Transcript network1-6
: الیه فیزیکی بخش 6 انواع رسانه های انتقال انتقال داده در کامپیوتر ها و دیگر اجزای کامپیوتری از طریق رسانه انتقال یا کانال انجام می شود رسانه انتقال در پایین الیه فیزیکی قرار میگیرد و مستقیما توسط الیه فیزیکی کنترل می شود 3 انواع رسانه های انتقال : -1 -2 -3 ( ( ) ) ( ) 4 رسانه انتقال الکتریکی . 5 :زوج سیم-1 . ) . ( . . 6 )Twisted pair( (Twisted Pair) . )shielded twisted pair(stp Utp . : 7 4-2 )cat2( IBM )unshielded twisted pair(Utp )cat1( (Twisted Pair) (Twisted Pair) مزایای زوج سیم • • • • 10 معایب زوج سیم • • • ( ) • زوج سیم مانند آنتن عمل کرده و باعث انتشار اطالعات درون خود به محیط خارج می شود ،لذا در مقابل استراق سمع امنیت الزم را ندارد. . . 11 -2کابل کواکسیکال یا کواکس یا هم محور )(Coaxical Cable . . کابل کواکسیکال یا کواکس یا هم محور )(Coaxical Cable 75 50 ... 50 . . 2mm 5mm مزایای کابل کواکسیکال • • • • 14 معایب کابل کواکسیکال • • • • 15 -3فیبر نوری )(Fiber Optic تکنولوژی انتقال اطالعات در فیبر نوری با استفاده از تکنولوژی نوری است. فیبر نوری از یک استوانه ای تو خالی شیشه ای یا پالستیکی به نام هسته ( )coreتشکیل شده است .که سیگنال های نوری در آن انتشار می یابند. در روی هسته استوانه دیگری به نام غالف ( )claddingقرار می گیرد که ضریب شکست آن از هسته بیشتر است. نور در اثر برخورد با غالف و منعکس شدن به درون هسته منتقل شده و انتشار می یابد روی چندین رشته فیبر نوری روکش پالستیکی و ضخیمی قرار می گیرد و به آن کابل نوری می گویند. 16 اجزای سیستم انتقال نوری -1 . : -2 : -3 : LED . . ( . ) . 17 انواع فیبر نوری )(Fiber Optic . 125 ( 10−6 ) 62.5 50 10 5 . 18 19 مزایای فیبر نوری • • • • • 100 30 ( ) .... • • 20 معایب فیبر نوری • • • • • 21 (wireless) بی سیم-4 . (Free Space) . : Bluetooth 22 -1 -2 -3 -4 امواج رادیویی • 1GHz 3Hz . • . • AM ,FM • . . 23 امواج مایکرویو • 300 GHz 1GHz . • . • • . ( ) 24 سیگنال های مادون قرمز • )(Infra Red 400 THz 300GHz . • ( . ) • . • ... . 25 Bluetooth بلوتوث 2/4 GHz . 10 • 10 100m • . • . • . LAN دسته بندی امواج و سیگنال های بی سیم از نظر انتشار : • 100 ( :)2MHz . . • • (:)2-30 MHz 500 100 ( . :)30 MHz . 27 دسته بندی امواج و سیگنال های بی سیم از نظر انتشار 28 دالیل استفاده از شبکه بی سیم : • ( ... ) • . • • . 29 معایب شبکه های بی سیم • . • • • • . 30 دسته بندی امواج و سیگنال های بی سیم از نظر انتشار 31 مفاهیم داده و سیگنال : -1 -2 . ( ). : . ) . ! ) ( dot ! ( dash ... 32 مفاهیم داده و سیگنال . ... . . . . 33 سیگنال آنالوگ یک سیگنال آنالوگ دارای مقادیر پیوسته نسبت به زمان است. هر شکل موج دارای سه جز دامنه ،فرکانس و فاز است. دامنه به معنی ارتفاع یا عمق یک سیگنال (شکل موج ) نسبت به یک نقطه مرجع است .مثال در شکل زیر مقدار aبرابر با دامنه شکل موج است. a شکل موج یک سیگنال آنالوگ 34 سیگنال آنالوگ به تعداد سیکل کامل یک شکل موج در واحد زمان ( ثانیه ) فرکانس آن شکل موج می گویند و واحد آن هرتز) (Hzاست. شکل زیر فرکانس های 1Hzو 2Hzو 3Hz را نشان می دهد. 1S 1 Hz 2 Hz 1S 3 Hz 1S 35 دوره تناوب یک سیگنال بر حسب فرکانس آن سیگنال مطابق رابطه زیر به دست می آید. به طور مثال یک سیگنال با فرکانس 1 kHzدر یک ثانیه 1000سیکل دارد و دوره تناوب آن برابر 1ms است. موقعیت یک شکل موج نسبت به یک زمان خاص ( مثال زمان صفر ) را فاز یک سیگنال می گویند .مقدار فاز یک سیگنال از صفر تا 360درجه قابل تغییر است .معموال فاز یک موج در زاویه های خاصی مثال 45و 90و 125و ...تغییر می کند. نمایش شکل موج هایی با اختالف فاز 90و -90و صفر و 180است صفر 90 180 -90 36 فوریه . . . f : 37 پهنای باند : . ) ( . 38 3200 400 2800 :(spectrum) . 3200 400 سیگنال دیجیتال . 4 . . logL 2 . . 39 L (bit interval) . (bit rate) فاصله بیتی: نرخ بیتی : . . . . 40 تبدیل داده دیجیتال به سیگنال دیجیتال شبکه های کامپیوتری برای مبادله داده بایستی داده را به سیگنال تبدیل کند. یکی از روش های تبدیل داده به سیگنال دیجیتال روش رمزگذاری منچستر است که در پروتکل اترنت گفته خواهد شد .در این روش برای ارسال صفر استفاده برای ارسال یک باینری از سیگنال باینری از سیگنال می شود و عدم ارسال داده نیز با ولتاژ صفر ولت مشخص می شود. به طور مثال برای ارسال داده باینری 10110001از سیگنال دیجیتال شکل زیر استفاده می شود. 1 0 0 0 1 1 0 1 0/85V - 0/85V 41 تبدیل داده دیجیتال به سیگنال آنالوگ خطوط تلفن برای انتقال صوت انسان ( سیگنال آنالوگ ) طراحی شده اند بنابراین وقتی داده درون یک کامپیوتر از طریق خطوط تلفن برای کامپیوتر دیگری ارسال می شود ،داده دیجیتال سمت فرستنده بایستی به آنالوگ تبدیل شود (عمل مدوالسیون )Modulationو در نهایت پس از انتقال سیگنال آنالوگ در خط تلفن و دریافت آن در سمت گیرنده بایستی سیگنال آنالوگ به دیجیتال تبدیل شود ( عمل دی مدوالسیون ) DE Modulationتا برای کامپیوتر گیرنده قابل درک باشد. عملیات مدوالسیون و دی مدوالسیون توسط دو واسطه میانی متصل به دو کامپیوتر فرستنده و گیرنده به نام مودم ) (MODEMانجام می شود.اتصال دو کامپیوتر نیز از طریق کانالی به نام خط تلفن برقرار شده است. 42 مدوالسیون . : ASK(Amplitude Shift Keying) مدوالسیون.1 FSK (Frequency Shift Keying) مدوالسیون.2 (Phase Shift Keying) PSK مدوالسیون.3 (Quadrature Amplitude Modulation) QAM مدوالسیون ترکیبی.4 . 43 مدوالسیون)ASK(Amplitude Shift Keying . صفرباینری یک باینری 44 مدوالسیون )FSK (Frequency Shift Keying . صفرباینری یک باینری 45 مدوالسیون (Phase Shift Keying) PSK در این نوع مدوالسیون ،دامنه و فرکانس موج ثابت باقی می ماند ولی فاز آن تغییر نمی کند و سیگنال آنالوگ متناظر با داده صفر و یک ایجاد می شود. صفرباینری یک باینری این مدوالسیون را به نام 2PSKیا باینری PSKنیز می نامند. زیرا دارای 2فاز مختلف یا دارای دو شکل موج سیگنال مختلف است. 46 مدوالسیون 4PSK برای ارسال یک بیت (صفر و یک ) از دو شکل مختلف که دارای دامنه و فرکانس ثابت و فاز متغیر هستند ( 0و 180درجه ) استفاده می شود. به جای استفاده از دو شکل سیگنال مختلف می توان از چهار شکل سیگنال مختلف با دامنه و فرکانس ثابت و فاز متغیر استفاده نمود ،به طوری که به جای ارسال یک بیت توسط هر سیگنال ،دو بیت توسط هر سیگنال ارسال شود. سیگنالی با فاز صفر درجه برای داده دیجیتال 00و سیگنالی با فاز 90درجه برای داده ، 01سیگنالی با فاز 180برای دو بیت 10و در نهایت سیگنالی با فاز 270 درجه برای ارسال 11به کار می رود. این روش مدوالسیون را 4PSKیا QPSKنیز می نامند .زیرا دارای 4شکل موج سیگنال مختلف است. 47 دیاگرام فلکی برای نمایش نوع مدوالسیون از دیاگرام فلکی یا دیاگرام گروهی یا نمودار فاز -دامنه استفاده می شود. در این نمودار هر دایره تو پر نمایش یک سیگنال آنالوگ با دامنه و فاز آن سیگنال است فرکانس در دیاگرام فلکی نمایش داده نمی شود. دامنه یک سیگنال ( نقطه تو پر ) در دیاگرام فلکی فاصله نقطه تو پر تا مبدا مختصات است و فاز آن سیگنال زاویه ای است که با محور xها می سازد. شکل 23-2نمایش دیاگرام فلکی مدوالسیون PSKاست. 1 0 زوایه سیگنال آنالوگ معادل یک باینری با محور xها برابر صفر یعنی فاز صفر درجه و زاویه سیگنال آنالوگ معادل با صفر باینری با محور xها ( فاز سیگنال ) برابر با 180درجه است .دامنه هر دو سیگنال نیز با یکدیگر برابر است زیرا مطابق شکل هر دو در شعاع یک دایره قرار دارند. 48 دیاگرام فلکی4PSK 01 10 00 11 دیاگرام فلکیASK ASK . 1 0 (Quadrature Amplitude Modulation) QAMمدوالسیون ترکیبی 8QAM 8QAM . 8 PSK ASK . . . 51 نمایش دیاگرام فلکیی مدوالسییون 64QAMاسیت کیه بیا هیر سییگنال آنالوگ 6بیت داده منتقل می شود. 52 M . 4PSK . به همین منظور دو مفهوم نرخ بیتی ) (bit rateو نرخ باود )(baud rateتعریف می شوند : نرخ بیتی :تعداد بیت های منتقل شده در واحد زمان ( ثانیه ) نرخ باود :تعداد سیگنال های منتقل شده ( یک یا چندین بیت ) در واحد زمان 53 به طور مثال اگر از روش مدوالسیون 8QAMبرای انتقال اطالعات استفاده می شود و نرخ بیتی برابر با 1200 b/sباشد .به علت این که در این نوع مدوالسیون به ازا هر سیگنال سه بیت منتقل می شود نرخ باود آن برابر نرخ بیتی و نرخ باود در مدوالسیون ASKهمواره برابر است زیرا به ازا هر سیگنال یک بیت منتقل می شود .از نظر عددی همراه عدد نرخ بیتی بزرگ تر یا مساوی با نرخ باود است. 54