پهنای باند

پهنای باند

اسلاید 1: کانال تلگرامی بانک پاور پوینت @PptBankhttps://telegram.me/joinchat/CrBIZT1leC0x3lRhxgL_5g

اسلاید 2: بسم الله الرحمن الرحیمپهنای باندBandwidthتهیه کننده: جمال زیارتی

اسلاید 3: پهنای باند چیست؟پهنای باند از جمله واژه های متداول در دنیای شبکه های کامپیوتری است که به نرخ انتقال داده توسط یک اتصال شبکه و یا یک رابط-اینترفیس (Interface)، اشاره می نماید. این واژه از رشته مهندسی برق اقتباس شده است. در این شاخه از علوم، پهنای باند نشان دهنده مجموع فاصله و یا محدوده بین بالاترین و پائین ترین سیگنال بر روی کانال های مخابرانی (باند)، است. به منظور سنجش اندازه پهنای باند از واحد تعداد بیت در ثانیه و یا bps استفاده می شود. پهنای باند تنها عامل تعیین کننده سرعت یک شبکه از زاویه کاربران نبوده و یکی دیگر از عناصر تاثیرگذار، میزان تاخیر در یک شبکه است که می تواند برنامه های متعددی را که بر روی شبکه اجراء می گردند، تحت تاثیر قرار دهد

اسلاید 4: تولید کنندگان تجهیزات سخت افزاری شبکه در زمان ارائه محصولات خود تبلیغات زیادی را در ارتباط با پهنای باند، انجام می دهند. اکثر کاربران اینترنت نسبت به میزان پهنای باند مودم خود و یا سرویس اینترنت Braodband دارای آگاهی لازم می باشند. پهنای باند، ظرفیت اتصال ایجاد شده را مشخص نموده و بدیهی است که هر اندازه ظرفیت فوق بیشتر باشد، امکان دستیابی به منابع شبکه با سرعت بیشتری فراهم می گردد. پهنای باند، ظرفیت تئوری و یا عملی یک اتصال شبکه و یا یک اینترفیس (Interface) را مشخص نموده که در عمل ممکن است با یکدیگر متفاوت باشند. مثلا یک مودم V.90 پهنای باندی معادل Kbps56 را در حالت سقف پهنای باند حمایت می نماید ولی با توجه به محدودیت های خطوط تلفن و سایر عوامل موجود، عملا امکان رسیدن به محدوده فوق وجود نخواهد داشت. یک شبکه اترنت سریع نیز از لحاظ تئوری قادر به حمایت پهنای باندی معادل Mbps100 است، ولی عملا این وضعیت در عمل محقق نخواهد شد (تفاوت ظرفیت تئوری پهنای باند با ظرفیت واقعی).

اسلاید 5: پهنای باند بالا و :Broadbandدر برخی موارد واژه های پهنای باند بالا و Broadband به جای یکدیگر استفاده می گردند. کارشناسان شبکه در برخی موارد از واژه پهنای باند بالا به منظور مشخص نمودن سرعت بالای اتصال به اینترنت استفاده می نمایند. در این رابطه تعاریف متفاوتی وجود دارد. این نوع اتصالات، پهنای باندی بین Kbps64 تا Kbps300 و یا بیشتر را ارائه می نمایند. پهنای باند بالا با Broadband متفاوت است. Broadband، نشان دهنده روش استفاده شده به منظور ایجاد یک ارتباط است در صورتی که پهنای باند، نرخ انتقال داده از طریق محیط انتقال را نشان می دهد. اندازه گیری پهنای باند شبکه به منظور اندازه گیری پهنای باند اتصال شبکه می توان از ابزارهای متعددی استفاده نمود. برای اندازه گیری پهنای باند در شبکه های محلی (LAN)، از برنامه هائی نظیر netpref و ttcp، استفاده می گردد.

اسلاید 6: در زمان اتصال به اینترنت و به منظور تست پهنای باند می توان از برنامه های متعددی استفاده نمود. تعداد زیادی از برنامه های فوق را می توان با مراجعه به صفحات وب عمومی استفاده نمود. صرف نظر از نوع نرم افزاری که از آن به منظور اندازه گیری پهنای باند استفاده می گردد، پهنای باند دارای محدوده بسیار متغیری است که اندازه گیری دقیق آن امری مشکل است. تاخیر پهنای باند صرفا یکی از عناصر تاثیر گذار در سرعت یک شبکه است. تاخیر (Latency) که نشان دهنده میزان تاخیر در پردازش داده در شبکه است، یکی دیگر از عناصر مهم در ارزیابی کارآئی و سرعت یک شبکه است که دارای ارتباطی نزدیک با پهنای باند می باشد. از لحاظ تئوری سقف پهنای باند ثابت است. پهنای باند واقعی متغیر بوده و می تواند عامل بروز تاخیر در یک شبکه گردد. وجود تاخیر زیاد در پردازش داده در شبکه و در یک محدوده زمانی کوتاه می تواند باعث بروز یک بحران در شبکه شده و پیامد آن پیشگیری از حرکت داده بر روی محیط انتقال و کاهش استفاده موثر از پهنای باند باشد.

اسلاید 7: تاخیر و سرویس اینترنت ماهواره ای دستیابی به اینترنت با استفاده از ماهواره به خوبی تفاوت بین پهنای باند و تاخیر را نشان می دهد. ارتباطات مبتنی بر ماهواره، دارای پهنای باند و تاخیر بالائی می باشند. مثلا زمانی که کاربری درخواست یک صفحه وب را می نمائید، مدت زمانی که بطول می انجامد تا صفحه در حافظه مستقر گردد با این که کوتاه بنظر می آید ولی کاملا ملموس است. تاخیر فوق به دلیل تاخیر انتشار است. علاوه بر تاخیر انتشار، یک شبکه ممکن است با نوع های دیگری از تاخیر مواجه گردد. تاخیر انتقال (مرتبط با خصایص فیزیکی محیط انتقال) و تاخیر پردازش (ارسال درخواست از طریق سرویس دهندگان پروکسی و یا ایجاد Hops بر روی اینترنت) دو نمونه متداول در این زمینه می باشند. اندازه گیری تاخیر در یک شبکه از ابزارهای شبکه ای متعددی نظیر Ping و Traceroute می توان به منظور اندازه گیری میزان تاخیر در یک شبکه استفاده نمود. برنامه های فوق فاصله زمانی بین ارسال یک بسته اطلاعاتی از مبداء به مقصد و برگشت آن را محاسبه می نمایند. به زمان فوق Round-Trip، گفته می شود.

اسلاید 8: Round-Trip تنها روش موجود به منظور تشخیص و یا بدست آوردن میزان تاخیر در یک شبکه نبوده و در این رابطه می توان از برنامه های متعددی استفاده نمود. پهنای باند و تاخیر دو عنصر تاثیر گذار در کارائی یک شبکه می باشند. معمولا از واژه QoS (Quality of Service) به منظور نشان دادن وضعیت کارآئی یک شبکه استفاده می گردد که در آن دو شاخص مهم پهنای باند و تاخیر مورد توجه قرار می گیرد.معمولا پهنای باند براي ISP هاي خيلي کوچک Kbps64 است و براي ISP هاي بزرگتر اين مقدار افزایش مي یابد و براي ISP هاي خيلي بزرگ تا Mps2 و حتی بیشتر هم مي رسد و یا حتی بیشتر.

اسلاید 9: انواع پهنای باندپهنای باند بر دو نوع است:Shared BandwidthDedicated Bandwidth

اسلاید 10: Shared Bandwidthاين نوع پهنای باند ارزان بوده و در آن تضمینی براي تامین پهنای باند طبق قرارداد براي مشترک وجود ندارد. چراکه اين پهنای باند بين تعداد زيادي ISP مشترک بوده و همگی از آن استفاده مي کنند. بنابراین طبيعي است در ساعات پر ترافیک پهنای باند ISPها کاهش پیدا کند و به حد خیلی کمتر از مقدار توافقی برسد.

اسلاید 11: Dedicated Bandwidthاين نوع پهناي باند گران تر بوده اما در آن استفاده از سقف پهناي باند در تمام ساعات شبانه روز تضمين شده است. زيرا پهناي باند به صورت اختصاصي به مشترک اختصاص يافته است.

اسلاید 12: Bandwidth Qualityبه معناي کيفيت پهناي باند مي باشد. کيفيت پهناي باند به دو عامل زير بستگي دارد:Ping TimePacket Loss

اسلاید 13: Ping Timeبه مدت زماني گفته مي شود که يک Packet ازISP  به مقصد يک Host قوي (مثلا http://www.yahoo.com/) در اينترنت ارسال شده و پس از دريافت پاسخ مناسب دوباره به ISP باز مي گردد. هر چه اين زمان کمتر باشد پهناي باند از کيفيت بهتري برخوردار است.

اسلاید 14: Packet Lossهنگامی که يک Packet به اينترنت ارسال مي شود ممکن است که به دلايل مختلف مفقود شده و يا از دست برود. Packet Loss عبارت است از نسبت Packet هاي از دست رفته و مفقود شده به کل Packet ها. هر چه اين نسبت کمتر باشد پهناي باند از کيفيت بهتري برخوردار است

اسلاید 15: پهنای باند از دیدی دیگروقتي شما يك سايت را از مرورگر خود درخواست مي‌كنيد، در حقيقت در حال دانلود يك فايل هستيد كه مي‌تواند يك فايل صفحه وب با فرمت HTML، يك فايل تصويري مثلا با فرمت GIF و يا يك فايل صوتي مثلا با فرمت MIDI و يا تركيبي از آنها باشد. اين فايلها در كامپيوتر شما بارگذاري (Download) شده و از طريق مرورگر وب (Web Browser) به شما نشان داده مي‌شوند. هرگاه كه شما فايلي را دانلود مي‌كنيد، داده‌ ها در مسيري به سمت شما منتقل مي‌شوند كه به اصطلاح به آن Data Transfer مي‌گويند. براي مثال اگر شما صفحه‌اي را با حجم يك كيلوبايت (Kb1) يا 1024 بايت دانلود مي‌كنيد، دقيقا به همان مقدار يعني يك كيلوبايت داده را از سرور آن سايت به كامپيوتر خود منتقل كرده‌ايد. پهناي باند يا Bandwidth پهناي ارتباطي است كه داده ها از طريق آن و از فضاي وب شما انتقال مي‌يابند. يك بازديد از صفحه 100 كيلوبايتي به همان مقدار پهناي باند مصرف مي‌كند كه 100 بازديد از يك صفحه يك كيلوبايتي.

اسلاید 16: راههای تهیه پهنای باندماهوارهخط دیتاماهواره + خط دیتا

اسلاید 17: محيطهاي انتقال اطلاعاتراديويي یا هدایت نشدهكابلي یا هدایت شده که مكان حركت آن مشخص است

اسلاید 18: در روش هدايت نشده انتقال اطلاعات با استفاده از فضاي آزاد (اطراف كره زمين) صورت میگیرد، چون هنگامي كه سيگنال در فضای آزاد قرار ميگيرد كنترلي بر آن نداريم و تابع وضعيت فضا ميشود.تفاوت ميان دو محيط هدايت شده و هدايت نشده در آن است كه در محيط راديويي شكل سيگنال بصورت امواج الكترومغناطيسي است اما درمحيطهاي كابلي دو گروه وجود دارد: يك گروه در قالب سيگنال هاي الكتريكي و يك گروه نيز در قالب سيگنالهاي نوري هستند. در نتيجه سيگنال ما به سه صورت الكتريكي ‍ نوري الكترومغناطيسي میتواند منتقل شود.

اسلاید 19: در محیط هدایت نشده سه نوع اصلی کابل برای تبادل اطلاعات وجود دارد:1- (TP) Twisted Pair: به هم تابیده شده 2- Coaxial: هم محور3- (FOC)Fiber Optic Cables : فیبرنوری

اسلاید 20: کابل کوآکسیالدلیل انتخاب نام کوآکسیال (هم محور) این است که دارای دو هادی در داخل خود هستند که به خلاف کابل های دو هادی دیگر، یکی از هادی های داخل دیگری است و به صورت هم محور قرار گرفته است. یک نمونه از کابل های کوآکسیال در شکل 3.1 نمایش داده شده است. مغز این کابل از جنس مس یکدست و یا افشان می باشد و سیگنالهای الکتریکی را منتقل میکند. دور تا دور مغز کابل لایه ای عایق و روی آن هادی دوم قرار دارد که معمولا به صورت توری از رشته های مسی میباشد و به عنوان اتصال به زمین برای کابل عمل میکند نهایتا کل این مجموعه داخل پوششی عایق از جنس PVC تفلون قرار دارد.

اسلاید 21: کابلهای زوج مارپیچ (Twisted-Pair Cable)کابلهای زوج مارپیچ امروزه متداولترین رسانه شبکه های LAN میباشند، نوع دیگر این کابلها از نوع شیلددار است که (STP) که در محیط هایی که آنها اختلالات الکترومغناطیسی وجود دارد میتواند مورد استفاده قرار گیرد. کابلهای UTP حاوی هشت رشته سیم مسی هستند که هر یک به طور جداگانه دارای عایق مربوط به خود میباشند. هر دو رشته از این هشت رشته به صورت مارپیچ به هم دور هم پیچیده شده اند و مجموعاً چهار جفت رشته سیم مارپیچ بوجود می آورند. وجود این پیچش دو مزیت دارد، اول اینکه سیگنالهای در حال عبور از زوج های مختلف با همدیگر تداخل پیدا نمی کنند و دوم اینکه زوج ها در مقابل اختلالات خارجی مقاومت بالاتری پیدا میکنند. همان طور که در شکل 3.1 (Copper Wire) نشان داده شده است، این چهار جفت داخل یک پوشش دیگر قرار میگیرند. کانکتور های مورد استفاده برای این نوع کابلها RJ-45 نام دارند و دقیقا شبیه به کانکتور های RJ-11 هستند که برای کابلهای تلفن استاندار استفاده می شوند فقط با این تفاوت که بجای چهار یا شش پایه تماس دارای هشت پایه هستند.

اسلاید 22: کابلهای فیبر نوریکابل های فیبر نوری نوعی از رساناهای شبکه هستند که کاملا با زوج مارپیچ و کوآکسیال فرق میکنند و بجای اینکه در آنها سیگنالها به شکل بارهای الکتریکی از طریق هدایت کننده های مسی منتقل شوند، کابلهای فیبر نوری پالت هایی از نور را از طریق هدایت کننده های مسی منتقل میشوند، کابلهای فیبر نوری پالت هایی از نور را از طریق رشته ای نازک از جنس پلاستیک یا شیشه عبور می دهند این نوع کابلها در برابر اختلالات الکترومغناطیسی بر خلاف کابلهای مس کاملا مقاومند، از ویژگی های دیگر آنها میتوان درجه تضعیف (Attenuation) کمتر نسبت به کابلهای مسی را نام برد. تضعیف، گرایش یک سیگنال به ضعیف شدن در طول مسیر خود، می باشد.

اسلاید 23: در کابلهای مسی به دلیل همین پدیده تضعیف بنابر نوع کابل بعد از مسافت 100 تا 500 متر از بین میرود یا قابل اطمینان دیگر نیستند. در عوض در بعضی از انواع کابلهای فیبر نوری یک سیگنال میتواند بدون تضعیف قابل توجهی تل 120کیلومتر را طی کند. بنابراین این نوع کابلها برای متصل کردن شبکه هایی که از همدیگر فاصله زیادی دارند مناسب هستند. کابلهای فیبر نوری به این دلیل که امکان اینکه بدون مختل کردن ارتباط یک لینک بتوان به پالس های نوری آن مخفیانه دسترسی پیدا کرد وجود ندارد ، از کابلهای مسی مطمئن تر هستند.یک کابل کامل فیبر نوری شامل یک مغزی شیشه ای یا پلاستیکی شفاف که پالس های نور را منتقل میکند می باشد. این مغزی توسط توسط یک لایه منعکس کننده به نام کلادینگ (Cladding) دربر گرفته شده است. دو لایه کلادینگ را یک لایه پلاستیکی و بعد آن یک لایه محافظ از جنس فیبرهای کولار (Kevlar) و بعد از آن یک پوشش خارج کلی پوشانده.

اسلاید 24:

اسلاید 25: هدایت نشدهMicro Wave: امواج ماکرو ویو (امواج ریز)Terrestrial: ماهواره ای (فرافضايی)