network1-6

Report
‫‪:‬‬
‫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

similar documents