1 ÖNSÖZ

Bu kitapçığın amacı özellikle kablolar, telekomünikasyon ve donanımlarıyla ilgili temel bilgiler vermektir. Bu doküman sadece referans amaçlı verilmiştir. Gerçek eğitim yüz yüze görüşme, gösteri ve de pratik uygulamalardan oluşacaktır. Eğitmenler, iyi eğitim almış ve alanlarında çok iyi deneyime sahib kişilerden seçilmiştir.

2.1 GİRİŞ

İletişim veya haberleşme belirli bir zamanda ve alanda fikir, bilgi ve mesaj paylaşımıdır. İletişim; sözsüz haberleşme ( yüz ifadesi, vücut dili),görsel haberleşme (resim, fotoğraf, video ve film gibi imge ve resimlerin kullanılması ) ve de elektronik haberleşme (telefon, mail, kablolu tv ve uydu alıcısı) gibi yazışma ve konuşma içerir. İletişim insanların iş, eğitim ve de özel yaşamlarının önemli bir parçasıdır.

2.1.1 Telekomünikasyonun Tarihi

Telekomünikasyon sözcüğü iki kelimenin kombinasyondur. TELE+ KOMÜNİKASYON
TELE sözcüğü Latince de mesafe anlamına gelmektedir. Bu nedenden dolayı Telekomünikasyon mesafeler arası iletişim anlamı taşımaktadır. İletişim gereksinimi insanlığın yeryüzünde var oluşuyla birlikte başladı ve dünya da insanların kendi sorunlarını çözmek için önemli bir araç olmuştur.

2.1.2 Haberleşmenin değişimi

. İlkel İşaret Dili kullanma
. Ses çıkararak haberleşme
. Dumanla haberleşme
. Ateşle haberleşme
. Modern Telgraf
. Telefon
. Kablosuz ağ bağlantısı ile haberleşme
. Uydu yoluyla haberleşme

2.1.3 Eksiksiz Bir Haberleşme için Gereksinimler

2.1.3.1 Haberin Kaynağı
Göndermek istenilen haber işaretlerden oluşmaktadır. Bu haberler ses, bilgisayar verisi, müzik, film, sıcaklık ve ya alarm bilgisi olabilir. Bütün bu veriler mesaj olarak dikkate alınır.
. Mesajlar, insan sesi, müzik çalar, video oynatıcı, bilgisayar ya da güvenlik sistemleri iletileri gibi birçok formda olabilirler.
. Haber, bilgi, müzik çalar ya da ses sinyalleri gibi olan bu mesajlar mesajın türüne bağlı olarak elektrik sinyallerine çevrilir.

2.1.3.2 MODÜLATÖR ve TRANSMITTER
İstenilen noktaya ulaşabilecek bir mesaj bir transmitter vasıtasıyla gönderilir. Bu mesaj modülatörde elektrik sinyallerine çevrilir. Modülasyon prosesi orijinal mesaj gerektirir ya da sinyalin düşük bir frekansdaki dalga biçimidir. Bu sebep den dolayı düşük enerjiye sahiptir. Bu sayede modülasyon orijinal sinyalin yerini alan ve orijinal sinyalden daha yüksek bir frekans sinyallerine çevirme prosesidir. Modülasyon, transmitter adı verilen cihazın içerisin de gerçekleştirilir. Dışarıya gönderilmek için gerçekleştirilen bu işlem ana kaynaktaki sinyallerin uygun sinyallere çevrilmesidir.
2.1.3.3 KANAL
Module edilmiş sinyal, kanal adı verilen bir araç vasıtasıyla transmitten alıcıya transfer edilir. Haberleşmede kanal uzun bir iletim yolu anlamına gelmektedir. Günümüzde kullanılabilir çeşitlilikteki kanallar; kablolar, radyo dalgaları ve ışık dalgalarıdır.
2.1.3.4 Alıcı ve Demodülatör Alıcı birbirini takip eden işlemlerden oluşmaktadır.
. Verici sinyallerinin alınması.
. İstenilen sinyalin (kanal içerisinden karışık halde geçen) seçilmesi. Yeniden üretilmesi istenilen asıl sinyalin demodüle edilmesi.
2.1.3.5 Mesajların Hedefi
. Sinyal uygun hedefe varmalıdır.
. Örneğin duyulan bir bilgisayar sinyali çok kullanışlı olmayabilir. Ya da bir termometre tarafından ölçülen değer hassas değildir.
. Hedef cihaz sinyaller ile ne yapacağına karar vermelidir. Örneğin sinyalleri almak, depolamak ya da belki sinyalleri başka cihaza yönlendirmek.
. Başarılı iletişim orijinal mesaj, hedefe doğru bir şekilde ulaştığında gerçekleşmiş olur.

2.2 İLETİM ORTAMI

İletişim ağları çeşitli iletim araçlarının mesafe tayinini, taşıyıcının kullanıcı bilgilerini, uydu kanallarına bakır kablolarla sağlar. İletim araçları haberleşme sinyali için fiziksel yoldur. İletim araçları telli ve telsiz araçlar olmak üzere iki ana kategoride sınıflandırılabilir.
Telli araçlar haberleşme sinyallerini sınırlayabilir, yol gösterir ama iletilebilmelerine izin vermez. Telsiz araçlar ise iletilebilmelerine izin verir. Metalik kablolar ve optik fiberler telli iletim araçlarına örnek olarak gösterilebilir. Radyo dalgaları ve uydu sinyalleri ise telsiz iletim araçlarının örnekleridir. İki farklı aracın önemli karakteristigi band genişliği ya da frekansların her birinin iletilebirliğinin açık menzilidir. Genel olarak daha büyük band genişliğine sahip olan araç daha iyi iletir.

2.2.1 Telli Araçlar

2.2.1.1 Metal kablo
. Perli kablo ve koaksiyel kablo olmak üzere iki çeşit metalik kablo vardır.
. Koaksiyel kablo çok yönlü iletim uygulamalarında kullanılması daha iyi iken perli kablonun örneğin 1.5, 2 Mbits/s gibi düşük hızlarda kullanılması daha iyidir.
. Başlangıçta perli kablolar analog hatlar için geliştirilmiştir. Dijital iletimlerde kullanılması örneğin PCM linklerinde teller arasında meydana gelen parazit sınırlayıcı faktör olmaktadır. Koaksiyel kablo FDM ve TDM sistemlerinde kullanılır. Koaksiyel kablo yüksek bant genişliği tarafından karakterize edilir. Bu bant genişli ona yüksek iletim kapasitesi sağlar. Örneğin FDM sisteminde iletim 10800 ses kanalına kadar çıkar. Koaksiyel kablo, kablo çifti şeklinde her bir yön için bir tane kullanılır. Yaygın olarak yüksek yoğunluktaki telefon santral ağları arasında kullanılmaktadır.

2.2.1.2 Fiber Optik Sistemleri
. Fiber optik telefon ağlarında hızla gelişen bir iletim aracıdır.Bunun sebebi çok iyi karakteristlige sahip olmalarıdır.Optik fiberler düşük ağırlık,yüksek bandgenişligi ,elektrik iletkenliğinin olmaması ,elektromanyetik ortamlardan etkilenmemesi ve düşük iletim kayıplarına sahip olmaları gibi çok iyi özelliklere sahiptirler. Fiber optik teknolojisi çok etkili bir yol olarak yeni telekominikasyon uygulamalarında kullanılması gelişmektedir. Fiber optik sistemleri akıllı binalarda kullanılan kablolarda ve bilgisayar sistemlerinin yerel ağ baglantılarıda yaygın olarak kullanılmaktadır.Fiber optiklerin daha kullanışlı ve ekonomik olması için geniş araştırmalar ve geliştirmeler yapılıyor.

2.2.2 Telsiz Araçlar

2.2.2.1 Radyo link sistemleri
. Radyo link sistemleri alıcılar ve vericilerin zincirleri yoluyla yapılan bir baglantı şeklidir. Radyo linkleri analog ve dijital transferlerin ikisini de kullanır. Dijital sistemler tamamen dijital iletimler için tassarlanmıştır.Analog radyo sistemleri darbe modülasyonlu sinyallerin transferinde kullanılır.
. Her radyo link baglantısı her bir yönde iki kanala ihtiyaç duyar.Alıcı ve verici frekansı düşük bir Mhz tarafından ayrılır.Kullanılan frekans bandı gözönünde bulunduruldugunda bu çok küçük bir farktır.

2.2.2.2 Uydu Sistemleri
. Uydu iletimi sıradan radio linkiyle benzer prensibdedir.Yeryüzünde birçok istasyona sahip olmamak için bilgileri uzaya göndeririz.
. Uydu haberleşmeleri hızı dünyanın ekseni etrafında dönmesiyle neredeyse aynı hızdadır. Uydu sistemleri radyo sistemlerine kıyasla oldukça büyük bir menzile sahiptir ve ulusal ve uluslar arası ağlarda kullanılır.
Uydu sistemlerinin iletim karekterisliginde sadece birkaç problem vardır. Yapmak zorunda oldukları uzun mesafeli iletim neticesinde oluşan gecikmeler (yankı) eko-süpersör tarafından giderilmelidir. Farkına varılmalıdır ki bu bir uzayda hareket eden iki nesne arasındaki haberleşmedir. Dünya ve uydu nun birbirlerine göre hareketlilikleri dijital iletimler de hatalara neden olabilir. Fakat tampon belleklerde ara depolama sayasinde bu hatalar düzeltilebilir.

İlk uydu uzaya fırlatıldıgından itibaren telefon kanallarının kapasitesi zamanla artış göstermiştir. Uzaya 1965 de fırlatılan ilk uydu İntelsat 75 dupleks telefon kanalına sahipken bu gün İntelsat VI uydusunun temel sürümü 80 000 telefon kanalı saglayabilmektedir.

2.3 TEMEL PRENSİPLER

2.3.1 Haberleşme Sistemi
Temel bilgi enerjisinin ilk koşulu elektrik formundan (örneğin insan sesi, muzik ya da telegraf sinyali) bir elektronik sinyale dönüştürlmesidir. Bu dönüşüm uydu transdüseri tarafından saglanır. Transdüserin genel tanımı enerjiyi bir formdan ihtiyac duyulan diger forma çevirerek bir aygıta iletmesidir.

Şekil 1.Tek yönlü telekomünikasyon kanalı için temel gereksinimler.

Bir telekominikasyon hattında (şekil 1) elektronik sinyaller ışık hızının %60'nin üzerinde bir hızda enerji iletimiyle hedefe tel ve ya kablo linkiyle gönderilir. Hedef noktasında ikinci bir transdüser elektronik sinyali asıl eski formuna çevirir. Amplifikatörler sinyali çevirmez fakat oluşan kayıpları karşılamak için sinyallerin gücünü yükseltir.

Şekil 2. Tek yönlü radyo telekomünikasyon kanalı için temel gereksiminler

Bir radyo sisteminde radyo linki üzerinden sinyali göndere bilmek için kaynakta bir transmitter gereklidir ve varış noktasında da transdusere yaklaşmadan önce sinyali geri dönüştürmek için bir tsrandüsere ihtiyaç duyulur.

2.3.2 Radyo Sisteminin Karakteristigi

Bir verici antenin içinden bir radyo frekans akımı geçtiginde güç bir dizi yöne dagılır ki buna da elektromanyedik dalga denir. Saçılan enerji 5 farklı şekilde alıcı istasyonuna ulaşır.( şekil 3)
1. Yüzey dalgası ile
2. Gökyüzü dalgası ile
3. Uzay dalgası ile
4. Bİr uydu yoluyla
5. Yığınlayıcı ile

Şekil 3 Radyo yayılım metodları

Yüzey dalgası yerkürenin yüzeyinde yerden kısa mesafeli yüksekliklerde gerçekleştirilir ve iletimler yerkürenin eğimine rağmen izlenebilir. Yüzey dalgası dünya çapında haberleşmeler için düşük frekans bandında, radyo, tv yayınları için ise orta frekans (MF) bandında kullanılır.

Gökyüzü dalgası dünyadan iyonsfere doğru yönlendirilir (yeryüzünden yukarı doğru 100 km veya daha yüksek seviyelere) ve belirli şartlar sağlandığında istenilen bölgede kabul edilmesi için dünyaya geri gönderilir. Gökyüzü dalgası, yüksek frekans telsiz haberleşmelerinde kullanılır, uzun mesafe telsiz iletimleri ve ses yayınları içerir.

Uzay dalgası iki bileşene sahiptir.Birinci bileşen alıcı ve verici arasında hemen hemen düz bir hattaki iletimleri ,ikinci bileşen ise dünyadan gelen tekil bir yansımayı ifade etmektedir.Uzay dalgası ses ve tv yayınlarında,çoklukanal telefon ses sistemlerinde ,çeşitli araç sistemlerinde ,VHF,UHF,SHF bandları ve yüksek bandlar da kullanılır.
Uydu yoluyla haberleşme dünyadan uyduya gelen sinyallerin alınması, güçlendirilmesi ve farklı frekanslarda tekrar dünyadaki alıcıya gönderilmesidir. Haberleşme uyduları multikanal telefon ses sistemlerinin taşınmasında, televizyon sinyallerinde, veri transferlerinde ve UHF, SHF bandlarında kullanılır.
Yıgınlayıcı uzun mesafe HF radio hatları için VHF/SHF eşdeger gökyüzü dalga iletimlerinin kullanılmasıdır. Şekil 4 de gösterilmiştir. Radyo enerjisi troposphere dogru yönlendirilir. Yönlendirilen bu saçınım sinyalleri alıcıya iletilir. (Troposfer deki yığınlama bölgesi yeryüzünün yaklaşık 10km yukarısıdır.).Scatter sistemleri UHF ve SHF bandlarında çoklukanal ses iletim linklerinin saglamasında kullanılır.

Şekil 4. Uydu sisteminin gösterilmesi

2.3.3 Radyo Frekans Tayfı

Radyo dalgaları hertz (Hz) adı verilen birimlerle ölçülür.Elektrik akımının bir kez dönmesi tam bir radyo dalgasına eşittir.
Radyo frekans tayfları bir dizi alt bölümlere ayrılır. Bu bölümler aşagıda verilmiştir.

2.4 HABERLEŞMEDE SİNYAL MODÜLASYONU

Açıklandığı gibi haberleşmede erken modülasyon sinyaline ihtiyaç duyulur çünkü asıl ses frekansı uzun dalga boyundan ve mümkün olmaya ebatlarda anten kullanımına neden olacağından doğrudan iletim için uygun değildir. Modülasyon, ses frekanslarını yüksek seviye frekanslarına çevirme işlemidir ve bu sayede iletim sağlanır.

2.4.1 Modülsayon Çeşitleri

Radyo-tv iletimleri için gerekli olan band genişligi 300-3400 Hz dir. Bu sebebden dolayı bir veya iki fiziksel çift kablo olmak şartıyla iki kısım arasında baglantı saglanır. Telefon kabloları havalandırma kanalları ve kanalların boşluklarıyla beraber çok pahalı olmasına karşın iki nokta içeren baglantı maliyetinin ana parçasıdır.
Telefon kablolarından istenilen; verilen bir hat üzerinden birden fazla görüşmenin sağlanabilmesi ve ekonomik olmasıdır. Telefon görüşmelerinin sayısı, bir hattın ucuna tamamen gönderilmiş ise bunu hattın öbür ucunda herbir görüşmenin frekans bandının aynı bölümüne karşılık gelmesinden dolayı ayrıştırmak mümkündeyildir. Birçok farklı görüşme tek bir çevirim üzerinden nasıl iletilir ve hedef noktada nasıl ayrıştırılır?

2.4.1.1 Genlik modülasyonu (AM)

Genlik değişimi (AM) ve Frekans bölmeli çoğullama (FDM) yukarıdaki problemi çözmek içi bir yoldur. Her görüşme, her bir konuşma sinyali taşıyan yüksek bir frekans dalga biçimiyle farklı bir frekans tayfına çevrilir. Bu yüksek frekanslar, frekans taşıyıcısı olarak adlandırılır. Genlik değişimi, değişen sinyallerin genligi tarafından taşınan sinusoidal dalga genliginin çeşitlendirilmesi işlemidir. Değiştirilmeden taşınan dalgalar sabit bir pik degerine ve değiştirilen sinyal den yüksek bir frekansa sahiptir. Fakat değiştirilmiş sinal uygulandığında, değiştirilen sinyalin anlık değeri ile uygun çeşitlilikte taşınan pik değeri ve dış hat dalga titreşimi ve de değiştirilmiş dalgaların sarılması asıl değiştirilmiş sinyal dalgalarıyla aynı olur. Değiştirilmiş sinyal dalga biçimi taşınan dalga ile üst üste getirilir.

Frekansın taşınan bir sinusoidal dalgası (fc Hz), frekansın bir sinusoidal değişim sinyali (fm Hz) tarafından genliğinin değişimidir. Değiştirilip taşınan dalga 3 frekans içerir. Şekil 6 da gösterilmiştir.
1) fc Hz : Asıl taşınan dalga
2) ( fc + fm ) Hz: Taşınan dalga ile değiştirilen sinyal frekansının toplamı
3) ( fc - fm ) Hz: Taşınan dalgadan değiştirilen sinyal frekansının çıkarılması

Şekil 6 Genlik modülasyon yöntemi
Bu frekansların ikisine yan frekans denir, yenidir ve genlik değişim prosesi tarafından üretilir. Taşınan dalga ile değiştirilen sinyal frekansının toplamına yüksek yan frekans denir. Taşınan dalgadan değiştirilen sinyal frekansının çıkarılmasına ise düşük yan frekans denir Frekans tayf diyagramı şekil 7 de gösterilmiştir.

Şekil 7 .Tekli frekans modülasyon sinyali için bir genlik modülasyon dalgasının frekans tayfı.
Değiştirilerek taşınan dalganın bandgenişligi ( fc + fm ) - ( fc - fm ) = 2 fm dir. Örnek olarak çift değiştirilmiş sinyal frekansı verilebilir. Genlik modülasyon taşıyıcı dalgaların band genişliği düşük yan frekans ile yüksek yan frekansın toplamından elde edilir ve şekil 8 de gösterilmiştir. Elde edilen bu taşıyıcı dalga daha büyük band genişliğine sahiptir. Bütün bilgiler tek bir yan band tarafından(fm) taşınır ve elde edilen taşıyıcı(fc), bilgi sinyali iletimi bakamından gerçekte ihtiyaç duyulandan daha büyüktür. Taşıyıcı genlik ve frekanstan oluşur ve bilgi sinyallerinin hepsini taşıyamaz. Bu durum özel ekipmanların kullanılmasıyla taşıcı ve tek yan bandın durdurulması ve bilgi kaybı olmadan diğer yan bandın iletimi ile mümkün olur. Bu yönteme tekli yanband çalışması denir. Bu yöntem yerel radyo yayınlarında kullanılamaz fakat bazı uzun mesafe radyo ses iletim sistemlerinde ve ulusal telefon ağlarında çoklu kanal taşıyıcı sistemlerinde kullanılır.

2.4.1.2 Frekans Modülasyonu (FM)

Bilgi sinyallerini taşıyıcı sinyallere eklemenin diğer bir metodu, taşıyıcı dalganın modülasyon frekansına göre değişen frekans modülasyonudur. Frekans modülasyonu genlik modulasyonuna (AM) gore daha fazla avantaja sahiptir. Frekans modülasyonu VHF bandında ses yayınları için ve 625 hat tv yayınının ses sinyali için kullanılır. Ayrıca bazı araç sistemlerinde ve çoklu kanal ses iletim sistemleri için de VHF bandında kullanılır. Frekans modülasyonu uydular aracılıgıyla analog iletişimlerde kullanılır. Frekans modülsayonu AM ' ye göre daha büyük bandgenişligine sahiptir. Bir sinusoidal taşıyıcı dalga, frekans module edildiğinde anlık frekansı modülasyon sinyal karekteristligine uygun olarak değişime neden olur. Değişikliğin büyüklüğü (frekans sapması olarak bilinir.) modülasyon sinyal voltajının orantılı genliğidir. Şekil 9 da gösterildigi gibi modülasyon sinyali, sinusoidal dalgaformu oldugunda module edilmiş taşınan dalga frekansı sinüsoidal'e dönecektir.

Şekil 9. Frekans modülasyon taşıyıcı dalgalar

Bir frekans modülasyon taşıyıcı dalgasının frekans sapması modülasyon sinyal voltajının orantılı genliğidir.

2.4.1.3 Darbe Modülasyonu (PM)

Bilgi iletiminin diğer bir yöntemi voltaj ve ya akımların darbeleriyle yapılan taşımadır. Darbe modülasyonu ile taşınan dalga sinusoidal değildir fakat dik açılı darbelerin tekrarlanmasından oluşur. Şekil 10 da gösterildiği gibi Genlik, darbelerin pozisyonu veya genişliği, bilgi sinyali vasıtasıyla değiştirilebilir. Darbe genlik modülasyonu bir darbe süresindeki modülasyon şeklidir. Bu modülasyon uygun bir biçimde modülasyon sinyaline dönüştürülür. Bazen enli darbe modülasyonuna süreli darbe modülasyonu veya boylu darbe modülasyonu da denir. Modülasyon türü olan darbe şekil modülasyonu darbe genişliği değiştirilmeden, darbe süresinde, uygun bir biçimdeki modülasyon sinyallerine dönüştürülür.
Sonraki Sayfa ...