1
فصل دوم
لایه فیزیکی
2
نمای کلی و مقدمه فصل
مشخصات مکانیکی،الکتریکی و تایمینگ
رسانه های فیزیکی
رسانه های هدایت پذیر(مانند سیم مسی و فیبرنوری)
بیسیم (امواج رادیویی زمینی)
ماهواره
سیستم های مخابراتی
سیستم تلفن ثابت
شبکه تلفن همراه
تلویزیون کابلی
در تمام این سیستم ها فیبر نوری به عنوان ستون فقرات
3
مبانی نظری مخابرات داده
پهنای باند طیف فرکانسی که موج می تواند بدون تضعیف منتشر شود
اگر نرخ انتقال b ,bit/sec باشد زمان لازم برای ارسال 8 بیت معادل 8/b sec
محدود کردن پهنای باند
محدود شدن نرخ انتقال اطلاعات
4
رسانه انتقال هدایت پذیر
هدایت پذیر
زوج تابیده(Twisted pair)
حداقل تشعشع
بیشترین کاربرد در شبکه های تلفن
انتقال سیگنال های آنالوگ و دیجیتال
پهنای چندین مگابیت بر ثانیه در فواصل کوتاه (دو تا سه کیلومتر)
5
زوج تابیده
(a) زوج تابیده cat 3 (b) زوج تابیده 5 cat
6
رسانه انتقال هدایت پذیر(ادامه)
کابل کواکسیال
دارای غلاف فلزی
دونوع 1. کابل 50-ohm مخابرات دیجیتال
2. کابل 75-ohm مخابرات آنالوگ و تلویزیون کابلی
دربرابر نویز مقاوم
سرعت بسیار خوب 1GHZ
فیبر نوری
سرعتی فراتر از 50000 Gbps
7
کابل کواکسیال
ساختمان کابل کواکسیال
8
رسانه انتقال هدایت پذیر(ادامه-2)
فیبر نوری(ادامه)
سرعتی فراتر از 50000 Gbps
سرعت فعلی 10 Gbps ودر آزمایشگاه 100 Gbps
برنده مسابقه کامپیوتر و مخابرات
1. منبع نور2. رسانه انتقال3. آشکارساز سه مولفه کلیدی
قانون شکست نور
فیبر تک حالته و فیبر چند حالته
تضعیف نور
ویژگی های کابل فیبر نوری
آشکارسازی به دوصورت 1. لیزهای نیمه هادی
2. LED
9
فیبر نوری
(a) سه مثال از پرتوهای نوری که به مرز شیشه-هوا برخورد کرده، و شکسته می شوند.(b) پرتو نور بدلیل شکست کلی در داخل شیشه گرفتار شده است.
10
فیبر نوری(ادامه-2)
(a) نمای کناری یک فیبر منفرد (b) سطح مقطع کابلی با سه فیبر
11
فیبر نوری(ادامه-3)
مقایسه ای بین لیزر های نیمه هادی و LED بعنوان منبع نور
12
انتقال بیسیم
معتادان اینترنتی
آینده مخابرات :
انواع انتقال بیسیم
طیف الکترومغناطیس
مخابرات رادیویی
مخابرات مایکرویو
امواج مادون قرمز و میلیمتری
مخابرات امواج نوری
فقط فیبر نوری و بیسیم
13
انتقال بیسیم(ادامه)
طیف الکترومغناطیس
فرکانس و هاینریش هرتز
طول موج
رابطه اساسی بین f ، λ و c
f = c λ
ناحیه رادیویی، مایکرویو،مادون قرمز، مرئی
نور ماوراءبنفش،اشعه Xو اشعه گاما
تقسیمات ITU
LF، MF، HF، VHF، UHF، SHF، EHF، THF
14
طیف الکترومغناطیس
طیف الکترومغناطیس و کاربردهای مخابراتی آن
15
انتقال بیسیم(ادامه-2)
طیف الکترومغناطیس(ادامه)
پهنای باند بزرگتر
انواع باند فرکانسی وسیع
طیف گسترده با پرش فرکانسی
مثال: بلوتوٍٍث و 802.11
طیف گسترده با توالی مستقیم
مثال: نسل دوم وسوم تلفن های همراه و
برخی شبکه های بیسیم
نرخ انتقال بیشتر
16
انتقال بیسیم(ادامه-3)
مخابرات رادیویی
کاربرد گسترده در مخابرات
ارتباط مستقیم با فرکانس
تبعیت ازانحنای زمین در باندهای VLF،LFو MF
بازتاب توسط یونسفر در باند های HFو VHF
17
مخابرات رادیویی
(a) در باندهای VLF،LFوMF امواج رادیویی از انحنای زمین تبعیت می کنند.
(b) در باند های HF و VHF آنها بین زمین و یونسفر رفت و برگشت می کنند.
18
انتقال بیسیم(ادامه-4)
مخابرات مایکرویو
در فرکانس های بالای 100 MHz امواج به خط مستقیم
مایکرویو ستون مخابرات راه دور
برج های تکرارکننده
محو شدگی چند مسیره
جذب انرژی امواج توسط آب در فرکانس های بالای 10 GHz
طیف الکترومغناطیس وسیاست
طیف ISM
تکنیک های طیف گسترده
19
طیف الکترومغناطیس و سیاست
باندهای ISM در ایالات متحده آمریکا
20
انتقال بیسیم(ادامه-5)
امواج مادون قرمز و میلیمتری
کاربرد در مخابرات برد کوتاه
دستگاه های کنترل از راه دور
امواج مادون قرمز از اجسام صلب عبور نمی کنند
استراق سمع این امواج مشکلتر از امواج رادیویی
21
انتقال بیسیم(ادامه-6)
مخابرات امواج نوری
پرتوهای لیزر اساسا یکطرفه هستند.
پهنای باند بالا و هزینه بسیار پایین.
پراکندن کردن نور و پهن کردن پرتو برای هدف گیری.
عملکرد نامناسب در هوای مه آلود و بارانی.
22
مخابرات امواج نوری
جریان های همرفتی می تواند باعث انحراف پرتوهای لیزر شود.
23
ماهواره های مخابراتی(ادامه)
رده بندی ماهواره ها از لحاظ مدار پیمایش
ماهواره های زمین ثابت
ماهواره های مدار متوسط
ماهواره های مدار پایین
مقایسه ماهواره و فیبر
24
ماهواره های مخابراتی(ادامه-2)
ماهواره های مخابراتی و برخی از ویژگی های آنها، ازجمله ارتفاع از سطح زمین،زمان تاخیر رفت وبرگشت سیگنال، و تعداد ماهواره های که برای پوشش کل زمین لازم است.
25
ماهواره های مخابراتی(ادامه-3)
باندهای ماهواره ای
26
ماهواره های مخابراتی(ادامه-4)
چند سیستم VSAT بهمراه یک هاب
27
ماهواره های مخابراتی(ادامه-5)
ماهواره های ایریدیوم شش حلقه بدور زمین می سازند
تعداد سلول های متحرک ایریدیم به 1628 می رسد.
28
ماهواره های مخابراتی(ادامه-6)
(a) رله سیگنال در فضا (b) رله سیگنال روی زمین
29
پایان