Bilgisayar Ağları - Ders 1

Veri İletimi İçin Kullanılan Ortamlar

İletişim bakır tel, cam lifler, hava üzerinden aktarılır, iletilir. Bakır telde elektrik akımını, cam liflerde ışığı, havada ise radyo dalgalarını, mikrodalga veya kızılötesi ışınlar kullanarak veri aktarımı sağlanır.

Havada (dahası boşlukta) tüm elektromanyetik dalgalar, frekanslarında bağımsız olarak, aynı hızda ilerler. Bu hızın miktarı ışık hızına eşittir. Hiçbir sinyal bundan daha hızlı gidemez. Bakırda ve camda yayılma hızı ışık hızın 2/3’üne düşer ve frekansa bağımlı olarak hareket etmesine neden olur. Frekans (f), dalga boyu (λ) ve boşluktaki ışık hızı (c) ile gösterilirse aralarındaki ilişkiler;

f λ = c

şeklinde ifade edilir.

Bakır Teller

Bakır tel üzerinde taşınan elektrik sinyali çervesinde elektromanyatik enerji oluşturur. Bu enerji havaya aktarılır ve başka bir bakır tele ulaşınca o tel üzerinde, elektromanyatik enerjinin şiddetine bağlı olarak yeni bir elektrik akımı oluşturur. Buna da karışma (crosstalk, interference) denir. Manyetik alan teorisine göre akım geçiren iki bakır tel birbirine dik açı oluşturacak şekilde konumlandırılırsa karışma en az seviyede olur. Teller birbirine parallel ve yakın ise, bir tel üzerindeki güçlü bir akım diğer tel üzerinde sözünü ettiğimiz bir akımı oluşturur. Bu problemi çözmek için, bakır teller birbirlerine sarmal şeklinde bükümlü çiftler halinde sarılır ya da eşeksenel kablolar kullanılır.

Bükümlü tel çiftleri analog ve sayısal sinyal taşınmasında için kullanılabilir. Cm başına düşen büküm sayısına göre bükümlü çiftler adlandırılır. Bu bir sıralama ile tanımlanır. Günümüzde Cat 5, cat 6 tipi bükümlü teller kullanılmaktadır. Örneğin cat 3 kabloda 4 adet bükümlü çift kullanılmaktadır. Cat 5 'de ise büküm sayısı, cat 3 'e göre daha çoktur. Dolayısı ile kayıplar daha azdır ve fast ethernet uygulamalarında daha iyi sonuç alınmaktadır.

Eşeksenli kablolarda, bakır kablo güçlü bir metal zırh ile kapladır. Bu zırh içteki bakır tel üzerinde taşınan sinyalin elektromanyetik enerji oluşturmasını ve dışarıdaki elektromanyetik enerjininde içeriyi etkilemesini engeller. Dolayısı ile eşeksenli kablolar birbirlerine parallel olarak konumlandırılabilirler.

Optik Lifler

Optik iletişim üç temel birimden oluşur: ışık kaynağı, iletim ortamı (çok ince cam lifler) ve algılayıcı. Optik lifin bir tarafında ışık kaynağı, diğer tarafında algılayıcı yerleştirerek tek yönlü bir iletim ortamı oluşturulur. Optik ortamda, bakır tellerde görülen karışma problemi yoktur. Farklı veriler, bir optik lif üzerinde, eş zamanlı olarak, pek çok dalgaboyu üzerinden aktarılabileceđi için optik liflerin veri taşıma kapasitesi çok büyüktür.

Optik lifler, tek-modlu ve çok-modlu olmak üzere iki gruba ayırabiliriz. Çok-modlu liflerde ışın lif içinde birkaç farklı yol kullanabilir. Tek-modlu liflerde, lifler çok dardır ve ışının takip edebileceđi tek bir yol vardır.

Radyo Dalgaları

Elektromanyetik dalga radyo, televizyon yayınlarında ve bilgisayarlararası veri aktarımında kullanılır. Elektromanyatik radyo dalgalarını kullanarak aktarım yapılan ağlara radyo frekansında (RF) çalışıyor denir. RF üzerinden yapılan aktarımlarda iki birim arasında fiziksel bir bağlantı yoktur ve her bir birim verileri üzerlerindeki antenler ile sağlar. Bu nedenle, bu tip haberleşmeye telsiz (wireless) haberleşme denir.

RF ağlarında sinyalin aktarılacağı alanın büyüklüğüne bağlı olarak farklı boyutlarda antenler kullanılır. Kilometrelerce uzağa yapılan bir aktarım için bir kaç metrelik anten gerekirken bir bina içindeki aktarım için bilgisayara sığan bir anten yeterli olur.

(Bu notlar Andrew S. Tanenbaum "Computer Networks" adlı kitabı baz alarak hazırlanmıştır. )