يک فيبر نوری از سه بخش متفاوت تشکيل شده است :

•       هسته (Core) . هسته نازک شيشه ای در مرکز فيبر که سيگنا ل های نوری در آن حرکت می نمايند.

•       روکش (Cladding) . بخش خارجی فيبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.

•       بافر رويه (Buffer Coating) . روکش پلاستيکی که باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسيب پذير ، است .

    صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر يک از کلاف های فيبر نوری توسط يک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند.

فيبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:

•       فيبرهای تک حالته (Single-Mode) . بمنظور ارسال يک سيگنال در هر فيبر استفاده می شود( نظير : تلفن )

•       فيبرهای چندحالته (Multi-Mode) . بمنظور ارسال چندين سيگنال در يک فيبر استفاده می شود( نظير : شبکه های کامپيوتری)

    فيبرهای تک حالته دارای يک هسته کوچک ( تقريبا" 9 ميکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال  نور ليزری مادون قرمز ( طول موج از 1300 تا 1550 نانومتر) می باشند. فيبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقريبا" 5 / 62 ميکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طريق LED می باشند.

5-1-2 : ارسال نور در فيبر نوری :

    فرض کنيد ، قصد داشته باشيم با استفاده از  يک چراغ قوه  يک راهروی بزرگ و مستقيم  را روشن نمائيم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسير مسفقيم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به عدم وجود خم و يا پيچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته  و چراغ قوه می تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن کرد. در صورتيکه راهروی فوق دارای خم و يا پيچ باشد ، با چه مشکلی برخورد خواهيم کرد؟ در اين حالت می توان از يک آيينه در محل پيچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاويه مربوطه گردد.در صورتيکه راهروی فوق دارای پيچ های زيادی باشد ، چه کار بايست کرد؟ در چنين حالتی در تمام طول مسير ديوار راهروی مورد نظر ، می بايست از آيينه استفاده کرد. بدين ترتيب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با يک زاويه خاص)  از نقطه ای به نقطه ای ديگر حرکت کرده ( جهش کرده و طول مسير راهرو را طی خواهد کرد). عمليات فوق مشابه آنچيزی است که در فيبر نوری انجام می گيرد.

نور، در کابل فيبر نوری از طريق  هسته (نظير  راهروی مثال ارائه شده )  و توسط جهش های پيوسته با توجه به سطح آبکاری شده ( Cladding) ( مشابه ديوارهای شيشه ای مثال ارائه شده )  حرکت می کند.( مجموع انعکاس  داخلی ) . با توجه به اينکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد ، نور قادر به حرکت در مسافت های طولانی می باشد. برخی از سيگنا ل های نوری بدليل عدم خلوص شيشه موجود ، ممکن است  دچار نوعی تضعيف در طول هسته گردند. ميزان تضعيف سيگنال نوری به درجه خلوص شيشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا" موج با طول 850 نانومتر بين 60 تا 75 درصد در هر کيلومتر ، موج با طول 1300 نانومتر بين 50 تا 60 درصد در هر کيلومتر ، موج با طول 1550 نانومتر بيش از 50 درصد در هر کيلومتر)

6-1-2 : سيستم رله فيبر نوری  :

   بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فيبر نوری در سيستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهيم کرد که مربوط به يک فيلم سينمائی  و يا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فيلم فوق دو ناوگان دريائی که بر روی سطح دريا در حال حرکت می باشند ، نياز به برقراری ارتباط با يکديگر در يک وضعيت کاملا" بحرانی و توفانی را دارند. يکی از ناوها قصد  ارسال پيام  برای ناو ديگر را دارد.کاپيتان ناو فوق پيامی برای يک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال می دارد. ملوان فوق پيام دريافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه می نمايد. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از يک نورافکن اقدام به ارسال پيام برای ناو ديگر می نمايد. يک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم ، کدهای مورس ارسالی را مشاهده می نمايد. در ادامه ملوان فوق کدهای فوق را به يک زبان خاص ( مثلا" انگليسی ) تبديل و آنها را برای کاپيتان ناو ارسال می دارد.  فرض کنيد فاصله دو ناو فوق از يکديگر بسار زياد ( هزاران مايل ) بوده و بمنظور برقرای ارتباط بين آنها از يک سيتستم مخابراتی مبتنی بر فيبر نوری استفاده گردد.

 

سيتستم رله فيبر نوری از عناصر زير تشکيل شده است :

•       فرستنده . مسئول توليد و رمزنگاری سيگنال های نوری است .

•       فيبر نوری مديريت سيکنال های نوری در يک مسافت را برعهده می گيرد.

•       بازياب نوری . بمنظور تقويت سيگنا ل های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.

•       دريافت کننده نوری . سيگنا ل های نوری را دريافت و رمزگشائی می نمايد.

در ادامه به بررسی هر يک از عناصر فوق خواهيم پرداخت .

7-1-2 :فرستنده :

    وظيفه فرستنده،  مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پيام است .  فرستنده سيگنال های نوری را دريافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در يک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدايت می نمايد. فرستنده ، از لحاظ  فيزيکی در مجاورت فيبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای يک لنز بمنظور تمرکز نور در فيبر  باشد. ليزرها دارای توان بمراتب بيشتری نسبت به LED می باشند. قيمت آنها نيز در مقايسه با LED بمراتب بيشتر است . متداولترين طول موج سيگنا ل های نوری ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است .

8-1-2 : بازياب ( تقويت کننده ) نوری :

     همانگونه که قبلا" اشاره گرديد ، برخی از سيگنال ها در موارديکه مسافت ارسال اطلاعات  طولانی بوده ( بيش از يک کيلومتر ) و يا از مواد خالص برای تهيه فيبر نوری ( شيشه ) استفاده نشده باشد ، تضعيف و از بين خواهند رفت . در چنين مواردی و بمنظور تقويت ( بالا بردن ) سيگنا ل های نوری تضعيف شده از يک يا چندين " تقويت کننده نوری " استفاده می گردد.  تقويت کننده نوری از فيبرهای نوری متععدد بهمراه يک روکش خاص (doping) تشکيل می گردند. بخش دوپينگ با استفاده از يک ليزر پمپ می گردد . زمانيکه سيگنال تضعيف شده به روکش دوپينگی می رسد ، انرژی ماحصل از ليزر باعث می گردد که مولکول های دوپينگ شده،  به ليزر تبديل می گردند. مولکول های دوپينگ شده در ادامه باعث انعکاس يک سيگنال نوری جديد و قويتر با همان خصايص سيگنال ورودی تضعيف شده ، خواهند بود.( تقويت کننده ليزری)

9-1-2 :دريافت کننده نوری :

    وظيفه دريافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دريافت کننده پيام است. دستگاه فوق سيگنال های ديجيتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سيگنا ل های الکتريکی را برای ساير استفاده کنندگان ( کامپيوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نمايد. دريافت کننده بمنظور تشخيص نور از يک "فتوسل" و يا "فتوديود" استفاده می کند.

 

مزايای  فيبر نوری :

   فيبر نوری در مقايسه با سيم های  های مسی دارای مزايای زير است :

•       ارزانتر. هزينه چندين کيلومتر کابل نوری نسبت به سيم های  مسی کمتر است .

•       نازک تر. قطر فيبرهای نوری بمراتب کمتر از سيم های  مسی است .

•       ظرفيت بالاا. پهنای باند فيبر نوری  بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب  بيشتر از سيم  مسی است .

•       تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوری بمراتب کمتر از سيم  مسی است .

•       سيگنال های نوری . برخلاف سيگنال های الکتريکی در يک سيم مسی ، سيگنا ل ها ی نوری در يک فيبر تاثيری  بر فيبر ديگر نخواهند داشت .

•       مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوری کمتر ضعيف می گردند ، بنابراين می توان از فرستنده هائی با ميزان برق مصرفی پايين نسبت به فرستنده های الکتريکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمايند ، استفاده کرد.

•       سيگنال های ديجيتال . فيبر نور ی مناسب بمنظور انتقال  اطلاعات ديجيتالی است .

•       غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتريسيته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .

•       سبک وزن . وزن يک کابل فيبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقايسه)  است.

•       انعطاف پذير . با توجه به انعظاف پذيری فيبر نوری و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين های ديجيتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.

با توجه به مزايای فراوان فيبر نوری ، امروزه از اين نوع کابل ها در موارد متفاوتی  استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپيوتری و يا مخابرات ازراه دور در مقياس وسيعی از فيبر نوری استفاده می نمايند.

دو حادثه الکتریکی می تواند شبکه را قطع کند : cross-talk  و نویزهای الکتریکی خارجی.

Cross-talk  توسط فیلدهای الکتریکی در وایرهای مجاور که شامل سیگنالهای false  هستند، تولید می شود. نویزهای الکتریکی از لامپها ، موتورها و سیستم های رادیویی و منابع دیگر می آید .فیبر نوری در مقابل این نویز ها و تداخلات ایمن است .

معايب فيبر نوری :

•       براحتی شکسته شده و می بايست دارای يک پوشش مناسب باشند. مسئله فوق با ظهور فيبر های تمام پلاستيکی و پلاستيکی / شيشه ای کاهش پيدا کرده است .

•       اتصال دو بخش از فيبر يا اتصال يک منبع نور به فيبر ، فرآيند دشواری است . در چنين حالتی می توان از فيبرهای ضخيم تر استفاده کرد اما اين مسئله باعث تلفات زياد و کم شدن پهنای باند می گردد.

•       از اتصالات T شکل در فيبر نوری نمی توان جهت گرفتن انشهاب استفاده نمود. در چنين حالتی فيبر می بايست بريده شده و يک Detector اضافه گردد. دستگاه فوفق می بايست قادر به دريافت و تکرار سيگنال را داشته باشد.

•       تقويت سيگنال نوری يکی از مشکلات اساسی در زمينه فيبر نوری است . برای تقويت سيگنال می بايست سيگنال های توری به سيگنال های الکتريکی تبديل ، تقويت و مجددا" به علائم نوری تبديل شوند.

 

اتصال دهنده های فیبر نوری:SC,ST

 

کابل فیبر نوری با انواع مختلفی از کانکتورها می تواند کار کند، اما دو نوع معروفتر این کانکتورها یعنی ST(straight-tip) وSC(Subscriber)  بیشتر موردتوجه قرار دارند. کانکتور ST برپایه BNC است با این تفاوت که بجای کابل مسی از فیبر نوری استفاده می شود. SC مربعی است و تا اندازه ای بهRj45  شباهت دارد.

کابل فیبر نوری بدون توجه به نوع کانکتور در سرعتهای مشابه عمل میکند.

 

10-1-2 : کابل UTP :

   اگر از تلفن استفاده کرده باشید، کابل زوج به هم تابیده بدون پوشش برای شما آشناست - کابل (Unshielded Twisted pair )UTP متداولترين نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد ، کابل های بهم تابيده می باشند. اين نوع کابل ها دارای دو رشته سيم به هم پيچيده بوده که هر دو نسبت زمين  دارای يک امپدانش يکسان می باشند. بدين ترتيب امکان تاثير پذيری اين نوع کابل ها از کابل های مجاور و يا ساير منابع خارجی کاهش خواهد يافت . کابل های بهم تابيده دارای دو مدل متفاوت : Shielded ( روکش دار ) و Unshielded ( بدون روکش ) می باشند. کابل UTP نسبت به کابل STP بمراتب متداول تر بوده و در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد.کيفيت کابل های UTP متغير بوده و از کابل های معمولی استفاده شده برای تلفن تا کابل های با سرعت بالا را شامل می گردد. کابل دارای چهار زوج  سيم بوده  و درون يک روکش قرار می گيرند.  هر زوج  با تعداد مشخصی پيچ تابانده شده ( در واحد اينچ ) تا تاثير پذيری آن از ساير زوج ها و ياساير دستگاههای الکتريکی  کاهش يابد.

شکل 6-2

 کابل های UTP دارای استانداردهای متعددی بوده که در گروههای  (Categories) متفاوت  زير تقسيم شده اند:

 Type

کاربرد

Cat 1

فقط صوت ( کابل های تلفن )

Cat 2

داده  با سرعت 4 مگابيت در ثانيه

Cat 3

داده با سرعت 10 مگابيت در ثانيه

Cat 4

داده با سرعت 20 مگابيت در ثانيه

Cat 5

داده با سرعت 100 مگابيت در ثانيه

 

CAT3 :

 

Cat3   یک درجه از کابل است که در شبکه بندی استفاده می شود ،اما cat5 بهتر از این نوع می باشد. نکته کلیدی درباره cat3 این است که این کابل هم اکنون در بیشتر ساختمانهای اداری و منازل وجود دارد .cat3 ،کابلvoice-grade است که در شبکه های تلفن از آن  استفاده می شود.این کابل در شبکه هایی با حداکثر سرعت10Mbps استفاده می شود.

 

 

CAT5 :

    بیشتر کابلهای utp  در شبکه های امروزی cat5  است.این کابل می تواند در شبکه هایی با حداکثر سرعت 100Mbps بکار گرفته شود.

مزايای کابل های بهم تابيده :

•       سادگی و نصب آسان

•       انعطاف پذيری مناسب

•       دارای وزن کم بوده و براحتی بهم تابيده می گردند.

معايب کابل های بهم تابيده :

•       تضعيف فرکانس

•       بدون استفاده از تکرارکننده ها ، قادر به حمل سيگنال در مسافت های طولانی نمی باشند.

•       پايين بودن پهنای باند 

•       بدليل پذيرش پارازيت در محيط های الکتريکی سنگين بخدمت گرفته  نمی شوند.

پیچیدگی بین وایرها به پوشش کابل برای جلوگیری از تداخلات الکترومغناطیسی کمک می کند.

کابل UTP  از اتصال دهنده های پلاستیکی به نام RJ45  استفاده می کند.این اتصال دهنده ها شبیه اتصال دهنده های تلفن می باشند با این تفاوت که در عوض 4 وایری که در سیستم تلفن دیده می شود ،RJ45  شبکه شامل 8 اتصال می باشد .

نصب  کابل UTP  راحت تر از کواکسیال است زیرا به راحتی می توانید آن را در گوشه ها استفاده کنید .زوج به هم تابیده در مقابل نویزها از کواکسیال حساس تر است و در محیطهایی شامل وسایل بزرگ الکتریکی و الکترونیکی نباید استفاده شود .

کانکتور استاندارد برای کابل های UTP  ، از نوع  RJ-45 می باشد. کانکتور فوق شباهت زيادی به کانکتورهای تلفن (RJ-11) دارد. هر يک از پين های کانکتور فوق می بايست بدرستی پيکربندی  گردند. (RJ:Registered Jack)

شکل 7-2

کابل STP :

 

این کابل زوج به هم تابیده پوشش دار است .تفاوت این کابل با UTP  در این است که STP   از یک پوشش حفاظتی با کیفیت بسیار عالی استفاده می کند .بنابراین این کابل  کمتر در معرض تداخلات الکتریکی قرار می گیرد و سرعت های بالاتر در مسیرهای  طولانی تر ازUTP  را پشتیبانی می کند .برای درک بهتر انواع کابل و اینکه چه موقع از هر کدام استفاده کنیم یک مثال در زیر آورده شده :

 

مثال :

 

یک شرکت دارای سه ساختمان  یک اندازه می باش . هر کدام از این ساختمان ها 4 طبقه دارند .اندازه هر ساختمان تقریبا 200*100 متر می باشد این شرکت به پهنای باند بالا وسرعت شبکه 100Mbps  نیاز دارد .

در نزدیکی این ساختمان ها یک ایستگاه رادیویی قرار دارد که سبب تداخلاتی روی همه وسایل و سیگنالهای الکتریکی محیط می شود .یکی از راه حلهای این مشکل در زیر آورده شده است:

 

1 – ساختمان ها باید با کابل فیبر نوری به هم متصل شوند .

2 – در طبقه بالایی هر ساختمان روتری قرار داده شود تا کابل های فیبر نوری را به هم متصل کند .

3 – در هر طبقه از ساختمان ها با ید یک سوئیچ قرار دهیم که به روتر طبقه چهارم متصل شود .

4 – در هر طبقه برای حذف تداخلات فرکانسهای رادیویی (RFI) که توسط ایستگاه رادیویی تولید می شود ،از کابل STP  استفاده می کنیم .برای اتصال سوئیچ ها به روتر نیز از همین کابل استفاده می کنیم .

 

 

 

2-2: تولد مودم‌ها :

   كلمه modem از اختصار كلمات modulator-demodulator گرفته شده است. يك مودم به صورت معمول يراي فرستادن اطلاعات ديجيتال روي خط تلفن استفاده مي‌شود.مودم فرستنده، اطلاعات را به سيگنال‌هاي سازگار با خط تلفن تبديل مي‌كند، و مودم دريافت كننده، سيگنال را به اطلاعات ديجيتال بر‌مي‌گرداند.

    مودم‌ها در سال 1960 به عنوان يك راه براي اتصال ترمينال‌ها به رايانه‌ها روي خط تلفن، به وجود آمدند. يك شيوه معمول در زير نشان داده ‌شده است: 

شکل 8-2

    در يك شكل مثل اين، يك dumb terminal در يك فروشگاه مي‌توانست به يك رايانه مركزي و بزرگ وصل شود. يك dumb terminal به صورت ساده يك كي‌برد و يك صفحه نمايش است. يك dumb terminal خيلي رايج در آن زمان DEC VT-100 ناميده شده بود و به عنوان استاندارد قرار گرفته بود.VT-100  مي‌توانست 25 خط 80 كاراكتري را نمايش دهد. وقتي كاربر يك كاراكتر در ترمينال وارد مي‌كرد، مودم كد ASCII  آن كاراكتر را به رايانه مي‌فرستاد. بعد رايانه هم كاراكتر ها را به ترمينال بر‌مي‌گرداند وآن‌ها هم، بايد روي صفحه نمايش ظاهر مي‌شدند.

    وقتي رايانه‌هاي شخصي در اواخر ده 70 ميلادي شروع به ظهور كردند،(BBS(Bulletin-Board-Systems رايج شد.

    يك نفر مي‌توانست يك رايانه با يك مودم يا دو مودم و چندتا نرم افزار BBS راه اندازي كند و بقيه مردم براي اتصال به BBS شماره گيري مي‌كردند. كاربران تقليد كننده‌هاي ترمينال را روي رايانه هاي خود براي تقليد يك dumb terminal اجرا مي‌كردند.

    مردم براي مدتي با 300 بيت بر ثانيه راحت بودند. به اين دليل اين سرعت قابل تحمل بود  كه 300 bps حدود 30 كاراكتر در ثانيه ارائه مي‌كرد، كه خيلي بيشتر از كاراكترهايي بود كه يك نفر مي‌تواند در ثانيه تايپ كند و يا بخواند. زماني كه مردم شروع به انتقال برنامه‌هاي بزرگ و تصوير به BBS  و از آن كردند، 300bps غير قابل تحمل شد. مودم‌ها در سري‌هاي بعدي پيشرفت كردند:

300bps – 1960 تا 1983 يا بيشتر

1200bps –  در 1984 و 1985 رايج شد

9600bps – در اواخر 1990 و اوايل 1991 ظاهر شد

2/19kbps

8/28kbps

6/33kbps

56kbps – در سال 1998 استاندارد شد

ADSL – در تئوري به بيش از 8 مگابيت بر ثانيه(Mbps) مي‌رسد – در سال 1999 رايج شد.

 

مودم‌هاي 300 بيت بر ثانيه:

    ما به دليل سادگي از مودم‌هاي 300bps به عنوان نقطه شروع استفاده مي‌كنيم. مودم 300bps يك دستگاهي است كه از frequency shift keying)FSK) استفاده مي‌كند. در FSK يك فركانس(تن)‌جدا براي بيتهاي مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

     وقتي مودم يك ترمينال با مودم يك رايانه تماس مي‌گيرد، مودم ترمينال، مودم مبدأ (originate) ناميده مي‌شود، كه آن يك تن 1070 هرتزي براي 0(صفر) و يك تن 1270 هرتزي براي 1(يك) مي‌فرستد. مودم رايانه، مودم جواب(answer) ناميده مي‌شود و يك تن 2025 هرتزي براي 0 (صفر) و يك تن 2225 هرتزي براي 1(يك) مي‌فرستد. به دليل اينكه مودم جواب و مبدأ از فركانس‌هاي مختلف استفاده ‌مي‌كنند به طور همزمان مي‌توانند از خط استفاده كنند، كه به عمل full-duplex معروف است. مودم‌هاي كه مي‌توانند فقط دريك زمان در يك مسير اطلاعات را انتقال دهند به مودم‌‌هاي half-duplex معروف هستند، كه كمياب هستند.

    اجازه بدهيد كه فرض كنيم دو مودم 300bps به يكديگر وصل شده‌اند، و كاربر در ترمينال حرف “a” را وارد مي‌كند. كد ASCII براي اين حرف 97 در مبناي 10 يا 01100001 در مبناي 2 است. يك دستگاه در ترمينال كه (UART(universal asynchronous receiver/transmitter ناميده مي‌شود اين بايت را به بيت‌هايش تبديل كرده و از پورت  RS-232 به بيرون مي‌فرستد. مودم ترمينال به درگاه RS-232 متصل شده‌است، پس بيت‌ها را به ترتيب  دريافت مي‌كند و وظيفه‌اش فرستادن آن‌ها روي خط تلفن است.

 

 

 مودم‌هاي سريعتر:

    در امر ساخت مودم‌هاي سريعتر، طراحان مودم بايد از روش‌هاي پيچيده‌تر از FSK استفاده مي‌كردند. اول آنها به phase-shift keying)PSK) و بعد به quadrature amplitude modulation)QAM) دست پيدا كردند. اين تكنيك‌ها اجازه مي‌دهند كه حجم غير قابل باوري از اطلاعات به 3000 هرتز پهناي باند موجود در خط تلفن معمولي داده شود.

اينجا يك نگاه به درون مودم 56K معمولي است:

 

شکل 9-2

    همه اين مودم‌هاي سرعت بالا داراي توانايي تنزل تدريجي(gradual degradation) هستند، به اين معني كه آن‌ها خط تلفن را آزمايش مي‌كنند و اگر خط سرعتر هاي بالاتر مودم را جواب گو نباشد، به سرعت پايينتر بر‌مي‌گردند. 

    قدم بعدي در انقلاب مودم‌ها، مودم‌هاي asymmetric digital subscriber line)ADSL) بودند. كلمه asymmetric )غير متقارن) استفاده ‌مي‌شود، چون اين مودم‌ها اطلاعات را در يك جهت با سرعت بيشتري نسبت به جهت ديگر ارسال مي‌كنند. يك مودم ADSL از اين حقيقت بهره مي‌برد كه هر خانه معمولي، آپارتمان يا اداره داراي يك سيم مسي اختصاصي است كه بين آن و نزديكترين مركز يا اداره مركزي تلفن، وجود دارد. اين سيم مسي اختصاصي مي‌تواند اطلاعاتي بيشتر از سيگنال 3000هرتزي كه براي كانال صداي تلفن شما مورد نياز است را ، انتقال دهد. اگر اداره مركزي شركت تلفن و خانه شما به مودم ADSL روي خط شما مجهز شده باشند، قسمت سيم مسي بين خانه شما و اداره تلفن مي‌تواند به‌كلي به عنوان يك كانال ارتباطي ديجيتالي سرعت بالا عمل كند. ظرفيت، يك چيزي در حدود يك ميليون بيت بر ثانيه بين خانه شما و شركت تلفن(كه به اين جهت upstream گفته مي‌شود)، وMbps 8 بين شركت تلفن و خانه شما (downstream) در شرايط آرماني است. در اين حالت يك خط مي‌تواند هم يك مكالمه تلفني و هم اطلاعات ديجيتال را انتقال دهد.

    روشي كه مودم ADSL استفاده مي‌كند در مفهوم بسار ساده است. پهناي باند خط تلفن بين 2400هرتز و 1100000هرتز است، كه به باند‌هاي 4000هرتزي تقسيم مي‌شود، و يك مودم مجازي به هر باند اختصاص داده مي‌شود. هر كدام از اين 249 مودم مجازي به وجو آمده باندش را امتحان مي‌كند و بهترين اسنفاده را از آن قسمت از پهناي باند گرفته را مي‌برد.مجموع 249 مودم مجازي سرعت كل مسير را به وجود مي‌آورد.

پروتكل Point-to-Point :

   امروزه كسی از dumb terminal برای اتصال به يك رايانه جدا استفاده نمی‌كند. در عوض، ما از مودم‌ها برای اتصال به ISP ها استفاده می‌كنيم، و ISP ها ما را به اينترنت متصل می‌كنند. اينترنت هم به ما جازه می‌دهد تا به هر سيستمی در دنيا وصل بشويم. به دليل نوع ارتباط رايانه شما، ISP و اينترنت، فرستادن تك كاراكترها، مناسب نيست. در عوض، مودم شما بسته‌های TCP/IP را بين شما وISP تان منتقل می کند .

    تكنيك استاندارد براي فرستادن اين بسته‌ها از مودمتان( Point-to-Point Protocol(PPP ناميده می‌شود. براي اطلاعات بيشتر در مورد پروتكل‌ها می‌توانيد از لینک های   و يا مقاله‌ها و آموزش‌های ديگر اين سايت استفاده نماييد.

تكنولوژی های انتقالی :

FSK(Frequency Shift Keying)تكنيك مودمهای قديمی : انتخاب فركانسهای مختلف برای كاراكترهای مختلف با توجه به كد اسكی ASCII آنها. در FSK از يک فرکانس ( tone) متفاوت برای بيت های متفاوت استفاده می گرديد. زمانيکه يک مودم متصل به ترمينال با مودم متصل به کامپيوتر تماس می گرفت، مودم متصل به ترمينال مودم، originate ناميده می شود. مودم فوق برای مقدار" صفر" ، فرکانس 1070 هرتز و برای مقدار" يک"، فرکانس 1270 هرتز را ارسال می نمايد. مودم متصل به کامپيوتر را مودم Answer می نامند. مودم فوق برای ارسال مقدار" صفر" ، فرکانس 2025 هرتز و برای مقدار" يک" ، فرکانس 2225 هرتز را ارسال می کرد.با توجه به اينکه مودم های فرستنده و گيرنده از فرکانس های متفاوت برای ارسال اطلاعات استفاده می کردند، امکان استفاده از خط بصورت همزمان فراهم می گرديد. عمليات فوق Full-duplex ناميده می شود. مودم هائی که صرفا" قادر به ارسال اطلاعات در يک جهت در هر لحظه می باشند half-duplex ناميده می شوند. دستگاهی با نام UART موجود در ترمينال بايت ها را به بيت تبديل و آنها را از طريق پورت سريال (RS-232 Port) در هر لحظه ارسال می دارد.

·PSK (Phase Shift Keying) برتر از تكنولوژي منسوخ FSK. انتقال اطلاعات در اين مودمها بر پايه ايجاد اختلاف فاز در سيگنال ارسالي بر حسب كدهاي اسكي ASCIIميباشد.

 

Asymmetric digital subscriber line)ADSL هر منزل و يا محل کار دارای يک کابل مسی اختصاصی بين محل مورد نظر و شرکت مخابرات مربوطه می باشد.ADSL قادر به حمل حجم بالائی از داده نسبت به سيگنال 3000 هرتزی مورد نياز برای کانال های صوتی تلفن می باشد

 

بررسي لايه فيزيكي مودمها:

اساس ساختمان يك مودم:

1.منبع تغذيه : وظيفه » تهيه ولتاژ مطلوب مورد نظر براي مدارات

2.واحد فرستنده : شامل

الف : مدولاتور (تلفيق كننده) : تبديل اطلاعات و داده

هاي ديجيتالي به سيگنالهاي آنالوگ.

ب: مدارات فيلتر ، تركيب امواج و اضافه نمودن بيتهاي

كنترلي به سيگنالهاي ديجيالي حاوي داده ها در هنگام

ارسال.

3.واحد گيرنده : شامل دمدولاتور (تجزيه كننده) ميباشد.سيگنالهاي آنالوگ را دريافت و در واحد پردازش مدولاسيون(تلفيق) آنها را پردازش و داده هاي دجيتالي اصلي را بر ميگرداند.

مودم به شبكه تلفن سوئيچينگ عمومي ( PSTN )وصل ميشود.

رابطهاي اصلي اتصال مودم :

  • RS-232-C رابط 25 پين . مودمهاي قديمي
  • RS232رابط 9 پين ، مودمهاي قديمي
  • رابط سريال Com3 , Com4 مودمهاي داخلي Internal امروزي (همان سطح Rs232 ميباشند)
  • رابط USB مودمهاي خارجي (External) امروزي . سرعت بهتر. كيفيت و رفع خطاي بيشتر و قطع ارتباط كمتر.

 

 

عمليات Multiplex :

شيوه اي از به اشتراك گزاري كانالهاي اطلاعاتي ميان كاربران. ايجاد فاصله هاي زماني خاص ميان كاربران.

روش مدولاسيون بايتي‌:

در اين روش از تركيب فركانسها‌، دامنه آنها و شيفت دهي فاز سيكنالها استفاده ميشود. اينروش در مودمهاي مدرن امروزي جايگاه خاصي دارد. در مودمهاي قديمي فقط تغيير فركانس در مدولاسيون صورت ميگرفته.

 

لايه ارتباط داده ها در مودمها :

  • شفاف سازي داده ها : انباشت و ارسال زنجيره اي داده ها در قالبها و قابهاي مشخص.
  • ارسال داده ها‌: قابليت Full-Duplex (ارسال و دريافت مضاعف دوطرفه).
  • كشف و تصحيح خطا : قابليت CRC (Cyclical Redundancy Check) تست نسخه پشتيبان چرخشي. وارسي خطاي N بيت‌،N بيت داده ها كه N از حد اكثر طول رشته خطا بيشتر است. روش دوم روش كنترل اعشار X-ON / X-OFF است كه بر مبناي كدهاي ASCII ميباشد.
  • فشرده سازي داده ها / كد نمايي : تمام مودمهاي جديد از يك شيوه استاندارد و مشترك براي فشرده سازي و كد / دكد نمودن بر مبناي كدهاي ASCII تبعيت ميكنند.

انواع استانداردهاي مودمها :

1.     V.22 فراهم سازي سرعت 1200 b/s با 600 باود (Baud) «تغيير حالت در هر ثانيه»

2.     V.22bis فراهم سازي سرعت 2400 b/s با 600 باود (Baud)

3.     V.32 فراهم سازي سرعت4800 b/s or 4800 b/s با 600 باود (Baud)

4.     V.32bis فراهم سازي سرعت 19600 b/s قابل تنظيم وكاهش.

5.     V.34 فراهم سازي سرعت 28800 b/s و حمايت از استانداردهاي V.32 و V.32bis

6.     V.34bis فراهم سازي سرعت 33600 b/s

7.     V.35 بدنه اصلي ارتباط شبكه هاي گسترده با شبكه هاي كوچك. ارتباط چندين خط تلفن به صورت گروهي.

8.     V.42 حمايت از استانداردهاي V.32 و V.32bis با اين تمايز كه كشف و تصحيح خطا در آن بهتر و پيچيده تر شده است.

9.     V.90 فراهم سازي سرعت بال تر از56000 b/s قابل استفاده براي توپولوژي X2 از 3Com و نيز Rockwell K56flex

 

مودم های کابلی:

  در برخی از کشورهای دنيا نظير امريکا ساليان متمادی است که مردم از تلويزيون های کابلی استفاده می نمايند. تنوع شبکه های تلويزيونی و کيفيت تصاوير از مهمترين دلايل گرايش مردم به تلويزيون های کابلی است . مشترکين تلويزيون های کابلی دارای يک گزينه مناسب جهت اتصال به اينترنت می باشند : مودم های کابلی  . مودم های کابلی با تکنولوژی DSL رقابت می نمايند.

 مبانی مودم های کابلی :

    هر يک از سيگنال های تلويزيون در تلويزيون های کابلی دارای کانالی به اندازه 6 مگاهرتز ( شش ميليون سيکل در ثانيه ) است. کابل های کواکسيال استفاده شده در تلويزيون های کابلی قادر به حمل صدها سيگنال مگاهرتزی می باشند. در سيستم تلويزيون های کابلی ، سيگنال های مربوط  به هر کانال، پهنای باندی به اندازه 6 مگاهرتز را اشغال می نمايند. در اغلب سيستم های فوق صرفا" از کابل کواکسيال استفاده می گردد. در ساير سيستم ها از فيبر نوری  استفاده می گردد. ارسال سيگنا لها از طريق فيبر تا نزديکترين ناحيه و يا محل ، انجام و در ادامه سيگنالهای مورد نظر با استفاده از کابل های کواکسيال به منزل مشترکين انتقال داده می شوند.

     شرکت هائی که امکان دستيابی به اينترنت را از طريق کابل فراهم می نمايند ، قادر به ارسال  اطلاعات و داده های اينترنت  ازطريق کابل خواهند بود. علت اين امر برخورد  مودم های کابلی با  داده ها  بصورت downsteam است.  ( اطلاعات  از اينترنت برای هر کامپيوتر و از طريق يک کانال 6 مگاهرتزی ارسال می گردد ) در زمان ارسال اطلاعات  توسط کاربران ، هر يک از کاربران به پهنای باند بمراتب کمتری ( دو مگاهرتز) نياز خواهند داشت. بمنظور ارسال اطلاعات و دريافت اطلاعات کاربران از طريق مودم های کابلی به دو دستگاه خاص نياز است : يک مودم کابلی( در محل مشترک )و يک "سيستم توقف مودم کابلی" CMTS)Cable Modem termination system)  در محل شرکت ارائه دهنده خدمات .

 

اجزای يک مودم کابلی :

    مودم های کابلی می توانند از نوع داخلی (Internal)  و يا خارجی (External) باشند.  مودم های کابلی دارای اجزای اساسی زير می باشند :

•       يک Tuner

•       يک Demodulator

•       يک Modulator

•       يک دستگاه MAC)media access control)

•       يک ريزپردازنده

در ادامه  هر يک از اجزای فوق تشريح می گردد.

 

Tuner :

Tuner     به کابل مربوطه متصل خواهد شد. در برخی حالات از يک Splitter ( تقسيم کننده ) بمنظور نفکيک کانال داده اينترنت از کانال های تلويزيونی استفاده می گردد. tuner سيگنال های مدوله شده ديجيتال را دريافت و آنها را در اختيار demodulator قرار می دهد. در برخی حالات tuner از يک diplexer استفاده می نمايد. diplexer ، امکان استفاده tuner از يک مجموعه فرکانس ها ( معمولا" بين 42 و 850 مگا هرتز ) برای ترافيک downstream و مجموعه ديگر از فرکانس ها ( معمولا"  5 و 42 مگاهرتز  ) را برای ترافيک upstream  فراهم می نمايد. در برخی از سيستم ها ( در اغلب سيستم هائی که دارای محدوديت ظرفيت برای کانال می باشند ) ، از tuner مودم کابلی برای داده های Downstream و از يک مودم معمولی (Dial-Up) برای ترافيک upstream استفاده می گردد. در هر يک از موارد فوق ، tuner پس از دريافت سيگنال ، آن را برای يک demodulator ارسال خواهد کرد.

 

Demodulator :

    اکثر demodulator ها ، چهار عمليات اساسی را انجام می دهند . يک سيگنال راديوئی ( حاوی اطلاعات رمز شده با تغيير amplitude و phase)  را بعنوان ورودی گرفته و آن را به يک سيگنال ساده قابل پردازش توسط يک "مبدل آنالوگ به  ديجيتال "  ، تبديل می نمايد. مبدل مربوطه پس از دريافت سيگنال ( ولتاژ آن متغير است ) ، آن را به مجموعه ای از صفر و يک تبديل می نمايد. در فرآيند فوق از يک ماژول تصحيح کننده خطاء ، بمنظور بررسی صحت اطلاعات دريافت شده استفاده خواهد شد. بدين ترتيب در صورت بروز خطاء در ارسال اطلاعات ، امکان تشخيص و برخورد با آنان وجود خواهد داشت .

 

Modulator :

   در مودم های کابلی که از سيستم کابل برای ترافيک upstream استفاده می نمايند،از  يک modulator  بمنظور تبديل داده های ديجيتال به سيگنا ل های راديوئی برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.  عنصر فوق از سه بخش مجزا تشکيل شده است :

•       يک بخش بمنظور درج اطلاعات استفاده شده برای تصحيح خطاء

•       يک QAM modulator

•       يک مبدل ديجيتال به آنالوگ

MAC :

MAC      بين بخش های Downstream و Upstream يک مودم کابلی قرار گرفته و بعنوان يک اينترفيس بين بخش های نرم افزاری و سخت افزاری ، پروتکل های متفاوت شبکه ها عمل می نمايد. تمام دستگاههای شبکه دارای MAC می باشند. در مودم های کابلی با توجه به پيچيدگی موجود، سعی می گردد که برخی از عمليات مربوط به  MAC توسط پردازنده اصلی مودم کابلی صورت پذيرد.

ريزپردازنده :

    عملکرد ريزپردازنده   بستگی به نوع انتظارات مربوطه از مودم های کابلی و نحوه تامين انتظارات دارد.در برخی موارد مودم کابلی خود بعنوان بخشی از يک سيستم کامپيوتری بزرگ بوده و يا ممکن است دستيابی به اينترنت بدون وساطت عناصر  ديگر ، مستقيما" توسط مودم کابلی انجام گردد.

CMTS))Cable Modem termination system) (:

    عملکرد CMTS در مودم های کابلی (  تجهيزات نصب شده در شرکت ارائه دهنده خدمات فوق ) ، مشابه DSLAM در DSL است . CMTS ، ترافيک  مجموعه ای از مشترکين را اخذ و پس از استقرار  در يک کانال ، آنها  را برای مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت (ISP) ارسال می دارد. اطلاعات ارسال شده توسط ISP برای تمام مشترکين فرستاده خواهد شد. ( نظير شبکه های اترنت ) . تشخيص اينکه اطلاعات ارسالی مربوط به کداميک از مشترکين است برعهده تجهيزات استفاده شده در محل مشتری است . اطلاعاتی که توسط مشترکين برای CMTS ارسال می گردد ،توسط ساير مشترکين قابل مشاهده نخواهد بود. پهنای باند مربوطه برای ارسال اطلاعات مشترکين به مجموعه ای از واحدهای زمانی ( بر حسب ميلی ثانيه ) تقسيم و هر يک از کاربران قادر به استفاده از پهنای باند فوق در يک مقطع زمانی پيوسته خواهند بود.

    يک CMTS قادر به ارسال اطلاعات 1.000 کاربر اينترنت از طريق يک کانال 6 مگاهرتزی است . هر کانال قادر به ارسال 30 تا 40 مگابيت در ثانيه است . بدين ترتيب کاربران دارای سرعت و کارآئی بمراتب بيشتر نسبت به مودم های معمولی می باشند.

    در صورتيکه کاربری با استفاده از مودم کابلی به اينترنت متصل گردد ( صرفا" کاربر فوق در لحظه مورد نظر به اينترنت متصل است ) ، تمام پهنای باند موجود به وی اختصاص داده خواهد شد . بموازات ورود ساير کاربران به شبکه و يا انجام عمليات سنگين توسط برخی از کاربران ، سرعت و کارآئی هر يک از کاربران بمنظور دستيابی به اطلاعات افت خواهد کرد ( پهنای باند بصورت مشترک بين تمام کاربران و بر اساس يک الگوريتم زمانبندی خاص اختصاص داده می شود ) در چنين مواردی ، شرکت های ارائه دهنده خدمات مودم کابلی می بايست يک کانال جديد را اضافه و با توزيع مناسب کاربران بر روی هر يک از کانال های موجود ، قادر به برطرف نمودن مشکل سرعت و کارآئی کاربران و مشترکين خود می باشند. کارآئی دستيابی به اينترنت با استفاده از مودم های کابلی بر خلاف خطوط ADSL ، به مسافت موجود بين مشترک و شرکت ارائه دهنده خدمات ، بستگی ندارد.

 

 

ارزيابي كيفيت مودمهاي سري 56k :

بر طبق قواننين FCC همه سازندگان مودم بايد اين فاكتورها را همراه مودم به خريدار ارائه دهند :

1.محدوديت هاي پهناي باند

2.ميزان نويز پذيري در خطوط تلفن

3.(تكنولوژي) مبدل ديجيتال به آنالوگ

4.(تكنولوژي) مبدل آنالوگ به ديجيتال

5.نوع و شيوه پردازشها و قالب بندي داده ها

اكنون به بررسي جزئيات ميپردازيم:

1.     پهناي باند : پهناي باند خطوط تلفن 3000 هرتز است . اين پهناي باند است كه ظرفيت انتقال اطلاعات روي باند را به ما نشان ميدهد.

bit rate = bandwidth*(log2(1 + S/N))

53000 bps = (3000 Hz)*(log2(1 + S/N))

so the S/N must be at least 208545. SNR = 10 log(S/N) = 53.2 dB

2.     مبدل ديجيتال  آنالوگ  ديجيتال : با توجه به تكنولوژي مبدلهاست كه ميتوان فاكتورهاي حياتي اي از كيفيت مودم به دست آورد. مثلا ميزان نويز پذيري مودم. در مودمها يك واحد بسيار مورد توجه است ، Quantization noise يا ميزان پله اي كردن نويز :

quantization noise = (1/2^q)^2

if signal = 1, then S/N = 2^2q

2^2q = 3162.3

q = 5.81 bits

3.     قالب بندي اطلاعات : پروتكل معروف PPP از فرمت قالب بندي HDLCاستفاده ميكند.به جدول زير نگاه كنيد :

 

Flag

Address

Control

Data

FCS

Flag

# of bits

8

8 or 16

8 or 16

variable

16 or 32

8

 

 

مودم :

·آسنكرون(آنالوگ) : پهناي باند كوتاه . روش ارتباطي يك طرفه.داده‏ها را در قالب يك جريان متناوب از بسته‏هاي داده‏اي كوچك ارسال مي‏كند

·سنكرون : معمولا در محيط‏هاي leased-line مورد استفاده قرار مي‏گيرند و در اين تكنيك از مالتي پلكسرها براي برقراري ارتباط بين ترمينالها و سرورها و كامپيوترهاي mainframe استفاده مي‏گردد

اينترنت بدون کابل : در سال 1997 ، شرکت های نوکيا ، موتورولا ، اريکسون و Phone.com ، پروتکل (Wireless Application Protocol (WAP را ايجاد کردند. هدف از پروتکل فوق ارائه استاندارد لازم بمنظور پياده سازی اينترنت بدون کابل بود.

VDSL : پهنای باند بسيار بالائی را ارائه و سرعت انتقال اطلاعات 52 مگابيت در ثانيه است . سرعت فوق در مقايسه با DSL ( حداکثر سرعت 8 تا ده مگابيت در ثانيه ) و يا مودم های کابلی بسيار بالا بوده و قطعا" نقطه عطفی در زمينه دستيابی به اينترنت از نظر سرعت خواهد بود. نقطه عطف قبلی،  گذر از مرحله استفاده از مودم های با ظرفيت 56 کيلو بيت در ثانيه بهbroadband بود ( مودم های کابلی و خطوط DSL) .

 

مقايسه انواع  DSL  :

    نمونه های متفاوتی از تکنولوژی DSL تاکنون پياده سازی شده است :

● Asymmetric DSL)ADSL) . .درمدل فوق بدليل تفاوت سرعت دريافت و ارسال اطلاعات  از واژه " نامتقارن " استفاده شده است . ماهيت عمليات انجام شده توسط کاربران اينترنت بگونه ای است که همواره حجم اطلاعات دريافتی بمراتب بيشتر از اطلاعات ارسالی است .

● High bit-rate DSL)HDSL) . سرعت مدل فوق در حد خطوط T1 است ( 1/5 مگابيت در ثانيه ) .سرعت دريافت و ارسال  اطلاعا ت در روش فوق يکسان بوده و بمنظور ارائه خدمات نياز به دو خط مجزا نسبت به خط تلفن معمولی موجود است .

● ISDN DSL)ISDL) . مدل فوق در ابتدا در اختيار کاربران استفاده کننده از ISDN  قرار گرفت. ISDL در مقايسه با ساير مدل های DSL دارای پايين ترين سرعت است . سرعت اين خطوط 144 کيلوبيت در ثانيه است ( دو جهت ) .

●Multirate Symmetric DSL)MSDSL  ) . در مدل فوق سرعت ارسال و دريافت اطلاعات يکسان است . نرخ سرعت انتقال اطلاعات توسط مرکز ارائه دهنده سرويس DSL ، تنظيم می گردد.

● Rate Adaptive)RADSL) . متداولترين مدل ADSL بوده و اين امکان را به مودم خواهد داد که سرعت برقراری ارتباط را با توجه به عواملی نظير مسافت  و کيفيت خط تعيين نمايد.

● Symmetric DSL)SDLS ) . سرعت ارسال و دريافت اطلاعات يکسان است . در مدل فوق بر خلاف HDSL که  از دو خط مجزا استفاده می نمايد ، صرفا" به يک خط نياز خواهد بود.

● Very high bit-rate)VDSL ) . مدل فوق بصورت "نامتقارن " بوده و در مسافت های کوتاه  بهمراه  خطوط مسی تلفن استفاده می گردد.

● Voice-over DSL)VoDSL) . يک نوع خاص از  IP تلفنی است . در مدل فوق چندين خط تلفن ترکيب و به يک خط تلفن تبديل تبديل می شوند.

 

3-2 : کارت شبکه :

از نظر سخت افزاری دو نوع کارت شبکه داریم :

-         کارت NIC که برای LAN  استفاده میشود.

-         Modem  که در شبکه های ون بکار می رود .

 نقش کارت شبکه :

کارت شبکه به عنوان رابطه فیزیکی یا اتصال بین کامپیوترکابل شبکه عمل میکند این کارت ها در هر یک از  Slotهای کامپیوترقابل نصب اند. بعد از نصب کارت شبکه، کابل شبکه به درگاه کارت متصل شده و ارتباط  فیزیکی واقعی بین کامپیوتر و باقی شبکه برقرارمیشود.

وظایف کارت شبکه :

- ارسال داده ها به کامپیوتر دیگر.

- دریافت داده ها .

- کنترل جریان داده ها میان کامپیوتروسیم کابل کشی .

کارت شبکه شامل سخت افزار ومیان افزارFirmwave است میان افزار به روتین های نرم افزاری که در حافظه  Rom ذخیره می شو ند، می گویند .

ارسال : اطلاعاتی که از کامپیوتر وارد کارت میشود، به صورت موازی اند. این اطلاعات برای انتقال از طریق  سیم باید به صورت سری تبدیل شوند این عمل را کارت شبکه انجام میدهد .

دریافت : اطلاعات از سیم به صورت سری دریافت میشود کارت شبکه آنها را به صورت موازی تبدیل کرده  و به کامپیوتر ارسال میکند                                                                 

 .

کنترل : در زمان ارسال ودریافت اطلاعات باید یکسری اطلاعات کنترلی رد و بدل شوند. ارسال این اطلاعات کنترلی را کارت شبکه برعهده  دارد.

ترنسیور: بخشی از کارت است که عمل تبدیل اطلاعات سری به موازی را به عهده دارد                                                                                                                                       

اطلاعاتی که در زمان کنترل ارسال میشود:

1-حداکثر اندازه بسته ای که ارسال میشود چقدر است.

2-حجم اطلاعات کنترلی چقدر است .

3-فواصل زمانی میان ارسال هر بسته چقدر است .

4-مدت زمانی که باید منتظر جواب برگشت (Ack)  باشد.

5-حجم اطلاعاتی که هر کارت میتواند قبل از سر ریز شد ن درخود نگه دارد.

6-سرعت ارسال داده ها .

 روی کارت شبکه chipsetهای گوناگون وجود دارد وظیفه قسمت کنترل توسط این chipsedهاتعیین میشود.

 آدرس دهی سخت افزاری ونرم افزاری:

   هر کامپیوتر برای آنکه در شبکه شناسایی شود نیاز به آدرسی دارد. درسیستم عامل ناول برای کامپیوتر نامی اختصاص میداند ولی امروزه علاوه به نام، عدد منحصر به فردی نیز بدهد کامپیوتراختصاص داده میشود.

   آدرسی که در حافظه bios کارت شبکه ثبت میشود آدرس سخت افزار کارت شبکه نام دارد. این آدرس سخت افزاری منحصر به خود است، ولی کار با این آدرس مشکل است لذا برای هر کامپیوتر نامی تعیین میشود درTCP/IPهر sewerیک  URL دارد ولی علاوه بر  URLیک آدرسIP هم وجود دارد.آدر IP وURL آدرس های نرم افزاری اند.

سرعت های مختلف کارت :

کارت های رایج امروزی سرعت های10/ 100Mb/p  را دارند  .   

امروزه سرعت های1000 /100/ 10 هم وجود دارد. 

   روی کارت ها LED هايی وجود دارد مثلا در زمان اتصال به HUB، لامپ ACT روشن می شود که نشان می دهد تمام ارتباطات تا Hub درست می باشد. در بعضی کارتها چشمک زدن Actنشان دهنده تبادل اطلاعات می باشد. 

 

پيکربندی سخت افزاری و نرم افزاری :

    کارت های شبکه قديمی يکسری Jumper داشتند که تنظيمات آنها از طريق اين Jumper ها انجام می شد. کارت های امروزی Jumperless اند یعنی به صورت Plug and play عمل می کنند و نيازی به تنظيم توسط کاربر ندارند و توسط سيستم عامل تشخيص داده شده و کار می کنند. به عمل تنظيم اين Jumperها Setting گفته می شود. در نمونه های جديد کارت به جای Jumper از D.S استفاده می شود که دو حالت ON و OFF دارند .

  خطوط درخواست وقفه (IRQ)

    خطوط درخواست وقفه، خطوط سخت افزاری هستند که وسايلی مانند درگاههای I/O، صفحه کليد، کارت شبکه و ... می توانند وقفه درخواست خود را برای سرويس گرفتن از ميکرو پروسسور کامپيوتر از طريق آن ارسال کنند. وقتی کارت شبکه يک درخواست به کامپيوتر می فرستد از يک وقفه استفاده می کند يعنی يک سيگنال الکترونيکی به CPU کامپيوتر می فرستد.در اغلب موارد IRQ3 وIRQ5 برای کارت شبکه مورد استفاده قرار می گيرد. به طور پيش فرض IRQ5 برای کارت شبکه استفاده می شود. 

نرم افزار MSD (Microsoft Director):

   برای اطلاع از اينکه کدام يک از IRQ ها آزاد هستند از اين نرم افزار استفاده می شود. 

 

آدرس پايه I/O (Base I/O Address) :

    کانالی که اطلاعات از طريق آن بين سخت افزار کامپيوتر (کارت شبکه) و CPU مبادله می شود اين درگاه از ديد CPU يک آدرس است.شماره درگاه پيش فرض کارت شبکه 300-30F(H)  يا  310-31F (H) است.

 

 آدرس حافظه پايه Base memory :

   آدرس حافظه پايه، محلی را در حافظه کامپيوتر RAM مشخص می کند که توسط کارت شبکه به عنوان بافر برای ذخيره موقت بسته های اطلاعاتی دريافتی و ارسال مورد استفاده قرار می گيرد.آدرس حافظه پايه برای کارت شبکه اغلب D8000 است.بعضی از کارت ها دارای بافر هستند که اين بافر به حجم حافظه آنها اضافه می شود. 

اصطلاح DMA Direct memory Access ( دسترسی مستقيم به حافظه):

    به عمل دسترسی مستقيم به حافظه بدون در نظارت CPU گفته می شود. در اين روش داده ها مستقيما از بافر کارت شبکه به حافظه کامپيوتر انتقال می يابد و از ريزپردازنده کامپيوتر استفاده نمی شود.

انواع پورت های کارت شبکه :

1-     پورت ذوزنقه ای يا پورت AUI ياDIX که يک رابط 15 سوزنه است و از قوانين 10base5 استفاده می کند و با کابل coaxial  ضخيم بکار می رود.

2-     پورت دايره ای شکل يا پورت BNC که از قانون 10base2 و کابل Coaxial  نازک استفاده می شود.

3-     پورت مربعی شکل يا پورت Rj45 که از قانون 10baseT استفاده و با کابل UTP Cat5/cat3 بکار می رود.

انواع کارت شبکه بر اساس نوع Slot :

Slot های کامپيوترهای شخصی دارای چهار نوع معماری می باشند.

-          ISA

-          EISA

-          MCA

-          PCI 

ISA:

   قديمی ترين نوع کارت شبکه از نوع ISA هستند. ISA های اوليه 8 بيتی بودند و سرعت آنها 10MB می باشد. در سال 1984،ISAهای 16 بيتی ايجاد شدند که شکاف های آنها دو شکاف پشت سر هم بود. 

EISA  :

EISA     يک گذرگاه 32 بيتی برای انتقال داده است.

MCA :

   معماری MCA  ازنظر فيزيکی و الکترونيکی با گذرگاه ISA ناسازگار است.

 PCI  :

   يک گذرگاه 32 بيتی است که امروزه از اين نوع کارتها استفاده می شود که دارای سرعت 10/100 MBit اند. 

:BOOTROM

    در تمام کارت های شبکه يک مکان خالی IC وجود دارد که 28 پايه دارد اين مکان، جای BootRom است.در برخی محيط ها، امنيت شبکه آنقدر اهميت دارد که از ديسک درايو در دستگاهای کاری استفاده نمی شود. بدون ديسک درايو کاربران نمی توانند اطلاعات را از ديسک و يا به ديسک سخت کپی کنند بنابراين نمی توان هيچ دادهای از سايت شبکه خارج نمايند. در کامپيوترهايی که ديسک سخت وجود دندارد از يک تراشه به نام بوت رام برای بوت کردن کامپيوتر استفاده می شود که بعد از بوت شدن به شبکه متصل شود که اصطلاحا Disckless نام دارد. برای تنظيم بوت رام جامپرهايی وجود دارد که حالت Disable و Enable دارند ولی امروزه اين تنظيمات نرم افزاری انجام می شود. 

چند مشخصه مهم يک کارت :

1-     مارک Chipset و نام آن: اساسی ترين مشخصه روی کارت شبکه است.

2-     استاندارد: کارت ها دارای چه استانداردی هستند 10basetو 10base2 و100basetx

3-     Base I/O Address

4-     سرعت انتقال  data transmition

5-     کابل های ارتباط  Cable Connections

6-     Ledهای روی کارت

7-     Bus Interface

8-     Wake on lan قابليت خواب و بيداری

9-     قابليتی است که کامپيوتر می تواند در حالت standby باشد زمانی که پکت می رسد از حالت Standby خارج شده و پکت را دريافت و دوباره به حالت Standby رود.