Aloqa kanallari orqali axborot uzatish. Aloqa kanallarining asosiy xususiyatlari. Ma'lumot uzatish. Axborotni uzatish kanallari Aloqa kanallari orqali signallarni uzatish sharti

Transmissiya kanallarining xususiyatlari
Kanallarning asosiy farqlovchi xususiyatlari tarmoqli kengligi va shovqinga qarshi immunitetdir.
Kanalda axborot signali shovqin va shovqinlarga ta'sir qiladi. Ular tabiiy sabablarga ko'ra (masalan, radiokanallar uchun atmosfera) yoki dushman tomonidan maxsus yaratilgan bo'lishi mumkin.
Axborot signallarini shovqindan ajratish uchun turli xil analog va raqamli filtrlar, shuningdek, shovqin ta'sirini kamaytiradigan xabarlarni uzatishning maxsus usullari yordamida uzatish kanallarining shovqinga chidamliligi oshiriladi. Ushbu usullardan biri foydali tarkibga ega bo'lmagan, ammo xabarning to'g'riligini nazorat qilish, shuningdek, undagi xatolarni tuzatishga yordam beradigan qo'shimcha belgilar qo'shishdir.
Kanal sig'imi bir soniyada shovqin bo'lmasa, u tomonidan uzatiladigan ikkilik belgilarning maksimal soniga (kbits) teng. Turli kanallar uchun u bir necha kbit / s dan yuzlab Mbit / s gacha o'zgarib turadi va ularning jismoniy xususiyatlari bilan belgilanadi.
Axborot uzatish nazariyasi
Klod Shennon shovqin bilan kurashish usullarini kashf etgan uzatilgan ma'lumotlarni kodlashning maxsus nazariyasi muallifi. Ushbu nazariyaning asosiy g'oyalaridan biri - axborot uzatish liniyalari orqali uzatiladigan raqamli kodning ortiqcha bo'lishi zarurati. Bu kodni uzatish paytida uning bir qismi yo'qolgan bo'lsa, yo'qotishni tiklash imkonini beradi. Bunday kodlar (raqamli axborot signallari) tiqilib qolishga qarshi kodlar deb ataladi. Biroq, kodning ortiqchaligini juda katta qilib bo'lmaydi. Bu axborot uzatishning kechikishiga, shuningdek, aloqa tizimlari narxining oshishiga olib keladi.

Raqamli signalni qayta ishlash
Axborotni uzatish nazariyasining yana bir muhim tarkibiy qismi uzatish kanallarida raqamli signallarni qayta ishlash usullari tizimidir. Ushbu usullarga Shennon teoremasi asosida aniqlangan ma'lum bir namuna olish tezligi bilan dastlabki analog axborot signallarini raqamlashtirish algoritmlari, shuningdek, aloqa liniyalari orqali uzatish uchun shovqinga qarshi tashuvchi signallarni shakllantirish usullari va qabul qilingan signallarni ajratish uchun raqamli filtrlash kiradi. ularni aralashuvdan.
Ma'lumotlarni uzatish kodlari Aloqa kanallari orqali axborotni uzatish uchun maxsus kodlar qo'llaniladi. Ushbu kodlar standartlashtirilgan va ISO (Xalqaro standartlashtirish tashkiloti) tavsiyalari bilan belgilanadi. - Xalqaro standartlashtirish tashkiloti (ISO) yoki Xalqaro telefoniya va telegraf maslahat qo'mitasi (CCITT)). Aloqa kanallari orqali uzatish uchun eng keng tarqalgan kod bu ASCII kodi bo'lib, deyarli butun dunyo bo'ylab ma'lumot almashish uchun qabul qilingan (mahalliy analog - KOI-7). Radio va sun'iy yo'ldosh aloqalaridan tashqari, LAN ham ma'lumot kabelidan foydalangan holda aloqa uchun ishlatiladi. Ma'lumot kabeli - bu kompyuterdagi bir qurilmadan boshqasiga signal uzatuvchi simlar to'plami. Ishlashni ta'minlash uchun har bir signal uchun alohida sim ajratiladi. Signallar ma'lum bir ketma-ketlikda va bir-biri bilan ma'lum kombinatsiyalarda uzatiladi.

Kod so'zini uzatish uchun bu kombinatsiyada qancha bit bo'lsa, shuncha satr ishlatiladi. Har bir bit alohida simda uzatiladi. Bu parallel uzatish yoki parallel kod uzatish. Mahalliy IAClarni tashkil qilishda, ichki kompyuterlar uchun va tarmoq abonentlari orasidagi qisqa masofalar uchun bunday uzatishga ustunlik beriladi. Parallel kodda uzatish yuqori samaradorlikni ta'minlaydi, lekin jismoniy uzatish muhitini yaratish uchun ko'proq xarajatlarni talab qiladi va zaif shovqin immunitetiga ega. Ikki simli chiziq orqali kodli so'zni uzatish uchun bitlar guruhi bir sim orqali bitma-bit uzatiladi. Bu ketma-ket kodda ma'lumotlarni uzatishdir. Bu sekinroq, chunki u kompyuterda keyingi ishlov berish uchun ma'lumotlarni parallel kodga aylantirishni talab qiladi, ammo xabarlarni uzoq masofalarga uzatishda tejamkor.

Ma'lumotlarni sinxronlashtirish turlari Kompyuter tarmoqlarida axborotni uzatish yoki qabul qilish jarayonlari ma'lum vaqt belgilariga bog'lanishi mumkin, ya'ni. jarayonlardan biri boshqa jarayondan barcha ma'lumotlarni olgandan keyingina boshlanishi mumkin. Bunday jarayonlar sinxron deyiladi. Shu bilan birga, bunday bog'lanish mavjud bo'lmagan jarayonlar mavjud va ular uzatilgan ma'lumotlarning to'liqlik darajasidan qat'iy nazar bajarilishi mumkin. Bunday jarayonlar asinxron deb ataladi. Ma'lumotlarni sinxronlashtirish - turli jarayonlarni o'z vaqtida muvofiqlashtirish. Ma'lumotlarni uzatish tizimlarida ma'lumotlarni uzatishning ikkita usuli qo'llaniladi: sinxron va asinxron. Sinxron uzatishda axborot bloklarda uzatiladi, ular maxsus boshqaruv belgilar bilan hoshiyalanadi.Blok jismoniy uzatish muhitining holatini kuzatuvchi maxsus sinxronlash belgilarini va almashinuv xatolarini aniqlash imkonini beruvchi belgilarni ham o‘z ichiga oladi.
Ma'lumotlar blokining oxirida sinxron uzatishda aloqa kanaliga maxsus algoritm bo'yicha tuzilgan tekshirish ketma-ketligi yuboriladi. Xuddi shu algoritm aloqa kanalidan ma'lumot olishda tekshirish ketma-ketligini yaratish uchun ishlatiladi. Agar ikkala ketma-ketlik mos kelsa, xatolik yo'q. Ma'lumotlar bloki qabul qilindi. Agar ketma-ketliklar mos kelmasa - xato. Tekshirish ijobiy bo'lgunga qadar uzatish takrorlanadi. Agar takroriy o'tkazish operatsiyalari ijobiy natija bermasa, u holda favqulodda holat qayd etiladi. Sinxron uzatish yuqori tezlikda va deyarli xatosiz. U kompyuterlar o'rtasida xabar almashish uchun ishlatiladi. Sinxron uzatish qimmat jihozlarni talab qiladi.Sinxronizatsiya bitlari.Uzatish tugashining belgisi.Uzatilgan belgilar.Kartlikni tekshiring. Ma'lumotlar maydoni

Asinxron ma'lumotlarni uzatishda ma'lumotlar aloqa kanaliga bitlar ketma-ketligi sifatida uzatiladi, ulardan olingandan so'ng ularni keyingi qayta ishlash uchun baytlarni tanlash kerak. Bu har bir baytning ulushi uzatish oqimidan ajratib olishga ruxsat berilgan start va to'xtash bitlari bilan chegaralanadi. Ushbu bitlarning bir nechtasi ba'zan ishonchliligi past bo'lgan havolalarda qo'llaniladi. Qo'shimcha boshlash va to'xtatish bitlari ma'lumotlarni uzatishning samarali tezligini va shunga mos ravishda aloqa kanalining o'tkazish qobiliyatini biroz pasaytiradi. Shu bilan birga, asinxron uzatish qimmat uskunalarni talab qilmaydi va kompyuterlarning o'zaro ta'sirida dialogni tashkil qilish talablariga javob beradi. Start bits Stop bit uzatiladigan belgilar pariteti bit ma'lumotlar maydoni

Ma'lumotlarni uzatishning apparatli amalga oshirilishi Raqamli ma'lumotlar oqim kuchlanishini o'zgartirish orqali o'tkazgich bo'ylab uzatiladi: "0" kuchlanish yo'q, "1" kuchlanish mavjud. Ma'lumotni jismoniy uzatish vositasida uzatishning ikkita usuli mavjud: raqamli va analog. Raqamli yoki tor polosali uzatishda ma'lumotlar o'zining tabiiy shaklida bitta chastotada uzatiladi. Ushbu usul faqat raqamli ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi, har safar faqat ikkita foydalanuvchi tomonidan uzatish vositasidan foydalanish imkoniyatini beradi va faqat cheklangan masofada (1000 m dan ortiq bo'lmagan) normal ishlashga imkon beradi. Shu bilan birga, bu usul ma'lumotlar almashinuvining yuqori tezligini ta'minlaydi. Shuning uchun LAN-larning katta qismi ushbu usuldan foydalanadi.
Raqamli ma'lumotlarni uzatishning analog usuli bir xil kanalda turli tashuvchining chastotalari signallaridan foydalangan holda keng polosali uzatishni ta'minlaydi. Analog uzatish usuli bilan raqamli ma'lumotlar aloqa kanali orqali uzatish uchun tashuvchi chastotasi signalining parametrlari nazorat qilinadi. Tashuvchi signal X = Xm sin (wt + f0) tenglamasi bilan tavsiflangan garmonik tebranishdir, bu erda Xm - tebranishning amplitudasi; w - tebranish chastotasi; t - vaqt; f0 - boshlang'ich faza. Raqamli ma'lumotlarni analog kanal orqali tashuvchi chastotasi signalining parametrlaridan birini boshqarish orqali uzatishingiz mumkin: amplituda, chastota yoki faza. Amplitudali modulyatsiya - "0" signal yo'q. Chastotani modulyatsiya qilish - turli chastotalarda "0" va "1" signallarini uzatishni ta'minlaydi. "0" dan "1" ga yoki "1" dan "0" ga o'tishda chastota o'zgaradi. Fazali modulyatsiya - bir holatdan ikkinchi holatga o'tish jarayonida tebranishlar yo'nalishi o'zgaradi.

Uskunalar Axborotni kompyuterdan aloqa muhitiga o'tkazishni ta'minlash uchun kompyuterning ichki interfeysi signallarini aloqa kanallari orqali uzatiladigan signallarning parametrlari bilan moslashtirish kerak. Bunday holda, jismoniy moslashish (signalning shakli, amplitudasi va davomiyligi) va kodni moslashtirish amalga oshirilishi kerak. Kompyuterlarni aloqa kanallari bilan o'zaro bog'lash funktsiyalarini bajaradigan texnik qurilmalar adapterlar yoki tarmoq adapterlari deb ataladi. Bitta adapter bitta aloqa kanalining kompyuteri bilan interfeysni ta'minlaydi. Bir kanalli adapterlardan tashqari, ko'p kanalli qurilmalar ham qo'llaniladi - ma'lumotlarni uzatish multipleksorlari yoki oddiygina multipleksorlar.

Ma'lumotlarni uzatish multipleksorlari - bu bir nechta aloqa kanallariga ega bo'lgan kompyuter interfeysi qurilmasi. Yuqorida aytib o'tilganidek, raqamli ma'lumotni aloqa kanali orqali uzatish uchun bit oqimini analog signallarga aylantirish kerak va aloqa kanalidan kompyuterga ma'lumot olishda teskari harakatni bajarish - analog signallarni bit oqimiga aylantirish kerak. kompyuter ishlov berishi mumkin. Bunday transformatsiyalar maxsus qurilma - modem tomonidan amalga oshiriladi. Modem - axborot signallari aloqa kanalidan kompyuterga qabul qilinganda ular kompyuterdan aloqa kanaliga uzatilganda modulyatsiya va demodulyatsiyani amalga oshiradigan qurilma. Hub (HUB, Switch) bir nechta aloqa kanallarini xususiy bo'linish bo'yicha bittasiga almashtiruvchi qurilma. Repetitor - bu signalning shakli va amplitudasini jismoniy muhit tomonidan ta'minlanganidan kattaroq holatga o'tkazishda saqlaydigan qurilma.

Keling, PCM-30 tizimi misolida raqamli aloqa kanallari orqali ma'lumotlarni uzatish tamoyilini ko'rib chiqaylik
PCM tizimlarida uzatish muhiti raqamli chiziqli yo'l (LT) bo'lib, uning tuzilishi 3.49-rasmda ko'rsatilgan. U LT ning uzatuvchi va qabul qiluvchi terminal uskunasini, regeneratorlarga aloqa liniyasining uchastkalarini o'z ichiga oladi; raqamli signalning tuzilishini LT bilan moslashtirish uchun terminal uskunasining uzatuvchi va qabul qiluvchi qismlari mos ravishda kodlovchini (CLT) o'z ichiga oladi. ) va chiziqli yo'lning dekoderi (DLT). Kabel aloqalari bilan raqamli signallar chiziqli kodlash yordamida tayanch polosada uzatiladi. Regeneratorning joylashuvi va undagi raqamli signalni qayta ishlash raqamli yo'lni yaratish xarajatlarini minimallashtirish bilan birga kerakli shovqin immunitetini ta'minlash uchun tanlangan. Ma'lumotlarni uzatish turli maqsadlarda amalga oshirilishi mumkin. Bu videoni oqimlash, ma'lumotlar bazalarini yuklab olish, Internet orqali video kuzatuv, telefon suhbatlari, ham elektron kommutatsiya rejimida, ham Internet texnologiyalaridan foydalangan holda. Ushbu ilovalarning barchasi uchun kanal taxminan bir xil bo'lib qoladi. Video signali bo'lmasa, u matnni uzatishga qaraganda ancha kengroq bo'ladi.