bilgisayar ağları - duzce.edu.tr
TRANSCRIPT
Bilgisayar Ağları
Prof. Dr. Resul KARA
7. Bölüm: Fiziksel Katman
7. Bölüm: Fiziksel Katman
Fiziksel Katmanın Görevleri
Fiziksel Katman Standartları
Sinyallerin Kodlanması
Ortam Türleri ve Fiziki Sınırlar
Ağ Ortam Bağlayıcıları
Ortam Türlerinin Kullanıldıkları Ağlar
Fiziksel Katman Görevleri
Fiziksel ortam ve konektörler ile ağ cihazlarının ve bilgisayarların ağa bağlanmalarını sağlamak
Çerçevelerin bit dizisi haline getirilmesi
Bitlerin sinyal olarak kodlanması
Sinyallerin gerektiğinde tekrarlayıcı ve sinyal yükselticiler ile güçlendirilmesi
Uygulama (Application)
Sunum (Presentation)
Oturum (Session)
Aktarım (Transport)
Ağ (Network)
Veri Bağı (Data Link)
Fiziksel (Physical)
7
6
5
4
3
2
1
Fiziksel Katman Görevleri
Fiziksel Katman Standartları
Cihazlar, kullanılan ortam ve bağlayıcılar ve sinyalleme-kodlama standartları
ISO (The International Organization forStandardization)
IEEE (The Institute of Electrical and ElectronicsEngineers)
ANSI (The American National Standards Institute) ITU (The International Telecommunication Union) EIA/TIA (The Electronics Industry
Alliance/Telecommunications Industry Association) FCC (Federal Communication Commission)
Sinyal Kodlama
Sinyalleme: Elektrik enerjisini iletişim için kullanma
Modülasyon-kodlama: Sinyali veri ifade edecek şekilde değiştirme
Sinyallemenin iki biçimi:
Sayısal (digital) sinyalleme
Örneksel (analog) sinyalleme
Ortam Türü Sinyal Çeşidi
Bakır Kablo Elektriksel
Fiber Optik Kablo Işık
Kablosuz Ortam ELektromanyetik
Sinyal Kodlama
Sinyal Kodlama
Bir biti ifade eden sinyal elemanlarının aldığı süreye bit zamanı (bit time) denir. Birim zamandaki sinyal elemanı sayısına baud oranı (baud rate) denir.
Analog sinyaller, zamanın herhangi bir anında herhangi bir değeri alabilirler.
Haberleşmede kullanılan analog sinyaller sinüs veya kosinüs trigonometrik fonksiyonlarının biçimindedir
Sinüs veya kosinüs biçimindeki sinyallere sinüzoidal sinyal denir
Bilgisayar ağlarında, kablosuz haberleşmede analog sinyaller kullanılır.
Sinyal Kodlama
Sayısal veriler, sayısal sinyalle iletilebilir
Sayısal veriler, analog sinyalle iletilebilir
Analog veriler, sayısal sinyalle iletilebilir
Analog veriler, analog sinyalle iletilebilir
Kablosuz ağlarda, IoT’de; analog sinyalleme
Kablolu ağlarda; sayısal sinyalleme
Sinyal Kodlama
Manchester Kodlama
Her bit zamanının ortasında sinyal seviye değişimi olur
0 bitini kodlamak için yüksek voltaj seviyesinden düşük voltaj seviyesine, 1 bitini kodlamak için düşük voltaj seviyesinden yüksek voltaj seviyesine geçiş yapılır.
Sinyal Kodlama
Blok Kodlama
Sinyal Kodlama
Veri 4B/5B Kod Veri 4B/5B Kod Veri 4B/5B Kod
0000 11110 1000 10010 Q (Sessiz) 00000
0001 01001 1001 10011 I (Bekleme) 11111
0010 10100 1010 10110 H (Kesme) 00100
0011 10101 1011 10111 J (Frame Başlangıcı) 11000
0100 01010 1100 11010 K (Frame Başlangıcı) 10001
0101 01011 1101 11011 T (Frame Sonu) 01101
0110 01110 1110 11100 S (Kurma) 11001
0111 01111 1111 11101 R (Silme) 00111
Veri taşıma kapasitesi kavramları Bant genişliği (Bandwith): Ağın bir noktasından birim
zamanda geçen bitlerin sayısıdır. Bit/Saniye (bps veya b/s) birimi ile ifade edilir
Başarım (Throughput): Ağda üzerinde işlem yapılan veri miktarıdır. Paket/saniye (pps veya p/s) birimi ile gösterilir. Anahtarların anahtarlama kapasitesini ifade ederken sıklıkla kullanılır
Gerçek verim (Goodput): Ağın bir noktasından birim zamanda geçen gerçek veri bitlerinin sayısıdır. Çerçevelerdeki başlık alanlarından arındırılmış, 4B/5B kodlamada eklenen fazlalık bitleri çıkarılmış, kontrol bitlerinden arındırılmış gerçek veri bitlerine göre yapılan hesaplamadır. Bit/Saniye (bps veya b/s) birimi ile ifade edilir
Sinyal Kodlama
Ortam TürleriOrtam Türleri
Kablolu Ortamlar
Kablosuz Ortamlar
Bakır KablolarFiber Kablolar
Bükümlü Çift
KoaksiyelÇok Kipli
Tek Kipli UTP
STP
İnce
Kalın
Boşluk
Hava
Ortam Türleri
Bozucu Etkiler
Elektromanyetik parazit (ElectromagneticInterferance-EMI) veya Radyo Frekans Paraziti (Radio Frequency Interferance-RFI
Yakın veya Çapraz karışma (Near andCrosstalk), içinden akım geçen bir kablonun oluşturduğu manyetik alanın komşu kablo üzerinde gerilim endükleyerek veri bitlerini bozması
Ortam Türleri
Ekransız Bükümlü Çift (UTP)
Ortam Türleri
Ekranlı Bükümlü Çift (STP)
Ortam Türleri
Koaksiyel Kablo
Ortam Türleri
Fiber Optik Kablo
Ortam Türleri
Fiber Optik Kablo Tek kipli fiber (Single Mode)
Çok kipli fiber (Multi Mode)
Ortam Türleri
Fiber Optik Kablo
Özellik Tek Kipli (SM) Çok Kipli (MM)
Core/cladding çapı 8,25-9/125 mikron 50-62,5/125 mikron
Işık hüzmesi Tek huzmesi Çok ışık huzmesi
Mesafe Yüksek mesafe (100 Km) Düşük mesafe (2 Km)
Işık tekniği Laser LED
Ortam Türleri
Fiber/TP (Bükümlü Çift) KarşılaştırmasıÖzellik Fiber Optik Bükümlü Çift
Veri taşıma mesafesi Çok uzak mesafelere veri
taşıyabilir, SM:100Km,
MM:2Km
Kısa mesafelere veri taşıyabilir,
UTP:100m, STP:25m
Veri taşıma kapasitesi 40 Gbps 1 Gbps
Maliyet Satınalma ve işçilik maliyeti
Yüksek
Düşük
Kurulum kolaylığı Özel uzmanlık gerektirir Kolay
EMI ve RFI dayanımı ve
çapraz karışma
Hiç etkilenmez UTP: Çok etkilenir, STP: Düşük
miktarda etkilenir
Ağ Ortam Bağlayıcıları
RJ-45 Konnektör
Ağ Ortam Bağlayıcıları
UTP Ara Kablolar Düz (straight-through) ara kablo: Farklı tür
cihazları bağlamak için kullunılır. Bilgisayar-anahtar, anahtar-yönlendirici, sunucu-anahtar bağlantıları gibi.
Çapraz (crossover) ara kablo: Aynı tür cihazları bağlamak için kullanılır. Bilgisayar-bilgisayar, anahtar-anahtar, anahtar-hub, bilgisayar-yönlendirici gibi.
Konsol (rollover) ara kablo: Ağ cihazlarının yönetim portu ile bilgisayarın seri portunu bağlamak için kullanılır.
Ağ Ortam Bağlayıcıları
UTP Ara Kablolar
Ağ Ortam Bağlayıcıları
UTP Ara Kablolar
T568B
T568A T568A
T568B
T568A T568B
Düz Kablo
Düz Kablo
Çapraz Kablo
Ağ Ortam Bağlayıcıları
Koaksiyel Konnektörler
Ağ Ortam Bağlayıcıları
Fiber Konnektörler
Ağ Ortam Bağlayıcıları
Fiber Ara Kablolar
Ortam Türleri ve Sınırları
Ağ Türü 100BaseTX 100BaseFX 1000BaseCX 1000BaseT 1000BaseSX 1000BaseLX 1000BaseZX 10GBaseZR
Ortam UTP Kat.5 MM Fiber STP UTP Kat.5-6-
7
MM Fiber MM, SM
Fiber
SM Fiber SM Fiber
Maks.
mesafe
100m 2 Km 25m 100m 550m MM:550m
SM:10Km
70 Km 80 Km
Fiziksel
Topoloji
Yıldız Yıldız Yıldız Yıldız Yıldız Yıldız Yıldız Yıldız
Bağlayıcı RJ-45 ST, SC, LC ST, SC, LC RJ-45 ST, SC, LC ST, SC, LC ST, SC, LC ST, SC, LC
Bölüm Özeti
Fiziksel katmanın görevleri
Fiziksel katman için standartlar
Manchester kodlama
4B/5B Kodlama
Ortam türleri
UTP, STP
Koaksiyel
Single Mode, Multi Mode Fiber
Konnektörler ve ara kablolar