‫יסודות תקשורת הנתונים‬

                       Layer 1 & below ↓


Tal Delbari                                DC9723 - Sep 20, 2011
Delbarital@gmail.com
TalDelbari.com
"Telecommunication is the transmission of
information over significant distances to
communicate." (Wikipedia)



         Attack at dawn!
                   Negative! I wanna sleep!
"Telecommunication is the transmission of
information over significant distances to
communicate." (Wikipedia)
"Telecommunication is the transmission of
information over significant distances to
communicate." (Wikipedia)
(Transmission medium) ‫תווך‬




Wireless      Electrical   Optical
 (RF)
‫גלים - המשגה‬
‫תקשורת רדיו )‪(RF‬‬
   ‫1. זרם חשמלי מוזרם במוליך )חוט או מוט מתכת( - זן האנטנה.‬
             ‫2. זן האנטנה פולט קרינה אלקטרומגנטית - גלי רדיו.‬
‫3. גלי הרדיו מתפשטים במרחב, בין השאר לכיוון האנטנה הקולטת.‬
‫4. הקרינה האלקטרומגנטית הפוגעת בזן, גורמת להפרעה חשמלית‬
                                                   ‫במוליך.‬
  ‫5. זרם החשמל אשר נדגם במכשיר הקולט מתורגם חזרה למידע‬
                                                   ‫ששודר.‬
‫סוגי אנטנות‬
  ‫אנטנת דיפול - מורכבת משני מוטות או שני‬
‫חוטים הנמצאים בציר אחד. בדיפול אורך הזן‬
          ‫הוא כפולה של מחצית אורך הגל.‬




 ‫אנטנת מונופול - מורכבת ממוט או חוט בודד‬
  ‫המחובר למשטח מוליך. במונופול אורך הזו‬
           ‫הוא כפולה של רבע מאורך הגל.‬
‫אנטנה לוג פריודית‬       ‫אנטנה פראבולית‬




 ‫אנטנה ביקונית‬      ‫אנטנת יאגי‬
‫כבלי נחושת‬




  ‫זוגות‬                      ‫כבל‬
‫שזורים‬                 ‫קואקסיאלי‬
‫סיבים אופטיים‬
‫חרוט‬
‫הקליטה‬                                       ‫מעטפת -‬

                                     ‫ליבה‬

                                            ‫מעטפת -‬




     ‫מקדם השבירה של הליבה גבוה במעט מזה של המעטפת‬
‫אפנון )‪(Modulation‬‬

                                                           ‫הבעיה -‬
      ‫דגמנו מידע וקיבלנו "גל מידע" מסויים. אך גל זה לא בהכרח מורכב‬
                                  ‫מתדרים אותם אנו מסוגלים להעביר.‬
‫הסיבה לכך יכולה להיות תכונות התווך )בין השאר, הפרעות חיצוניות(, או‬
                                                ‫תכונות ציוד השידור.‬

 ‫לדומה, תחום הקול האנושי המועבר בטלפון הוא בין 3.0 ל4- ‪ .kHz‬אם‬
 ‫היינו רוצים לשדר גל אלקטרומגנטי בתדרים אלו היינו צריכים להשתמש‬
                                       ‫באנטנה באורך קילומטרים.‬
‫אפנון )‪(Modulation‬‬

                                                      ‫הפתרון -‬
‫נייצג את גל המידע אותו דגמנו באמצעות שינויים אשר נבצע בגל אחר,‬
                                           ‫אותו קל לנו להעביר.‬

                             ‫● הגל המקורי נקרא "גל המידע".‬
‫● הגל אשר בחרנו להעביר באמצעותו את השידור נקרא "גל נושא".‬
             ‫● הגל שנוצר לנו מתהליך השינוי נקרא "גל מאופנן".‬
‫אפנון דיגיטלי‬

                        ‫העברת ביטים בודדים הינה פשוטה וברורה.‬
‫לדוגמה, ניתן לייצג 0 על ידי שידור האות הרגיל ו1- על ידי שידור אות‬
                                   ‫בתדר או משרעת גבוהים יותר.‬
‫אפנון דיגיטלי‬

‫יצוג בינארי‬                ‫התדר‬

    ‫00‬               ‫תדר נמוך יותר‬

    ‫10‬                  ‫תדר נמוך‬

    ‫01‬                  ‫תדר גבוה‬

    ‫11‬               ‫תדר גבוה יותר‬
     ‫)‪FSK (Fequency-shift Keying‬‬
‫אפנון דיגיטלי‬
‫יצוג בינארי‬    ‫אמפליטודה‬        ‫תדר‬
   ‫000‬           ‫נמוכה‬        ‫נמוך יותר‬
   ‫100‬           ‫גבוהה‬        ‫נמוך יותר‬
   ‫010‬           ‫נמוכה‬          ‫נמוך‬
   ‫110‬           ‫גבוהה‬          ‫נמוך‬
   ‫001‬           ‫נמוכה‬          ‫גבוה‬
   ‫101‬           ‫גבוהה‬          ‫גבוה‬
   ‫111‬           ‫נמוכה‬        ‫גבוה יותר‬
   ‫----‬          ‫גבוהה‬        ‫גבוה יותר‬
‫ריבוב‬

‫לכולנו ברור כי לא ניתן להעביר קו יעודי עבור כל שיחה ושיחה.‬
  ‫מסיבה זו יש צורך בשידור מספר רב של "ערוצים" על גבי קו‬
                                                     ‫אחד.‬

            ‫ריבוב הוא שידור של מספר ערוצי מידע במקביל.‬

    ‫הריבוב חוסך במשאבים ומונע הפרעות בין שידור לשידור.‬
Time-division multiplexing (TDM)
Frequency-division multiplexing (FDM)
Wavelength-division multiplexing
           (WDM)
DSL
X
‫רשת תאית )סלולארית(‬
‫רשת תאית )סלולארית(‬
‫‪TDM+FDM‬‬

                              ‫● לכל תא מוקצה תחום תדרים‬
                                                  ‫משלו.‬
                                ‫● לכל משתמש מוקצה תדר.‬
                              ‫● בנוסף, לכל משתמש מוקצה‬
                                        ‫חלון זמן לשידור.‬



‫חלוקה זו מבטיחה שידור ללא הפרעות הן בין התאים שכנים והן בין‬
                                    ‫המשתמשים החולקים תא.‬
Telegeography Cable Map
Telecommunication basics dc9723

Telecommunication basics dc9723

  • 1.
    ‫יסודות תקשורת הנתונים‬ Layer 1 & below ↓ Tal Delbari DC9723 - Sep 20, 2011 Delbarital@gmail.com TalDelbari.com
  • 2.
    "Telecommunication is thetransmission of information over significant distances to communicate." (Wikipedia) Attack at dawn! Negative! I wanna sleep!
  • 3.
    "Telecommunication is thetransmission of information over significant distances to communicate." (Wikipedia)
  • 4.
    "Telecommunication is thetransmission of information over significant distances to communicate." (Wikipedia)
  • 5.
  • 6.
  • 7.
    ‫תקשורת רדיו )‪(RF‬‬ ‫1. זרם חשמלי מוזרם במוליך )חוט או מוט מתכת( - זן האנטנה.‬ ‫2. זן האנטנה פולט קרינה אלקטרומגנטית - גלי רדיו.‬ ‫3. גלי הרדיו מתפשטים במרחב, בין השאר לכיוון האנטנה הקולטת.‬ ‫4. הקרינה האלקטרומגנטית הפוגעת בזן, גורמת להפרעה חשמלית‬ ‫במוליך.‬ ‫5. זרם החשמל אשר נדגם במכשיר הקולט מתורגם חזרה למידע‬ ‫ששודר.‬
  • 8.
    ‫סוגי אנטנות‬ ‫אנטנת דיפול - מורכבת משני מוטות או שני‬ ‫חוטים הנמצאים בציר אחד. בדיפול אורך הזן‬ ‫הוא כפולה של מחצית אורך הגל.‬ ‫אנטנת מונופול - מורכבת ממוט או חוט בודד‬ ‫המחובר למשטח מוליך. במונופול אורך הזו‬ ‫הוא כפולה של רבע מאורך הגל.‬
  • 9.
    ‫אנטנה לוג פריודית‬ ‫אנטנה פראבולית‬ ‫אנטנה ביקונית‬ ‫אנטנת יאגי‬
  • 10.
    ‫כבלי נחושת‬ ‫זוגות‬ ‫כבל‬ ‫שזורים‬ ‫קואקסיאלי‬
  • 11.
  • 12.
    ‫חרוט‬ ‫הקליטה‬ ‫מעטפת -‬ ‫ליבה‬ ‫מעטפת -‬ ‫מקדם השבירה של הליבה גבוה במעט מזה של המעטפת‬
  • 13.
    ‫אפנון )‪(Modulation‬‬ ‫הבעיה -‬ ‫דגמנו מידע וקיבלנו "גל מידע" מסויים. אך גל זה לא בהכרח מורכב‬ ‫מתדרים אותם אנו מסוגלים להעביר.‬ ‫הסיבה לכך יכולה להיות תכונות התווך )בין השאר, הפרעות חיצוניות(, או‬ ‫תכונות ציוד השידור.‬ ‫לדומה, תחום הקול האנושי המועבר בטלפון הוא בין 3.0 ל4- ‪ .kHz‬אם‬ ‫היינו רוצים לשדר גל אלקטרומגנטי בתדרים אלו היינו צריכים להשתמש‬ ‫באנטנה באורך קילומטרים.‬
  • 14.
    ‫אפנון )‪(Modulation‬‬ ‫הפתרון -‬ ‫נייצג את גל המידע אותו דגמנו באמצעות שינויים אשר נבצע בגל אחר,‬ ‫אותו קל לנו להעביר.‬ ‫● הגל המקורי נקרא "גל המידע".‬ ‫● הגל אשר בחרנו להעביר באמצעותו את השידור נקרא "גל נושא".‬ ‫● הגל שנוצר לנו מתהליך השינוי נקרא "גל מאופנן".‬
  • 17.
    ‫אפנון דיגיטלי‬ ‫העברת ביטים בודדים הינה פשוטה וברורה.‬ ‫לדוגמה, ניתן לייצג 0 על ידי שידור האות הרגיל ו1- על ידי שידור אות‬ ‫בתדר או משרעת גבוהים יותר.‬
  • 18.
    ‫אפנון דיגיטלי‬ ‫יצוג בינארי‬ ‫התדר‬ ‫00‬ ‫תדר נמוך יותר‬ ‫10‬ ‫תדר נמוך‬ ‫01‬ ‫תדר גבוה‬ ‫11‬ ‫תדר גבוה יותר‬ ‫)‪FSK (Fequency-shift Keying‬‬
  • 19.
    ‫אפנון דיגיטלי‬ ‫יצוג בינארי‬ ‫אמפליטודה‬ ‫תדר‬ ‫000‬ ‫נמוכה‬ ‫נמוך יותר‬ ‫100‬ ‫גבוהה‬ ‫נמוך יותר‬ ‫010‬ ‫נמוכה‬ ‫נמוך‬ ‫110‬ ‫גבוהה‬ ‫נמוך‬ ‫001‬ ‫נמוכה‬ ‫גבוה‬ ‫101‬ ‫גבוהה‬ ‫גבוה‬ ‫111‬ ‫נמוכה‬ ‫גבוה יותר‬ ‫----‬ ‫גבוהה‬ ‫גבוה יותר‬
  • 20.
    ‫ריבוב‬ ‫לכולנו ברור כילא ניתן להעביר קו יעודי עבור כל שיחה ושיחה.‬ ‫מסיבה זו יש צורך בשידור מספר רב של "ערוצים" על גבי קו‬ ‫אחד.‬ ‫ריבוב הוא שידור של מספר ערוצי מידע במקביל.‬ ‫הריבוב חוסך במשאבים ומונע הפרעות בין שידור לשידור.‬
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31.
    ‫‪TDM+FDM‬‬ ‫● לכל תא מוקצה תחום תדרים‬ ‫משלו.‬ ‫● לכל משתמש מוקצה תדר.‬ ‫● בנוסף, לכל משתמש מוקצה‬ ‫חלון זמן לשידור.‬ ‫חלוקה זו מבטיחה שידור ללא הפרעות הן בין התאים שכנים והן בין‬ ‫המשתמשים החולקים תא.‬
  • 32.