Bölüm 2 Fiziksel Katman

Bölüm 2 Fiziksel Katman ==> Text Sayısal bit akışı Analog bit akışı Analog bit akışı Sayısal bit akışı Text Kaynak Verici İletim Sistemi Alıcı Hedef 1 2 3 4 5 6 Giriş Bilgisi m Veri Girişi g(t) İletilen Sinyal s(t) Alınan Sinyal r(t) Veri çıkışı g(t) Çıkış Bilgisi m A τ t g( t) k 0 t kt A r( t) g( t) sin(2 nft) dt T 0

Veri İletiminin Teorik Temelleri Fourier Analizi Band-genişliği Sınırlı İşaretler Bir kanalın maksimum Veri Hızı 1 2 c a ) n sin(2 nft) bn cos(2 nft n 1 n 1 g ( t ) nft T 2 an g( t)sin(2 nft) dt T 0 T 2 bn g( t)cos(2 nft) dt T 0 c 2 T T 0 g( t) dt

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, 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

Band-genişliği Sınırlı İşaretler A binary signal(ascii b) and its root-mean-square Fourier amplitudes. (b) (c) Successive approximations to the original signal.

Bandgenişliği -Sınırlı İşaretler (2) (d) (e) Successive approximations to the original signal.

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, S/N = İşaret gücünün (S) gürültü gücüne (N) oranı. Bir kanal üzerinden gönderilebilecek maksimum bilgi miktarı kanal sığası olarak adlandırılır.

Bandgenişliği -Sınırlı İşaretler(3) Relation between data rate and harmonics.

Kılavuzlu veri iletimi Manyetik ortam(magnetic Media) Bükülü kablo(twisted Pair) Koaksiyel kablo(coaxial Cable) Fiber optik(fiber Optics)

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. 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.

Dolanmış kablo, metal kılıf, RJ-45 konnectör ( CAT3 (b) CAT5

Twisted Pair (a) Category 3 UTP. (b) Category 5 UTP.

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 gönderme, Bir çift Alma) Category 6 : 1000 Mbps e kadar.(iki çift gönderme, İki çift Alma)

RJ45 Konnektör RJ-45 Jak

Bükülü Kablo Avantajları Dezavantajları İyi bilinen bir teknoloji Sese karşı duyarlı Network e makineleri Maximum bant genişliğisınırlı eklemek kolay Mesafe Sınırlaması En ucuz malzeme Dinlenmeye müsait. Telefon malzemesiyle aynı Pahalı elektronik malzeme var olan telefon hatları gerektirir. kullanılabilir.

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.

Çapraz kablo Geçit kablo aşağıdaki bağlantılarda kullanılır. Anahtar - Anahtar Anahtar - Hub Hub - Hub Yönlendirici - Yönlendirici Yönlendirici - PC veya Sunucu PC veya Sunucu - PC veya Sunucu Rollover Kablo

Koaksiyel kablo A coaxial cable.

Koaksiyel kablo bağlantıları T Konnektör Bağlantı şekli

Koaksiyel kablo özellikleri Avantajları Düşük maliyet Kuruluşu ve ilave edilmesi kolay Uzun mesafelerde gürültüye karşı daha dayanıklı Dezavantajları Sınırlı mesafe ve topoloji Düşük güvenlik seviyesi hemen aşılabilir Kablolama topolojisinde büyük değişiklikler yapmak zor. Elektronik birimleri daha ucuz olmasına rağmen kablo twisted pair e nazaran daha pahalı.

Fiber Optik (a) (b) Cam içinden farklı açılarla gelen ışığın cm yüzey ile hava arasındaki etkileşimi İç yansıma ile ışığın toplamda tutulması.

Fiber içerisinde ışığın iletimi Infrared bölgede ışığın fiberi içerisindeki zayıflaması.

Fiber Kablolar (a) Side view of a single fiber. (b) End view of a sheath with three fibers.

Fiber Kablolar (2) A comparison of semiconductor diodes and LEDs as light sources.

Fiber optik Kablolar Avantajları Yüksek hız Uzak mesafelerde daha hesaplı Başka dalgalardan etkilenmez. Network omurgası için uygun. Ses, veri ve video desteği var. Hattı dinlemek zor. Dezavantajları Diğer kablolama tiplerine göre daha pahalı Kablolama yeterince esnek değil ve keskin bir şekilde bükülemiyor. Standart birim eksikliği Yüksek trafiğe sınırlı ye point-to-point olmalı Kuruluş ve destek tecrübesi gerektiriyor kuruluşu çok pahalı

Fiber Optik Ağlar Aktif tekrarlayıcılı bir fiberoptik bağlantı.

Fiber Optik Ağlar (2) Bir fiber optik Ağın pasif yıldız bağlantısı.

KABLO TÜRLERİ COAXIAL Thin Thick TWISTED PAIR Unshielded Twisted Pair UTP Shielded Twised Pair STP Foiled Twisted Pair FTP FIBER OPTIC Single Mode (laser) or Multi Mode (led) CG NETWORK UYGULAMALARI 10Base2 10Base5 10BaseT 100BaseTX 1000BaseT 10BaseT 100BaseTX 1000BaseT 10BaseT 100BaseTX 1000BaseT 10BaseF FDDI 100BaseFX 1000BaseSX/LX BAND GENİŞLİĞİ 10Mbps 10Mbps 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10-20Mbps 100Mbps 100-200Mbps 1-2Gbps

İletim Standartları Standart Hız Band Mesafe konnektör Kablo 10base2 10 Base 200m BNC İnce Koaksiyel 100baseT 100 Base 100m RJ45 CAT5 X 1000base T 1000 Base 100m RJ45 CAT6

Telefon Sistemi

Telefon Sisteminin yapısı (a) Tam-içbağlantılı Ağ. (b) Merkezi Anahtar. (c) İki seviyeli-hiyerarşi.

Telefon Sisteminin yapısı(2) Orta mesafe arama için tipik bir devre yönlendirme.

Telefon Sisteminin ana elemanları Yerel Çevrim(Local loops) Analog bükülü çiftler evlere ve işyerlerine kadar gider Bağlantılar(Trunks) Sayısal Fiber optik hatlar Anahtarlama birimlerini bağlarlar Anahtarlama Birimleri(Switching offices) Çağrıların bir bir bağlantıdan diğerine aktarıldığı yer

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)

ISDN(Integrated Digital Services Network)

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)

ISDN Katmanları ve OSI Modeli

ISDN Bağlantı noktaları a) TE1 b) TE2 c) TA d) NT1 e) NT2

ATM (Asynchronous Transfer Mode) Başlık Kullanıcı verisi 5 Byte 48 Byte Bağlantı gereksinimi Temel Aktarım Paketi/Hücre ( Cell )

ATM Katmanları a) Fiziksel Katman b) ATM Katmanı c) ATM Adaptasyon Katmanı(AAL1, AAL2, AAL3/4, AAL5)

ATM Servis sınıfları

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

Kablosuz iletişim Electromagnetic Spektrum Radyo iletimi Mikrodalga İletimi Infrared ve Millimetre dalgalar Işık dalgası iletimi

The Electromagnetic Spektrum Elektromagnetic spektrum ve haberleşme için kullanımı.

Radyo İletimi (a) VLF, LF, ve MF bantlarında radyo dalgaları gdünyanın eğriliğini takip eder,. (b) HF bandın da, iyonosferde yansır.

Electromagnetic Spektrumun Politikası A.B.D de ISM bandı.

Işık dalgasıyla iletim İki yönlü sistemde iki ışık kaynağı gerekir

Yerel Çevrim: Modemler, ADSL, ve Kablosuz iletişim Bilgisayardan bilgisayara iletişimde analog ve sayısal hat kullanımı. Dönüşüm modemler ve kodlayıcı kod çözücülerle yapılır.

Modemler (a) Bir ikili işaret (b) Genlik modülasyonu (c) Frekans Modülasyonu (d) Faz Modülasyonu

Modemler (2) (a) QPSK. (b) QAM-16. (c) QAM-64.

Modemler (3) (a) (b) (a) V.32 for 9600 bps. (b) V32 bis for 14,400 bps.

Digital Subscriber Lines CAT 3 UTP kabloda DSL için Mesafeye göre bandgenişliği.

Digital Subscriber Lines (2) ADSL in discrete multitone modulation kullanarak çalışması.

Digital Subscriber Lines (3) Tipik bir ADSL Cihaz konfigürasyonu.

Kablosuz Yerel Çevrimler Bir LMDS(Local Multipoint Distribution Service) sistem mimarisi

Frekans Bölmeli Çoklama (FDM) (a) Original bandgenişlikleri. (b) Frekansla yükseltilen bandgenişlikleri. (c) Çoklanan kanal.

Dalgaboyu Bölmeli Çoklama Dalgaboyu bölmeli Çoklama.

Zaman Bölmeli Çoklama T1 Taşıyıcı (1.544 Mbps).

Zaman Bölmeli Çoklama(2) Delta modulasayonu.

Zaman Bölmeli Çoklama(3) Tı akışının daha yüksek taşıyıcılara Çoklanması.

Zaman Bölmeli Çoklama(4) Two back-to-back SONET frames.

Zaman Bölmeli Çoklama(5) SONET and SDH multiplex rates.

Devre anahtarlama (a) Devre Anahtarlama. (b) Paket Anahtarlama.

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

Paket anahtarlama Devre ve Paket Anahtarlamalı Ağın Karşılaştırılması.

Hareketli Telefon Sistemi Birinci Nesil Hareketli Telefonlar: Analog Ses İkinci Nesil Hareketli Telefonlar: Sayısal Ses Üçüncü Nesil Hareketli Telefonlar : Sayısal Ses ve Data Dördüncü Nesil Hareketli Telefonlar : IP tabanlı Sayısal Ses, Data ve görüntü

Gelişmiş Hareketli Telefon Sistemi (a) Frekanslar komşu Hücrelerde kullanılmaz. (b) Daha fazla kullanıcı eklemek için daha küçük hücre kullanılabilir.

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)

GSM Global System for Mobile Communications GSM, herbiri sekiz dilimli TDM sistemi kullanan 124 frekans kanalı kullanır,

GSM (2) GSM çerçeve yapısının bir parçası.

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

TDMA zaman planlaması CDMA Kodlama

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.)

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.

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)

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."

Haberleşme Uyduları(2) Başlıca Uydu Bantları.

Haberleşme Uyduları(3) Hub kullanan VSATs.

Uydu Haberleşme Sistemi

Uydu Frekans Yapıları

a) Uydu Haberleşmesinin Gelişimi

Uydu yer istasyonu

Alçak yörünge Uyduları Iridium (a) (b) (a) Dünyanın etrafındaki 6 halkalı iridyum Uyduları. (b) Dünyayı kapsayan etrafında 1628 hareketli hücre.

Globalstar (a) Uzayda tekrarlama. (b) Yerde tekrarlama.

Kablo tv üzerinde Internet Kablo televizyon

Kablo tv üzerinde Internet(2) Sabit telefon sistemi.

Frekans Düzeni Internet erişiminde kullanılan Tipik kablo Tv Sistemi

Kablo Modemler Kuzey Amerika daki tipik gönderme ve alma kanalları

Fiziksel Katman ağ cihazları Tekrarlayıcı ve işaret i kuvvetlendirmesi

Fiziksel Katman ağ cihazları Ethernet Server Laser printer uza zak mesafe Repeater uzak mesafe Server Laser printer Ethernet PC PC PC PC Ağ uygulamalarının birbirlerine bağlanması

Fiziksel Katman ağ cihazları Tekrarlayıcının OSI referans modelindeki yeri

Fiziksel Katman ağ cihazları Basit bir HUB bağlantısı

Fiziksel Katman ağ cihazları Ortam Dönüştürücü Transceiver, Media Adapter RJ45 - DB9 Dönüştürücü