تكلمنا فى ال Session اللى فاتت عن ال Physical Layer وخلصناها وبداءنا نتكلم عن ال MAC Address وعرفنا انه مكون من 48bits = 12 hexadecimal والرقم ده موجود دائم فال ROM بتاع كارت ال NIC
الراوتر وال PC ليهم MAC Address اما ال Switch ملهوش لان ال Switch ماهو الا وسيله ربط ال PCs ببعض
اذا كل ال DTE ليهم Router , PC MAC Address
و كل ال DCE ليس لهم Switch , Hub MAC Address
وال MAC Address يسمى ايضا Physical Address , H/W Address
وحدود ال MAC Address هى ال LAN اما اذا انتقلنا الى ال WAN سننتقل الى ال IP Address
وهنعرف ليه بعدين
Layer 2 : Data Link Layer - PDU (Protocol Data Unit) :-
MAC Address
MAC Method
MAC Flow Control
MAC Frame
Layer 2 Devices
2- MAC Method :-
وهى الطريقه التى يستخدمها الاجهزه داخل ال Network فالارسال والاستقبال
عرفنا ان جميع الاجهزه المتوصله على ال HUB تعتبر داخل one collision domain وذلك لان ال HUB بي Flood ال data لكل الناس لانه لا يفهم MAC ِAddress اى لا يعرف ال Destination لما بيستلم data من اى جهاز وبذلك لا يستطيع اى جهاز ان يرسل ويستقبل فى نفس الوقت لانه سيحدث Collision
وايضا اذا ارسل اكثر من جهاز data فى نفس الوقت سيحدث collision فما العمل
الحل هو استخدام Technique or Algorithm فالارسال والاستقبال بحيث ينظم هذه العمليه
فال Mobile communication ال algorithms المستخدمه هى CDMA , TDMA , FDMA
اما فال Network فال Algorithm المستخدم هو CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision detection)
ومن اسمه هو algorithm يستخدم لعمل Sense لل Media قبل الارسال حتى نتفادى ال Collision
وفكره هذا البروتوكول ان لو جهاز معين ارسل data فالكل هي sense ال Media وهيلاقيها مشغوله فينتظروا كلهم
All devices on HUB operate in Half Duplex = Can either TX or RX at same time
If a dvices wants to send frame , it should sense it's RX
If RX is free --then device can send frame
If RX is busy--then device should wait
لكن لو فى جهزين عملوا هيرسلوا فى نفس الوقت فهيعملوا Sense فهيلاقوا ال RX is free فهيرسلوا فهيحدذ collision فبذلك هذه الطريقه CSMA/CD تقلل فقط ال Collision و Can't avoid Collision 100%
وبكده نكون قللنا ال Collision لكن فالمقابل السرعه بطيئه جدا ودى مشكله ال HUB
وده اللى دفعنا الى استخدام ال Switch بدلا منه لان ال Switch سيقوم بحل هذه المشكله وطريقه ال CSMA/CD شغاله فقط مع ال HUB واى جهاز لما بيعرف انه متوصل على HUB بيشتغل CSMA/CD اما لو متوصل على Switch فلا يشغل ال CSMA/CD بسبب بطىء ومشاكل هذا ال Algorithm
3- MAC Flow Control :-
ودى الطريقه التى تميز ال Switch عن ال Hub لان هذه الطريقه موجوده فى Layer 2 فقط وال Hub بيفهم Layer 1 فقط
هذه الطريقه مكونه من 3 خطوات وهم ال Bufferinh , Congestion Avoidance , Windowing
3.1-Buffering :-
وهو تخزين ال data التى يتم ارسالها من جميع الاجهزه فى ال RAM داخل ال switch فدى السبب انه لا يحدث collision لان لو ال Hub كان يقدر يعمل buffering لل data كان اكثر من جهاز يقدر يرسل ويستقبل فى نفس الوقت بدون collision
3.2-Congestion Avoidance :-
لما ال RAM تتملىء بال data ويوجد overflow اى ال RAM مش قادره تستقبل اى data اخرى فهيبدا يحصل discard لل data الزياده ولكن لو ال frame اللى جاى data و frame voice فهيقوم بعمل discard for data not voice وذلك لان ال voice or video يعتبر real time اى لو حدذ delay هيأثر فيه عكس ال data لو حصل فيها delay مش هيلاحظ ودى اسمها ال QOS(Quality of Service)
اذا ال data is low periority than voice and video
and one frame of data = 1500 byte
and one frame of voice is 150 byte
يعنى لو عملت discard ل frame واحد data هقدر ادخل مكانه 10 voice frames
3.3-Windowing:-
هناخدها فى layer 4
4-MAC Frame (Frame Format):-
preamble & Start Frame Delimiter :-
used for Clocking and Synchronization
يستخدم ك Flag اى بيعرفوا ال RX ان ال TX هيبدل يرسل Frames وايضا بيعرف ال RX سرعه الارسال اى ال TX شغال 10M or 100M or 1G or 10G or 100GBPS
وال Preamble بتتبعت فى اول Frame فقط وبعد كده يتم ارسال ال Frame بدايا من ال Destination Address
Destination Address :-
48 bit address , and one byte = 8 bits
hence 48 bits = 48/8=6 bytes
وهو ال MAC Address بتاع الجهاز اللى هرسل له ال Frame وهنعرف بعدين ازاى ال TX بيعرف ال MAC Address بتاع ال RX
Sourse Address :-
وهو ال MAC Address بتاع الجهاز المرسل
Length :-
وهنا يتم تحديد نوع البروتوكول اللى شغال بيه Layer 3 اى شغال IPV4 or IPV6 or Apple Talk or IPX وهنعرف ايه دول فى Layer 3
وهى اى device بيفهم ال MAC Address , MAC Method , MAC Flow Control , Frame Format
5.1-NIC ( Network Interface Card):-
وهو ال Card الموجود فال PC وعليه ال MAC Address وال CSMA/CD وفيه ال Memory اللى بتعمل buffering لل Data (Flow Control) وهو اللى بيكون ال Frame (H,T)
اذا بيقوم بكل خصائص Layer 2
5.2-Bridge :-
ثانى Layer 2 device ولكن لا يستخدم حاليا بسبب انه Operates by SW
بمعنى ان اى حاجه بتم فيه من خلال Algorithms بمعنى اخر ان اى data بيبعتها ال PC وبتدخل عليه لازم بيعديها على program معين قبل اتخاذ اى اجراء وده بيسبب بطىء كبير داخل ال network
وبالاضافه الى قله عدد ال Ports مقارنه بال Switch بس فالمقابل افضل من ال Hub ولكن اسوء من ال Switch وده اللى خلانا نلجىء فالنهايه لل Switch لمعالجه بطىء ال bridge ونزود عدد ال ports
5.3-Switch :-
It's Multi Port bridge
It'soperating using hardware called ASIC(Application Specific Integrated Circuit)
عيوب ال Bridge نجدها مزايا فال Switch فعدد ال ports كبير بالاضافه انه بداخله Chip اسمها ASIC يتم برمجتها ثم وضعها داخل ال Switch وتقوم بعمليه معينه بحيث تحل مشكله بطىء ال processing inside bridge فمثلا بيتم برمجه ASIC لتبنى الجداول ويتم برمجه ASIC اخرى ليميز ال data high priority ويتم برمجه ASIC ليعمل Forwarding وبذلك ال Switch هيبقا سريع جدا
LAN Switch operation :-
Learning Forwarding Remove Layer 2 Loops
1-Learning :-
Forming MAC Address Table by checking Source MAC in frame
عندما يتم وضع Switch داخل ال Network فبيبدأ تكون ال MAC Table عن طريق انه ينتظر اى جهاز يرسل data ثم ي check ال source MAC بتاعه ويضعه امام ال Port اللى متوصل عليه وهكذا مع جميع الاجهزه حتى يبنى ال MAC Table
وبكده اى Data يستقبلها بعد ما تم بناء ال Table هيقدر يفهمها ويعمل لها Forwarding لل Destination من غير ما يعمل Flood لل data مثلما يفعل ال Hub
نفترض انه يوجد PC مبيبعتش حاجه فبكده مش هيعرف يحطه فال Table وهينتظر انه يرسل اى حاجه لكل يحط ال MAC بتاعه داخل ال Table
نفترض ان يوجد PC متسجل فال Table بس مبيبعتش حاجه لفتره طويله فال Switch هيمسح ال MAC بتاعه من الجدول حتى يفرغ مكان ل PC اخر خصوصا لو ال Network كبيره جدا ومتوصل عليها اجهزه كتيره جدا
Switch will delete inactive entry after 5 minutes of inactivity (By default)
Switch port can Learn many devices on same port
علشان كده سيسكو عامله Switch يقدر يبنى MAC Table ل نص مليون device مش معنى كده انها انتجت Switch فيه نص مليون Port معنى كده ان Ports بتاعت ال Switch تقدر تشيل اكتر من device
اذا ال Switch لما بيدخل على network جديده اى ال RAM بتاعته فاضيه لسه مبناش ال MAC Table فاول خطوه هيبنى ال MAC Table عن طريق انه ينتظر اى جهاز يرسل له Data ثم يضع ال MAC بتاعه امام ال Port بتاعه وبي Flood ال data دى لكل الناس لانه ميعرفش ال Destination MAC فال data دى ثم هينتظر ال Destination device يرد عليه بردو وهيت check ال sourse MAC من ال Frame وهيسجل ال MAC بتاعه امام ال Port وهكذا حتى يبنى ال MAC Table
اذا ال Switch بيتعلم لما حد بيتكلم
ولو عارف هيوصل ولو مش عارف هي Flood ويستنى الرد
وده الفرق بينه وبين ال Hub فال Hub دائما مش عارف فبي Flood على طول اما ال Switch بي Flood فالبدايه حتى يكون ال MAC Address وبعد مايكونه عمره مابي Flood الا لو فى جهاز جديد اتضاف
ان شاء الله هنستكمل ال Data link layer فى Session 4 وتقدر تشوفها على اللينك التالى
تكلمنا فال Session اللى فاتت عن ال Cables وعرفنا انه ينقسم الى Copper Cables (UTP &STP) و Fiber Optic Cable (SMF & MMF)
فال Copper Cables يستخدم لمسافات تصل الى 100m بسرعه اقصاها 10GBPS اذا استخدمنا Cat 6e او 1GBPS اذا استخدمنا Cat 5e او 100MBPS اذا استخدمنا Cat 5
وال Fiber Optic يستخدم فالمسافات الكبيره جدا تصل الى 100KM اذا استخدمنا SMF (Single Mode Fiber) لان ال Diameter بتاع ال Core صغير جدا (8 Micro meter) وتصل الى 4KM اذا استخدمنا MMF(Multi Mode Fiber) لان ال Diameter بتاعه كبير (50 Micro Meter) مقارنه بال SMF
وسنستكمل باقى اجزاء ال Physical layer
Physical Layer:
Cables
Standard
Connectors
Layer1 devices
2-ٍStandard :-
الجهه المسؤله عن وضع ال standards هى ال IEEE واى Standard يظهر من خلال ال IEEE لابد ان يبدا ب IEEE 802 نسبه الى التاريخ اللى اخذت فيه ال IEEE حقوق ال Standard فى فبراير سنه 80 لذلك اى Standard بيبدا ب 802
فاى شركه عاوزه تنتج كروت Ethernet مثلا لازم تمشى على ال Standard IEEE 802.3 وده الخاص بكروت ال ethernet
Eherenet Standard for Twisted Pair cabling:-
10,100,1000 تدل على ال Speed و Base تدل على نوع نوع الاشاره اى انها Base band اى انها without Modulation لان الاشاره بعد ال Modulation تسمى pass band و ال T , TX تدل على نوع الكابل وهو اختصار ل twisted Pair cable
ومعنى TX اى الكارت Compatible مع الاقل منه بمعنى 1000Base TX سرعته هى 1000 ويشتغل 100 و10 كمان بدون مشاكل
فمعنى 10Base T اى انه Standard لكابل Twisted Pair سرعته اقصاها 10MBPS
100Base T اى انه Standard لكابل Twisted Pair سرعته اقصاها 100MBPS
1000Base T اى انه Standard لكابل Twisted Pair سرعته اقصاها 1000MBPS
10GBase T اى انه Standard لكابل Twisted Pair سرعته اقصاها 10GBPS
مع العلم ان اقصى مسافه لهذا الكابل هو 100Meter
Eherenet Standard for Fiber Optic cabling:-
الفكره هى هى اى ان 100Base FX تعنى ان الكابل Fiber وسرعته اقصاها 100MBPS ويقدر يشتغل 10MBPS ايضا
1000Base SX , 10GBase SX , 100GBase SX وده نوع Fiber يستخدم فالمسافات مابين 400m-4KM اى انه MultiMode Fiber Cable
1000Base LX , 10GBase LX , 100GBase LX وده نوع Fiber يستخدم فالمسافات اقصاها 10KM اى انه SingleMode Fiber Cable
1000Base ZX , 10GBase ZX , 100GBase ZX وده نوع Fiber يستخدم فالمسافات اقصاها 100KM اى انه SingleMode Fiber Cable
فنفترض ان عندى مبنايين المسافه بينهم 9KM وعاوز اربطهم ببعض بسرعه 1GBPS فاى نوع استخدم:
.
.
تمام لا استطيع استخدام ال Twisted Pair ولا بد من استخدام اg [هلاثق }شلامث
ولا استطيع استخدام MMF لان المسافه اكبر من 4KM فلابد من استخدام ال SMF
و1GBPS تعنى 1000Base
ولكن نستخدم LX ام ZX >>>> الاثنين ينفعوا لكن يفضل استخدام LX لان ال ZX يستخدم للمسافات البعيده جدا فسعره غالى جدا جدا مقارنا بال LX
والاشهر استخداما فى Cisco هو ال SC (Square Connector)
والاشهر استخداما فى جينبر هو ال ST (Straight Tip)
والاشهر استخداما فى ال Mobile communication هو ال LC(Local or Lucent Connector)
2-Copper Connectors :
OLD connectors :
DB -60 Mean D shaped 60 Pins --- Used in WAN
DB - 21
New Connectors :
RJ - 11(Registered Jack) ... Used in Telephone networks
RJ-45 ... used in LAN networks
and there is two color coding standard:
T568B : Orange on Pin 1,2 and Green on Pin 3,6
T568A : Green on Pin 1,2 and Orange on Pin 3,6
and TX over Pin 1,2 and RX over Pins 3,6 as these pins with orange and green gives high performance because of Manufacture of green and orange if very good.
Connection Types :
1-Straight Through 2-Crossover 3-Roll over
1-Straight Through :-
يستخدم هذا النوع عند توصيل جهازين مختلفين مع بعض مثلا توصيل PC او Router مع Switch او Hub لان ال PC يستخدم Pin 1,2 فال TX و PIN 3,4 فال RX والعكس فال Switch يستخدم Pin 3,4 فال TX و PIN 1,2 فال RX فبذلك عند استخدام ال straight Through Cable سيتصل ال TX من جهه مع ال RX فالجهه الاخرى
2- CrossOver :-
يستخدم هذا النوع عند توصيل جهازين متشابهين مع بعض مثلا PC مع PC او PC مع Router او Switch مع Switch DTE with DTE or DCE with DCE
3-Roll Over :-
يستخدم هذا الكابل فال Configuration فقط عندما اوصل ال PC بال Switch or Router
4- Layer1 devices:-
1- Repeater :-
هو اول جهاز ظهر فى مجال ال Network وقليل الاستخدام الان فوظيفته هو Regenerates the signal وذلك لان الاشاره عند ارسالها تتعرض الى تشويه الى ان تصل الى ال Receiver فلو المسافه طويله لابد من وضع Repeater مابين ال TX ول RX حتى لا نفقد الاشاره , ويظهر ذلك واضح اذا نريد ربط جهازين مع بعض والمسافه بينهم اكبر من 100m ونريد استخدام ال Copper Cable وهو اقصى مسافه له هو 100M فلابد من وضع Repeater بعد 100M
For LAN : Maximum number of repeater can add in network is 4
لان اذا وضعنا اكثر من 4 هيحدث delay للاشاره بشكل ملحوظ
اذا لو هنستخدم مابلات ال Copper فال LAN مع 4Repeater فالنتيجه هى اكبر وطول شبكه LAN استطيع بناءها بكابلات ال Copper هى 500M لذلك عملوا ال Fiber ليكون مناسب بدايتا من 400M
2- Hub :-
It's A multi port Repeater
Advantage : It's Aphysical Star topology device
Disadvantage : It Floods data
and due to floods date :
All devices operate half duplex
All devices are in asingle collision domain
All dvices are in asingle broadcast domain
ال Hub يعتبر repeater بس بي Ports اكتر وبذلك اقدر اوصل عليه اجهزه اكتر وابنى Network واشهر topology لل network اللى اقدر ابنيها بال hub هو ال star topology بس عيوبه كثيره بسبب انه بي Flood الاشاره التى يتم ارسالها له اى يرسلها لكل الاجهزه المتوصله عيه كما هى وده بيسبب حدوث ال Collision وثانيا محدش يقدر يبعت ويستقبل فى نفس الوقت وكل الاجهزه هتبقا فى Broadcast domain واحد وهنعرف يعنى ايه Broadcast domain and Collision Domain بعدين .
بسبب المشاكل دى ال Hub لا يستخدم والبديل بتاعه هو ال Switch بس ال Switch ليس Layer1 device بل يعتبر Layer2 device وهنعرف ليه دلوقت
وعندما نتكلم عن ال Switch لابد ان نتكلم قبلها عن ال MAC Address لانه هو النقطه الاساسيه فى الفرق بينه وبين ال Hub انه بيفهم MAC Address
MAC Address ( Media Access Control ) :-
It's 48 bit address , burnt on ROM of DTE NIC(H/W Address , Physical Address) used to send data hop to hop
وال IEEE هى الجهه المخصصه لتوزيع ال MAC على الشركات
يتم كتابه ال 48bits على هيئه hexa decimal وكل 4bit =1hexa decimal
اذا ال MAC Address سيتم كتابته ب 12Hexa decimal
Note :Hexa decimal is numbered from 0 to f (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F)
0 = 0000
1=0001
2=0010
3=0011
4=0100
.
.
F=1111
اول 6Hexa decimal من اليسار الخاصه بال Vendor ويتم اعطاءها لل Vendors من خلال ال IEEE
وال Vendor هى الشركات المنتجه لل MAC وهى التى تقوم بادخال ثانى 6Hexa decimal
Types of Destination MAC (Next Hop) :-
1-Unicast :-one send and only one process
وهنا يقوم ال TX بارسال Data لشخص واحد فقط داخل ال Network ويضع فى هذه ال data ال Mac Address بتاع ال Receiver وال Receiver عندما يستقبل هذه ال data هيقوم بعمل de-encapsuation لل data عن طريق هذا ال Mac address و باقى الاجهزه فمش هيعرفوا يعملوا كده نظرا لاختلاف ال Mac address
وهنعرف بعدين معنى encapsulation وازاى ال TX بيعرف ال MAC Address بتاع ال receiver
2-Multicast :- one send and group process
ودى تستخدم فى الالعاب الاونلاين فلو مجموعه بيلعبوا لعبه معينه فهيتكريت لهم MAc Address معين مثلا 01005E000001
فاى حد يرسل data ويحط ال MAC ده فال data فهيتم ارسال ال data لكل اللى موجودين فى جروب اللعبه وهيعملولها processing واول لما اللعبه تخلص يتم مسح هذا ال MAC
3-Broadcast :- one send and all process
Destination MAC = FFFFFFFFFFFF
هنا بمجرد ال TX يضع هذا ال MAC فال data ويرسلها سيقوم جميل الاجهزه باستقبال وعمل Process لهذه ال data
حيث ان ال IEEE بتجبر جميع ال Vendors انها تكريت 2MAC على كل كروتها
اول MAC وده ال Unique MAC الذى لا يتكرر المستخدم فال Unicast
والاخر ال FFFFFFFFFFFF المستخدم فال broadcast
وبكده عاوز تبعت حاجه لشخص معين فهتبعتله باستخدام ال MAC address بتاعه ولو عاوز تبعت لمجموعه معينه من الناس فهتبعت باستخدام ال Multicast mac
ولو عاوز تبعت لكل الناس فهتستخدم ال broadcast mac
ان شاء الله هنبدا نتكلم عن ال Data link layer بالتفصيل فى Session 3 وتقدر تشوفها على اللينك التالى
باذن الله ساقوم بشرح كورس ال CCNA كاملا باللغه العربيه لسهوله الفهم وسنبدأ بمقدمه الخاصه بانواع الكابلات قبل البدأ فى الكورس . سيتكون الكورس من Sessions وساقوم بشرح كل Session فى منشور منفصل لذا يرجى متابعه الكورس بالترتيب بدءأ من Part#1 وصولا الى Part#26
على بركه الله نبدأ
بسم الله الرحمن الرحيم
Physical Layer:
Cables
Standard
Connectors
Layer1 devices
1-LAN Cables (Ethernet cables):-
1.1-UTP(Unshielded Twisted Pair):-
هو عباره عن كابل من مكون من 8wires (4 Pairs) كل Pair ملفوفين حول بعض . الوان الكابلات هى ابيض برتقالى + برتقالى + ابيض اخضر + اخضر + ابيض ازرق + ازرق + ابيض بنى + بنى
يستخدم 2pair فالكابل ome pair for TX and one pair for RX وال 2pairs الاخرى تبقى spare اذا استخدم الكابل فال Fast Ethernet (100MBPS) اما لو استخدم فال Gigabit Ethernet (1GBPS) فال 4Pairs هيستخدموا
2Pair for TX and 2pairs for RX
اقصى سرعه نقل للبيانات يستطيع كابل ال UTP نقلها هو 10GBPS ولو احتاجنا سرعه اكبر لابد ان نتجه لكابل ال Fiber optic
Disadvantages of UTP:-
من اهم عيوب الكابل هو تأثره بالموجات ال Electromagnetic الناتجه من كابلات الكهرباء AC Cables فللتغلب على هذه المشكله لابد ان يبتعد الكابل 60CM عن كابلات الكهرباء وان لم استطيع ابعاده فلابد ان نتجه لاستخدام النوع الاخر من كابلات ال Twisted Pair وهو ال Shield twisted pair cable STP
1.2-STP(shielded Twisted Pair):-
فهو كابل شبيه تماما بال UTP الفرق فقط هو وجود طبقه المونيوم اضافيه هدفها هو امتصاص موجات ال Electromagnetic عندما تسقط على الكابل وتحمى الاشارات داخل الكابل من ال external interferenceلكن فالمقابل سعره اغلى من UTP
Twisted Pair Categories :-
نفترض انى محتاج سرعه تصل الى
100GBPS ولمسافه 1KM فمستحيل استخدام ال Twisted Pair cables
ولا بد من استخدام النوع الثالث وهو ال Fiber Optic
1.3-(Fiber Optic):-
Fiber optic transmission is widely used for data transmission and is
increasingly being used in place of metal wires because of its
efficiency and high transmission capacity. We have seen the fiber optic
cables have replaced traditional copper twisted-pair cable or coaxial
cable. As the use and demand for great bandwidth and fast speed
ثالث انواع ال LAN Cables وهو ال Fiber Optic الذى يستخدم فى المسافات الطويله والسرعات العاليه لكن عيبه هو تكلفته العاليه وصعوبه صيانته
يوجد داخل كابل الفايبر 4Cores واحد لل TX وواحد لل RX و2Spare
Advantages of Fiber Optic Transmission:-
Extremely High Bandwidth than Copper Cables ( UTP- STP ):
Longer
Distance (up to 100KM): in fiber optic transmission, optical cables are capable of
providing low power loss, which enables signals can be transmitted to a
longer distance than copper cables.
Immune against Electromagnetic Interference
Low
Security Risk:Data or signals are transmitted via
light in fiber optic transmission. Therefore there is no way to detect
the data being transmitted by "listening in" to the electromagnetic
energy "leaking" through the cable, which ensures the absolute security
of information.
Small
Size: fiber optic cable has a very small diameter. For instance, the
cable diameter of a single OM3 multimode fiber is about 2mm, which is
smaller than that of Copper Cables.
Disadvantages of Fiber Optic Transmission
Fragility:
usually optical fiber cables are made of glass, which lends to they are
more fragile than electrical wires. In addition, glass can be affected
by various chemicals including hydrogen gas (a problem in underwater
cables), making them need more cares when deployed under ground.
Difficult
to Install: it’s not easy to splice fiber optic cable. And if you bend
them too much, they will break. And fiber cable is highly susceptible to
becoming cut or damaged during installation or construction activities.
All these make it difficult to install.
Attenuation
& Dispersion: as transmission distance getting longer, light will
be attenuated and dispersed, which requires extra optical components
like EDFA to be added.
Cost
Is Higher Than Copper Cable: despite the fact that fiber optic
installation costs are dropping by as much as 60% a year, installing
fiber optic cabling is still relatively higher than copper cables.
اذا الخلاصه ان كابل الفايبر هو افضل انواع الكابلات التى تستخدم فى ال transmission اذا كان المطلوب سرعات كبيره ومسافات كبيره جدا واما اذا كانت ال network صغيره والسرعات المطلوبه فى حدود ال 1GBPS قكابلات الTwisted Pair ستكون هى الحل الافضل بسبب رخص سعرها وسهوله مدها وتركيبها .
ان شاء الله هنبدا نتكلم عن ال Physical layer بالتفصيل فى Session 2 وتقدر تشوفها على اللينك التالى
The microwave spectrum is usually defined as a range of frequencies ranging from
1 GHz to over 100 GHz. This range has been divided into a number of frequency bands,
each represented by a letter. There are a number of organizations that assign these
letter bands. The most common being the IEEE Radar Bands followed by NATO Radio
Bands and ITU Bands.
Microwave signals are often divided into three categories:
ultra high frequency (UHF) (0.3-3 GHz);
super high frequency (SHF) (3-30 GHz); and
extremely high frequency (EHF) (30-300 GHz).
In addition, microwave frequency bands are designated by specific
letters. The designations by the Radio Society of Great Britain are
given below.
Microwave frequency bands
Designation Frequency range
L band 1 to 2 GHz
S band 2 to 4 GHz
C band 4 to 8 GHz
X band 8 to 12 GHz
Ku band 12 to 18 GHz
K band 18 to 26.5 GHz
Ka band 26.5 to 40 GHz
Q band 30 to 50 GHz
U band 40 to 60 GHz
V band 50 to 75 GHz
E band 60 to 90 GHz
W band 75 to 110 GHz
F band 90 to 140 GHz
D band 110 to 170 GHz
The term “P band” is sometimes used for ultra high frequencies below
the L-band. For other definitions, see Letter Designations of Microwave
Bands
Lower Microwave frequencies are used for longer links, and regions
with higher rain fade. Conversely, Higher frequencies are used for
shorter links and regions with lower rain fade.
Alignment of Microwave Antennas for Digital Microwave Transmission Systems
This article contains generic instructions for alignment of Microwave
antennas
CableFree Microwave Antenna Alignment
Antenna Alignment for Microwave Links
This guide explains how to achieve the optimal antenna alignment of
microwave antennas when used with modern digital microwave products.
Before attempting to do the alignment it is highly recommended that you
read this guide in detail. For specific commands please consult the
manual of the product being installed .
Step 1: Preparation:
Mount the antenna on the tower according to the antenna installation
instructions: Ensure that the adjustment bolts move smoothly and the
range of motion is sufficient for the expected angle of up and down
(elevation) tilt. Ensure that the mount itself is attached securely and
all safety precautions have been taken.
CableFree Microwave Antenna Alignment using DVM
Step 2: Coarse Alignment:
Visually align the antenna with the far end. The most common ways to do this are :
1) If the visibility is good and the sun is in the correct
position, have someone at the far end location reflect the sun with a
mirror so the location is obvious.
2) If visibility is poor, use GPS coordinates and a GPS compass to aim the antenna coarsely.
Before conducting fine alignment, the ODUs at both ends of the link
must be attached properly to the antenna via the direct mount or remote
mount (using Waveguide) and the far end ODU must be powered on and
transmitting. The ODU lightning surge suppressors and grounding
provisions should be put in place as well before alignment. The local
ODU must be powered on, but need not be transmitting.
Ensure that:
1) Frequency of the far end transmitter matches the frequency of the local receiver.
2) The TX output power is not set above the level of the license.
3) ATPC is turned OFF on the far end.
4) Alignment mode is ON for SP ODUs – Display on ODU and IDU will update at 5 times per second. .
FINE ALIGNMENT PROCEDURE
1) Adjust the azimuth over a 30 degree sweep by turning the adjustment bolt in increments of 1/10th turn to avoid missing the main lobe. When the highest signal has been found for azimuth, repeat for the elevation adjustment.
2) Turn the local transmitter on to allow alignment at the far end.
3) Move to the far end of the link and repeat step 1.
4) Lock down the antenna so no further movement can occur.
5) Install the antenna side struts supplied with the antenna.
6) Verify the RSSI remains the same and is within 2-4 dB of the expected levels.
Quadrature amplitude modulation (QAM) including 16QAM, 32QAM, 64QAM,
128QAM, 256QAM, 512QAM, 1024QAM, 2048QAM and 4096QAM is both an analog
and a digital modulation scheme. It conveys two analog message signals,
or two digital bit streams, by changing (modulating) the amplitudes of
two carrier waves, using the amplitude-shift keying (ASK) digital
modulation scheme or amplitude modulation (AM) analog modulation scheme
? Why are higher QAM levels used
Modern wireless networks require higher capacities.
For a fixed channel size, increasing QAM modulation level increases the
link capacity. Note that incremental capacity gain at low-QAM levels
is significant; but at high QAM, the capacity gain is much smaller. For
example, increasing
From 1024QAM to 2048QAM gives a 10.83% capacity gain.
From 2048QAM to 4096QAM gives a 9.77% capacity gain.
? What are the penalties in higher QAM
The receiver sensitivity is greatly reduced. For every QAM increment
(e.g. 512 to 1024QAM) there is a -3dB degradation in receiver
sensitivity. This reduces the range. Due to increased linearity
requirements at the transmitter, there is a reduction in transmit power
also when QAM level is increased. This may be around 1dB per QAM
increment.
.
Advantages of QAM over other modulation types
Following are the advantages of QAM modulation:
• Helps achieve high data rate as more number of bits are carried by one
carrier. Due to this it has become popular in modern wireless
communication system such as LTE, LTE-Advanced etc. It is also used in
latest WLAN technologies such as 802.11n 802.11 ac, 802.11 ad and
others.
Disadvantages of QAM over other modulation types
Following are the disadvantages of QAM modulation:
• Though data rate has been increased by mapping more than 1 bits on
single carrier, it requires high SNR in order to decode the bits at the
receiver.
• Needs high linearity PA (Power Amplifier) in the Transmitter.
• In addition to high SNR, higher modulation techniques need very robust
front end algorithms (time, frequency and channel) to decode the
symbols without errors
Understanding QAM Modulation
Starting with the QAM modulation process at the transmitter to
receiver in the wireless baseband (i.e. Physical Layer) chain. We will
use the example of 64-QAM to illustrate the process. Each symbol in the
QAM represents a unique amplitude and phase. Hence they
can be distinguished from the other points at the receiver.
64QAM Quadrature Amplitude Modulation
As shown in the figure-1, 64-QAM or any other modulation is applied on the input binary bits.
The QAM modulation converts input bits into complex symbols which
represent bits by variation in amplitude/phase of the time domain
waveform. Using 64QAM converts 6 bits into one symbol at transmitter.
The bits to symbols conversion take place at the transmitter while
reverse (i.e. symbols to bits) take place at the receiver. At receiver,
one symbol gives 6 bits as output of demapper.
Figure depicts position of QAM mapper and QAM demapper in the baseband
transmitter and receiver respectively. The demapping is done after
front end synchronization i.e. after channel and other impairments are
corrected from the received impaired baseband symbols.
Data Mapping or modulation process is done before the RF upconversion
(U/C) in the transmitter and PA. Due to this, higher order modulation
necessitates use of highly linear PA (Power Amplifier) at the transmit
end.
QAM Mapping Process
64QAM Mapping Modulation
Fig:2, 64-QAM Mapping Process
In 64-QAM, the number 64 refers to 2^6.
Here 6 represents number of bits/symbol which is 6 in 64-QAM.
Similarly it can be applied to other modulation types such as 512-QAM, 1024-QAM, 2048-QAM and 4096-QAM as described below.
Following table mentions 64-QAM encoding rule. Check the encoding
rule in the respective wireless standard. KMOD value for 64-QAM is
1/SQRT(42).
The 64-QAM mapper takes binary input and generates complex data
symbols as output. It uses above mentioned encoding table to do the
conversion process. Before the coversion process, data is grouped into 6
bits pair. Here, (b5, b4, b3) determines the I value and (b2, b1, b0)
determines the Q value.
The above figure shows 512-QAM constellation diagram. Note that 16
points do not exist in each of the four quadrants to make total 512
points with 128 points in each quadrant in this modulation type. It is
possible to have 9 bits per symbol in 512-QAM also. 512QAM increases
capacity by 50% compare to 64-QAM modulation type.
1024-QAM modulation
1024QAM Modulation Constellation
The figure shows a 1024-QAM constellation diagram.
Number of bits per seymbol: 10
Symbol rate: 1/10 of bit rate
Increase in capacity compare to 64-QAM: About 66.66%
2048-QAM modulation
2048QAM Modulation Constellation
Following are the characteristics of 2048-QAM modulation.
Number of bits per seymbol: 11
Symbol rate: 1/11 of bit rate
Increase in capacity from 64-QAM to 1024QAM: 83.33% gain
Increase in capacity from 1024QAM to 2048QAM: 10.83% gain
Total constellation points in one quadrant: 512
4096-QAM modulation
4096QAM Modulation Constellation
Following are the characteristics of 4096-QAM modulation.
Number of bits per symbol: 12
Symbol rate: 1/12 of bit rate
Increase in capacity from 64-QAM to 409QAM: 100% gain
Increase in capacity from 2048QAM to 4096QAM 9.77% gain
Total constellation points in one quadrant: 1024
