FREKANS BÖLMELİ ÇOKLAYICI

... konulu sunumlar: "FREKANS BÖLMELİ ÇOKLAYICI"— Sunum transkripti:

1

2 FREKANS BÖLMELİ ÇOKLAYICI
SEÇİL ÖZTAŞ NİHAL ÇAM

3 Çoklama ( Multiplexing)
Bir iletim hattını birçok telefon konuşma kanalı tarafından aynı anda bölüşümlü olarak kullanılmasına “çoklama” denir. Telefon konuşma kanallarında uluslararası prensip olarak 300 Hz. – 3,4 KHz. arasındaki bant genişliği kullanılır. Konuşma kanallarının tek tek iletimi hem pahalı hemde pratik değildir. Bu nedenle telefon kanalları çoklama yapılarak kullanılır. Örneğin ; 12,24,…, ya da 900 kanal bir arada aynı iletim hattını kullanabilir. Çoklama tekniği olarak iki yöntem kullanılır ; # Frekans Bölmeli Çoklama (FDM) # Zaman Bölmeli Çoklama (TDM)

4 FREKANS BÖLMELİ ÇOKLAMA (FDM)
Frekans bölmeli çoklamada (FDM), başlangıçta aynı frekans tayfında bulunan birden çok kaynaktan herbiri, farklı bir frekans bandına dönüştürülür ve aynı anda tek bir iletim ortamında iletilir. Böylece, nispeten darbantlı çok sayıda kanal genişbantlı tek bir iletim sisteminde iletilebilir.

5 Frekans bölmeli çoklama (FDM)
Frekans bölmeli çoklama (Frequency Division Duplexing) iki yönlü radyo haberleşme sistemleri için kullanılan en yaygın çoklama tekniğidir. Bunun nedeni ise yukarı yönlü ve aşağı yönlü sinyalleri filtreler yardımıyla kolayca ayırabilmesidir. Çoğu mobil haberleşme sistemi FDM’yi kullanır. Şekil 1’de örnek bir frekans tahsisi ve modem konfigürasyonu görülmektedir. FDM sistemlerde yukarı bağlantı (uplink) ve aşağı bağlantı (downlink) için farklı frekans bantları kullanılır. Bunun dışında gönderme ve alma aynı anten üzerinden gerçekleştirilir. Bu yüzden yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı bantlarını ayıran bir çoklayıcı kullanılır. Taşıyıcı frekans boşluğu yeterince geniş olmalıdır. Dar taşıyıcı boşluğu yüksek Q kalite faktörüne sahip çoklayıcı filtresi gerektirir.

6

7 Frekanslara ayrılmış sinyal sınıfına giren çoğullama tipidir
Frekanslara ayrılmış sinyal sınıfına giren çoğullama tipidir.Bu çeşit çoğullamada birden fazla sinyaller birleştirilip tek bir kanal veya telekomünikasyon hattı üzerinden gönderilir.Her sinyale, ana kanal üzerinde değişik bir frekans verilir.(subchannel) Evlerde veya ofislerde kurulan network ağları FDM (Frekans Bölmeli Çoğullama) tipi çoğullama kullanılarak aynı kablo üzerinde değişik servislerin kullanılmasına yardımcı olur. Frekans Bölmeli Çoğullamadan faydalanarak birden fazla kullanıcının aynı fiziksel komünikasyon kanalını kullanmasına Frequency Division multiple access(FDMA) adı verilir.

8 Yukarıdaki şekilde birim zamanda aynı hat üzerinden 4 farklı kişinin iletişim şekli gösterilmiştir. Buna göre 1. kişi (kırmızı renkle veri transferi yapan kişi) diğer 3 kişi verisinin yolladıkları hattan verisini yollayabilmektedir. Aynı hattan 4 farklı kişinin yollayabilmesi için farklı frekans aralıklarını kullanmaları gerekir. Bu yöntemde diğer devre anahtarlamalı yöntemlerde olduğu gibi herhangi bir kişi veri yollamasa bile ona ayrılan frekans dilimini başka kimse kullanamaz ve hattın bu kısmı boş kalır.

9

10 Ancak, OFDM’ DE kanallar birbirine çok daha yakın olarak yerleştirilebilmesi bakımından spektrum çok daha verimli kullanılır. Bunun sağlanabilmesi yakın kanalların birbirini rahatsız etmesini engellemek üzere tüm taşıyıcıların birbirine dik yerleştirilmesi sayesinde mümkün olur.

11 FDM ile OFDM’ in Karşılastırılması

12

13 Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 4 kanal FDM için 1000Hz
Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 4 kanal FDM için 1000Hz. bant genişliği gerekmektedir. Band genişliği artıkça iletim problemleri artmaktadır. Sistemlere göre bu band genişlikleri farklılıklar göstermektedir. Bu sebeple TDM ler kullanılmaya başlamıştır.

14 OFDM (Dikgen Frekans Bölmeli Çoklama - Orthogonal Frequency Division Multiplexing) kısaltması çok taşıyıcılı bir elektronik aktarım tekniğini ifade eder. Bu teknikte mevcut spektrum her biri düşük hızda veri akımlarına göre modüle edilen birçok taşıyıcıya bölünür. OFDM (Dikgen Frekans Bölmeli Çoklama) tekniği çok kullanıcılı erişimin mevcut bant genişliğini birçok kanala bölüp, her birini farklı kullanıcılara tahsis ederek sağlanması bakımından FDMA (Frekans Bölmeli Çoklu Erişim - Frequency Division Multiple Access) ile benzerdir. Ancak, OFDM’ DE kanallar birbirine çok daha yakın olarak yerleştirilebilmesi bakımından spektrum çok daha verimli kullanılır.

15

16 Bunun sağlanabilmesi yakın kanalların birbirini rahatsız etmesini engellemek üzere tüm taşıyıcıların birbirine dik yerleştirilmesi sayesinde mümkün olur. COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Kodlanmış Dikgen Frekans Bölmeli Çoklama) ise OFDM’in sinyali göndermeden önce ileri doğru hata düzeltme (FEC) uygulanmış haline denir. Burada amaç kanal gürültüsü, frekansa özgü zayıflamalar ve diğer yayılım etkileri nedeniyle söz konusu olabilecek taşıyıcı kayıplarından kaynaklanan aktarım hatalarının önüne geçmektir. Bu hata düzeltme kodlamasının pratikte tüm sistemlerde kullanıldığı farz edilebilir. O nedenle genellikle OFDM ve COFDM akronimleri rahatlıkla birbirlerinin yerine kullanılabilmektedir. Sadece Vector OFDM (VOFDM) farklı bir kavramdır.

17 Vektör-OFDM (VOFDM) Vektör-OFDM sistemleri kanal spektral boş değerleri ortadan kaldırmak ve sırasıyla, tek bir verici anten sistemlerinde V kat döngüsel uzunluğunu azaltmak için önerilmiştir. Bununla birlikte, ön kodlanmış OFDM V ardışık bilgi sembollerinin her iki takım arasında bir veya daha fazla sıfır ekleyerek ortalama güç oranı (PAPR) yüksek tepede olur, bu yüzden sistemin veri hızı ve yükü genişler. VOFDM sistemin spektral boş değerleri kanallarda iyi performans göstermiştir.   İleri hata düzeltme ( FEC ): Kanal kodlama için kullanılan bir tekniktir.  FEC "gürültü ortalama" ile çalıştığı söylenebilir; her veri biti birçok iletilen sembollerden etkilediği için, gürültü bazı sembollerde yolsuzluk genellikle özgün kullanıcı verileri de aynı bağlıdır, diğer bozulmamış kullanıcı verileri alınan semboller elde edilmesini sağlar.

18 OFDM’in son harfi “M” (Multiplexing) Türkçede Çoklama/Çoğullama şekillerinde ifade ediliyor. Anlamı haberleşme ağlarında birden fazla analog veya dijital bilgi aktarımının birleştirilip tek bir sinyal aktarımı haline getirilmesidir. Örneğin, en eskiden beri bir tek çiftli bükülü telefon kablosu üzerinden çok sayıda telefon görüşmesinin aktarılabilmesi bu teknik sayesinde mümkün olmuştur. Yeni teknolojilerde ise analog sinyaller önce dijitale çevrilip sonra çoklanıp kiplendiğinden çok daha fazla sayıda sinyalin sığdırılıp, işlenerek ayni bir fiziksel ortam (örneğin bir tek fiziksel kablo hattı) üzerinden ve çok daha kaliteli aktarımlarının sağlanabilmesi mümkündür. Çoklanmış sinyal ya da onu içeren taşıyıcı Multipleks (Multiplex) olarak adlandırılır. Kuşkusuz çoklanarak yola çıkarılan bir sinyalin kullanılabilmesi için vardığı yerde tersine bir (demultiplexing – ayırma) işlemiyle tekil fiziksel kanallara ayrılması da gerekir.

19

20 Çoklama işleminde en çok kullanılan üç teknik vardır
Çoklama işleminde en çok kullanılan üç teknik vardır. Zaman dilimlerine bölmeli çoklama (Time Division Multiplexing – TDM), Frekans dilimlemeli çoklama (Frequency Division Multiplexing – FDM), ki bunun fiber optik aktarım sistemlerinde kullanılan versiyonuna da Dalga boyu bölmeli çoklama (Wavelength Division Multiplexing – WDM) deniyor. Bir de vaktiyle askeri haberleşmeler için geliştirilmiş olan ama şimdi sivil haberleşmede de yaygınlaşan kod dilimlemeli çoklama (Code Division Multiplexing – CDM) var. Buna ayrıca Spread Spektrum (dağıtık spektrum) çoklaması da deniyor. Burada aktarılan veriyi saklamak çok kolay olduğundan yüksek güvenlik avantajı söz konusudur. 

21 CDMA (Code Division multiple access) Code Division Multiple Access (CDMA - Kod Bölmeli Çoklu Erişim) spread - spectrum (yayılı izge) teknolojisini kullanan bir iletim teknolojisidir CDMA teknolojisi kablolu, yani ev ve iş yerindeki sabit telefonların  sim  kartsız ve kablosuz kullanılabilmesini sağlamaktadır. CDMA normal sabit telefon abonelerinin bu telefonları sim kartsız klasik cep telefonları gibi yanlarında gezdirebilmelerini ve Ülkenin her yerinden kullanabilmelerini sağlayan bir sistemdir.

22 CDM kullanılarak birden fazla kullanıcının ayni fiziksel aktarım kanalındaki kendi sinyallerine birbirinden bağımsız olarak erişebilmesini sağlayan sisteme CDMA (Code-Division Multiple Access – Kod bölünmeli çoklu erişim ) Kod bölüşmeli çoklu erişimde bilgiyi taşıyan bant genişliği dağıtım koduyla çarpılır. Dağıtım faktörleri 4 ile 1000 arasında değişir. Kazanılan iyileştirme bu faktörlere bağlıdır. (dB’ye dönüştürüldüğünde “dağıtım kazancı” adı verilir) Ayni şekilde FDM kullanılarak birden fazla kullanıcının ayni fiziksel aktarım kanalındaki kendi sinyallerine birbirinden bağımsız olarak erişebilmesini sağlayan sisteme FDMA (Frequency-Division Multiple Access – Frekans bölmeli çoklu erişim), Zaman bölüşmelisine TDMA (Time-Division Multiple Access – Zaman bölmeli çoklu erişim ), deniliyor. 

23 AVANTAJ VE DEZAVANTAJLARI
FDM , TDM göre avantajları ve dezavantajları vardır. Ana avantajlı TDM aksine FDM yayılma gecikme duyarlı olmasıdır.FDM sistemleri için gerekli kanal denkleştirme teknikleri nedenle TDM sistemleri için bu kadar karmaşık değildir.

24

25 BİZİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER