لایه فیزیکی

1. ادامه فصل دوم: لایه فیزیکی

4. پهنای باند: در اصطلاح مخابراتی به قدر مطلق تفاضل حداکثر و حداقل مقادیر فرکانس یک سیگنال پهنای باند آن سیگنال می گویند. طیف (Spectrum): محدوده فرکانس یک سیگنال از مقدار حداقل تا حداکثر را طیف آن فرکانس می گویند. به طور مثال میانگین صدای انسان در حدود 400 تا 3200 هرتز است پس طیف فرکانس صدای انسان از 400 تا 3200 هرتز و پهنای باند آن 2800 هرتز است.

5. توان عملیاتی یا گذردهی یا کارایی پهنای باند

12. مالتی پلکسینگ (MUX) Multiplexing • مالتی پلکسینگ عمل انتقال سیگنال های اطلاعاتی فرستنده های مختلف بر روی یک کانال مشترک است. • به عبارت صحیح تر پهنای باند یک کانال مشترک بین چندین خط ( فرستنده ) به اشتراک گذاشته می شود. MUX می تواند باعث کاهش هزینه شود. نمایش عمل MUX

13. انواع مالتی پلکسینگ (MUX) Multiplexing • سیگنال های اطلاعاتی با استفاده از پنج روش زیر روی یک کانال MUX می شوند : • 1- مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی (Time Division MUX) , TDM • 2- مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی آماری (Statistical TDM) • 3- مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانس (Frequeney Division MUX) , FDM • 4- مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج (WavelenghtDivision MUX) , WDM • 5- مالتی پلکسینگ تقسیم کد CDMیا (Code Division MUX) • یا CDMA (Code Division Multiple Access)

14. مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی (Time Division MUX) , TDM یا Synchronous TDM • TDM یک روش MUX دیجیتالی است که زمان استفاده از کانال مشترک را بین چندین خط فرستنده به صورت مساوی تقسیم می کند. • TDM را می توان توسط یک سوئیچ ساده که در زمان های مساوی بین فرستنده ها و کانال مشترک سوئیچ می کند، پیاده سازی نمود. • پیاده سازی TDMبسیار ساده است اما عیب آن در این است که اگر فرستنده ای نیاز به ارسال اطلاعات نداشته باشد باز هم زمان به آن اختصاص می یابد و این زمان به عنوان زمان تلف شده محسوب می شود بنابراین TDM از ظرفیت کانال به درستی استفاده نمی کند.

15. مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی آماری (Statistical TDM) یا Asynchronous TDM • STDM نشات گرفته از TDM است بنابراین روشی مبتنی بر MUX دیجیتالی است. • STDM زمان استفاده از کانال مشترک را بین فرستنده هایی که اطلاعاتی برای ارسال دارند تقسیم می کند. • بنابراین از ظرفیت کانال به درستی استفاده می کند. STDM را با یک سوئیچ هوشمند می توان پیاده سازی کرد. به طوری که این سوئیچ ، آماری از وضعیت فرستنده های فعال گرفته و زمان را در اختیار آن ها قرار می دهد.

16. مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانس (Frequeney Division MUX) , FDM • این تکنیک قدیمی ترین روش مالتی پلکسینگ است. • FDM روش MUX به صورت آنالوگ است که پهنای باند یک کانال بر حسب هرتز به چندین پهنای باند کوچک تر تقسیم شده و هر پهنای باند تقسیم شده ( محدود فرکانس خاص ) در اختیار یک فرستنده قرار می گیرد. • بنابراین فرستنده های مختلف در یک زمان اما با فرکانس های مختلف به انتقال داده در کانال مشترک می پردازند بدون این که هیچ گونه تداخلی رخ دهد. • ایستگاه های فرستنده رادیو و تلویزیون و تلفن های همراه از تکنیک FDM برای ارسال اطلاعات روی کانال مشترک هوا استفاده می کنند.

17. مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانس (Frequeney Division MUX) , FDM

18. مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج (Wavelenght Division MUX) , WDM • در این روش چندین جریان داده در یک زمان و توسط فرستنده های مختلف در یک رشته فیبر نوری ( کانال مشترک ) ارسال می شود. • هر کدام از طول موج های مختلف نور می توانند جریان داده های ( سیگنال های ) فرستنده خاصی را منتقل کند. • این روش نیز همانند روش FDM است فقط به جای تقسیم فرکانس از تقسیم طول موج استفاده می شود زیرا برای نور معمولا به جای استفاده از واژه فرکانس از واژه طول موج استفاده می کنند. • رابطه میان فرکانس و طول موج به صورت زیر است: • DWDM یا Dense WDM همانند WDM عمل می کند اما تعداد طول موج های بیشتری ( از فرستنده های بیشتری ) را به صورت چگال تر مالتی پلکس می کند.

19. مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج (Wavelenght Division MUX) , WDM

20. مالتی پلکسینگ تقسیم کد CDMیا (Code Division) یا CDMA (Code Division multiple Access) • CDM روش جدیدی است که اجازه ارسال اطلاعات توسط فرستنده های مختلف را در یک زمان و در یک فرکانس یکسان بر روی یک کانال مشترک فراهم می کند. • در CDM به هر فرستنده مثلا یک کد 64 بیتی برای ارسال یک باینری و مکمل کد برای ارسال صفر باینری نسبت داده می شود و آن فرستنده بایستی جریان داده خود را به صورت رشته ای از صفر ها و یک ها و مطابق آن کد ها ارسال کند. • توسط روشهایی گیرنده می تواند اطلاعات دریافت شده از فرستنده های مختلف را از یکدیگر جدا کند. • این روش مانند این است که در یک اتاق افراد مختلفی در یک زمان و با یک فرکانس (فرکانس صدای انسان نزدیک به یکدیگر است) اما با کدهای مختلف (مثلا زبان انگلیسی ، فارسی ، عربی و ... ) در کانال مشترک صحبت کنند و همه شنونده ها صحبت های فرستنده ها را به درستی متوجه شوند.

21. انواع تکنولوژی کانال با توجه به جهت انتقال داده • 1- کانال یک طرفه یا کاملا یک طرفه (Simplex) • 2- کانال نیمه دو طرفه (Half duplex) یا (Hdx) • 3- کانال کاملا دو طرفه (Full duplex) یا (Fdx)

22. کانال یک طرفه یا کاملا یک طرفه (Simplex) در این حالت ارتباط و انتقال داده فقط در یک جهت است و یک دستگاه فقط فرستنده و دستگاه دیگر فقط گیرنده است. مثالی از کانال simplex پخش امواج تلویزیونی توسط فرستنده تلویزیونی و دریافت آن توسط گیرنده های تلویزیون. نمایش یک کانال simplex

23. کانال نیمه دو طرفه (Half duplex) یا (Hdx) در این حالت هر دستگاه هم توانایی ارسال و هم توانایی دریافت داده را دارد اما نه در یک زمان یکسان. به عبارت دیگر زمانی که یک دستگاه در حال ارسال اطلاعات است دستگاه دیگر فقط دریافت کننده هستند و بالعکس. مثال این کانال ارتباط و انتقال داده توسط دو دستگاه بی سیم است. نمایش یک کانال نیمه دو طرفه

24. کانال کاملا دو طرفه (Full duplex) یا (Fdx) در این حالت هر دستگاه در یک زمان هم توانایی ارسال و هم توانایی دریافت داده را دارد و مثال این کانال انتقال صوت یا داده توسط دو دستگاه تلفن است. نمایش یک کانال کاملا دو طرفه

25. ارسال سریال / موازی انتقال داده دیجیتال باینری در یک رسانه انتقال می تواند به دو صورت سریال یا موازی انجام شود. در ارسال موازی در هر پالس ساعت چندین بیت به طور همزمان ارسال می شود. در حالی که در روش سریال، در هر پالس ساعت فقط یک بیت ارسال می شود.

26. ارسال موازی برای ارسال موازی بایستی از n کانال مختلف برای انتقال n بیت به صورت همزمان استفاده کرد. به طوری که هر بیت روی کانال مخصوص خودش ارسال می شود. بنابراین دو دستگاه که می خواهند به صورت موازی با یکدیگر مبادله داده نمایند بایستی توسط n کانال به یکدیگر متصل شوند. همه 8 بیت باهم ارسال می شوند 0 0 گیرنده فرستنده 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 هشت خط مورد نیاز است نمایش ارسال داده به صورت موازی و هشت بیتی

27. ارسال سریال در ارسال سریال ، به علت این که بیت های اطلاعات به صورت پی در پی ارسال می شوند بنابراین یک کانال برای ارتباط دستگاه های فرستنده و گیرنده کافی است . البته با توجه به این نکته که ذخیره اطلاعات درون کامپیوتر ها ( چه فرستنده و چه گیرنده ) به صورت موازی و n بیتی انجام می شود بنابراین در سمت فرستنده بایستی واسطه ای برای تبدیل داده موازی به سریال و در سمت گیرنده نیز واسطه ای برای تبدیل داده سریال به موازی نیاز است. تبدیل کننده موازی به سریال تبدیل کننده سریال به موازی فرستنده گیرنده 0 1 1 0 0 0 1 0 8 بیت داده یکی یکی ارسال می شوند 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 فقط یک خط مورد نیاز است نمایش ارسال اطلاعات به صورت سریال

28. مزیت ارسال سریال نسبت به ارسال موازی هزینه کمتر ( تعداد کانال کمتر ) است • در حالی که عیب ارسال سریال نسبت به ارسال موازی سرعت و نرخ انتقال داده پایین تر است. • ارتباط چاپگر با کامپیوتر از طریق ارسال موازی و ارتباط موس با کامپیوتر و یا کی بورد با کامپیوتر از طریق ارسال سریال است.