Veri İletişimi Veri
İletişimi
Data Communications
Suat ÖZDEMİR
Suat
ÖZDEMİR
Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
9. Veri İletişimi içn Telefon ve Kablo Hatları
Konular
•
•
•
•
•
Giriş
Dial up modemler
Dial up modemler
Digital Subscriber Line Kablo TV
Veri transferi için kablo TV
Veri transferi için kablo TV
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Giriş
• TTelefon hatları ses iletişimi için oluşturulmuştur.
l f h l
il i i i i i l
l
• Telefon hatlarından veri iletişimi gerçekleştirebilmek i i di l
için dial up modem geliştirilmiştir.
d
li ti il i ti
• İnternet bağlantısı için dial up modem yavaştır • Bu nedenle daha hızlı bağlantı için DSL –
d l d h h l b ğl
Digital l
Subscriber Line teknolojisi geliştirilmiştir.
• Kablo TV ağı TV programlarının izleyicilere K bl TV ğ TV
l
i l i il
aktarılabilmesi için ortaya çıkmıştır
• Kablo TV ağı daha sonra İnternet erişimi amacıyla da Kablo TV ağı daha sonra İnternet erişimi amacıyla da
kullanılmaya başlamıştır.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları • Telefon ağları devre anahtarlama kullanır.
• Başlangıcı 1800
Başlangıcı 1800’lerin
lerin sonlarına dayanır.
sonlarına dayanır.
• Plain old telephone system (POTS) olarak adlandırılan ilk sistem analog ses dalgalarının dl d l ilk i
l
d l l
transferi için tasarlanmış analog bir sistemdi.
• Son 20 senede telefon ağları oldukça değişti
– Ağ artık hem sayısal hem de analog Ağ artık hem sayısal hem de analog
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları • Temel birimler
Temel birimler
– Local loop: Son kullanıcıyı en yakın merkeze bağlayan twisted pair kablolardan oluşur
bağlayan twisted pair kablolardan oluşur – Trunk: Merkezler arası iletişimi sağlar.
– Switching office: Yönlerdirme yapan çeşitli boyutlardaki merkezlerdir
Local loop
Trunk
•••
Trunk
End
offices
Tandem
offices
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Regional offices
Telefon Ağları
Telefon Ağları • Local Access Transport Areas (LATA)
– Küçük bir bölgeye hizmet veren telefon ağını tanımlar
– Şehir/Bölge
• Her
Her bir LATA farklı bir servis sağlayıcı tarafından bir LATA farklı bir servis sağlayıcı tarafından
işletilebilir
• Local exchange carrier (LEC): LATA içerisinde L l
h
i (LEC) LATA i i i d
verilen servisler
• Inter exchange carrier (IXC): LATA lar arasında verilen servisler
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları • Point of Presence: LATA lar arası iletişimi o t o ese ce
a a as et ş
sağlayan birimlerdir.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları • Sinyalleşme
– Devre anahtarlamalı ağlar setup ve teardown ğ
p
aşamalarına (sinyalleşmeye) ihtiyaç duyarlar
– İlk telefon ağlarında operatörler yardımıyla İlk telefon ağlarında operatörler yardımıyla
yapılırdı – Sinyal ve ses için ik ayrı hat yoktu (inband Sinyal ve ses için ik ayrı hat yoktu (inband
signalling)
– Daha sonra sinyalleşme otomatik hale geldi (in‐
D h
i ll
ik h l
ldi (i
band ve out‐of‐band)
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları • M
Modern telefon ağlarında sinyalleşme sistemi sadece d
l f
ğl
d i ll
i
i d
bağlantı kurup sonlandırmaz. Birçok görevi daha vardır
–
–
–
–
–
Çevir sesi, meşgul sesi, vb.,
Çevir
sesi meşgul sesi vb
Faturalandırma
Numara taşıma
Numara taşıma
Donanım kontrolü
CallerID, voice mail
CallerID, voice mail
• Bu nedenle sinyalleşme için farklı bir ağ oluşturulması g
gerekir
– Sinyalleşme ağı – Veri iletişim ağı
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları • Sinyalleşme ağı ve veri iletişim ağı: Sinyalleşme ağı ve veri iletişim ağı:
– Fiziksel olarak farklı iletişim ortamı zorunlu d ğ ld
değildir.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Signaling System No. 7 (SS7)
No 7 (SS7)
•
•
A high‐speed and high‐performance packet‐based communications protocol
SS7 implements out‐of‐band signaling protocols, carried in a separate signaling channel
signaling channel,
– Konuşma hattı ve sinyal hattı ayrılırmıştır. Bu sayede kullanıcılar istenmeyen “bip” ler
duymazlar.
•
The term signaling refers to the exchange of control information The
term signaling refers to the exchange of control information
associated with the establishment of a telephone call on a telecommunications circuit.
– Örneğin
Ö ği çevirilen
i il numara
•
SS7 can communicate significant amounts of information when setting up a call, during the call, and at the end of the call. – call forwarding (busy and no answer), voice mail, call waiting, conference calling, calling name and number display, call screening,
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Telefon Ağları
Telefon Ağları
• Signalling System Seven (SS7): OSI gibi y py
p
katmanlı bir yapıya sahiptir.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Dial up modemler
Dial up modemler
• Geleneksel telefon hatları 300‐3300 Hz (BW=3000) arasındaki frekansları taşıyabilir.
• Veri transferi için bu hatlar kullanıldığında etkin bant genişliği 2400 Hz dir (600 3000Hz)
genişliği 2400 Hz dir (600‐3000Hz).
– Veri sinyaleri daha net olmalıdır
• Telefon
Telefon hatlarıyla veri transferi için modem
hatlarıyla veri transferi için modem
(modulator/demodulator) kullanılır.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Dial up modemler
• Aşağıda
Aşağıda modemlerle veri iletim hatları modemlerle veri iletim hatları
arasındaki ilişki görülmektedir.
– Modulator sayısal veriden bandpass analog sinyal M d l
l
id b d
l
i l
oluşturur.
– Bu sinyal telefon hatları üzerinde iletilir
– Demodulator bandpass sinyalden sayısal veriyi p
y
y
y
tekrar elde eder. http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Modem standartları
Modem standartları
• ITU
ITU‐T (International Telecommunication Union) T (I t
ti
lT l
i ti U i )
tarafından yayınlanan V‐serisi standardı modemler en yaygın kullanılanlardır
modemler en yaygın kullanılanlardır.
• V.32 ve V.32bis • V.32
V 32 modem modulasyon ve kodlama tekniklerini modem modulasyon ve kodlama tekniklerini
bir arada kullanan “trellis modulasyonu” kullanır.
– Trellis
Trellis QAM + 1 bit kullanır QAM + 1 bit kullanır
– Veri 4 bitlik bloklara ayrılır ve 1 bit hata kontrol biti eklenir. Sinyal elementi 5 bit taşır.
• 32‐QAM kullanan V.32’nin baud rate’i 2400’dir
p
• V.32’nin data rate’i 4 x 2400 = 9600bps
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Modem standartları
Modem standartları
• 128‐QAM kullanan V.32bis’in baud rate’i de 2400’dir
• Ancak, 128‐QAM ile 6 bit veri + 1 bit hata konrol biti gönderildiğinden V 32bis’in
konrol biti gönderildiğinden V.32bis
in data data
rate’i 6 x 2400 = 14400bps
• Ayrıca V.32bis sinyal kalitesine göre hızını artırma yada yavaşlatma özelliğine sahiptir.
artırma yada yavaşlatma özelliğine sahiptir.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Modem standartları
Modem standartları
• V.32 ve V.32bis için constellation ve bandwidth
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Modem standartları
Modem standartları
• V.34bis modemler V 34bi
d l
– 960‐point constelation ile 28800bps data rate ve 1664‐
point constelation ile 33600bps data rate’ee sahiptir.
point constelation ile 33600bps data rate
sahiptir
• V.90 modem
– Geleneksel
Geleneksel modemler Shanon kapasitesinden dolayı modemler Shanon kapasitesinden dolayı
33.6kbps ile sınırlıdır – V.90 modemler ise 56.000bps data rate’e sahiptir (56K p
p (
modem),
– Servis sağlayıcının sayısal sinyal sağlaması gerekmektedir
– Download hızı 56kbps, upload hızı 33kbps’dır
– Download da quatization yapılmadığı için Shanon kapasitesi üzerine çıkılır
kapasitesi üzerine çıkılır. http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Modem standartları
Modem standartları
• V
V.90
90 modemde servis d d
i
sağlayıcılar saniyede 8000 örnekleme yapar
• Her örnek 8 bit, 7 bit veri 1 bit hata kontrolü içindir.
• Data rate 7 x 8000 = 56000 Data rate 7 x 8000 = 56000
bps olur.
• V.92 modem download da 56kbps, upload da 48kbps data rate sağlar.
• Upload hızını noise Upload hızını noise
durumuna göre belirler
• Çağrı geldiğinde internet bağlantısını keser
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Digital Subscriber Line (DSL)
Digital Subscriber Line (DSL)
• Geleneksel dial up modemler ulaşabilecekleri ş
max. data rate’e eriştiklerinde, servis sağlayıcılar DSL teknolojisini yüksek hızlı internet erişimi için geliştirdiler
internet erişimi için geliştirdiler.
• DSL local loopları kullanır • ADSL, VDSL,HDSL ve SDSL gibi farklı teknolojiler içerir. Genele olarak xDSL olarak
teknolojiler içerir. Genele olarak xDSL olarak adlandırılır (x:A,V,H yada S)
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Download hızı upload hızından büyüktür
l dh
l d h d bü ük ü
• Local loop içindeki bantgenişliği upload ve download için eşit bölünmemiştir
– Kişisel kullanım için tasarlanmıştır
• Local loop da kullanılan twisted pair kablo aslında 1.1 Mhz bant genişilğin, destekler g ş ğ
– Ses iletişimi için fazla olduğundan, switching merkezinde filitrelenir – ADSL ‘de bu filitreler kaldırılarak yüksek data rate elde edilir
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Local loopdaki 1.1 Mhz bant genişliği teoriktir. Merkez ve kullanıcı arasındaki uzaklık, kablo çeşidi gibi etkenler bantgenişliğini etkiler. • Bu nedenle, ADSL adaptive bir teknoloji olarak Bu nedenle ADSL adaptive bir teknoloji olarak
tasarlanmıştır. Local loop durumuna göre data rate belirlenir. b l l
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• ADSL Discrete Multitone (DMT) adı verilen QAM ve (
)
FDM in birleşimi olan bir modulasyon tekniği kullanır. • Her sistem bant genişliğini nasıl kullanacağını belirler. Genelde aşağıdaki senaryo kullanılır.
• 1.104 Mhz bantgenişliği 256 kanala bölünür.
• Her kanal 4.312khz bantgenişliği kullanır – Kanal 0 ses iletişimi için ayrılır
– 1‐5 arasındaki kanallar ses ve veri iletişimi arasında boşluk olarak bırakılır
– 6‐30 arasındaki kanallar kontrol (1) ve upload (24) için 6 30
d ki k ll k
l (1)
l d (24) i i
kullanılır.
– 31
31‐256
256 arasındaki kanallar kontrol (1) ve download (224) arasındaki kanallar kontrol (1) ve download (224)
için kullanılır.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Up
Upload için 24 kanalın herbiri QAM (15 oad ç
a a
eb Q
( 5
bit/baud) kullanır. 4khz BW. Data rate: 24*4000*15=1
24
4000 15=1.44 Mbps (etkin kullanım 44 Mbps (etkin kullanım
500kbps)
• Download için 224 kanalın herbiri QAM (15 /
)
bit/baud) kullanır. 4khz BW. Data rate: 224*4000*15=13.4 Mbps (etkin 8 Mbps)
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Discrete multitone technique
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Bandwidth division in ADSL
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Ses
Ses ve data ayrımı için kullanıcı tarafında bir ve data ayrımı için kullanıcı tarafında bir
splitter kullanılmalıdır.
– ADSL‐Lite teknolojisinde splittere ihtiyaç yoktur. ADSL Li
k l ji i d
li
ih i
k
Ses ve data ayrımı servis sağlayıcı tarafından gerçekleştirilir.
kl i ili
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
ADSL (Asymetric DSL)
ADSL (Asymetric DSL)
• Servis sağlayıcı tarafında modem kullanılmaz.
• Digital Subscriber Line Access Multiplexer Digital Subscriber Line Access Multiplexer
(DSLAM) kullanılır.
• Ayırma işlevinin yanında, Internete gidecek A
il i i
d I
id k
olan verinin paketlenmesi işini de yapar
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
DSL Teknolojileri
DSL Teknolojileri
• ADSL‐Lite: Modem doğrudan telefon hattına ğ
p
p
bağlanabilir. 1.5 Mbps dowload and 512kbps upload hızını destekleyebilir.
• HDSL: High bit data rate DSL, T1 hatlarının HDSL: High bit data rate DSL T1 hatlarının
yerini almak için çıkmıştır. HDSL 2B1Q encoding kullanır. Repeater olmadan 3.86km k ll
l
k
uzağa 1.544 Mbps data rate (bazen 2Mbps) ile erişebilir. 2 tane twisted pair kablo kullanır. http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
DSL Teknolojileri
DSL Teknolojileri
• SDSL: Symmetric DSL, HDSL in tek twisted y
p
kablo kullananıdır. Her iki yönde de 768 kbps hızındadır. Ticari müşterileri için kullanılır.
• VDSL: Very high bit data rate DSL, ADSL e VDSL: Very high bit data rate DSL ADSL e
benzer, DMT kullanır. Coax yada optik kablo k ll
kullanır. Kısa mesafeler için twisted pair de f l
kullanılır. 25‐55 Mbps dowload ve 3.2Mbps upload hızına sahiptir. http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
DSL Teknolojileri
DSL Teknolojileri
• Karşılaştırma:
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Kablo TV Ağları
Kablo TV Ağları
• Kablo
Kablo TV ağı 1940 larda TV servis hizmeti için TV ağı 1940 larda TV servis hizmeti için
kuruldu, ancak daha sonraları Internet hizmeti vermeye de başladı
vermeye de başladı
• İletişim tek yönlüdür
• İlk zamanlarda Community Antenna TV (CATV) olarak adlandırlırdı.
• Yüksek bir yerdeki antenden alınan yayın, coax kablolarla evlere dağıtılır
kablolarla evlere dağıtılır
• Amplifierler kullanılır http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Kablo TV Ağları
Kablo TV Ağları
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Kablo TV Ağları
Kablo TV Ağları
• 2
2. nesil kablo TV ağları Hybrid Fiber Coaxial (HFC) il k bl
ğl
b id ib C i l ( C)
network olarak adlandırılır. Fiber ve coax k bl l d
kablolardan oluşan bir ağ yapısıdır.
l
bi ğ
d
• Merkez (head) ve kutu arası fiber, kutu ve son kullanıcı arası coax kablodur
• Regional cable head (RCH) 400000 kullanıcıya
• Distribution hub 40000 kullanıcıya hizmet verebilir
• Coax kablo 1000 kullanıcıya hizmet verebilir
• HFC de iletişim 2 yönlü olabilir
HFC de iletişim 2 yönlü olabilir
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Kablo TV Ağları
Kablo TV Ağları
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Veri transferi için kablo TV
Veri transferi için kablo TV
• DSL
DSL teknolojisi çok yüksek hızda veri transferine izin k l ji i k ük k h d
i
f i ii
vermez
– Twisted pair kablo girişimden etkilenir
Twisted pair kablo girişimden etkilenir
• Coax kablonun bantgenişliği 5 ile 750 Mhz arasındadır
• Bant genişliği 3 e bölünür
B t
i liği 3 bölü ü
– Dowstream Video
– Upstream Data
Upstream Data
– Downstream Data http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Veri transferi için kablo TV
Veri transferi için kablo TV
• D
Downstream video band: 54 ve 550 Mhz t
id b d 54 550 Mh
arasındadır. TV kanalı 6 Mhz e ihtiyaç duyar, toplamda 80 kanal desteklenebilir
toplamda 80 kanal desteklenebilir.
• Downstream data band: 550 ve 750 Mhz arasındadır 6 Mhz lik kanallara bölünmüştür 64‐
arasındadır. 6 Mhz lik kanallara bölünmüştür. 64
QAM modulasyon kullanır. Her sinyal element 6 bit taşır (1 bit hata kontrolü için kullanılır)
– Her baud 1 Hz, data rate 5*6=30Mbps
• Upstream data band: 5 ve 42 Mhz arasındadır. 6 Mhz lik kanallara bölünmüştür. QPSK kullanır. Her sinyal element 2 bit taşır.
– Her baud 1 Hz, data rate 2*6=12Mbps
H b d1H d
2*6 12Mb
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Veri transferi için kablo TV
Veri transferi için kablo TV
•
•
•
•
•
•
Upstream data bant genişliği 37 MHz. Toplam 6 kanal bulunur.
Toplam 6 kanal bulunur.
Downstream data bant genişliği 200 Mhz
Toplam 33 kanal bulunur.
33 ya da 6 kanal binlerce kullanıcıya yetmez
33 ya da 6 kanal binlerce kullanıcıya yetmez.
TDM ile kanallar paylaştırılır.
http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Veri transferi için kablo TV
Veri transferi için kablo TV
• Kullanıcı tarafında Cable Modem (CM) olmalıdır. http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Veri transferi için kablo TV
Veri transferi için kablo TV
• Servis sağlayıcı ya da hub tarafında Cable y
(
)
Modem Transmission System (CMTS) olmalıdır. http://ceng.gazi.edu.tr/~ozdemir/
Download

Veri İletişimi Veri İletişimi Data Communications