Wireless Communication Systems: History, Types, and Advantages and Disadvantages, Lecture notes of Engineering

Download Wireless Communication Systems: History, Types, and Advantages and Disadvantages and more Lecture notes Engineering in PDF only on Docsity!

KABLOSUZ AĞLARA GENEL BAKIŞ

VE TARİHSEL GELİŞİMİ

Giriş

 Ağlar (networks), bilgi ve servislerin belirli kurallar çerçevesinde kablolu ya da kablosuz bir iletişim ortamı üzerinden paylaşımıdır.

 İletişim ağı denildiğinde, yalnızca aynı türden birden fazla cihazın bağlanmasından oluşan bir yapı düşünülmemelidir.

 Günümüzde iletişim ağları heterojen bir yapıya sahiptir.  Telefonlar, masaüstü bilgisayarlar, dizüstü bilgisayarlar, yazıcılar, tarayıcılar, kişisel sayısal yardımcılar (Personal Digital Assistant, PDA ), akıllı telefonlar, tablet bilgisayarlar vb. gibi farklı türde birçok cihazın haberleşmesinden oluşmaktadır.

 Son yıllarda gezgin (mobil) iletişim ve kablosuz teknolojiler alanında önemli gelişmeler yaşanmıştır.

 Kablosuz ağları oluşturan bilgisayar ya da diğer elektronik cihazlar (akıllı telefonlar, PDA’lar, tablet PC’ler vb.) radyo frekans (RF) tekniğini kullanarak fiziksel bir bağlantı olmaksızın bir noktadan başka bir noktaya hareket kısıtlaması olmaksızın haberleşebilirler.  RF dışında mikrodalga, kızılötesi iletişim gibi seçeneklerde kullanılmaktadır.

Kablosuz Ağların Avantajları

 Hareketlilik,

 Kurulum hızı ve basitliği,

 Kurulum esnekliği,

 İleriye yönelik maliyet kazancı,

 Genişletilebilirlik,

 Planlama Gerektirmemesi,

 Sağlamlık (Robustness),

 Lisansız ISM (Industrial, Scientific, Medical) Band Kullanımı

(Bazı sistemlerde, WSN, Bluetooth vb.)

Kablosuz Ağların Dezavantajları

 Kablosuz bilgisayar ağlarının dezavantajları genel olarak kablosuz iletim

ortamının doğasından kaynaklanmaktadır.

 Daha Az Servis Kalitesi (Quality of Service) Desteği

 Daha düşük bantgenişliği,

 Daha düşük veri iletim hızı,

 Yüksek hata oranları (higher error rates),

 Parazit (interference),

 Daha yüksek gecikme,

 Maliyet

 Kısıtlamalar

 Güven ve Güvenlik (Safety and Security)

 İletişim Mesafesi

 Batarya

Kablosuz Ağların Tarihsel Gelişimi

 İlk hücresel mobil ağ 1983 yılında Chicago’da gerçekleştirilen AMPS (Advanced Mobile Phone System)’dir. Birçok ülke kendi hücresel telefon sistemini geliştirdi. (Nordic Mobile Telephone, Nippon Telephone and Telegraph vb.)

 1992’de Küresel Mobil İletişim Sistemi GSM (Global System for Mobile Communications) kullanılmaya başlandı.

 1994’te Ericsson kısa mesafeli haberleşme teknolojisi olan ilk Bluetooth’u tanıttı.

 1996’da Avrupa orjinli HiperLAN (High Performance Radio Local Area Network) geliştirildi.

 Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (The Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE), pek çok standartta olduğu gibi kablosuz yerel alan ağları alanındaki standartların da ilerlemesine 802.11 ailesi ile önemli katkıda bulunmaktadır.  802.11 ailesinin a/b/g/n gibi türleri mevcuttur.

Kablosuz Ağların Tarihsel Gelişimi

 1998’de Evrensel Mobil İletişim Sistemi (Universal Mobile Telecommunication System, UMTS) IMT-2000 önerisi sunuldu. UMTS, GSM hizmetinin gelişmiş bir şeklidir.

 2000’de yüksek veri iletim hızları ile GPRS (General Packet Radio Service) denemeleri yapıldı.

 IEEE 802.16 olarak bilinen Wimax (Worldwide Interoperability of Microwave Access) geniş bant kablosuz erişim teknolojisi 2002 yılında onaylanmıştır.

 2003 yılında Kablosuz Kişisel Alan Ağlarına yönelik olarak kısa mesafeli kablosuz haberleşme standardı ZigBee olarak bilinen IEEE 802.15.4 standardı yayınlandı.

 2008 yılında daha yüksek hızlı kablosuz yerel alan ağ uygulamalarına yönelik olarak IEEE 802.11n standardı yayınlandı.

 2010 yılında LTE (Long Term Evolution) denemeleri başladı. Uzun vadeli evrim anlamında olan LTE cep telefonları için geliştirilmiş 4G kullanan özel bir sistemdir.

Kablosuz Ağların Sınıflandırılması

 Heterojen bir yapıya sahip kablosuz ağlar destekledikleri uygulama türlerine, kullanım alanlarına, veri iletim hızlarına, kapsama alanlarının büyüklüğüne ve coğrafik ağ yapılarına göre kablolu ağlara benzer şekilde sınıflandırılabilir.

Kablosuz Kişisel Alan Ağlar (Wireless PAN, WPAN)

Kablosuz Yerel Alan Ağları (Wireless LAN, WLAN)

Kablosuz Şehirsel Alan Ağları (Wireless MAN, WMAN)

Kablosuz Geniş Alan Ağları (Wireless WAN, WWAN)

Düşük Veri İletim Hız (Kbit/s mertebeleri) Yüksek Veri İletim Hız (Mbit/s mertebeleri)

Veri Resim/Grafik Ses İnternet Video Dijital Video Video Konferans

Kısa (Yakın) Mesafe

Uzun Mesafe

Kablosuz Teknolojileri Nerelerde Kullanıyoruz?

Kablosuz Servis Türleri

 Hücresel Telefon

 En popüler kablosuz haberleşme sistemidir.  İki yönlü (bidirectional) iletişim vardır.  Kullanıcı aynı anda hem bilgi iletir hem alır.  Haberleşme çağrının kurulması ile başlar.  Hedef kullanıcının yerinin bilinmesi gereklidir.  Kullanıcılar yüksek hareketliliğe sahiptir.  Kullanıcı sayısını arttırmak için hücresel yapı kullanılmıştır.  Kapsama alanı hücre adı verilen alt alanlara bölünür.

 Trunking Radyo

 Hücresel telefonun farklı bir türüdür. PSTN ağlar ile iletişim kurar.  Polis, itfaiye gibi yakın gruplar arasında iletişim için kullanılmıştır.  Eş zamanlı olarak birkaç kullanıcıya çağrı kurulabilir.  Çağrı kurulacak kullanıcılar arasında öncelik (priority) mekanizması gerçekleştirilebilir.

Kablosuz Servis Türleri

 Kablosuz (Cordless) Telefon

 Kablosuz Kişisel Alan Ağları

 Kablosuz Yerel Alan Ağları

 Sabit Kablosuz Erişim (Kablosuz Şehirsel Alan Ağları)

 Uydu Haberleşme

Kablosuz İletişim Sistemlerin Servis Gereksinimleri

 Hareketlilik (Mobility)

 Farklı hızlara sahip kullanıcıların hareketlilik desteği,

 Enerji Tüketimi (Energy Consumption)

 Kablosuz cihazların büyük bir çoğunluğu şarj edilebilir batarya kullanır.  Sensör ağ cihazları genellikle tek kullanımlık batarya kullanır.

 Spektrum Kullanımı

 Kablosuz sistemlerin kullanacağı spektrumlar belirlidir.  WiFi, Bluetooth gibi sistemler lisansız ISM bandını kullanır.

 İletimin Yönü

 Simplex sistemler (tek yönlü iletişim)  Full duplex sistemler (çift yönlü iletişim)

 Servis Kalitesi

 Gecikme (latency)

Bilmemiz Gerekenler

 Kablosuz iletişim sistemleri ne zaman geliştirilmeye başlandı?

 İlk kablosuz bilgisayar ağı hangisidir?

 Hücresel iletişim ne sağlar?

 GSM hangi nesil kablosuz iletişim sistemidir?

 Kablosuz ağların avantaj ve dezavantajları nelerdir?

 Kablosuz servis türlerini sayınız.

 Kablosuz sistemlerin servis gereksinimleri nelerdir?