLAMA MODÜLASYONU (Frequency Shif Keying, FSK) Sayısal frekans modülasyonlu işarele ilgili olarak analog x C () aşıyıcı işarei aşağıdaki gibi göz önüne alınmışır. x C () Şekil 36 Taşıyıcı işare : frekansı modüle edilecek işare

35 Bu işarei modüle edecek içerikeki sayısal m () işarei aşağıdaki gibi göz önüne alınmışır Şekil 37 m () : Modüle edici işare (mesaj işarei) Böyle bir durumda sayısal frekans modülasyonlu dalga aşağıdaki gibi oluşacakır Şekil 38 Frekans modülasyonlu dalga 0 1 Şekil 39 Bilginin iki farklı frekansaki bileşenle göserimi A sinω 0, 0 T y1() m() xc () 0 Diğer A sinω 1, 0 T y() m() xc () 0 Diğer Görüldüğü gibi dijial modülasyonda ω 1 ve ω gibi iki farklı frekansa sahip işareen yararlanılarak modülasyon yapılmakadır. Frekanslardan biri ileilecek sayısal verideki sıfırı, diğeri ise bir bilgisini gösermekedir.

36 FAZ KAYDIRMALI ANAHTARLAMA MODÜLASYONU (Phase Shif Keying, PSK) Taşıyıcı durumundaki analog x C () işare aşağıda verilmişir. x C () Şekil 40 Taşıyıcı işare : fazı modüle edilecek işare Haberleşme Teknolojileri Sayısal.çerikli m () modüle edici mesaj işarei formunda aşağıdaki gibidir Şekil 41 m () : Modüle edici işare (mesaj işarei) Faz modülasyonlu sayısal darbe aşağıdaki gibi oluşacakır Şekil 4 Faz modülasyonlu dalga

37 0 1 0 Şekil 43 Bilginin 180 faz farklı iki bileşenle göserimi faz kaydırma L.O. L.O. : Lokak Osilaör (frekans üreeci) A sinω 0, 0 T y1() m() xc () 0 Diğer A sin(ω 0 ), 0 T y() m() xc () 0 Diğer Şekil 44 Faz kaydırmalı sayısal modülasyon Görüldüğü gibi ek bir aşıyıcı işarein farklı iki fazı göz önüne alınarak yapılan modülasyon ipidir. Genel manada Faz Anaharlamalı Modülasyon (Phae Shif Keying, PSK) olarak 0 bilinen bu yaklaşım, eğer aynı anda yalnızca bir bii ilemeye uygun 180 faz farkıyla oluşurulursa yapılan sayısal modülasyona ikili faz anaharlamalı modülasyon (Binary Phase Shif Keying (BPSK) denilmekedir.

38 FAZ KAYDIRMALI ANAHTARLAMA MODÜLASYONU VE ÇOKLU VERİ İLETİMİ Haberleşme Teknolojileri Şu ana kadar ele alınan ASK, FSK ve BPSK yaklaşımları, aynı anda yalnızca bir biin ileimine uygun modülasyonlardı. Ancak günümüzde ve realiede çok daha yüksek veri ransferlerine ihiyaç duyulduğu düşünülürse bu yaklaşımların yeersiz kalacağı açıkır. Bu yüzden aynı anda daha fazla veri (bi) gönderimine uygun ekniklerin kullanılması gerekecekir. Bunu sağlamak üzere Faz Kaydırmalı Anaharlama (PSK) olarak anılan modülasyon ekniğinden yararlanılır. 0 Yukarıda ilk alınan faz modülasyonu 180 faz açılı modülasyon olup sıfır faz açılı örneğin 0 0 bilgisini, 180 faz açısı ise 1 bilgisini gösermekeydi. Bu şekliyle aynı anda yalnızca bir bi veri gönderilebilmekeydi. Daha fazla faz açısı kullanılarak aynı anda gönderilebilecek bi sayısı arırılabilir. Örneğin aşağıda göserildiği gibi farklı açılar kullanılarak aynı anda gönderilebilecek bi sayıları arırılabilir bi bi bi 0 Aşağıda aynı anda iki bi göndermeye uygun 90 faz kaydırmalı bir PSK örneği verilmişir. Örnek Faz kaydırmalı sayısal modülasyon yönemini kullanarak daasını ek ek bi yerine ikişerli biler olarak gönderilmesinin mümkün olup olmayacağını araşırın. Çözüm Gönderilmesi isenen verisi 1 bien oluşmakadır. Dolayısıyla hangi sayısal modülasyon yönemi uygulanırsa uygulansın 0 veya 1 leri gösermek üzere 1 işare parçacığından yararlanılacakır. Oysaki verile işare, veya olarak göz önüne alındığında oplam dör durumun (0,1,,3) olduğunu görürüz. Buna göre 0 eğer faz kaydırmalı devre 90 kaydırma üzerine gelişirilirse, iki aşıyıcı işare oluşurulabilir. 0 İki aşıyıcı işare 90 faz farkıyla işlenirse, her bir aşıyıcı iki bi seviyesini gösereceğinden her biri iki bilik oplamda sisemde dör farklı faz seviyesi söz konusu olur. Sonuça sisemden ileilecek veriler ek ek bi yerine aynı anda iki bi gönderimini sağlayacakır.

39 faz kaydırma L.O. 4 PSK Şekil 45 Faz kaydırmalı sayısal modülasyon Şekil Faz kaydırmalı PSK

40 Bu dijial modülasyon, faz modülasyonu (PSK) ve genlik modülasyonunun (ASK) kombinasyonundann oluşan dijial modülasyon biçimidir. Amaç her iki ekniken yararlanarak aynı anda daha fazla sayısal veri ileimini sağlamakır. Klasikk PSK düşünüldüğünde genlik modülasyonu ek veya bir kabul edildiğinde ASK ekisi görülmemekedir. Oysa ki değişken seviyelii iki genlik seviyesi dikkae alındığında her bir faz için gerilim seviyesi kadarr da veri söz konusu olacağından, aynı anda PSK ile aşınan verinin iki kaı veri ileimi mümkün olacakır. Eğer PSK ve iki i genlik seviyesi söz konusu olursa aynı anda ileilecek veri sayısı iki kaına çıkacakır (-QAM). Eğer 4 PSK ve iki genlik seviyelii ASK kullanılırsa oplam 8 kombinasyon olacağından aynıı anda 3 bi gönderilebilir (8-QAM). Benzer biçimde Eğer 8 PSK ve iki seviyelii ASK kullanılırsa 16 kombinasyondan dolayı aynı anda 4 bi ileimi mümkün olacakır. 4 QAM 1 Genlik 4 Faz bi 8 QAM Genlik 4 Faz 3 bi 16 QAM Genlik 8 Faz 4 bi 3 QAM 4 Genlik 8 Faz 5 bi 64 QAM 6 bi 18 QAM 7 bi Aşağıdaa aynı andaa iki ve 3 bi ileimini sağlayan 4 QAM ve 8 QAM diyagramları verilmişir QAM 1 Genlik 4 Faz Haberleşme Teknolojileri QUADRATUR GENLİK MODÜLAS YONU (Quadraure Ampliude Modulaion, QAM) Şekil QAM ve 8 QAM QAM Genlik 4 Faz

41 HABERLEŞME TEKNOLOJİLERİ Haberleşme Teknolojileri TELGRAF HABERLEŞMESİ Telgraf, belirli bir kod kullanılarak yazılı bilgi ya da belgelerin ileimini sağlayan elekomünikasyon düzeneğidir de Samuel Mors un bulduğu bir eknoloji olup, elekrik enerjine dönüşürülmüş verinin elden geçen elekrik akımı aracılığıyla ileilmesi sağlanmakadır. Elekrik enerjisini kullanılarak gerçekleşirilen ilk uzun mesafeli haberleşme eknolojisidir. Şekil 1 Telgraf

42 TELEFON HABERLEŞMESİ Telgrafın ardından bu eknolojiden yararlanılarak 1876 da Alexander Graham Bell günümüz elefon eknolojisini gelişirmişir. Şekil Analog manuel elefon sanrali

43 Şekil 3 Eski ip (analog) manuel elefon sanralleri Eski ip sanrallerle abonenin bulunduğu adrese sanralden direk kablo çekilerek haberleşme sağlanmakaydı.

44 Şekil 4 Crossbar anaharlama Şekil 5 Manuel haberleşme : Nokadan nokaya bağlanı Gelişen haberleşme eknolojisi yukarıdaki gibi nokadan nokaya bağlanıları yeersiz kılınca merkezi veya bulu ipi bir ağ üzerinden bağlanıyı dolayısıyla haberleşmeyi zorunlu kılmışır.

45 Şekil 6 Merkezi ip haberleşme Şekil 7 Bulu haberleşmesi

46 BİLGİSAYAR AĞLARI Haberleşme Teknolojileri Her çağda insanların en önemli gereksinmelerinden birini ileişim oluşurmuşur. Bu gereksinmeyi en iyi ve en kolay biçimde karşılamak amacıyla yapılan çalışmalar günümüzde oldukça ileri düzeylere ulaşmışır. Bugün elefon, elgraf, radyo ve elevizyon gibi araçların yanı sıra bilgisayar da ileişim amacıyla kullanılmaya başlanmış önemli bir ileişim aracıdır. Bilgisayarın ileişim aracı olarak kullanılması bilgisayar ağları ile olanaklı olmakadır yılında ilk gelişirilen bilgsisayar ağıyla yalnız dör bilgisayar arasında bağlanı kurulabilirken, bugün bir bilgisayar ağı ile değişik ve birbirinden uzak yerlerde kurulu bulunan binlerce bilgisayar arasında ileişim sağlanabilmekedir. Bilgisayar ağı, birden çok bilgisayarın birbirine bağlanması ile oluşurulmuş bir veri ileişim ve paylaşım sisemidir. Sisemdeki kaynakların opimum kullanımı amaçlanır. Her bilgisayara ek ek ek program yüklemek, her bir bilgisayara yazıcı, arayıcı gibi çevre birimleri eklemek yerine bunları bir merkez de oplayarak sisem olarak ağa bağlı bilgisayarların orak kullanımına açmak daha verimli ve ekin bir yönemdir. Şekil 8 Bilgisayar ağı

47 HUB Haberleşme Teknolojileri Basi yapıda (3 5 bilgisayar) ağ oluşurulmak isendiğinde bilgisayarları bir birine bağlamaya yarayan anahardırr (swich). Şekil 9 HUBB (ağ anaharlama cihazı)

48 MODEM (MOdulaor DEMoulaor) Haberleşme Teknolojileri Ağa bağlı bilgisayardaki sayısal verinin dış orama ileildiğinde analog bilgiye dönüşürülmesi işlemine yerine geirir. Bu dönüşürme işlemi bilindiği gibi ASK, PSK veya FSK modülasyonlarından ibareir. Diğer bir deyişle bilgisayardaki sayısal verinin dış rama ileilmesi için uygun modülasyon işlemi MODEM vasıasıyla yerine geirilmekedir. Bunun yanısıra dış oramdan analog sinyal ile bilgisayara gelen işarein bilgisayar yani iç orama alınması için bu kez demodülasyon işlemi gerekir. Demodülasyon işlemi modülasyonun ersidir. Modülasyonla kuvveli sinyal üzerinde gelen sinyalin alınmasını, mindirilmesini sağlar. Buna göre gönderici araındaki modemin işlevi modülasyon iken, alıcı kısımdaki modemin görevi am ersi demodülasyondur. Şekil 10 Modemler

49 AĞ BAĞLANTI BİÇİMLERİ (TOPOLOJİLER) Haberleşme Teknolojileri Şekil 11 Orak yol (Bus, Eherne) ağ bağlanısı

50 Şekil 1 Yıldız ipi ağ

51 Şekil 13 Yıldız ipi ağ

52 Şekil 14 Halka (Ring) ipi ağ bağlanısı Şekil 15 Karmaşık (Mesh) ipi ağ bağlanısı Mesh opolojisi, ağdaki büün uçların birbirine bağlı oldukları bir opoloji ürüdür. Bu opoloji, karmaşık opoloji olarak da adlandırılır. Bu opoloji güvenli ağ opolojisidir. Her noka arasında bağlanı olduğu için veri akarımı gizli yapılabilir. Örneğin; iki bilgisayar arasında veri alış verişi gerçekleşirken diğer bilgisayarlar bu verileri göremezler. Bu ağda herhangi bir bilgisayarın bozulması sadece o bilgisayarı ekiler. Yine herhangi bir kablonun kopması durumunda ağ çalışmaya devam eder, hiçbir bilgisayar ağ dışı kalmaz. Bu yüzden ileişim kopmasının ehlikeli olduğu durumlarda bu ağ ercih edilir. Mesh belirilen bu avanajlarının yanında bazı dezavanajlara da sahipir. Bağlanı kurulacak bilgisayar sayısı arıkça kablo sayısı da kalanarak arar. Bu da karmaşıklığı ve maliyei arırır. Çünkü her yeni bir bilgisayar ile ağdaki diğer bilgisayarlar arasında ayrı ayrı halar kurmak gerekecekir. Bu yüzden mesh bağlanısı büyük çaplı ağlarda ercih edilmez. Daha çok özel durum gerekiren yerlerde ve küçük ağlarda kullanılır. Sınırlı bir kullanım alanına sahipir.

53 Şekil 16 Yerel Alan Ağ (Local Area Nework, LAN) Şekil 17 Çoklu Yerel Alan Ağlar

54 Pake Anaharlamalı Haberleşme Şekil 18 Geniş Alan Ağ bağlanısı (Wide Area Nework, WAN) AĞ HABERLEŞMESİ Veri blokları küçük verş bloklarına bölünerek ağ üzerinden mevcu farklı yollar üzerinden alıcıya ulaşırılır. Daha efekif ağ haberleşme yönemidir. Fig. Pake anaharlamalı ağlar

55 Devre Anaharlamalı Haberleşme Haberleşme Teknolojileri Veri ileimi için alıcı ve verici arasında bir kanal ahsis edilmesiyle oluşan veri haberleşme yönemidir. Haberleşme süresince kanalı yalnız bu haberleşmeye ahsis emesi dezavanajıdır. Rouer Şekil Devre anaharlamalı ağlar Rouer yönlendirici demekir. Bir ağ akif donanımı olarak da rouer yönlendirme işlemi yapmakadır. Ağdaki bilgisayarların yönlerini bulmalarına klavuzluk eder. Bir başka deyişle ağdaki ip pakelerini bir neworken başka bir neworke aşımaya yarayan cihazlara rouer denmekedir. Yönlendirme için OSI (Open Sysems Inerconnecion) yedi kaman modelinin üçüncüsü olan ağ kamanı kullanılır. Bir rouer'ın amacı gelen ağ pakelerini incelemekir. Pakelerin,ağdan geçmesi için en iyi yolu belirler ve swich'en pora am doğru bir şekilde gimelerini sağlar. Rouer'lar büyük ağlarda rafiği düzenleyen en önemli aygılardır.

56 OSI (Open Sysems Inerconnecion) AĞ REFERANS MODELİ GÖK DALGALARIYLA HABERLEŞME Şekil OSI referans modeli Gökyüzünün abakalarını kullanarak yüksek frekanslardaki EM dalgalarla haberleşme yapılabilmekedir.

57 Şekil 5 Gök dalgaları ve yansımaları

58 GÖK DALGALARI Haberleşme Teknolojileri Amosferin iyonosfer kalarına çarpıp yansıyarak ekrar yeryüzüne dönen dalgalardır. İyonosfer amosferin en dış kamanıdır ve yerden yaklaşık KM arasında bir mesafededir. Bu kamanın yüksekliği sabi olmayıp zamana ve mevsime göre değişkenlik göserir. Gündüzleri ise geceye göre daha alçak seviyededir. Gaz moleküllerinin iyonlarına ayrılması olayına iyonlaşma denir. Günesin ulraviyole ısınları bu iyonlaşmayı meydana geirir. Günesin ekisi yüksek abakalarda daha fazla olacağından iyonlaşma mikarı da bu abakalarda daha çok olacakır. Gece ise güneş ekisi oradan kalkığından iyonlar ekrar birleşirler. Bu ise al abakalarda üs abakalardakine nazaran daha çabuk olur. Bu nedenle iyonosfer abakasının kalınlığı azalır ve yerden yüksekliği de arar. Böylece iyonosferin abakalarından yansıyarak yeryüzüne dönen gök dalgalarının da ulaşığı menzil özellikle geceleri armış olur. Gök dalgalarının menzilini ekileyen fakörler : a. _Iyonosfer kamanının iyonlaşma mikarı ne kadar fazla ise menzil o oranda azalır. Örneğin gündüzleri duyulamayan bir çok kanal geceleri duyulabilir, b. Vericinin gücü, c. 30 MHz in alındaki frekanslarda gök dalgalarının menzili arar, 30 MHz üzeri frekanslarda ise iyonosferden yansıyamaz ve uzay boşluğuna yayılır, d. Verici aneninden gönderilen dalganın yansıyabilmesi için iyonosfere belli bir açı alında gelmesi gereklidir. Büyük açılarda iyonosfer kamanlarına ulaşan gök dalgaları, bu kamanlar arafından yuulurlar, e. Verici aneni ne kadar yükseğe yerleşirilirse menzil o oranda arar. UYDU HABERLEŞMESİ Haberleşme uyduları ileişim amacıyla uzayda yaklaşık km yükseke dünya yörüngesinde konuşlu olan suni uydulardır. Günümüzde haberleşme uyduları Yersabi Yörünge, Molniya Yörünge ve Alçak Kuupsal Yörüngelerde konumludurlar. Haberleşme uyduları, sabi ileişim hizmeleri için denizalı fiberopik ileişim ağlarını amamlayıcı bir eknolojiyi sağlar. Karasal ileişim ağının ulaşamadığı coğrafi bölgeler ve harekeli deniz ve hava araçlarıyla ileişim amacıyla da kullanılmakadırlar. Şekil 6 Uydu sisemi

59 Uydu haberleşme sisemlerinin Uzay kesimi olarak adlandırabileceğimiz uydulara; yörüngeki ekralayıcılar ya da yansııcılardır diyebiliriz. Temel amaç yer isasyonundan gelen sinyalin, aralarında uzak mesafler bulunan diğer bir yer isasyonuna gönderilmesidir. Bu görevden uydunun ransponder bölümü sorumludur. Yer isasyonundan gelen sinyali alma ve geri göndermek için, gelen sinyalin; frekansının dönüşümü ve güçlendirme işlemleri ransponder arafından yapılır. Uydular elevizyon yayıncılığı açısından da çok önemli bir yer eşkil emekedir. Televizyon yayıncılığında; merkezden uyduya gönderilen sinyaller yine frekansları değişirilip güçlendirildiken sonra geniş alanlara gönderilirler ve bir çok kullanıcı arafından izlenebilirler. Sadece casusluk, bilgi edinme amaçlı uydularda bulunmakadır. Bu ür uydular üzerinde gelişmiş opik cihazlar, fooğraf makineleri, çeşili sensörler, video kayı cihazları bulunmakadır. Toplanan bilgiler bir merkeze gönderilir. Şekil 7 Uydu sisemleri