15. BAYT KAYMASI (BYTE SHIFT)

Bayt Kayması, birbirine göre hareket eden referans sistemleri arasında haberleşme yapılırken sinyal dalgaboyunun değişmesi sonucunda, haberleşme sinyali üzerinde oluşan bir etkidir. (c+v)(c-v) matematiğinin henüz fizikte yer almaması sonucu bilinen bir konu değildir, ancak varlığı kesindir. Bayt Kayması konusuna özellikle öncelik vermek istedim, çünkü çok öğretici bir konudur ve gerçek değerler kullanılarak anlatılabilmesi nedeniyle çok fazla bilgi verir.

Öncelikle elektromanyetik haberleşmenin nasıl yapıldığına kısaca göz atalım.
Mesaj iletimi şu şekilde olmaktadır: Bir mesaj temelinde 0 ve 1 ler den oluşan aralıksız bir zincir halindedir. Verici zincirin her halkasını elektromanyetik sinyale dönüştürerek sırasıyla gönderir. Alıcı cihaz kendisine gelen elektromanyetik sinyali algılar ve geliş sırasına göre onu tekrar 0 ve 1'lerden oluşan bir zincir haline getirir ve mesajı elde eder. Sinyale ait her bir dalga bileşeni (dalgaboyuna eşit olan kısmı) veriyi oluşturan zincirin tek bir halkasını oluşturur ve 1 Bit lik veri taşır. 1 Bitlik veri 0 veya 1 değerinden oluşur. Bir alfabe karakterini ifade edebilmek için 8 Bit'e ihtiyaç vardır. 8 Bitin yan yana diziliminden oluşan veri parçası Bayt (İngilizce: Byte) olarak adlandırılır. 

Aşağıda "HELLO WORD" cümlesinin Bit ve Bayt olarak nasıl yazıldığını görüyoruz.

Buradaki örnekte konuyu kolaylaştırmak amacıyla Sinüs Eğrisi şeklinde yayın yapan bir vericiyi temel alacağım. Sinyalin bitişik iki tepe veya iki çukur noktası arasındaki mesafe sinyalin dalgaboyunu vermektedir.

Verici Bit'lerden oluşan mesaj sinyal zincirini sırasıyla baştan sona doğru gönderdiği için sinyalin gökyüzündeki durumu aynadaki görüntü gibi tersine dizilimde olacaktır. Gerçeği tam olarak yansıtmak için konunun anlatımında bu detaya da yer vermek istedim.

Mesaj Boyu

Hareketli hedeflere doğru gönderilen sinyallerin dalgaboyunun değişmesi gökyüzüne salınan sinyal mesaj boyunun değişimine neden olur.

Yukarıdaki figür vericinin referans sistemine göre çizilmiştir. Verici "Hello Word" mesajını yayınlıyor. "Hello World" mesajı 11 alfabe karakterinden dolayısıyla 11 Bayt'tan ve 8x11=88 Bit'ten oluşmaktadır. Figürde mesajın son kısmının yani 88'inci Bitin yayınladığı an temsil edilmiştir. Uçaklara giden sinyallerin dalgaboyunun değişmesi ve farklı hızlarda gitmeleri sebebiyle, her üç alıcıya giden mesajın gökyüzündeki uzunluklarının farklı olduğunu görüyoruz.

Mesajı taşıyan elektromanyetik dalgaların guruplaşması

Düşünce karışıklığı yaşamanızı istemem. Bu sebeple tekrar dahi olsa konuyu biraz daha detaylandıralım. Vericiden tek bir Bit'in yola çıktığı anı düşünelim. Verici 1 Bit'lik bilgiyi gönderdiği anda neredeyse sonsuz diyebileceğimiz miktarda elektromanyetik dalga yayınlamış olur. Bu elektromanyetik dalgaların bir kısmının hedefi uzaklaşan uçak olurken, diğer bir başka kısmının hedefi dağ istasyonu olacak ve başka bir kısmı da yaklaşan uçağa gidecektir. Verici bir sonraki veriyi gönderdiğinde de aynı şeyler olacaktır. Dolayısıyla aynı dalgaboyunda, aynı hızda ve aynı hedefe giden elektromanyetik dalgalar kendi aralarında gruplar oluşturacaklardır. Yukarıdaki figürde varış hedeflerine bağlı olarak aynı mesajı taşımasına rağmen üç ayrı grubun oluştuğu temsil edilmiştir. c+v grubu, c grubu ve c-v grubu. Bir gurubun mesaj boyu uzunluğu sinyalin yayınlanması esnasında dalgaboyunun değişimi ile belirlenir ve bir daha değişmez.

Yukarıdaki figürde sol üst köşede, "Hello Word" mesajına ait son Bit'in yayınlandığı anda mesaj guruplarının vericiye olan mesafelerinin sıfır olduğunu görüyoruz. Guruplar kendi yolarında ilerledikçe, grupların hızları birbirlerinden farklı olduğu için giderek birbirinden ayrışacaklar ve uzaklaşacaklardır. En hızlı olan grup c+v grubu olduğu için öne geçecek, c-v gurubu en yavaş gurup olduğu için geri kalacaktır. Gurupların varma hedefleri ne kadar uzakta ise varmaları için daha fazla sürenin geçmesi gerekecek bu da ayrışmayı o derece fazlalaşacaktır.

Mesajın alınma süresi

Aşağıdaki figürde sinyallerin hedeflerine ulaştıkları temsil edilmiştir. Mesaj uzunluklarının farklılık göstermesi, mesajın alınma süresini her üç referans sistemi için farklılaştırır. 
Mesajın alınma süresi = mesaj uzunluğu/ışık hızı sabiti olacaktır. 
Dolayısıyla, sinyal istasyonuna doğru gelen uçak mesajı en kısa sürede alırken, sinyal istasyonundan uzaklaşan uçak mesajı en uzun sürede alacaktır.