Kablosuz İletişim - Hızlı Kılavuz

Kablosuz iletişim, tellerin, kabloların veya diğer elektrik iletkenlerinin yardımı olmadan bilginin belirli bir mesafeden aktarılmasını içerir.

Kablosuz iletişim, kablosuz iletişim teknolojileri ve cihazları aracılığıyla bir kablosuz sinyal kullanarak iki veya daha fazla cihaz arasında bağlantı ve iletişim kurmanın tüm prosedür ve biçimlerini içeren geniş bir terimdir.

Kablosuz İletişimin Özellikleri

Kablosuz teknolojinin evrimi, etkili özellikleri ile birçok ilerlemeyi beraberinde getirdi.

  • İletilen mesafe, birkaç metre (örneğin, bir televizyonun uzaktan kumandası) ile binlerce kilometre (örneğin, radyo iletişimi) arasında herhangi bir yerde olabilir.

  • Kablosuz iletişim, hücresel telefon görüşmesi, internete kablosuz erişim, kablosuz ev ağı vb. İçin kullanılabilir.

  • Radyo kablosuz teknolojisi uygulamalarının diğer örnekleri arasında GPS üniteleri, garaj kapısı açıcıları, kablosuz bilgisayar fareleri, klavyeler ve kulaklıklar, kulaklıklar, radyo alıcıları, uydu televizyonu, televizyon yayıncılığı ve telsiz telefonlar bulunur.

Kablosuz - Avantajlar

Kablosuz iletişim, iki veya daha fazla nokta arasında herhangi bir fiziksel bağlantı olmaksızın bilgi aktarımını içerir. Herhangi bir 'fiziksel altyapının' bulunmaması nedeniyle, kablosuz iletişimin belirli avantajları vardır. Bu genellikle çöken mesafeyi veya alanı içerir.

Kablosuz iletişimin çeşitli avantajları vardır; en önemlileri aşağıda tartışılmaktadır -

Maliyet etkinliği

Kablolu iletişim, bağlantı kablolarının kullanılmasını gerektirir. Kablosuz ağlarda iletişim, ayrıntılı fiziksel altyapı veya bakım uygulamaları gerektirmez. Dolayısıyla maliyet azalır.

Example - Kablosuz iletişim hizmeti veren herhangi bir firma çok fazla maliyete maruz kalmaz ve bunun sonucunda müşteri ücretlerine göre ucuza ücret alabilir.

Esneklik

Kablosuz iletişim, kişilerin bulundukları yerden bağımsız olarak iletişim kurmasını sağlar. Mesaj almak ve iletmek için bir ofiste veya bir telefon kulübesinde olmak gerekli değildir.

Taşradaki madenciler, sevdiklerini aramak için uydu telefonlarına güvenebilir ve böylece, kendileri için en önemli insanlarla iletişim halinde kalarak genel refahlarını iyileştirmeye yardımcı olabilir.

Kolaylık

Cep telefonları gibi kablosuz iletişim cihazları oldukça basittir ve bu nedenle, nerede olurlarsa olsunlar herkesin bunları kullanmasına izin verir. Mesaj almak veya iletmek için fiziksel olarak herhangi bir bağlantı kurmaya gerek yoktur.

Example- Kablosuz iletişim hizmetleri, Wi-Fi gibi İnternet teknolojilerinde de görülebilir. Harekete engel olan ağ kabloları olmadığından, artık neredeyse herkesle, her yerde, her zaman bağlantı kurabiliyoruz.

Hız

Gelişmeler hızda da görülebilir. Ağ bağlantısı veya erişilebilirlik, doğruluk ve hız açısından çok geliştirildi.

Example- Kablosuz bir uzaktan kumanda, bir sistemi kablolu olandan daha hızlı çalıştırabilir. Bir makinenin kablosuz kontrolü, bir şeyler ters giderse çalışmasını kolayca durdurabilir, oysa doğrudan operasyon bu kadar hızlı hareket edemez.

Ulaşılabilirlik

Kablosuz teknoloji, toprak hatlarının düzgün bir şekilde döşenemediği uzak bölgeler ağa kolayca bağlandığından, kolay erişilebilirliğe yardımcı olur.

Example- Kırsal bölgelerde, çevrimiçi eğitim artık mümkün. Eğitimcilerin artık derslerini öğretmek için uzak bölgelere gitmelerine gerek yok. Eğitim modüllerinin canlı akışı sayesinde.

Sabit bağlantı

Sürekli bağlantı aynı zamanda insanların acil durumlara nispeten daha hızlı yanıt verebilmelerini sağlar.

Example - Kablosuz bir mobil, bir yerden bir yere hareket etseniz de veya seyahat ederken size sürekli bir bağlantı sağlayabilir, oysa kablolu bir sabit hat bunu yapamaz.

Mobil telefonculukta kullanılan çeşitli terimler arasında en çok kullanılanlar burada ele alınacaktır.

Mobile Station (MS)- Mobil İstasyon (MS), bilgileri kullanıcıyla iletir ve BSS ile iletişim kurmak için bunu hava arayüzünün iletim protokollerine değiştirir. Kullanıcı bilgisi, konuşma için bir mikrofon ve hoparlör aracılığıyla MS ile kısa mesajlaşma için klavye ve ekran ve diğer veri terminalleri için kablo bağlantısı yoluyla iletişim kurar. Mobil istasyonun iki unsuru Mobil Ekipman (ME) ve Abone Kimlik Modülü (SIM) vardır.

Mobile Equipment (ME)- ME, müşterinin ekipman üreticisinden satın aldığı bir donanım parçasıdır. Donanım parçası, protokollerin kullanıcı ile arayüz oluşturması ve baz istasyonlarına hava arayüzü için gerekli tüm bileşenleri içerir.

Subscriber Identity Module (SIM)- Bu, bir kullanıcının adres ve hizmet türü gibi özelliklerini belirlemek için abonelik sırasında verilen bir akıllı karttır. GSM'deki aramalar terminal yerine SIM'e yönlendirilir.

SMS ayrıca SIM kartta da saklanır. Her kullanıcının kişisel bilgilerini taşır ve bu da bir dizi yararlı uygulamaya olanak tanır.

Base Station (BS)- Bir baz istasyonu, kullanıcı verilerini iletir ve alır. Bir mobil yalnızca kullanıcısının veri iletiminden ve alımından sorumlu olduğunda, bir baz istasyonu aynı anda birkaç abonenin aramalarını idare edebilir.

Base Transceiver Station (BTS)- Kullanıcı veri aktarımı, baz alıcı-verici istasyonu aracılığıyla cep telefonu ve baz istasyonu (BS) arasında gerçekleşir. Alıcı-verici, ileten ve alan, yani her ikisini birden yapan bir devredir.

Mobile Switching Center (MSC)- MSC, bir servis sağlayıcının kapsama alanındaki diğer MSC'lerin yanı sıra Signaling System 7 (SS7) protokolünü kullanarak PSTN anahtarlarıyla iletişim kurabilen kablosuz anahtarın donanım parçasıdır. MSC ayrıca diğer kablolu ve kablosuz ağlarla iletişimin yanı sıra mobil istasyonlarla bağlantının kaydı ve bakımı için destek sağlar.

Aşağıdaki görüntü, farklı alt sistemlerin parçalarını göstermektedir. HLR, VLR, EIR ve AuC, Network alt sisteminin alt sistemleridir.

Channels - Belirli hizmet veya sistemlere tahsis edilmiş bir frekans aralığıdır.

Control Channel - Çağrı kurulumu, çağrı talebi, çağrı başlatma ve diğer işaret veya kontrol amaçlarının iletimi için kullanılan radyo kanalı.

Forward Control Channel(FCC) - Baz istasyonundan cep telefonuna bilgi aktarımı için kullanılan radyo kanalı

Reverse Channel(RC) - Cep telefonundan baz istasyonuna bilgi aktarımı için kullanılan radyo kanalı.

Voice Channel(VC) - Ses veya veri aktarımı için kullanılan radyo kanalı.

Handoff - Bir aramayı kanaldan veya baz istasyonundan başka bir baz istasyonuna aktarmak olarak tanımlanır.

Roamer - Hizmete abone olunan hizmetin dışındaki bir hizmet alanında çalışan bir mobil istasyon

Transceiver - Radyo sinyallerini aynı anda iletebilen ve alabilen bir cihaz.

Birçok mobil kullanıcının aynı anda sınırlı miktarda radyo spektrumunu paylaşmasına izin vermek için çoklu erişim şemaları kullanılır.

Çoklu Erişim Teknikleri

Kablosuz iletişim sistemlerinde, abonenin, baz istasyondan mobil istasyona bilgi alırken eş zamanlı olarak mobil istasyondan baz istasyonuna bilgi göndermesine izin verilmesi genellikle arzu edilir.

Bir hücresel sistem, herhangi bir alanı, her hücredeki mobil bir birimin bir baz istasyonu ile iletişim kurduğu hücrelere böler. Hücresel sistem tasarımında temel amaç,increase the capacity of the channelyani, belirli bir bant genişliğinde, yeterli bir hizmet kalitesi seviyesi ile mümkün olduğu kadar çok aramayı ele almak.

Kanala erişime izin vermenin birkaç farklı yolu vardır. Bunlar esas olarak aşağıdakileri içerir -

  • Frekans bölmeli çoklu erişim (FDMA)
  • Zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA)
  • Kod bölümlü çoklu erişim (CDMA)
  • Uzay bölmeli çoklu erişim (SDMA)

Kullanılabilir bant genişliğinin kullanıcılara nasıl tahsis edildiğine bağlı olarak, bu teknikler şu şekilde sınıflandırılabilir: narrowband ve wideband sistemleri.

Dar Bant Sistemleri

Uyum bant genişliğinden önemli ölçüde daha dar kanallarla çalışan sistemler Dar bant sistemleri olarak adlandırılır. Dar bantlı TDMA, kullanıcıların aynı kanalı kullanmasına izin verir, ancak kanaldaki her kullanıcıya benzersiz bir zaman aralığı tahsis eder, böylece tek bir kanalda az sayıda kullanıcıyı zaman içinde ayırır.

Genişbant Sistemleri

Geniş bant sistemlerinde, tek bir kanalın iletim bant genişliği, kanalın tutarlılık bant genişliğinden çok daha büyüktür. Bu nedenle, çok yollu zayıflama, geniş bantlı bir kanal içinde alınan sinyali büyük ölçüde etkilemez ve frekans seçici zayıflamalar, sinyal bant genişliğinin yalnızca küçük bir bölümünde meydana gelir.

Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (FDMA)

FDMA, gelişmiş cep telefonu hizmetleri için temel teknolojidir. FDMA'nın özellikleri aşağıdaki gibidir.

  • FDMA, ağa erişmesi için her farklı kullanıcıya farklı bir frekans alt bandı tahsis eder.
  • FDMA kullanımda değilse, diğer kullanıcılara tahsis etmek yerine kanal boşta bırakılır.
  • FDMA, Dar bant sistemlerinde uygulanır ve TDMA'dan daha az karmaşıktır.
  • Bitişik kanal parazitini azaltmak için burada sıkı filtreleme yapılır.
  • Baz istasyonu BS ve mobil istasyon MS, FDMA'da aynı anda ve sürekli olarak iletir ve alır.

Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (TDMA)

Sürekli iletimin gerekli olmadığı durumlarda FDMA yerine orada TDMA kullanılır. TDMA'nın özellikleri aşağıdakileri içerir.

  • TDMA, her bir kullanıcının çakışmayan zaman aralıklarını kullandığı birkaç kullanıcıyla tek bir taşıyıcı frekansı paylaşır.
  • TDMA'da veri iletimi sürekli değildir, ancak patlamalar halinde gerçekleşir. Dolayısıyla, elden çıkarma süreci daha basittir.
  • TDMA, iletim ve alım için farklı zaman aralıkları kullanır, bu nedenle dupleksleyicilere gerek yoktur.
  • TDMA, farklı kullanıcılara çerçeve başına farklı sayıda zaman dilimi tahsis etmenin mümkün olduğu bir avantaja sahiptir.
  • Bant genişliği, önceliğe göre zaman aralığını birleştirerek veya yeniden atayarak farklı kullanıcılara talep üzerine sağlanabilir.

Kod Bölmeli Çoklu Erişim (CDMA)

Kod bölümlü çoklu erişim tekniği, birkaç vericinin aynı anda bilgi göndermek için tek bir kanal kullandığı çoklu erişim örneğidir. Özellikleri aşağıdaki gibidir.

  • CDMA'da her kullanıcı, ayrı bir frekansa tahsis edilmek yerine mevcut tüm spektrumu kullanır.
  • CDMA, ses ve veri iletişimi için çok tavsiye edilir.
  • CDMA'da birden fazla kod aynı kanalı işgal ederken, aynı koda sahip kullanıcılar birbirleriyle iletişim kurabilir.
  • CDMA, TDMA'dan daha fazla hava alanı kapasitesi sunar.
  • Baz istasyonları arasındaki eller serbest CDMA tarafından çok iyi idare ediliyor.

Uzay Bölümü Çoklu Erişim (SDMA)

Uzay bölmeli çoklu erişim veya uzamsal bölümlü çoklu erişim, MIMO (çok girişli çoklu çıkış) mimarisi olan ve çoğunlukla kablosuz ve uydu iletişiminde kullanılan bir tekniktir. Aşağıdaki özelliklere sahiptir.

  • Tüm kullanıcılar aynı kanalı kullanarak aynı anda iletişim kurabilir.
  • SDMA tamamen parazitsizdir.
  • Tek bir uydu, aynı frekanstaki daha fazla uydu alıcısı ile iletişim kurabilir.
  • Yönlü spot ışın antenleri kullanılır ve bu nedenle SDMA'daki baz istasyonu hareket eden bir kullanıcıyı izleyebilir.
  • Uzaydaki her kullanıcı için yayılan enerjiyi kontrol eder.

Spread Spectrum Çoklu Erişim

Yayılı spektrum çoklu erişim (SSMA), büyüklüğü gerekli minimum RF bant genişliğinden daha büyük olan bir iletim bant genişliğine sahip sinyaller kullanır.

İki ana yayılma spektrumu çoklu erişim tekniği türü vardır -

  • Frekans atlamalı yayılma spektrumu (FHSS)
  • Doğrudan sıralı yayılma spektrumu (DSSS)

Frekans Atlamalı Yayılı Spektrum (FHSS)

Bu, bireysel kullanıcıların taşıyıcı frekanslarının geniş bantlı bir kanal içinde sözde rastgele bir şekilde değiştirildiği bir dijital çoklu erişim sistemidir. Dijital veriler, daha sonra farklı taşıyıcı frekanslarında iletilen tek tip boyutlu patlamalara bölünür.

Doğrudan Sıralı Yayılı Spektrum (DSSS)

Bu, CDMA için en yaygın kullanılan teknolojidir. DS-SS'de, mesaj sinyali bir Sözde Rastgele Gürültü Kodu ile çarpılır. Her kullanıcıya, diğer kullanıcıların kodlarına ortogonal olan kendi kod kelimesi verilir ve kullanıcıyı algılamak için, alıcının verici tarafından kullanılan kod kelimesini bilmesi gerekir.

Kombinasyon dizileri olarak adlandırılan hybrid başka bir yayılma spektrumu türü olarak da kullanılır. Time hopping ayrıca nadiren bahsedilen başka bir türdür.

Birçok kullanıcı birbirini etkilemeden aynı yayılı spektrum bant genişliğini paylaşabildiğinden, yayılı spektrum sistemleri bandwidth efficient çoklu kullanıcı ortamında.

Kablosuz kanal, aşağıdakiler gibi çeşitli iletim engellerine karşı hassastır: path loss, interference ve blockage. Bu faktörler, kablosuz iletimin menzilini, veri hızını ve güvenilirliğini sınırlar.

Yol Türleri

Bu faktörlerin aktarımı ne ölçüde etkilediği, çevresel koşullara ve verici ile alıcının hareketliliğine bağlıdır. Alıcıya ulaşmak için sinyallerin izlediği yol iki türdür, örneğin -

Doğrudan yol

İletilen sinyal, alıcıya doğrudan ulaştığında, bir directpath ve sinyalde bulunan bileşenler şu şekilde adlandırılır: directpath components.

Çok yollu

İletilen sinyal, alıcıya ulaştığında, farklı fenomen geçiren farklı yönlerden geçerek, böyle bir yol olarak adlandırılır. multi-path ve iletilen sinyalin bileşenleri şöyle adlandırılır multi-path components.

Çevre tarafından yansıtılır, kırılır ve dağılırlar ve alıcıya, doğrudan yol bileşenine göre genlik, frekans ve fazda kaydırılmış olarak ulaşırlar.

Kablosuz Kanalın Özellikleri

Kablosuz kanalın en önemli özellikleri şunlardır:

  • Yol kaybı
  • Fading
  • Interference
  • Doppler kayması

İlerleyen bölümlerde bu kanal özelliklerini tek tek ele alacağız.

Yol kaybı

Yol kaybı, gönderilen sinyalin gücünün, belirli bir yolda alıcı tarafından alınan aynı sinyalin gücüne oranı olarak ifade edilebilir. Yayılma mesafesinin bir fonksiyonudur.

  • Yol kaybının tahmini, kablosuz iletişim ağlarının tasarlanması ve dağıtılması için çok önemlidir

  • Yol kaybı, kullanılan radyo frekansı ve arazinin doğası gibi bir dizi faktöre bağlıdır.

  • Boş alan yayılma modeli, verici ve alıcı arasında atmosfer zayıflaması veya çok yollu bileşenler olmaksızın doğrudan yol sinyalinin olduğu en basit yol kaybı modelidir.

Bu modelde, iletilen güç arasındaki ilişki Pt ve alınan güç Pr tarafından verilir

$$P_{r} = P_{t}G_{t}G_{r}(\frac{\lambda}{4\Pi d})^2$$

Nerede

  • Gt verici anten kazancı

  • Gr alıcı anten kazancı

  • d verici ve alıcı arasındaki mesafedir

  • λ sinyalin dalga boyu

İki yol modeli olarak da adlandırılan iki yönlü model, yaygın olarak kullanılan yol kaybı modelidir. Yukarıda açıklanan boş alan modeli, vericiden alıcıya yalnızca tek bir yol olduğunu varsayar.

Gerçekte, sinyal alıcıya birden çok yoldan ulaşır. İki yol modeli bu fenomeni yakalamaya çalışır. Model, sinyalin alıcıya biri görüş hattı, diğeri de yansıyan dalganın alındığı yol olmak üzere iki yoldan ulaştığını varsayar.

İki yollu modele göre, alınan güç şu şekilde verilir:

$$P_{r} = P_{t}G_{t}G_{r}(\frac{h_{t}h_{r}}{d^2})^2$$

Nerede

  • pt iletilen güçtür

  • Gt vericideki anten kazancını temsil eder

  • Gr alıcıdaki anten kazancını temsil eder

  • d verici ve alıcı arasındaki mesafedir

  • ht vericinin yüksekliği

  • hr alıcının yüksekliği

Solma

Solma, alıcıda alındığında sinyal gücündeki dalgalanmaları ifade eder. Solma iki türe ayrılabilir -

  • Hızlı solma / küçük ölçekli solma ve
  • Yavaş solma / büyük ölçekli solma

Hızlı solma, alıcıya biraz farklı zamanlarda gelen aynı iletilen sinyalin çoklu versiyonları arasındaki girişim nedeniyle alınan sinyalin genliğindeki, fazındaki veya çok yollu gecikmelerindeki hızlı dalgalanmaları ifade eder.

Sinyalin ilk versiyonunun alınması ile son yankılanan sinyalin alınması arasındaki süre denir delay spread. Hızlı solmaya neden olan iletilen sinyalin çok yollu yayılımı, üç yayılma mekanizmasından kaynaklanmaktadır, yani -

  • Reflection
  • Diffraction
  • Scattering

Çoklu sinyal yolları, alıcıya bazen yapıcı veya bazen yıkıcı bir şekilde eklenerek alınan sinyalin güç seviyesinde bir değişime neden olabilir. Hızlı solan bir sinyalin alınan tek zarfının birRayleigh distribution Verici ve alıcı arasında görüş hattı olup olmadığını görmek için.

Yavaş Solma

Yavaş Soldurma adının kendisi, sinyalin yavaşça kaybolduğunu ifade eder. Yavaş solmanın özellikleri aşağıda verildiği gibidir.

  • İletimi kısmen emen nesneler verici ve alıcı arasında kaldığında yavaş solma meydana gelir.

  • Yavaş solma denir çünkü solma süresi birkaç saniye veya dakika sürebilir.

  • Alıcı bir binanın içindeyken ve radyo dalgası bir binanın duvarlarından geçmesi gerektiğinde veya alıcı bir bina tarafından vericiden geçici olarak korunduğunda yavaş yavaş solma meydana gelebilir. Engelleyen nesneler, alınan sinyal gücünde rastgele bir değişime neden olur.

  • Verici ve alıcı arasındaki mesafe aynı kalsa da, yavaş zayıflama alınan sinyal gücünün değişmesine neden olabilir.

  • Yavaş solma da denir shadow fading çünkü solmaya neden olan nesneler, büyük binalar veya diğer yapılar olabilir, vericiden alıcıya doğrudan iletim yolunu bloke eder.

Girişim

Kablosuz iletimler, çok çeşitli kaynaklardan gelen girişime karşı koymalıdır. İki ana müdahale biçimi şunlardır:

  • Bitişik kanal girişimi ve
  • Ortak kanal paraziti.

Bitişik kanal paraziti durumunda, yakın frekanslardaki sinyaller, tahsis edilen aralıklarının dışında bileşenlere sahiptir ve bu bileşenler, bitişik frekanslarda devam eden iletime müdahale edebilir. Tahsis edilen frekans aralıkları arasına dikkatlice koruyucu bantlar yerleştirilerek bu önlenebilir.

Co-channel interferencebazen şu şekilde de anılır narrow band interference, aynı iletim frekansını kullanan yakındaki diğer sistemlerden kaynaklanmaktadır.

Inter-symbol interference alınan sinyaldeki distorsiyonun, geçici yayılmadan ve sinyaldeki tek tek pulsların bunun sonucunda üst üste binmesinden kaynaklandığı başka bir enterferans türüdür.

Adaptive equalizationsemboller arası girişimle mücadelede yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Dağınık sembol enerjisinin orijinal zaman aralığında toplanmasını içerir. Eşitleme sürecinde karmaşık dijital işlem algoritmaları kullanılır.

Orijinal TCP / IP protokolü, donanım üzerine inşa edilmiş dört yazılım katmanı olarak tanımlandı. Ancak günümüzde TCP / IP, OSI modelindekilere benzer olarak adlandırılan katmanlara sahip beş katmanlı bir model olarak düşünülmektedir.

OSI ve TCP / IP Suite arasında karşılaştırma

İki modeli karşılaştırdığımızda, iki katmanın, oturum ve sunumun TCP / IP protokolünde eksik olduğunu görürüz. Paket içindeki uygulama katmanı, genellikle OSI modelindeki üç katmanın kombinasyonu olarak kabul edilir.

OSI modeli, hangi işlevlerin her bir katmanına ait olduğunu belirtir, ancak TCP / IP protokol paketinin katmanları, sistemin ihtiyaçlarına bağlı olarak karıştırılabilen ve eşleştirilebilen nispeten bağımsız protokoller içerir. Hiyerarşik terimi, her bir üst seviye protokolün bir veya daha fazla alt seviye protokol tarafından desteklendiği anlamına gelir.

TCP / IP Paketindeki Katmanlar

TCP / IP modelinin dört katmanı, ana bilgisayardan ağa katman, internet / ağ katmanı, taşıma katmanı ve uygulama katmanıdır. TCP / IP protokol paketindeki her katmanın amacı aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Yukarıdaki görüntü, TCP / IP protokol paketinin katmanlarını temsil eder.

Fiziksel katman

TCP / IP, fiziksel katman için belirli bir protokol tanımlamaz. Tüm standart ve tescilli protokolleri destekler.

  • Bu seviyede, iletişim bir bilgisayar veya yönlendirici olmak üzere iki atlama veya düğüm arasındadır. İletişim birimi birsingle bit.

  • İki düğüm arasında bağlantı kurulduğunda, aralarında bir bit akışı akar. Bununla birlikte fiziksel katman, her biti ayrı ayrı ele alır.

Fiziksel katmanın sorumluluğu, bitlerin teslim edilmesine ek olarak, OSI modelinin fiziksel katmanı için belirtilenlerle eşleşir, ancak çoğunlukla bağlantıları sağlayan temel teknolojilere bağlıdır.

Veri Bağlantısı Katmanı

TCP / IP, veri bağlantı katmanı için de herhangi bir özel protokol tanımlamaz. Tüm standart ve tescilli protokolleri destekler.

  • Bu seviyede de iletişim iki atlama veya düğüm arasındadır. Bununla birlikte iletişim birimi, a adı verilen bir pakettir.frame.

  • Bir frame ağ katmanından alınan verileri ek bir başlık ve bazen bir fragmanla kapsülleyen bir pakettir.

  • Baş, diğer iletişim bilgilerinin yanı sıra, çerçevenin kaynağını ve hedefini içerir.

  • destination address Bağlantıya birçok düğüm bağlı olabileceğinden, çerçevenin doğru alıcısını tanımlamak için gereklidir.

  • source address Bazı protokollerin gerektirebileceği olası yanıt veya onay için gereklidir.

LAN, Packet Radio ve Point-to-Point protokolleri bu katmanda desteklenmektedir

Ağ katmanı

Ağ katmanında, TCP / IP İnternet Protokolünü (IP) destekler. İnternet Protokolü (IP), TCP / IP protokolleri tarafından kullanılan aktarım mekanizmasıdır.

  • IP, verileri adı verilen paketler halinde taşır datagrams, her biri ayrı ayrı taşınır.
  • Datagramlar farklı rotalar boyunca hareket edebilir ve sıra dışı gelebilir veya kopyalanabilir.

IP, rotaların kaydını tutmaz ve hedeflerine vardıklarında datagramları yeniden sıralama imkanına sahip değildir.

Taşıma katmanı

Taşıma katmanı ile ağ katmanı arasında temel bir fark vardır. Bir ağdaki tüm düğümlerin ağ katmanına sahip olması gerekmesine rağmen, yalnızca iki uç bilgisayarın taşıma katmanına sahip olması gerekir.

  • Ağ katmanı, bireysel datagramları bilgisayar A'dan B bilgisayarına göndermekten sorumludur; taşıma katmanı, tüm mesajın teslim edilmesinden sorumludur.segment, A'dan B'ye

  • Bir segment birkaç veya onlardan oluşabilir datagrams. Segmentlerin datagramlara bölünmesi ve her datagramın aktarım için ağ katmanına teslim edilmesi gerekir.

  • İnternet her datagram için farklı bir rota tanımladığından, datagramlar düzensiz gelebilir ve kaybolabilir.

  • B bilgisayarındaki taşıma katmanının, tüm bu datagramların gelmesini, birleştirmesini ve bunlardan bir segment oluşturmasını beklemesi gerekir.

Geleneksel olarak, taşıma katmanı TCP / IP paketinde iki protokolle temsil edilirdi: User Datagram Protocol (UDP) ve Transmission Control Protocol (TCP).

Adlı yeni bir protokol Stream Control Transmission Protocol (SCTP) son birkaç yılda tanıtıldı.

Uygulama katmanı

TCP / IP'deki uygulama katmanı, OSI modelindeki birleştirilmiş oturum, sunum ve uygulama katmanlarına eşdeğerdir.

  • Uygulama katmanı, bir kullanıcının özel internetimizin veya küresel İnternet hizmetlerine erişmesine izin verir.

  • Elektronik posta dosyası aktarımı, World Wide Web'e erişim ve benzeri hizmetleri sağlamak için bu katmanda birçok protokol tanımlanmıştır.

  • Bu katmanda desteklenen protokoller TELNET, FTP ve HTTP.

Hücresel ağ, cep telefonları, kişisel iletişim sistemleri, kablosuz ağlar vb. İçin temel bir teknolojidir. Teknoloji, mobil telsiz telefonun yüksek güçlü verici / alıcı sistemlerinin yerini alması için geliştirilmiştir. Hücresel ağlar, veri aktarımı için daha düşük güç, daha kısa menzil ve daha fazla verici kullanır.

Hücresel Sistemlerin Özellikleri

Kablosuz Hücresel Sistemler, spektral tıkanıklık sorununu çözer ve kullanıcı kapasitesini artırır. Hücresel sistemlerin özellikleri aşağıdaki gibidir -

  • Sınırlı bir yelpazede çok yüksek kapasite sunun.

  • Radyo kanalının farklı hücrelerde yeniden kullanılması.

  • Kapsama bölgesi boyunca kanalı yeniden kullanarak sabit sayıda kanalın keyfi olarak çok sayıda kullanıcıya hizmet vermesini sağlayın.

  • İletişim her zaman mobil ve baz istasyonu arasındadır (doğrudan cep telefonları arasında değil).

  • Her hücresel baz istasyonuna, hücre adı verilen küçük bir coğrafi alan içinde bir grup radyo kanalı tahsis edilir.

  • Komşu hücrelere farklı kanal grupları atanır.

  • Kapsama alanını hücrenin sınırları dahilinde sınırlayarak, kanal grupları farklı hücreleri kapsayacak şekilde yeniden kullanılabilir.

  • Girişim düzeylerini tolere edilebilir sınırlar içinde tutun.

  • Frekans yeniden kullanımı veya frekans planlaması.

  • Kablosuz Hücresel Ağ Organizasyonu.

Hücresel ağ, her biri 100w veya daha az olan çok sayıda düşük güçlü verici şeklinde düzenlenmiştir.

Hücrelerin Şekli

Hücresel ağların kapsama alanı, cellsher hücre, sinyalleri iletmek için kendi antenine sahiptir. Her hücrenin kendi frekansları vardır. Hücresel ağlarda veri iletişimi, baz istasyonu vericisi, alıcısı ve kontrol birimi tarafından sağlanır.

Hücrelerin şekli kare veya altıgen olabilir -

Meydan

Bir kare hücrenin uzakta dört komşusu vardır d ve dört uzaktan Kök 2 d

  • Tüm bitişik antenler eşit uzaklıkta ise daha iyi
  • Yeni anten seçmeyi ve değiştirmeyi kolaylaştırır

Altıgen

Bir altıgen hücre şekli, kolay kapsama alanı ve hesaplamaları için şiddetle tavsiye edilir. Aşağıdaki avantajları sunar -

  • Eşit mesafeli antenler sağlar
  • Merkezden tepe noktasına olan mesafe kenar uzunluğuna eşittir

Frekansın Yeniden Kullanımı

Frekans yeniden kullanımı, iletişim kurmak için belirli bir alan içinde önemli bir mesafeyle ayrılan aynı radyo frekanslarını minimum parazitle kullanma kavramıdır.

Sıklığın yeniden kullanımı aşağıdaki faydaları sunar -

  • Belirli bir frekansta hücre içinde iletişime izin verir
  • Bitişik hücrelere kaçan gücü sınırlar
  • Yakındaki hücrelerdeki frekansların yeniden kullanımına izin verir
  • Birden çok konuşma için aynı frekansı kullanır
  • Hücre başına 10 ila 50 frekans

Örneğin, ne zaman N hücreler aynı sayıda frekansı kullanıyor ve Ksistemlerde kullanılan toplam frekans sayısı. Sonra her biricell frequency formüller kullanılarak hesaplanır K/N.

Gelişmiş Cep Telefonu Servislerinde (AMPS) K = 395 ve N = 7 olduğunda, ortalama olarak hücre başına frekans 395/7 = 56 olacaktır. Burada, cell frequency 56'dır.

Anten ve Dalga yayılımı, kablosuz iletişim ağlarında hayati bir rol oynar. Anten, uzaya / uzaydan elektromanyetik enerji yayan / toplayan (ileten veya alan) bir elektrik iletkeni veya bir iletkenler sistemidir. İdealleştirilmiş bir izotropik anten her yöne eşit olarak yayılır.

Yayılma Mekanizmaları

Kablosuz iletimler üç modda yayılır. Onlar -

  • Yer dalgası yayılımı
  • Gökyüzü dalgası yayılımı
  • Görüş hattı yayılımı

Ground wave propagation dünyanın dış çizgisini takip ederken sky wave propagation hem toprak hem de iyonosferin yansımasını kullanır.

Line of sight propagationverici ve alıcı antenlerin birbirlerinin görüş alanı içinde olmasını gerektirir. Altta yatan sinyalin frekansına bağlı olarak, belirli yayılma modu izlenir.

Yer dalgası ve gökyüzü dalgası iletişimine örnekler: AM radio ve international broadcastsBBC gibi. 30 MHz'in üzerinde, ne yer dalgası ne de gökyüzü dalgası yayılımı çalışmaz ve iletişim görüş hattı üzerinedir.

İletim Sınırlamaları

Bu bölümde, elektromanyetik dalga aktarımlarını etkileyen çeşitli sınırlamaları tartışacağız. Zayıflatma ile başlayalım.

Zayıflama

Sinyalin gücü, iletim ortamına olan mesafeyle birlikte düşer. Zayıflamanın kapsamı, mesafenin, iletim ortamının ve temelde yatan iletimin frekansının bir fonksiyonudur.

Çarpıtma

Farklı frekanslardaki sinyaller farklı düzeylerde zayıfladığından, çeşitli frekanslar üzerinde bileşenlerden oluşan bir sinyal bozulur, yani alınan sinyalin şekli değişir.

Bu sorunu çözmenin (ve orijinal şeklini geri kazanmanın) standart bir yöntemi, daha yüksek frekansları yükseltmek ve böylece bir frekanslar bandı üzerindeki zayıflamayı eşitlemektir.

Dağılım

Dağılma, yayılma sırasında bir elektromanyetik enerji patlamasının yayılması olgusudur. Art arda hızla gönderilen veri patlamaları, dağılma nedeniyle birleşme eğilimindedir.

gürültü, ses

Gürültünün en yaygın biçimi, genellikle ek bir Gauss modeli kullanılarak modellenen termal gürültüdür. Termal gürültü, elektronların termal çalkalanmasından kaynaklanır ve frekans spektrumu boyunca eşit olarak dağıtılır.

Diğer gürültü türleri şunlardır:

  • Inter modulation noise (taşıyıcı frekanslarının toplamı veya farklılığı olan frekanslarda üretilen sinyallerden kaynaklanır)

  • Crosstalk (iki sinyal arasında girişim)

  • Impulse noise (harici elektromanyetik bozuklukların neden olduğu düzensiz yüksek enerji darbeleri).

Bir dürtü gürültüsü analog veriler üzerinde önemli bir etkiye sahip olmayabilirken, dijital veriler üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir ve burst errors.

Yukarıdaki şekil, gürültü sinyalinin orijinal sinyalle nasıl örtüştüğünü ve özelliklerini değiştirmeye çalıştığını açıkça göstermektedir.

Solma

Solma, sinyal gücünün zamana / mesafeye göre değişimini ifade eder ve kablosuz iletimlerde yaygın olarak görülür. Kablosuz ortamda solmanın en yaygın nedenleri, çok yollu yayılma ve hareketliliktir (nesnelerin ve iletişim cihazlarının).

Çok yollu yayılma

Kablosuz ortamda sinyaller yansıma, saçılma ve kırınım olmak üzere üç ilkeyi kullanarak yayılır.

  • Reflection sinyal, boyutu sinyalin dalga boyundan çok daha büyük olan, örneğin katı bir duvar gibi büyük bir katı yüzeyle karşılaştığında oluşur.

  • Diffraction sinyal, boyutu sinyalin dalga boyundan daha büyük olan, örneğin bir duvarın bir kenarı olan bir kenar veya köşeyle karşılaştığında meydana gelir.

  • Scattering sinyal, sinyalin dalga boyundan daha küçük boyutlu küçük nesnelerle karşılaştığında oluşur.

Çok yollu yayılmanın bir sonucu, bir sinyal yayılmasının birden çok farklı yol boyunca birden çok kopyasının herhangi bir noktaya farklı zamanlarda ulaşmasıdır. Dolayısıyla, bir noktada alınan sinyal yalnızcainherent noise, distortion, attenuation, ve dispersion kanalda değil, aynı zamanda interaction of signals birden çok yol boyunca yayılır.

Gecikme yayılması

Bir konumdan bir sondalama darbesi gönderdiğimizi ve alıcı konumunda alınan sinyali zamanın bir fonksiyonu olarak ölçtüğümüzü varsayalım. Alınan sinyalin sinyal gücü, çok yollu yayılma nedeniyle zamanla yayılır.

Gecikme yayılımı, ortaya çıkan gecikmenin zaman içindeki yayılmasının yoğunluk işlevi tarafından belirlenir. Average delay spread ve root mean square delay spread hesaplanabilen iki parametredir.

Doppler yayılması

Bu bir ölçüsüdür spectral broadeningmobil radyo kanalının değişim hızından kaynaklanır. Ya mobil ve baz istasyonu arasındaki göreceli hareketten ya da kanaldaki nesnelerin hareketinden kaynaklanır.

Mobilin hızı yüksek olduğunda, Doppler yayılması yüksek olduğunda ve ortaya çıkan kanal varyasyonları, temel bant sinyalininkinden daha hızlıdır, buna fast fading. Kanal varyasyonları temel bant sinyal varyasyonlarından daha yavaş olduğunda, sonuçta ortaya çıkan zayıflama olarak adlandırılır.slow fading.

Bazı durumlarda, çıktıyı etkileyen bir performans düşüşü kapsamı vardır. Bunun başlıca nedeni mobil kanal bozuklukları olabilir. Bunu çözmek için üç popüler teknik vardır -

Ekolayzer

Bir alıcı içindeki bir eşitleyici, beklenen kanal genliğinin ve gecikme özelliklerinin ortalama aralığını telafi eder. Diğer bir deyişle, bir ekolayzer, mobil alıcıda, impuls yanıtı kanal impuls yanıtının tersi olan bir filtredir. Bu tür dengeleyiciler kullanımlarınıfrequency selective fading kanallar.

Çeşitlilik

Çeşitlilik, telafi etmek için kullanılan başka bir tekniktir fast fadingve genellikle iki veya daha fazla alıcı anten kullanılarak gerçekleştirilir. Genellikle, düz bir solma kanalında bir alıcının yaşadığı zayıflamaların derinliklerini ve süresini azaltmak için kullanılır.

Kanal Kodlama

Channel codingiletilen mesaja fazlalık veri bitleri ekleyerek mobil iletişim bağlantı performansını iyileştirir. Vericinin temel bant bölümünde, bir kanal kodlayıcı, bir dijital mesaj dizisini, mesajda bulunan orijinalden daha fazla sayıda bit içeren başka bir özel kod dizisine eşler. Kanal Kodlaması düzeltmek için kullanılırdeep fading veya spectral null.

Eşitleme

ISI (Inter Symbol Interference), mobil radyo kanalları üzerinden yüksek hızlı veri aktarımının önündeki en büyük engellerden biri olarak tanımlanmıştır. Modülasyon bant genişliği,coherence bandwidth radyo kanalının (yani, frekans seçici zayıflama), modülasyon darbeleri zaman içinde yayılır ve ISI'ye neden olur.

Bir alıcının ön ucundaki bir eşitleyici, beklenen kanal genliği ve gecikme özelliklerinin ortalama aralığını telafi eder. Mobil solma kanalları olduğu gibirandom ve time varyingeşitleyiciler, mobil kanalın zamanla değişen özelliklerini izlemeli ve bu nedenle zamanla değişen veya uyarlanabilir olmalıdır. Uyarlanabilir bir ekolayzerin iki çalışma aşaması vardır:training ve tracking.

Eğitim Modu

Başlangıçta, verici tarafından bilinen, sabit uzunlukta bir eğitim dizisi gönderilir, böylece alıcı ekolayzır uygun bir ayara ortalanabilir. Training sequence tipik olarak sözde rasgele bir ikili sinyal veya sabit, önceden belirlenmiş bit modelidir.

Eğitim dizisi, alıcıda bir ekolayzerin almasına izin verecek şekilde tasarlanmıştır. proper filter coefficientolası en kötü kanal durumunda. Alıcıdaki uyarlanabilir bir filtre böylece birrecursive algorithm kanalı değerlendirmek ve kanalı telafi etmek için filtre katsayılarını tahmin etmek.

İzleme Modu

Eğitim dizisi bittiğinde, filtre katsayıları optimuma yakındır. Eğitim dizisinin hemen ardından kullanıcı verileri gönderilir.

Kullanıcıların verileri alındığında, adaptive algorithms Ekolayzerin% 'si değişen kanalı izler. Sonuç olarak, uyarlanabilir ekolayzır, filtre özelliklerini zaman içinde sürekli olarak değiştirir.

Çeşitlilik

Çeşitlilik, nispeten düşük bir maliyetle kablosuz bağlantı iyileştirmesi sağlayan güçlü bir iletişim alıcı tekniğidir. Diversity techniques kablosuz iletişim sistemlerinde, öncelikle zayıflayan bir radyo kanalı üzerinden performansı artırmak için kullanılır.

Böyle bir sistemde, alıcıya, iki veya daha fazla gerçek veya sanal iletişim kanalı üzerinden iletilen aynı bilgi sinyalinin birçok kopyası sağlanır. Dolayısıyla çeşitliliğin temel fikri şudur:repetition veya redundancy of information. Hemen hemen tüm uygulamalarda, çeşitlilik kararları alıcı tarafından verilir ve verici tarafından bilinmez.

Çeşitlilik Türleri

Solma şu şekilde sınıflandırılabilir: small scale ve large scale fading. Küçük ölçekli solmalar, mobil yalnızca birkaç dalga boyundaki mesafelerde hareket ederken meydana gelen derin ve hızlı genlik dalgalanmaları ile karakterize edilir. Dar bantlı sinyaller için, bu genellikle birRayleigh faded envelope. Derin zayıflamaların meydana gelmesini önlemek için, mikroskobik çeşitlilik teknikleri hızla değişen sinyali kullanabilir.

Alıcının anten elemanları, iletilen dalga boyunun bir fraksiyonu ile ayrılırsa, o zaman bilgi sinyalinin çeşitli kopyaları veya genel olarak dallar olarak adlandırılan, uygun şekilde birleştirilebilir veya bunların en güçlüsü alınan sinyal olarak seçilebilir. Böyle bir çeşitlilik tekniği şu şekilde adlandırılır:Antenna or Space diversity.

Frekans Çeşitliliği

Aynı bilgi sinyali farklı taşıyıcılar üzerinden iletilir, aralarındaki frekans ayrımı en azından tutarlılık bant genişliğidir.

Zaman Çeşitliliği

Bilgi sinyali, düzenli aralıklarla zaman içinde tekrar tekrar iletilir. Arasındaki ayrımtransmit times should be greater than the coherence time, Tc. Zaman aralığı, solma hızına bağlıdır ve solma hızının azalmasıyla artar.

Polarizasyon çeşitliliği

Burada bilgiyi taşıyan sinyalin elektrik ve manyetik alanları değiştirilir ve bu tür birçok sinyal aynı bilgiyi göndermek için kullanılır. Böyleceorthogonal type of polarization is obtained.

Açı Çeşitliliği

Burada, çoklu yollar üzerinden iletilen sinyalin bağımsız kopyalarını oluşturmak için yönlü antenler kullanılır.

Uzay Çeşitliliği

Uzay çeşitliliğinde, farklı uzaysal konumlara yerleştirilmiş çok sayıda alıcı anten vardır ve bu da farklı (muhtemelen bağımsız) alınan sinyallerle sonuçlanır.

Çeşitlilik şemaları arasındaki fark, ilk iki şemada olduğu gerçeğinde yatmaktadır. wastage of bandwidth Nedeniyle duplication of the informationgönderilecek sinyal. Böylece kalan üç programda sorun önlenir, ancak maliyetin artması ileantenna complexity.

Anten elemanları arasındaki mesafenin bir fonksiyonu olarak sinyaller arasındaki korelasyon şu ilişki ile verilir -

$$\rho = J_0^2 \lgroup\frac{2\Pi d}{\lambda}\rgroup$$

Nerede,

  • J0 = Sıfır mertebeden ve birinci türden Bessel fonksiyonu

  • d = anten elemanlarının uzaydaki ayırma mesafesi

  • λ = taşıyıcı dalga boyu.

Bilgisayar alanında, grup bağlantılarının geniş kullanımı kaçınılmaz hale geldi ve bu da LANs(Yerel bölge ağları). Bu LAN'lar, tek bir bina veya kampüs içindeki küçük ölçekli ağlar kategorisine girer.

WANs Bir şehir gibi daha geniş bir alanı veya LAN'dan daha büyük sınırlı bir alanı kapsayan Geniş Alan Ağlarıdır. Wireless Personal Area Networks (PANs) PC'ler, Kişisel Dijital Asistanlar (PDA'lar) gibi taşınabilir ve mobil bilgi işlem cihazlarının ağ iletişimi için düşük güç iletimli daha küçük alanları kapsayan WLAN'lardan bir sonraki adımdır.

WLAN'ların temelleri

Kablolu ağlar ile kablosuz ağlar arasındaki farkı anlayabilmek için WLAN'lardaki teknik sorunlar anlaşılmalıdır. WLAN'ların kullanımı ve tasarım hedefleri daha sonra incelenir. WLAN türleri, bileşenleri ve temel işlevleri de detaylandırılmıştır.

IEEE 802.11 Standardı

Bu bölümde öne çıkan bir standart iyon WLAN'lar olan IEEE 802.11 standardı tanıtılmaktadır. Ortam erişim denetimi (MAC) katmanı ve fiziksel katman mekanizmaları açıklanmıştır. Bu bölüm ayrıca güvenlik ve hizmet kalitesi (QoS) gibi bazı isteğe bağlı işlevleri de kapsar.

HIPERLAN Standardı

Bu bölümde, radyo erişimine dayalı bir Avrupa standardı olan başka bir WLAN standardı olan HIPERLAN standardı açıklanmaktadır.

Bluetooth

Bu bölüm, kişisel cihazların altyapı olmadığında birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan Bluetooth standardıyla ilgilidir.

WLAN Temelleri

Hem taşınabilir terminaller hem de mobil terminaller bir yerden diğerine hareket edebilirken, taşınabilir terminallere yalnızca sabit olduklarında erişilir.

Öte yandan Mobil Terminaller (MT'ler) daha güçlüdür ve hareket halindeyken erişilebilir. WLAN'lar gerçek anlamda mobil iş istasyonlarını desteklemeyi amaçlamaktadır.

WLAN Kullanımları

Kablosuz bilgisayar ağları, çok yönlü işlevler sunabilir. WLAN'lar çok esnektir ve uygulamaya bağlı olarak çeşitli topolojilerde yapılandırılabilir. WLAN'ların bazı olası kullanımları aşağıda açıklanmıştır.

  • Kullanıcılar, hareket halindeyken internette gezinebilir, e-postaları kontrol edebilir ve Anlık İleti alabilirler.

  • Depremlerden veya diğer felaketlerden etkilenen alanlarda, sahada uygun altyapı bulunmayabilir. WLAN'lar, bu tür konumlarda ağları anında kurmak için kullanışlıdır.

  • Bilgisayar ağlarının kurulmasına ihtiyaç duyulan birçok tarihi bina var. Bu tür yerlerde kablolamaya izin verilmeyebilir veya bina tasarımı verimli kablolama için iletken olmayabilir. WLAN'lar bu tür yerlerde çok iyi çözümlerdir.

Tasarım Hedefleri

Aşağıdakiler, WLAN'lar tasarlanırken ulaşılması gereken hedeflerden bazılarıdır -

  • Operational simplicity - Kablosuz LAN'ların tasarımı, bir mobil kullanıcının ağ hizmetlerini hızlı bir şekilde basit ve verimli bir şekilde kurmasını ve bunlara erişmesini sağlayacak özellikleri içermelidir.

  • Power efficient operation - Dizüstü bilgisayarlar ve PDA'lar gibi mobil bilgi işlem cihazlarının güç kısıtlı doğası, WLAN'larla çalışan önemli gereksinimleri gerektirir. minimal power consumption. Bu nedenle, WLAN tasarımı güç tasarrufu özelliklerini içermeli ve bunu başarmak için uygun teknolojileri ve protokolleri kullanmalıdır.

  • License-free operation - Kablosuz erişimin maliyetini etkileyen en önemli faktörlerden biri, belirli bir kablosuz erişim teknolojisinin çalıştığı spektrum için lisans ücretidir. Low cost of accessbir WLAN teknolojisinin yaygınlaştırılması için önemli bir husustur. Bu nedenle WLAN tasarımı, frekans spektrumunun bölümlerini dikkate almalıdır. Operasyonu içindoes not require açık

  • Tolerance to interference - Hem sivil hem de askeri uygulamalar için farklı kablosuz ağ teknolojilerinin yaygınlaşması, önemli increase in the interference level radyo spektrumu boyunca.

    WLAN tasarımı bunu hesaba katmalı ve parazit varlığında çalışacak teknolojileri ve protokolleri seçerek uygun önlemleri almalıdır.

  • Global Usability - WLAN'ın tasarımı, teknoloji seçimi ve çalışma frekansı spektrumunun seçimi, geçerli olanları hesaba katmalıdır. spectrum restrictiondünyadaki ülkelerde. Bu, teknolojinin dünya çapında kabul edilebilirliğini sağlar.

  • Security - Kablosuz ortamın doğal yayın niteliği, WLAN teknolojisinin tasarımına dahil edilecek güvenlik özelliklerinin gerekliliğine katkıda bulunur.

  • Safety requirements - WLAN teknolojisinin tasarımı, aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilecek güvenlik gereksinimlerini takip etmelidir.

    • Tıbbi ve diğer enstrümantasyon cihazlarına müdahale.
    • Sağlığa zarar verebilecek vericilerin artan güç seviyesi.

    İyi tasarlanmış bir WLAN, verilen frekans spektrumunda geçerli olan güç emisyonu kısıtlamalarına uymalıdır.

  • Quality of service requirements - Hizmet Kalitesi (QoS) multimedya trafiği için belirlenmiş performans seviyelerinin sağlanması anlamına gelir. WLAN tasarımı, aşağıdaki olasılıkları dikkate almalıdır.supporting a wide variety multimedya trafiği dahil trafik.

  • Compatibility with other technologies and applications - Farklı LAN teknolojileriyle çalışan ana bilgisayarlar arasında verimli iletişim için farklı LANS'lar arasındaki birlikte çalışabilirlik önemlidir.

Ağ mimarisi

Ağ mimarisi, WLAN türlerini, tipik bir WLAN'ın bileşenlerini ve bir WLAN tarafından sunulan hizmetleri açıklar.

Altyapı tabanlı ve Ad Hoc LAN'lar

WLAN'lar genel olarak iki türe ayrılabilir: Infrastructure networks ve Ad hoc LANs, temel mimariye göre.

Altyapı ağları

Altyapı ağları, adı verilen özel düğümler içerir. Access Points (APs)mevcut ağlar üzerinden bağlanan.

  • AP'ler, mevcut kablolu ağın yanı sıra kablosuz düğümlerle etkileşime girebilmeleri açısından özeldir.
  • Mobil istasyonlar (STA'lar) olarak da bilinen diğer kablosuz düğümler, AP'ler aracılığıyla iletişim kurar.
  • AP'ler ayrıca diğer ağlarla köprü görevi görür.

Ad hoc LAN'lar

Ad hoc LAN'ların herhangi bir sabit altyapıya ihtiyacı yoktur. Bu ağlar, herhangi bir yerde anında kurulabilir. Düğümler, doğrudan erişilebilen diğer düğümler aracılığıyla iletilen mesajlar için birbirleriyle doğrudan iletişim kurar.

Bluetooth kablosuz teknolojisi, taşınabilir üniteyi bağlayan ve yüksek düzeyde güvenlik sağlayan kabloların yerini almayı amaçlayan kısa menzilli bir iletişim teknolojisidir. Bluetooth teknolojisi,Ad-hoc technology Ayrıca şöyle bilinir Ad-hoc Pico nets, kapsama alanı çok sınırlı olan yerel bir alan ağıdır.

Bluetooth Tarihçesi

WLAN teknolojisi, aygıtın bir kablosuz operatör sağlayıcı aracılığıyla altyapı tabanlı hizmetlere bağlanmasını sağlar. Kişisel cihazların, yerleşik bir altyapı olmadan birbirleriyle kablosuz olarak iletişim kurması ihtiyacı,Personal Area Networks (PANs).

  • Ericsson'un 1994'teki Bluetooth projesi, düşük güç ve düşük maliyetli radyo arayüzleri kullanan cep telefonları arasında iletişim sağlamak için PAN'ler için standardı tanımlamaktadır.

  • Mayıs 1988'de IBM, Intel, Nokia ve Toshiba gibi şirketler, PAN'lar için bir fiili standart geliştirmek olan Bluetooth Özel İlgi Grubu'nu (SIG) oluşturmak için Ericsson'a katıldı.

  • IEEE, Kablosuz Kişisel Alan Ağları (WPAN'lar) için IEEE 802.15.1 adlı Bluetooth tabanlı bir standardı onaylamıştır. IEEE standardı, MAC ve Fiziksel katman uygulamalarını kapsar.

Bluetoothşartname tüm protokol yığınını detaylandırır. Bluetooth, iletişim için Radyo Frekansı (RF) kullanır. Kullanırfrequency modulation radyo dalgaları oluşturmak için ISM grup.

Bluetooth'un özel özellikleri nedeniyle kullanımı büyük ölçüde artmıştır.

  • Bluetooth, çok çeşitli cihazların birbirine bağlanması ve iletişim kurması için tek tip bir yapı sunar.

  • Bluetooth teknolojisi, dünyanın hemen hemen her yerindeki herhangi bir Bluetooth özellikli cihazın Bluetooth özellikli cihazlarla bağlanabileceği şekilde dünya çapında kabul görmüştür.

  • Bluetooth teknolojisinin düşük güç tüketimi ve on metreye kadar sunulan menzil, çeşitli kullanım modellerinin yolunu açmıştır.

  • Bluetooth, adhoc bir dizüstü bilgisayar ağı kurarak etkileşimli konferans sunar.

  • Bluetooth kullanım modeli kablosuz bilgisayar, interkom, kablosuz telefon ve cep telefonlarını içerir.

Piconets ve Scatternets

Bluetooth özellikli elektronik cihazlar, olarak bilinen kısa menzilli cihazlar aracılığıyla kablosuz olarak bağlanır ve iletişim kurar. Piconets. Bluetooth cihazları, ana veya bağımlı olarak hareket etme kabiliyetine sahip küçük geçici konfigürasyonlarda mevcuttur, spesifikasyon,master ve slaverollerini değiştirmek için. Bir master ve bir slave ile noktadan noktaya konfigürasyon en basit konfigürasyondur.

İkiden fazla Bluetooth cihazı birbiriyle iletişim kurduğunda buna PICONET. Bir Piconet, tek bir ana birim etrafında kümelenmiş yedi adede kadar bağımlı içerebilir. Piconet'in kuruluşunu başlatan cihaz,master.

Ana birim, ağın bir parçası olarak ağ üyeleri arasında bir dizi zaman dilimine bölerek iletim kontrolünden sorumludur. time division multiplexing aşağıda gösterilen şema.

Piconets'in özellikleri aşağıdaki gibidir -

  • Bir Piconet içinde, çeşitli cihazların zamanlaması ve bireysel cihazların frekans atlama sırası saat tarafından belirlenir ve benzersizdir. 48-bit address usta.

  • Her cihaz, tek bir Piconet içerisinde yedi farklı cihazla aynı anda iletişim kurabilir.

  • Her cihaz aynı anda birkaç piconet ile iletişim kurabilir.

  • Bluetooth özellikli cihazlar pikonetlere girip çıktıkça piconetler dinamik ve otomatik olarak kurulur.

  • Slave'ler arasında doğrudan bir bağlantı yoktur ve tüm bağlantılar esasen master-slave veya slave-to-master şeklindedir.

  • Efendi tarafından sorgulandıktan sonra slave'lerin iletimine izin verilir.

  • İletim, ana birimden bir sorgulama paketinin hemen ardından bağımlıdan ana makineye zaman aralığında başlar.

  • Bir cihaz, ikinci pikonetin ana cihazı tarafından dikte edilen iletim rejimi-zamanlamasını ve frekans sıçrama sırasını ayarlayarak bir pikonetten diğerine atlayan iki veya daha fazla pikonun bir üyesi olabilir.

  • Bir pikonette köle ve diğerinde usta olabilir. Ancak birden fazla pikonette usta olamaz.

  • Bitişik pikonetlerde bulunan cihazlar, iç pikonet bağlantılarını desteklemek için bir köprü sağlar ve bağlantılı pikonetlerin montajlarının fiziksel olarak genişletilebilir bir iletişim altyapısı oluşturmasına izin verir. Scatternet.

Spektrum

Bluetooth teknolojisi, 2.4 ila 2.485 GHZ'de lisanssız endüstriyel, bilimsel ve tıbbi (ISM) bandında, 1600 atlama / sn nominal hızda yayılmış bir spektrum atlama, tam çift yönlü sinyal kullanarak çalışır. 2.4 GHZ ISM bandı çoğu ülkede mevcuttur ve lisanssızdır.

Aralık

Bluetooth çalışma aralığı cihaza bağlıdır Sınıf 3 telsizler 1 metre veya 3 fit menzile sahiptir Sınıf 2 telsizler en çok mobil cihazlarda bulunur 10 metre veya 30 fit menzile sahiptir Sınıf 1 telsizler öncelikle endüstriyel kullanım durumlarında kullanılır 100 metre veya 300 fit menzile sahip.

Veri hızı

Bluetooth, Sürüm 1.2 için 1Mbps veri hızını ve Hata Veri Hızı ile birlikte Sürüm 2.0 için 3Mbps veri hızını destekler.

İnternetin ortaya çıkışı, bilgisayar kullanımında ve bilgi arayışında devrim niteliğinde bir değişikliğe neden oldu. İnternet, geleneksel bilgi alışverişi yöntemini etkiledi ve şimdi hemen hemen her şehir, her kasaba ve her sokağın İnternet'e erişimi var.

Evler, okullar ve işletmeler günümüzde çeşitli farklı yöntemler kullanarak İnternet'e bağlanmaktadır. Bir yöntem olan kablosuz İnternet hizmeti, yer altı bakır, fiber veya diğer ticari ağ kablolamalarına gerek kalmadan müşterilere İnternet erişimi sağlar. DSL ve kablolu İnternet gibi daha yerleşik kablolu hizmetlerle karşılaştırıldığında, kablosuz teknoloji bilgisayar ağlarına daha fazla kolaylık ve hareketlilik sağlar.

Aşağıdaki bölümler, mevcut her bir popüler kablosuz İnternet hizmeti türünü açıklamaktadır.

Uydu İnternet

1990'ların ortalarında tanıtılan uydu, tüketicilere yönelik ilk kablosuz İnternet hizmeti oldu. Diğer kablosuz İnternet hizmeti biçimleriyle karşılaştırıldığında, uydu şu avantajlara sahiptir:availability. Sadece küçükdish antenna, satellite modem ve abonelik planı, uydu diğer teknolojiler tarafından hizmet verilmeyen hemen hemen tüm kırsal alanlarda çalışır.

Bununla birlikte, uydu aynı zamanda nispeten düşük performanslı kablosuz İnternet sunar. Uydu acı çekiyorhigh latencyUzun mesafe sinyallerinden kaynaklanan (gecikme) bağlantılar, Dünya ve yörüngedeki istasyonlar arasında seyahat etmelidir. Uydu ayrıca nispeten düşük miktarda ağ bant genişliğini destekler.

Halka Açık Wi-Fi Ağları

Bazı belediyeler halka açık kablosuz İnternet hizmetlerini kullanarak Wi-Fiteknoloji. Bunlar sözdemesh networksDaha büyük kentsel alanları kapsayacak şekilde çok sayıda kablosuz erişim noktasını bir araya getirin. Ayrı Wi-Fi bağlantı noktaları, belirli konumlarda halka açık kablosuz İnternet hizmeti de sağlar.

Wi-Fi, diğer kablosuz İnternet hizmeti biçimlerine göre düşük maliyetli bir seçenektir. Ekipman ucuzdur (birçok yeni bilgisayarda gerekli donanım yerleşik olarak bulunur) ve Wi-Fi erişim noktaları bazı yerlerde boş kalır.

Sabit Kablosuz Geniş Bant

Sabit kablosuz, radyo iletim kulelerine işaret edilen monte edilmiş antenleri kullanan bir geniş bant türüdür.

Mobil geniş bant

Cep telefonları onlarca yıldır var oldu, ancak ancak son zamanlarda hücresel ağlar, kablosuz İnternet hizmetinin ana akım bir biçimi haline geldi. Yüklü bir hücresel ağ adaptörü ile veya bir cep telefonunu bir dizüstü bilgisayara bağlayarak,Internet connectivitybaz istasyonu kapsama alanı olan herhangi bir alanda muhafaza edilebilir. Mobil geniş bant hizmeti, bazı sağlayıcıların İnternet veri aboneliği olmadan çalışmayacaktır.

Klasik kablolu ağlar TELNET, FTP ve SMTP gibi bir dizi uygulama protokolünü ortaya çıkarmıştır. Kablosuz uygulama protokolü (WAP) mimarisi, kablosuz kullanıcılar ve onlara sunulan hizmetler arasındaki uygulama düzeyinde boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır.

Kablosuz internet

Kablosuz İnternet, İnternet tarafından mobil kullanıcılara sunulan hizmetlerin genişletilmesi anlamına gelir. access information ve datakonumlarına bakılmaksızın. Kablosuz etki alanı, düğümlerin hareketliliği ve İnternette kullanılan mevcut protokollerin tasarımı ile ilişkili doğal sorunlar, kablosuz İnternet'i gerçeğe dönüştürmek için çeşitli çözümler gerektirir.

Kablosuz İnternet için dikkate alınması gereken başlıca sorunlar şunlardır:

  • Adres hareketliliği
  • Taşıma katmanı protokollerinin verimsizliği ve
  • Uygulama katmanı protokollerinin verimsizliği

Adres Hareketliliği

İnternette kullanılan ağ katmanı protokolü, sabit düğümlü kablolu ağlar için tasarlanmış İnternet Protokolüdür (IP). IP, iki bölümden oluşan, küresel olarak benzersiz bir 32 bit adresle hiyerarşik bir adres kullanırNetwork identifier ve Host identifier.

Ağ tanımlayıcısı, subnet addressana bilgisayarın bağlı olduğu. Adresleme şeması, yönlendirme kararları vermek için IP adresinin yalnızca ağ kısmını kullanan İnternet'in çekirdek yönlendiricilerindeki yönlendirme tablosu boyutunu azaltmak için kullanıldı.

Bu adresleme şeması, doğrudan İnternet'in kablosuz uzantısında çalışmayabilir, çünkü mobil ana bilgisayarlar bir subnet diğerine, ancak mobil ana bilgisayara adreslenen paketler, düğümün orijinal olarak eklendiği eski alt ağa gönderilebilir.

Taşıma Katmanı Protokollerinin Verimsizliği

İnternette taşıma katmanı çok önemlidir ve kurulum ve bakımını sağlar. end-to-end connections, dürüst end-to-end delivery veri paketlerinin sayısı, flow control ve congestion control. TCP, kablolu ağlar için baskın aktarım katmanı protokolüdür.UDPBağlantısız, güvenilmez bir taşıma katmanı protokolü belirli uygulamalar tarafından kullanılır.

Kablosuz ortam, zamanla değişen ve ortama bağlı özellikleri nedeniyle doğası gereği güvenilmez olduğundan, kablosuz İnternet, taşıma katmanı protokollerinin verimli çalışmasını gerektirir. Geleneksel TCP, bircongestion control algorithmağlardaki tıkanıklığı gidermek için. Bir veri paketi veya bir ACK paketi kaybolursa, TCP,loss is due to congestion ve tıkanıklık penceresinin boyutunu yarı yarıya azaltır.

Art arda gelen her paket kaybında, congestion window is reducedve dolayısıyla TCP, kablosuz bağlantılarda düşük performans sağlar. Paket kaybının neden olduğu durumlarda bilelink error veya collisionTCP, çok düşük verime yol açan tıkanıklık kontrol algoritmasını çalıştırır.

Paket kaybına neden olan gerçek nedenin belirlenmesi, TCP'nin kablosuz bağlantılar üzerinden performansının iyileştirilmesi açısından önemlidir. Taşıma katmanı sorunlarına yönelik çözümlerden bazıları şunlardır:

  • Dolaylı TCP (ITCP)
  • Snoop TCP ve
  • Mobil TCP

Uygulama Katmanı Protokollerinin Verimsizliği

İnternette kullanılan geleneksel uygulama katmanı protokolleri HTTP, TELNET, basit posta aktarım protokolü (SMTP) ve çeşitli biçimlendirme dilleri gibi HTMLkablolu ağlar için tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Bu protokollerin çoğu, kablosuz bağlantılarla kullanıldığında çok verimli değildir.

HTTP'nin Kablosuz İnternet'te kullanılmasını engelleyen başlıca sorunlar, durumsuz çalışması, karakter kodlamasından kaynaklanan yüksek ek yük, HTTP isteklerinde taşınan gereksiz bilgiler ve bir new TCP connection her işlemde.

Elde tutulan cihazların yetenekleri sınırlıdır, bu da hesaplama ve bant genişliği açısından pahalı uygulama protokollerinin işlenmesini zorlaştırır. Kablosuz Uygulama Protokolü (WAP) ve geleneksel HTTP üzerinden yapılan optimizasyonlar, uygulama katmanı sorunlarına yönelik çözümlerden bazılarıdır.

WAP, Kablosuz Uygulama Protokolü anlamına gelir. WAP, tek bir protokol yerine bir protokol grubunu temsil eder. WAP, mikro tarayıcı olarak da bilinen basit ve hafif bir tarayıcıyı elde taşınır cihazlara entegre etmeyi amaçlamaktadır, böylece minimum miktarda kaynak gerektirir.memory ve CPU bu cihazlarda.

WAP, kablosuz el cihazlarının ve kablosuz bağlantının eksikliklerini, ağ düğümlerine daha fazla zeka katarak telafi etmeye çalışır. routers, web servers, ve BSs.

WAP protokol paketinin temel hedefleri şunlardır.

  • Kablosuz ağ standartlarından bağımsızlık
  • Hizmet sağlayıcılar arasında birlikte çalışabilirlik
  • Kablosuz ortamın eksikliklerinin üstesinden gelmek
  • Elde taşınan cihazların dezavantajlarının üstesinden gelmek
  • Verimliliği ve güvenilirliği artırmak
  • Güvenlik, ölçeklenebilirlik ve genişletilebilirlik sağlama

WAP Modeli

WAP, bir istemci-sunucu yaklaşımı benimser. Kablosuz etki alanı ve çekirdek kablolu ağ arasında bir arabirim görevi gören bir proxy sunucusunu belirtir. Bu proxy sunucusu, aynı zamandaWAP gateway, protokol çevirisi ve kablosuz ortam üzerinden veri aktarımını optimize etme gibi çok çeşitli işlevlerden sorumludur.

Kablosuz ağ parçaları şunlardan oluşur:

  • İçerik sağlayıcı (Uygulama veya kaynak sunucusu)
  • Mobil cihaz (WAP istemcisi)
  • WAP ağ geçidi
  • WAP proxy

WAP Mimarisi, web'i yakından takip edecek şekilde tasarlanmıştır. Tek fark, WAP ağ geçidinin varlığının HTTP ve WAP arasında çeviri yapmasıdır.

WAP İstemcisi

WAP istemcisi ile ilgili olarak bahsedilecek üç bölüm WAE kullanıcı aracısı, WTA kullanıcı aracısı ve WAP yığınıdır.

  • WAE user agent - Kablosuz uygulama ortamı kullanıcı aracısı, içeriği görüntüleme için işleyen tarayıcıdır.

  • WTA user agent - Kablosuz telefon uygulama aracısı, derlenmiş WTA dosyalarını WTA sunucusundan alır ve yürütür.

  • WAP stack - WAP yığını, telefonun WAP Protokollerini kullanarak WAP ağ geçidine bağlanmasına izin verir.

Uygulama sunucusu

Bilgi (web, WAP) uygulamalarının bulunduğu ağdaki öğe WAP proxy, WAP ağ geçidi veya WAP sunucusudur -

  • Proxy- Bu, istemci ile sunucu arasında yer aldığı ağda hem istemci hem de sunucu olarak hareket eden bir aracı unsurdur. İstemci kendisine talepler gönderir ve kaynak Sunucu ile iletişime geçerek ihtiyaç duyulan bilgileri alır ve önbelleğe alır.

  • Gateway - Bu, genellikle iki farklı ağ türünü birbirine bağlamak için kullanılan bir aracı unsurdur.

WAP Ağ Geçidi, temelde, destekleyen bir ağ arasına yerleştirilen bir yazılımdır. WAP and IP packet network İnternet gibi.

WAP Protokol Yığını

WAP protokol yığını aşağıdaki şekilde gösterilmektedir -

Uygulama katmanı

Uygulama katmanı, taşınabilir uygulamanın geliştirilmesi ve yürütülmesine yönelik bir uygulama ortamı sağlar ve WAE, istemci tarafında bulunan iki farklı kullanıcı aracısından oluşur.

WAE kullanıcı aracısı, WTA kullanıcı aracısı ile birlikte tarayıcı ve metin mesajı düzenleyicisinden oluşur.

Oturum Katmanı

Oturum katmanı, İstemci / Hizmet uygulamaları arasında düzenli içerik alışverişi için yöntemler sağlar.

WAP aşağıdaki bileşenleri içerir -

  • Connection Oriented Session Services - Bunlar WTP üzerinden çalışır.

  • Connectionless Session Services - Bunlar doğrudan WDP üzerinden çalışır.

  • Session services - Bu işlevler, ilkel mesajlar kullanarak bir istemci ile sunucu arasında bir bağlantı kurulmasına yardımcı olur.

Primitives messagesistemcinin bir hizmet tesisi talep etmek için sunucuya gönderdiği mesajlar olarak tanımlanır. İstemci, istek ilkelleri gönderir ve onay ilkelini alır ve sunucu yanıt ilkelleri gönderebilir ve gösterge ilkellerini alabilir.

Bağlantısız oturum hizmeti yalnızca onaylanmamış hizmet sağlar. Oturumu başlatmak için istemci, sunucu adresi, istemci adresi ve istemci başlıkları gibi bazı parametreleri sağlayan bir WSP öncüllerini çağırır. Bazı açılardan, WSP temelde HTTP'nin ikili bir biçimidir.

İşlem Katmanı

Farklı güvenilirlik derecelerinde işlem gerçekleştirmek için farklı yöntemler sağlar.

Güvenlik Katmanı

Uygulamalar arasında kimlik doğrulama, gizlilik ve güvenli bağlantı mevcut olduğunda isteğe bağlı katman. DayanmaktadırSSL (Secure Socket Layer). Gizlilik, sunucu kimlik doğrulaması, istemci kimlik doğrulaması ve veri bütünlüğü sağlayan hizmetler sağlar.

Web sunucusu ile WAP ağ geçidi arasında bir Standart SSL oturumu açılır ve WTLS oturumu, gateway ve mobile device. Şifrelenmiş içerik, bu bağlantı üzerinden sunucudan ağ geçidine gönderilir, bu da onu çevirir ve cep telefonuna gönderir. Arasındaki işlemSSL ve WTLS WAP ağ geçidinin hafızasında yer alır.

Taşıma katmanı

Bu, operatör tarafından sunulan taşıyıcı hizmetiyle bağlantılı en alt katmandır. Taşıyıcı hizmetleri, cep telefonu ile baz istasyonları arasındaki iletişimdir. İçerirlerSMS, CSD, USSD, GSM, GPRS, DECT, CDMA, FDMA, ve TDMA.

Fiziksel katman, mobil cihazdan gönderilecek verileri hava servisleri üzerinden hazırlar ve cihazın çalıştığı şebekede uygulanan taşıyıcı servisini kullanarak verileri gönderir. WDPçeşitli taşıyıcı ağları ile bir arayüze sahiptir, bu nedenle taşıyıcıya özgü bir uygulamaya sahip olması gerekir. WDP, farklı taşıyıcı ağları desteklemek için yeniden yazılması gereken tek katmandır. WTP katmanı, basit birrequest-response transaction üç yönlü el sıkışma bağlantı mekanizması yerine yönlendirilmiş protokol.

Uydu, başka bir nesnenin etrafında dönen bir nesnedir. Örneğin dünya Güneş'in bir uydusudur ve ay da dünyanın bir uydusudur.

Bir communication satellite bir microwave repeater stationtelekomünikasyon, radyo ve televizyon sinyalleri için kullanılan bir alanda. Bir iletişim uydusu, bir yer istasyonundan gelen verileri işler ve verileri başka bir forma dönüştürerek ikinci yer istasyonuna gönderir.

Bir Uydu Nasıl Çalışır?

Yeryüzündeki iki istasyon, radyo yayını yoluyla iletişim kurmak istiyor, ancak geleneksel araçları kullanmak için çok uzak. İki istasyon, iletişimleri için bir aktarma istasyonu kullanabilir. Bir yer istasyonu sinyali uyduya iletir.

Uplink frequencyyer istasyonunun uydu ile iletişim kurduğu frekanstır. Uydu transponder sinyali dönüştürür ve ikinci yer istasyonuna gönderir ve buna denirDownlink frequency. İkinci yer istasyonu da birincisi ile aynı şekilde iletişim kurar.

Uydunun Avantajları

Uydu Haberleşmesinin avantajları aşağıdaki gibidir -

  • Kapsama alanı, karasal sistemlerden çok yüksektir.
  • İletim maliyeti, kapsama alanından bağımsızdır.
  • Daha yüksek bant genişlikleri mümkündür.

Uydunun Dezavantajları

Uydu Haberleşmesinin dezavantajları aşağıdaki gibidir -

  • Uyduları yörüngeye fırlatmak maliyetli bir süreçtir.
  • Bant genişlikleri yavaş yavaş tükeniyor.
  • Uydu sistemleri için geleneksel karasal sistemlerden daha yüksek yayılma gecikmesi.

Uydu Haberleşmesi Temelleri

Uydu iletişimi süreci bir earth station. Burada bir kurulum, dünyanın yörüngesindeki bir uydudan sinyalleri iletmek ve almak için tasarlanmıştır. Yer istasyonları, uydulara yüksek güçlü, yüksek frekanslı (GHz aralığı) sinyaller şeklinde bilgi gönderir.

Uydular receive ve retransmit sinyaller, uydunun kapsama alanındaki diğer yer istasyonları tarafından alındıkları yere geri döner. Satellite's footprint uydudan yararlı bir güç sinyali alan alandır.

Yer istasyonundan uyduya bir kanal aracılığıyla iletim sistemine, uplink. Kanal üzerinden uydudan yer istasyonuna kadar olan sistemedownlink.

Uydu Frekans Bantları

Yaygın olarak iletişim için kullanılan uydu frekans bantları, Cband, Ku-band, ve Ka-band. C-bandı ve Ku-bandı, günümüz uyduları tarafından yaygın olarak kullanılan frekans spektrumlarıdır.

Frekans ve dalga boyu arasında ters bir ilişki olduğuna dikkat etmek önemlidir, yani frekans arttığında, dalga boyu azalır, bu, arasındaki ilişkiyi anlamaya yardımcı olur. antenna diameter ve transmission frequency. Dalga boyu arttıkça sinyali toplamak için daha büyük antenler (uydu çanakları) gereklidir.

Dünya Yörüngeleri

Bir uydunun uzaya fırlatıldığında, erişilebilirliğini sürdürmesi ve bilimsel, askeri veya ticari amacına hizmet etmesi için devrimi için belirli bir yol sağlamak üzere belirli bir yörüngeye yerleştirilmesi gerekir. Yeryüzüne göre uydulara atanan bu tür yörüngeler,Earth Orbits. Bu yörüngelerdeki uydular Dünya Yörünge Uydularıdır.

Önemli Dünya Yörüngeleri türleri:

  • Jeo-eşzamanlı Dünya Yörüngesi
  • Jeo-sabit Dünya Yörüngesi
  • Orta Dünya Yörüngesi
  • Alçak dünya yörüngesi

Jeo-Senkron Dünya Yörüngesi (GEO) Uyduları

Jeo-eşzamanlı Dünya yörüngesi Uydusu, Dünya'nın 22.300 mil yüksekliğinde bulunan bir uydudur. Bu yörünge, birside real day(yani 23 saat 56 dakika). Bu yörüngehave inclination and eccentricity. Dairesel olmayabilir. Bu yörünge, dünyanın kutuplarına doğru eğilebilir. Ancak Dünya'dan bakıldığında hareketsiz görünüyor.

Aynı coğrafi eşzamanlı yörünge, eğer öyleyse circularve ekvator düzleminde buna jeo-durağan yörünge denir. Bu Uydular, Dünya Ekvatorunun 35.900 km yukarısına (jeosenkron ile aynı) yerleştirilir ve dünyanın yönüne göre (batıdan doğuya) dönmeye devam ederler. Bu uydular kabul edilirstationary yeryüzüyle ilgili ve dolayısıyla adı ima eder.

Jeo-Sabit Dünya Yörünge Uyduları, hava tahmini, uydu TV, uydu radyo ve diğer küresel iletişim türleri için kullanılır.

Yukarıdaki şekil Jeo-senkron ve Jeo-Durağan yörüngeler arasındaki farkı göstermektedir. Dönme ekseni, Dünya'nın hareketini gösterir.

Burada dikkat edilmesi gereken ana nokta, her Jeo-Durağan yörüngenin bir Jeo-Eşzamanlı yörünge olduğudur. Ancak her Jeo-Eşzamanlı yörünge, Jeo-durağan bir yörünge DEĞİLDİR.

Orta Dünya Yörüngesi (MEO) Uyduları

Orta dünya yörüngesi (MEO) uydu ağları, dünya yüzeyinden yaklaşık 8000 mil uzaklıkta yörüngede dönecektir. Bir MEO uydusundan iletilen sinyaller daha kısa bir mesafeye gider. Bu, alıcı uçta gelişmiş sinyal gücü anlamına gelir. Bu, daha küçük, daha hafif alıcı terminallerin alıcı uçta kullanılabileceğini gösterir.

Sinyal uyduya ve uydudan daha kısa bir mesafe gittiği için, daha az iletim gecikmesi olur. Transmission delay bir sinyalin bir uyduya gidip bir alıcı istasyona geri dönmesi için geçen süre olarak tanımlanabilir.

Gerçek zamanlı iletişim için, iletim gecikmesi ne kadar kısa olursa, iletişim sistemi o kadar iyi olacaktır. Örnek olarak, bir GEO uydusu bir gidiş-dönüş için 0.25 saniyeye ihtiyaç duyuyorsa, MEO uydusunun aynı yolculuğu tamamlamak için 0.1 saniyeden daha kısa bir süreye ihtiyacı vardır. MEO'lar 2 GHz ve üzeri frekans aralığında çalışır.

Düşük Dünya Yörüngesi (LEO) Uyduları

LEO uyduları esas olarak üç kategoriye ayrılır: küçük LEO'lar, büyük LEO'lar ve Mega-LEO'lar. LEO'lar, dünya yüzeyinin 500 ila 1000 mil üzerinde bir yörüngede dönecek.

Bu nispeten kısa mesafe, iletim gecikmesini yalnızca 0,05 saniyeye düşürür. Bu, hassas ve hacimli alıcı ekipman ihtiyacını daha da azaltır. Küçük LEO'lar 800 MHz (0.8 GHz) aralığında çalışacak. Büyük LEO'lar 2 GHz veya üzeri aralıkta çalışacak ve Mega-LEO'lar 20-30 GHz aralığında çalışacak.

İlişkili daha yüksek frekanslar Mega-LEOs daha fazla bilgi taşıma kapasitesine dönüşür ve gerçek zamanlı, düşük gecikmeli video iletim şeması kapasitesine yol açar.

Yüksek İrtifa Uzun Dayanıklılık (HALE) Platformları

Deneysel HALE platformları temelde yüksek verimli ve iletişim ekipmanı taşıyan hafif uçaklardır. Bu şekilde davranacakvery low earth orbit geosynchronous satellites.

Bu tekneler, pil ve güneş enerjisi veya yüksek verimli türbin motorlarının bir kombinasyonu ile güçlendirilecek. HALE platformları sunacaktransmission delays of less than 0.001 seconds sadece 70.000 fit yükseklikte ve hatta better signal strength çok hafif elde taşınan alıcı cihazlar için.

Yörünge Yuvaları

Burada birden fazla olan bir soru ortaya çıkabilir. 200 satellitesyukarıda yer eşzamanlı yörüngede, birbirleriyle çarpışmalarını veya uzayda aynı konumu kullanmaya teşebbüs etmelerini nasıl engelleyebiliriz? Bu soruna cevap vermek için, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği gibi uluslararası düzenleyici kurumlar (ITU) ve Federal İletişim Komisyonu gibi ulusal hükümet kuruluşları (FCC) yer eşzamanlı yörünge üzerinde iletişim uydularının konumlandırılabileceği konumları belirleyiniz.

Bu konumlar, boylam dereceleri olarak belirtilir ve orbital slots. FCC ve ITU, yörünge yuvalarına olan büyük talep nedeniyle C-bandı ve Ku-bandı uyduları için gerekli aralığı kademeli olarak sadece 2 dereceye düşürdü.