Графика

Бұл ұйымдасқан байланыс арнасы. Қосылу арналары

Мемлекеттік емтихан

(мемлекеттік емтихан)

№3 сұрақ «Байланыс арналары. Байланыс арналарының классификациясы. Байланыс арналарының параметрлері. Байланыс арнасы бойынша сигнал беру шарты.

(Пляскин)

Байланыс. 3

Классификация. бес

Байланыс арналарының сипаттамалары (параметрлері). 10

Байланыс арналары бойынша сигнал беру шарты. 13

Әдебиет. он төрт

Байланыс

Байланыс- жүйе техникалық құралдаржәне хабарларды (тек деректерді ғана емес) көзден қабылдағышқа (және керісінше) беруге арналған сигналдық орта. Тар мағынада түсінілетін байланыс арнасы ( байланыс жолы) физикалық байланыс желісі сияқты физикалық таралу ортасын ғана білдіреді.

Байланыс арнасы арасындағы сигналдарды жіберуге арналған қашықтағы құрылғылар. Сигналдар пайдаланушыға (адамға) ұсынылатын немесе пайдалануға арналған ақпаратты тасымалдайды қолданбалы бағдарламаларКОМПЬЮТЕР.

Байланыс арнасы келесі компоненттерден тұрады:

1) тарату құрылғысы;

2) қабылдау құрылғысы;

3) әртүрлі физикалық табиғатты тасымалдау ортасы (1-сурет) .

Таратқыш арқылы қалыптасқан ақпаратты тасымалдаушы сигнал беру ортасынан өткеннен кейін қабылдау құрылғысының кірісіне беріледі. Әрі қарай ақпарат сигналдан алынады және тұтынушыға беріледі. Сигналдың физикалық табиғаты ең аз әлсіреумен және бұрмаланумен тарату ортасы арқылы тарай алатындай етіп таңдалады. Сигнал ақпаратты тасымалдаушы ретінде қажет, ол ақпаратты өзі тасымалдамайды.

1-сурет. Байланыс арнасы (нұсқа №1)

2-сурет Байланыс арнасы (опция №2)

Анау. бұл (арна) - техникалық құрылғы(технология + орта).

Классификация

Классификацияның дәл үш түрі болады. Дәміңіз бен түсіңізді таңдаңыз:

№1 классификация:

Байланыс арналарының көптеген түрлері бар, олардың ішінде ең кең таралғандары сымды арналарқосылымдар ( ауа, кабель, жарық бағыттаушыт.б.) және радиоарналар (тропосфера, спутникжәне т.б.). Мұндай арналар, өз кезегінде, әдетте кіріс және шығыс сигналдарының сипаттамаларына, сондай-ақ сигналдардың өшуі және әлсіреуі сияқты арнада орын алатын құбылыстарға байланысты сигналдар сипаттамаларының өзгеруіне негізделген.

Тарату ортасының түріне қарай байланыс арналары келесіге бөлінеді:

Сымды;

Акустикалық;

Оптикалық;

инфрақызыл;

Радиоарналар.

Байланыс арналары да жіктеледі:

үздіксіз (арнаның кірісі мен шығысында - үздіксіз сигналдар),

Дискретті немесе цифрлық (арнаның кірісі мен шығысында – дискретті сигналдар),

үздіксіз-дискретті (арна кірісіндегі үздіксіз сигналдар және шығыстағы дискретті сигналдар),

Дискретті-үздіксіз (арнаның кірісінде – дискретті сигналдар, ал шығысында – үздіксіз сигналдар).

Арналар болуы мүмкін сызықтықЖәне сызықтық емес, уақытшаЖәне кеңістік-уақыт.

Мүмкін классификация байланыс арналары жиілік диапазоны бойынша .

Ақпаратты тасымалдау жүйелері болып табылады бір арналыЖәне көп арналы. Жүйе түрі байланыс арнасымен анықталады. Егер байланыс жүйесі бір типті байланыс арналарына салынса, онда оның атауы арналардың типтік атауымен анықталады. IN әйтпесежіктеу белгілерінің спецификациясы қолданылады.

№2 классификация (толығырақ):

1. Қолданылатын жиілік диапазонына сәйкес жіктелуі

Ø Километр (LW) 1-10 км, 30-300 кГц;

Ø Гектометриялық (ЦБ) 100-1000 м, 300-3000 кГц;

Ø Декаметр (ЖЖ) 10-100 м, 3-30 МГц;

Ø Метр (МВ) 1-10 м, 30-300 МГц;

Ø Дециметр (UHF) 10-100 см, 300-3000 МГц;

Ø Сантиметр (SMW) 1-10 см, 3-30 ГГц;

Ø Миллиметр (MMV) 1-10 мм, 30-300 ГГц;

Ø Ондық (DMMV) 0,1-1 мм, 300-3000 ГГц.

2. Байланыс желілерінің бағыты бойынша

- бағытталған (әртүрлі өткізгіштер қолданылады):

Ø коаксиалды,

Ø мыс өткізгіштерге негізделген бұралған жұптар,

Ø талшықты-оптикалық.

- бағытсыз (радио сілтемелер);

Ø көру сызығы;

Ø тропосфералық;

Ø ионосфералық

Ø кеңістік;

Ø радиореле (дециметрлік және қысқарақ радиотолқындар бойынша ретрансляция).

3. Жіберілген хабарламалардың түрі:

Ø телеграф;

Ø телефон;

Ø мәліметтерді тасымалдау;

Ø факсимильді.

4. Сигналдардың түрі:

Ø аналогтық;

Ø цифрлық;

Ø импульс.

5. Модуляция түрі бойынша (манипуляция)

- Аналогтық байланыс жүйелерінде:

Ø амплитудалық модуляциямен;

Ø бір бүйірлік жолақты модуляциясы бар;

Ø жиілік модуляциясымен.

- IN сандық жүйелербайланыстар:

Ø амплитудалық манипуляциямен;

Ø жиілікті ауыстыру пернелерімен;

Ø фазалық кілтпен;

Ø салыстырмалы фазалық ығысу кілтімен;

Ø тонды пернелеумен (бір элементтер қосалқы тасымалдаушының тербелісін (тон) басқарады, одан кейін манипуляция жоғары жиілікте жүзеге асырылады).

6. Радиосигнал базасының мәні бойынша

Ø кең жолақты (B>> 1);

Ø тар жолақ (B "1).

7. Бір уақытта жіберілетін хабарламалар саны бойынша

Ø бір арналы;

Ø көп арналы (жиілігі, уақыты, арналардың кодтық бөлінуі);

8. Хабарлама бағыты бойынша

Ø біржақты;

Ø екіжақты.
9. Хабар алмасу реті бойынша

Ø қарапайым байланыс- екі жақты радиобайланыс, онда әрбір радиостанцияның тарату және қабылдау кезекпен жүзеге асырылады;

Ø дуплексті байланыс- беру және қабылдау бір уақытта жүзеге асырылады (ең тиімді);

Ø жарты дуплекс- беруден қабылдауға автоматты түрде өтуді және корреспондентке қайта сұрау мүмкіндігін қамтамасыз ететін симплекске жатады.

10. Қорғау құралдары арқылы жіберілген ақпарат

Ø ашық қарым-қатынас;

Ø жабық байланыс (құпия).

11. Ақпарат алмасуды автоматтандыру дәрежесі бойынша

Ø автоматтандырылған емес – радиобасқару мен хабарламаны оператор орындайды;

Ø автоматтандырылған – тек ақпарат қолмен енгізіледі;

Ø автоматты – хабар алмасу процесі арасында жүзеге асырылады автоматты құрылғыжәне оператордың қатысуынсыз компьютерлер.

№3 классификация (бірдеңе қайталануы мүмкін):

1. Кездесу бойынша

Телефон

Телеграф

теледидар

Хабар тарату

2. Берілу бағыты бойынша

Симплекс (тек бір бағытта беру)

Жартылай дуплекс (екі бағытта кезекпен жіберу)

Дуплекс (екі бағытта бір уақытта жіберу)

3. Байланыс желісінің табиғаты бойынша

Механикалық

гидравликалық

Акустикалық

Электрлік (сымды)

Радио (сымсыз)

Оптикалық

4. Байланыс арнасының кіріс және шығысындағы сигналдардың сипаты бойынша

Аналогтық (үздіксіз)

Уақыт бойынша дискретті

Сигнал деңгейі бойынша дискретті

Сандық (уақыты бойынша да, деңгейі бойынша да дискретті)

5. Бір байланыс желісі бойынша арналар саны бойынша

жалғыз арна

Көп арналы

Міне, тағы бір сурет:

3-сурет. Байланыс желілерінің классификациясы.

Байланыс арналарының сипаттамалары (параметрлері).

1. Арнаны тасымалдау функциясы: түрінде ұсынылған амплитудалық-жиілік сипаттамасы (AFC)және коммуникация арнасының шығысындағы синусоид амплитудасы берілетін сигналдың барлық мүмкін жиіліктері үшін оның кірісіндегі амплитудасымен салыстырғанда қалай ыдырауын көрсетеді. Арнаның нормаланған жиілік реакциясы 4-суретте көрсетілген. Нақты арнаның жиілік реакциясын білу кез келген дерлік кіріс сигналы үшін шығыс сигналының пішінін анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін кіріс сигналының спектрін тауып, оны құрайтын гармоникалардың амплитудасын амплитудалық-жиілік сипаттамасына сәйкес түрлендіреді, содан кейін түрлендірілген гармоникаларды қосу арқылы шығыс сигналының пішінін табу керек. Амплитудалық-жиілік сипаттамасын тәжірибелік тексеру үшін кіріс сигналдарында орын алуы мүмкін нөлден кейбір максималды мәнге дейінгі барлық жиілік диапазонында сілтеме (амплитудасы бойынша тең) синусоидтармен арнаны сынау қажет. Сонымен қатар, кіріс синусоидтарының жиілігін шағын қадаммен өзгерту керек, яғни эксперименттер саны көп болуы керек.

-- шығыс сигнал спектрінің кіріске қатынасы
- өткізу қабілеті

Сурет.4 Арнаның нормаланған жиілік реакциясы

2. Өткізу қабілеті: жиілік реакциясының туынды сипаттамасы болып табылады. Ол шығыс сигналының амплитудасының кіріске қатынасы белгілі бір алдын ала белгіленген шектен асатын жиіліктердің үздіксіз диапазонын білдіреді, яғни өткізу қабілеттілігі бұл сигнал байланыс арнасы арқылы берілетін сигналдың жиілік диапазонын анықтайды. елеулі бұрмалау. Әдетте, өткізу қабілеттілігі максималды жиіліктің 0,7-де өлшенеді. Өткізу қабілеті байланыс арнасы бойынша ақпаратты берудің максималды мүмкін жылдамдығына барынша әсер етеді.

3. әлсіреу: арна бойынша белгілі бір жиіліктегі сигнал жіберілген кезде сигнал амплитудасының немесе қуатының салыстырмалы төмендеуі ретінде анықталады. Көбінесе арнаның жұмысы кезінде берілетін сигналдың негізгі жиілігі алдын ала белгілі, яғни гармоникалық амплитудасы мен қуаты ең жоғары жиілік. Сондықтан арна арқылы берілетін сигналдардың бұрмалануын шамамен бағалау үшін осы жиіліктегі әлсіреуді білу жеткілікті. Таратылатын сигналдың бірнеше іргелі гармоникаларына сәйкес бірнеше жиіліктердегі әлсіреу белгілі болса, дәлірек бағалау мүмкін болады.

Өсу әдетте децибелмен (дБ) өлшенеді және келесі формула арқылы есептеледі: , қайда

Арна шығысындағы сигнал күші,

Арна кірісіндегі сигнал күші.

Әлсіреу әрқашан белгілі бір жиілік үшін есептеледі және арна ұзындығына байланысты. Тәжірибеде «спецификалық әлсіреу» ұғымы әрқашан қолданылады, яғни. арна ұзындығы бірлігіне сигналдың әлсіреуі, мысалы, 0,1 дБ/метрдің әлсіреуі.

4. Тасымалдау жылдамдығы: уақыт бірлігінде арна бойынша берілетін биттердің санын сипаттайды. Ол секундына битпен өлшенеді - б/с, сонымен қатар туынды бірліктер: Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с. Тасымалдау жылдамдығы арнаның өткізу қабілетіне, шу деңгейіне, кодтау түріне және модуляцияға байланысты.

5. Арна шуының иммунитеті: кедергі жағдайында сигнал беруді қамтамасыз ету қабілетін сипаттайды. Интерференция болып бөлінеді ішкі(білдіреді жабдықтың термиялық шуы) Және сыртқы(олар әртүрлі және беру ортасына байланысты). Арнаның шуға төзімділігі қабылданатын сигналды өңдеуге арналған аппараттық және алгоритмдік шешімдерге байланысты, олар қабылдағышқа енгізілген. Шуға қарсы иммунитетарна арқылы сигнал беру арттыруға боладыарқасында кодтау және арнайы өңдеусигнал.

6. Динамикалық диапазон : арна арқылы берілетін сигналдың максималды қуатының минимумға қатынасының логарифмі.

7. Шуға қарсы иммунитет: бұл шуға қарсы иммунитет, яғни. шуға қарсы иммунитет.

Сипаттамалары

Келесі арна сипаттамаларын пайдаланыңыз

Шуға қарсы иммунитет

Шуға қарсы иммунитет. Сигнал-шуылдың минималды қатынасы қайда;

Арна дыбыс деңгейі

Арна көлемі мына формуламен анықталады: ,

мұндағы – арнаның жіберілетін сигналдың алатын уақыты;

Арна бойынша сигналды бұрмалаусыз беру үшін арнаның көлемі сигнал көлемінен үлкен немесе оған тең болуы керек, яғни. . Сигнал көлемін арна көлеміне жазудың қарапайым жағдайы , > және теңсіздіктерінің орындалуына қол жеткізу болып табылады. Дегенмен, оны басқа жағдайларда орындауға болады, бұл басқа параметрлерді өзгерту арқылы арнаның қажетті сипаттамаларына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Мысалы, жиілік диапазоны азайған сайын өткізу қабілеттілігін арттыруға болады.

Классификация

Байланыс арналарының көптеген түрлері бар, олардың ішінде ең жиі ажыратылатын сымды байланыс арналары (ауа, кабельдік, жарық бағыттаушы және т.б.) және радиобайланыс арналары (тропосфералық, спутниктік және т.б.). Мұндай арналар, өз кезегінде, әдетте кіріс және шығыс сигналдарының сипаттамаларына, сондай-ақ сигналдардың өшуі және әлсіреуі сияқты арнада орын алатын құбылыстарға байланысты сигналдар сипаттамаларының өзгеруіне негізделген.

Тарату ортасының түріне қарай байланыс арналары сымды, акустикалық, оптикалық, инфрақызыл және радиоарналарға бөлінеді.

Байланыс арналары да жіктеледі

үздіксіз (арнаның кірісі мен шығысында - үздіксіз сигналдар),
дискретті немесе цифрлық (арнаның кірісі мен шығысында – дискретті сигналдар),
үздіксіз-дискретті (арнаның кірісінде - үздіксіз сигналдар, ал шығысында - дискретті сигналдар),
дискретті-үздіксіз (арнаның кірісінде – дискретті сигналдар, ал шығысында – үздіксіз сигналдар).

Арналар сызықтық және сызықтық емес, уақытша және кеңістік-уақыт болуы мүмкін. Байланыс арналарын жиілік диапазоны бойынша жіктеуге болады.

Байланыс арнасының үлгілері

Байланыс арнасы математикалық модельмен сипатталады, оның міндеті анықтамаға дейін қысқарады математикалық модельдершығару және енгізу және , сондай-ақ олардың арасында байланыс орнату, оператормен сипатталатын , яғни.

Үздіксіз арна үлгілері

Үздіксіз арна модельдерін аддитивті Гаусс шуы бар арна үлгісіне, белгісіз сигнал фазасы және аддитивті шуылға ие арна үлгісіне және таңбааралық кедергі мен аддитивті шуылға ие арна үлгісіне жіктеуге болады.

Идеал арна үлгісі

Кедергінің болуын елемеуге болатын кезде идеалды арна үлгісі қолданылады. Бұл модельді пайдаланған кезде шығыс сигналы детерминирленген, яғни.

мұндағы γ – күшейтуді анықтайтын тұрақты шама, τ – тұрақты кідіріс.

Белгісіз сигнал фазасы және қосымша шуы бар арна үлгісі

Белгісіз сигнал фазасы және аддитивті шуы бар арна үлгісі идеалды арна моделінен кездейсоқ шама болып табылатындықтан ерекшеленеді. Мысалы, егер кіріс сигналы тар жолақты болса, онда белгісіз сигнал фазасы және аддитивті шуы бар арна шығысындағы сигнал келесідей анықталады:

мұнда кіріс сигналын келесідей көрсетуге болатыны ескеріледі:

мұндағы Гильберт түрлендіруі , кездейсоқ фаза, оның таралуы әдетте интервал бойынша біркелкі болып саналады.

Таңба аралық кедергісі және аддитивті шуы бар арна үлгісі

Символаралық кедергі және аддитивті шу бар арна моделі арнаның фазалық жиілік сипаттамасының сызықты еместігі және оның өткізу қабілеттілігінің шектелуіне байланысты уақыт бойынша сигнал шашырауының пайда болуын ескереді, т.б. мысалы, арна арқылы дискретті хабарламаларды беру кезінде шығыс сигналының мәніне арнаның тек жіберілетін таңбаға ғана емес, сонымен қатар бұрынғы немесе кейінгі таңбаларға жауаптары әсер етеді. Радиоарналарда таңбааралық кедергілердің пайда болуына радиотолқындардың көп жолды таралуы әсер етеді.

Дискретті байланыс арналарының модельдері

Дискретті арна моделін анықтау үшін кіріс және шығыс код белгілерінің жиынын, сондай-ақ берілген кіріс үшін шығыс символдарының шартты ықтималдықтарының жиынын анықтау қажет.

Дискретті-үздіксіз байланыс арналарының модельдері

Сондай-ақ дискретті-үздіксіз байланыс арналарының үлгілері бар

да қараңыз

Ескертпелер

Әдебиет

Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В.,Электрлік байланыс теориясы / Ред. Д.Д.Кловский. - Жоғары оқу орындарына арналған оқулық. - М .: Радио және байланыс, 1999. - 432 б. -

Өзара әрекеттесетін жүйелер арасында сигналдарды жіберу үшін компьютерлік желілербайланыс желілері пайдаланылады.

Тар мағынада, термин бойынша байланыс желісі(жіберу звеносы, буын) екі арасында сигналдар берілетін физикалық ортаны білдіреді соңғы жүйелер. Сигналдар желілік жабдыққа қатысты арнайы техникалық құралдармен (таратқыштар, күшейткіштер, мультиплексорлар және т.б.) қалыптасады.

Тасымалдау ортасы (беру ортасы) немесе физикалық орта- сигналдардың таралуы жүзеге асырылатын материалдық субстанция.

Компьютерлік желілерде тасымалдау құралдарының екі түрі қолданылады: кабельдік және сымсыз.

Күріш. 3.1Ақпарат құралдарының түрлері

Сымсыз тарату құралдарының негізі электромагниттік толқындар таралатын жер атмосферасы немесе ғарыш кеңістігі болып табылады. Кабельдік медиа кабельдерді пайдаланады әртүрлі түрлері: коаксиалды, талшықты-оптикалық, бұралған жұп. Олардағы сигналдарды беру электрлік ( электр тоғы) немесе оптикалық (жарық) сигналдар.

Кең мағынада, термин бойынша « компьютерлік желілер саласындағы байланыс желісі» дегенді білдіреді байланыс.

Байланыс (арна, деректер сілтемесі) – физикалық орта түріне сәйкес сигналдар түріндегі өзара әрекеттесетін жүйелер арасында деректерді беруді қамтамасыз ететін бір немесе бірнеше физикалық тасымалдаушы және арна құрушы (желі) жабдықтың жиынтығы.

Бұл тұрғыда «сілтеме» және «сілтеме» терминдері синоним болып табылады.

Күріш. 3.2Байланыс

Айырмау физикалық (физикалық байланыс) Және ақыл-ой ойыны (логикалық сілтеме) арналар. Физикалық байланыс арнасы өзара әрекеттесетін жүйелер арасындағы сигналдарды жіберу құралы болып табылады. Таратылатын сигналдардың түріне және олардың таралуы үшін қолданылатын физикалық ортаға байланысты физикалық арналар бөлінеді электрлік(бұралған жұп, коаксиалды кабель), оптикалық(талшықты-оптикалық кабель) және сымсыз(радио арналар, инфрақызыл арналар және т.б.).

Логикалық арналар өзара әрекеттесетін жүйелердің OSI моделінің кез келген деңгейлерінің хаттамалары арасында орнатылады және деректердің бір немесе физикалық арналар тізбегі арқылы көзден қабылдаушыға берілетін жолды анықтайды.

Физикалық арнада бірнеше логикалық арналарды төсеу кезінде физикалық арнаның ресурстары әдістерді қолдану арқылы логикалық арналар арасында бөлінеді. мультиплекстеу.

Күріш. 3.3Физикалық және логикалық байланыс арналары

Байланыс арналарын (линияларын) келесі белгілері бойынша жіктеуге болады:

● физикалық ортаның түрі бойынша;

● берілетін ақпаратты ұсыну түрі бойынша;

● мәліметтерді беру бағытында;

● өмір сүру уақыты бойынша;

● қосылу арқылы;

● өткізу қабілеттілігі бойынша.

Берілетін ақпаратты көрсету түріне қарай арналар бөлінеді аналоганалогтық сигналдарды беруге арналған және дискреттідискретті (цифрлық) сигналдарды беру үшін қолданылады.

Мәліметтерді беру бағытына қарай арналар бөлінеді:

● қарапайым(қарапайым), онда беру тек қана жүзеге асырылады біріндебағыт;

● жарты дуплекс(жарты дуплекс кезектесіпалға және артқа;

● дуплекс(дуплекс) беріліс қай жерде бір мезгілдеекі бағытта – алға және кері.

Күріш. 3.4Симплекс арнасы

Күріш. 3.5Жартылай дуплексті арна

Күріш. 3.6дуплексті арна

Арналарды жазылушыға қолжетімділік уақытына қарай да жіктеуге болады. Деректерді тасымалдау үшін қол жетімді соңғы жүйелер арасындағы арналар ұзақ уақытберілген сипаттамалармен тұрақты байланысқа байланысты деп аталады арналғаннемесе ажыратылмаған. Мәліметтерді беру өзара әрекеттесетін жүйелер арасында байланыс орнатылғаннан кейін ғана мүмкін болатын байланыс арналары деп аталады. ауыстырылдынемесе уақытша. Бұл жағдайда арна тек байланыс сеансы кезінде болады, яғни. деректерді тасымалдауға қажетті уақыт.

Қосылу әдісіне сәйкес арналар бөлінеді: «нүктеден нүктеге» (нүктеден нүктеге), нүктеден көп нүктеге (нүктеден көп нүктеге),«көп нүкте» ( көп нүкте). Нүкте-нүкте арнасы тек екі түйінді немесе өзара әрекеттесетін екі жүйені қосады. Нүктеден көп нүктеге дейінгі байланыс бір орталық жүйені (түйінді) басқа жүйелер (түйіндер) тобына қосады. Көп нүктелі байланыс түйіндер тобына немесе жүйелерге бір-бірімен қосылуға мүмкіндік береді.

Маңызды қасиетбайланыс арнасы оның өткізу қабілеті (өткізу қабілеті). Өткізу қабілетіне (өткізу жолының кесу жиіліктерінің айырмашылығы) және сигнал беру әдісіне байланысты арналар бөлінеді базалық жолақ (негізгі жолақты арна) Және кең жолақты (кең жолақты арна).

Негізгі жолақты арна қарапайымдылығымен және іске асырудың төмен құнымен сипатталады, сондықтан ол кеңінен қолданылады жергілікті желілер(техникалық сипаттамалар атауларындағы «BASE» сөзі физикалық қабат Ethernet (мысалы, 10BASE-T, 100BASE-FX, 1000BASE-SX) негізгі жолақты көрсетеді). Негізгі жолақ арна сигналы базалық жолақта беріледі, яғни. тасымалдаушы модуляциясыз, бұл ретте бүкіл өткізу қабілеттілігі тек бір сигналды жіберу үшін пайдаланылады.

Негізгі жолақты арнадан айырмашылығы, кең жолақты арнаның бүкіл өткізу қабілеті мультиплексирлеу әдістерін пайдалана отырып, бірнеше логикалық арналар арасында бөлінеді, бұл бірлескен жүйелердің бірнеше жұптары арасында бір уақытта және тәуелсіз сигнал беруге мүмкіндік береді. Технология кең жолақты қолжетімділік(мысалы, xDSL, PowerLine (PLC), 3G (UMTS), 4G (LTE)) байланыс операторлары ұсынатын қызметтер кешеніне қосылуды ұйымдастыру кезінде қолданылады.

Сигналдар

Байланыс арналары бойынша мәліметтерді беру олардың физикалық бейнеленуі – электрлік (электр тогы), оптикалық (жарық) немесе электромагниттік сигналдар арқылы жүзеге асырылады.

Егер сигналды уақыт функциясы ретінде қарастырсақ, онда ол келесідей болуы мүмкін:

● аналог (үздіксіз) - оның мәні уақыт бойынша үздіксіз өзгереді;

● сандық (дискретті) - шекті, әдетте шағын мәндер саны бар.

Күріш. 3.7аналогтық сигнал

Күріш. 3.8сандық сигнал

Деректер ағынын беру үшін пайдаланылатын сигналдар ақпараттық болуы керек, яғни. қабылдағышқа алынған деректерді анықтауға мүмкіндік беретін кейбір айнымалы параметрлері бар. Бұл сигнал жиі қолданылады гармоникалық сигнал.

Гармоникалық сигнал- Бұл уақыт бойынша кеңістікте таралатын, ақпаратты немесе қандай да бір мәліметтерді тасымалдайтын гармоникалық тербелістер. Гармоникалық тербелістер- бұл физикалық (немесе кез келген басқа) шама синусоидалы немесе косинус заңына сәйкес уақыт бойынша өзгеретін тербелістер.

Гармоникалық сигнал үш параметр түрінде ақпаратты тасымалдайды: амплитудасы, фазаларыЖәне жиіліктержәне мына формуламен сипатталады:

мұндағы А – сигнал амплитудасы; ω - айналмалы жиілік: ω=2πf (f– желі жиілігі: f=1/Т , Т периодының кері шамасы); φ 0 гармоникалық сигналдың бастапқы фазасы болып табылады; т- уақыт.

Күріш. 3.9Гармоникалық сигнал

Деректерді тасымалдаудың жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету үшін жиілік маңызды: жиілік неғұрлым жоғары болса, тасымалдау жылдамдығы соғұрлым жоғары болады.

Уақыт функциясы у(т)ерікті және әртүрлі жиіліктерге ие болуы мүмкін.

Гармоникалық талдау теориясын және Фурье түрлендіруін еске түсірейік. Француз ғалымы Ж.Б. Фурье қандай да бір функцияның уақытындағы кез келген өзгерісті амплитудалары, жиіліктері және бастапқы фазалары әртүрлі гармоникалық тербелістер қатарының соңғы немесе шексіз қосындысы ретінде жуықтауға болатынын дәлелдеді.

Басқаша айтқанда, сипатталған кез келген мерзімді сигнал (аналогтық немесе цифрлық). күрделі функцияуақыт, негізгі жиіліктің еселі жиіліктері бар қарапайым гармоникалық тербелістердің (гармоникалардың) шексіз немесе соңғы қосындысы ретінде ұсынылуы мүмкін. ω=2π/Т:

қайда мен– гармоникалық сан; А и- амплитудасы, φ i- бастапқы кезең ω i– айналмалы жиілік мен- гармоникалық; т- уақыт.

Бірінші гармоника ω 1сигналдың бірінші немесе негізгі гармоникасы деп аталады, қалған барлық гармоникалар жоғары гармоникалар деп аталады. Бұл жағдайда әрбір келесі гармониканың жиілігі алдыңғысынан үлкен болады. ω 1 < ω 2 < ω 3 ….. < ω ∞.

мерзімді сигналәрекеттің бұл түрі белгілі бір уақыт интервалынан кейін толқын пішіні қайталанса деп аталады Ткезең деп аталады.

Күріш. 3.10Периодтық сигналдың спектрлік амплитудалық диаграммасы мен алғашқы 4 гармониканың қосындысынан сигналды құру

Барлығы бастапқы сигналды құрайтын гармоникалық тербелістердің жиынтығы қалыптасады жиілік спектрібұл сигнал, яғни. берілген сигналды құрайтын жиіліктер облысы.

Табиғатта шексіз спектрге ие болатын сигналдар іс жүзінде жоқ. Нақты сигналдар энергиясының басым бөлігі жиіліктердің шектелген аймағында (диапазонында) шоғырланған, ал сигналдың өзі гармоникалық тербелістердің соңғы қосындысы ретінде берілген. Бұл жағдайда сигналдың спектрі у(т)жоғарғы және төменгі гармоника жиіліктерінің айырмашылығы ретінде анықталады: f n -f 1, мұндағы n< ∞.

Сигналды құрайтын гармоника жиынтығынан олар ажыратады және ажыратады амплитудасыЖәне фазасыдиапазон. Амплитудалық спектр – бұл барлық гармоникалардың амплитудаларының жиынтығы, ол әдетте ұзындығы гармоникалық тербелістердің амплитудалық мәндеріне пропорционал (таңдалған масштабта) тік сызықтар жиынтығы түріндегі диаграммамен көрсетіледі. , ал көлденең осьтегі орны осы құрамдас бөліктің жиілігімен (гармоникалық санымен) анықталады. Амплитудалық және фазалық спектр сигналды бірегей түрде анықтайды. Дегенмен, көптеген практикалық есептер үшін амплитудалық спектрмен шектелу жеткілікті.

Байланыс арнасы бойынша сигнал жіберілген кезде оның пішіні әртүрлі жиіліктегі гармоникалардың біркелкі деформацияланбауынан бұзылады. Бұл байланыс арнасының физикалық параметрлерінің идеалдан ерекшеленуіне байланысты. Сигналға әлсіреу, шу және кедергі сияқты факторлар әсер етеді. Дегенмен, толқын пішініне әсер ететін негізгі фактор байланыс арнасының өткізу қабілеттілігі болып табылады. Сигналдың айтарлықтай бұрмаланусыз берілуі үшін байланыс арнасы болуы керек өткізу қабілеттілігі жиілік спектрінің өткізу қабілетінен кем емесберілетін сигнал.

Күріш. 3.11Тасымалдау ортасының физикалық параметрлерінің сигналға әсері

Байланыс арналары (CS)сигналды беру үшін қызмет етеді және кез келген ақпаратты беру жүйесіндегі ортақ буын болып табылады.

Физикалық табиғаты бойынша байланыс арналары бөлінеді механикалық,материалды тасымалдау үшін пайдаланылады, акустикалық, оптикалықЖәне электрліксәйкесінше дыбыс, жарық және электрлік сигналдарды беру.

Электрлік және оптикалық байланыс арналарын сигнал беру әдісіне байланысты сигнал беру үшін физикалық өткізгіштерді қолданатын сымды болып бөлуге болады ( электр сымдары, кабельдер, жарық бағыттағыштары) және сигнал беру үшін электромагниттік толқындарды (радио арналар, инфрақызыл арналар) қолданатын сымсыз.

Берілетін ақпаратты ұсыну формасы бойынша байланыс арналары бөлінеді аналог, ол арқылы ақпарат үздіксіз түрде беріледі, яғни. кейбір физикалық шама мәндерінің үздіксіз қатары ретінде және сандық,әртүрлі физикалық сипаттағы цифрлық (дискретті, импульстік) сигналдар түрінде ұсынылған ақпаратты беру.

Ақпаратты берудің мүмкін бағыттарына байланысты байланыс арналары бөлінеді қарапайым,ақпаратты тек бір бағытта беруге мүмкіндік беру; жарты дуплекс, ақпараттың тура және кері бағытта ауыспалы берілуін қамтамасыз ету; дуплекс, ақпаратты бір уақытта тура және кері бағытта беруге мүмкіндік береді.

Байланыс арналары болып табылады ауыстырылды, олар жеке бөлімдерден (сегменттерден) тек олар арқылы ақпарат беру уақытына ғана құрылады және таратудың соңында мұндай арна жойылады (ажыратады) және ажыратылмаған(арналды), ұзақ уақыт бойы жасалған және ұзындығы, өткізу қабілеті, шуға төзімділігі бойынша тұрақты сипаттамаларға ие.

ішінде кеңінен қолданылады автоматтандырылған жүйелерақпаратты өңдеу және басқару, электр сымды байланыс арналары өткізу қабілеттілігі бойынша ерекшеленеді:

төмен жылдамдықақпаратты беру жылдамдығы 50-ден 200 бит/сек дейін. Бұл коммутацияланған (абоненттік телеграф) және қосылмаған телеграфтық байланыс арналары;

орташа жылдамдық,аналогтық (телефондық) байланыс арналарын пайдалану; олардағы тарату жылдамдығы 300-ден 9600 бит/с дейін, ал жаңа стандарттарда V.32 - V.34 Халықаралық телеграфия және телефония консультативтік комитетінің (CCITT) және 14400-ден 56 000 бит/с дейін;

жоғары жылдамдық(кең жолақты), ақпаратты беру жылдамдығы 56 000 бит/с жоғары.

Ақпаратты жіберу үшін төмен жылдамдықты және орташа жылдамдықты CSфизикалық орта әдетте сымды байланыс желілері болып табылады: параллель немесе бұралған сымдардың топтары деп аталады бұралған жұп.Ол жоғары жиілікте тарату кезінде электромагниттік айқаспалы және сигналдың әлсіреуін азайту үшін жұппен бірге бұралған оқшауланған өткізгіштерден тұрады.

Жоғары жылдамдықты (кең жолақты) CSs ұйымдастыру үшін әртүрлі кабельдер қолданылады:

Мыс сымдарының бұралған жұптарымен экрандалған;

Мыс сымдарының бұралған жұптарымен экрандалмаған;

коаксиалды;

Оптикалық талшық.

STP кабельдері(мыс сымдарының бұралған жұптарымен экрандалған) жақсы техникалық сипаттамалары бар, бірақ пайдалану ыңғайсыз және қымбат.

UTP кабельдері(бұралған жұп мыс сымдарымен экрандалмаған) деректерді беру жүйелерінде, атап айтқанда, компьютерлік желілерде жеткілікті түрде кеңінен қолданылады.

Бес санат бар бұралған жұп: бірінші және екінші категориялар деректерді төмен жылдамдықпен тасымалдау үшін қолданылады; үшінші, төртінші және бесінші – тиісінше 16,25 және 155 Мбит/с дейінгі беру жылдамдығында. Бұл кабельдер жақсы техникалық сипаттамалар, салыстырмалы түрде арзан, пайдалану оңай, жерге қосуды қажет етпейді.

Коаксиалды кабельдиэлектрикпен қапталған және экрандаушы қорғаныс қабығы бар жұқа мыс өткізгіштердің торымен қоршалған мыс өткізгіш болып табылады. Коаксиалды кабель арқылы деректерді беру жылдамдығы айтарлықтай жоғары (300 Мбит / с дейін), бірақ оны пайдалану жеткілікті ыңғайлы емес және жоғары құны бар.

Талшықты-оптикалық кабель(8.2-сурет) сыну көрсеткіші жоғары, диаметрі бірнеше микрометр (жарық бағыттаушы өзек) шыны немесе пластик талшықтардан тұрады. p s,төмен сыну көрсеткіші бар оқшаулаумен қоршалған n 0және қорғаныш полиэтилен қабығына салынған. Суретте. 8.2, бірақталшықты-оптикалық кабельдің көлденең қимасы бойынша сыну көрсеткішінің таралуы көрсетілген және күріш. 8.2, б- сәулелердің таралу схемасы. Талшықты-оптикалық кабель арқылы таралатын сәулелену көзі - жарықдиодты немесе жартылай өткізгіш лазер, сәуле қабылдаушы - жарық сигналдарын электрлік сигналдарға түрлендіретін фотодиод. Жарық сәулесінің талшық арқылы өтуі сигналдың минималды әлсіреуін қамтамасыз ететін жарық бағыттаушы өзек қабырғаларынан сәуленің толық ішкі шағылысу принципіне негізделген.

Күріш. 8.2.Талшықты-оптикалық кабель бойынша сәулелердің таралуы:

бірақ- талшықты-оптикалық кабельдің көлденең қимасы бойынша сыну көрсеткішін бөлу;

б -сәулелердің таралу үлгісі

Сонымен қатар, талшықты-оптикалық кабельдер тасымалданатын ақпаратты сыртқы электромагниттік өрістерден қорғауды және 1000 Мбит/с-қа дейінгі жоғары тасымалдау жылдамдығын қамтамасыз етеді. Ақпаратты кодтау жарық сәулесінің аналогтық, цифрлық немесе импульстік модуляциясын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Оптикалық талшықты кабель өте қымбат және әдетте тек маңызды магистральдық байланыс арналарын төсеу үшін пайдаланылады, мысалы, Атлант мұхитының түбімен тартылған кабель Еуропаны Америкамен байланыстырады. Компьютерлік желілерде талшықты-оптикалық кабель ең маңызды салаларда, атап айтқанда, Интернетте қолданылады. Бір қалың магистральдық талшықты-оптикалық кабель бір уақытта бірнеше жүз мың телефон, бірнеше мың бейне телефон және мыңға жуық телефонды ұйымдастыра алады. Телеарналарбайланыстар.

Жоғары жылдамдықты CSсымсыз радиоарналар негізінде ұйымдастырылған.

Радио арна -бұл әуе арқылы өтетін сымсыз байланыс арнасы. Радиоарнаны қалыптастыру үшін радиотаратқыш пен радиоқабылдағыш қолданылады. Радиоарна бойынша деректерді беру жылдамдығы іс жүзінде қабылдағыш жабдығының өткізу қабілеттілігімен шектеледі. Радиотолқын диапазоны деректерді беру үшін қолданылатын электромагниттік спектрдің жиілік диапазонымен анықталады. Кестеде. 8.1 радиотолқындардың диапазондарын және оларға сәйкес жиілік диапазондарын көрсетеді.

Коммерциялық телекоммуникациялық жүйелер үшін жиі қолданылатын жиілік диапазондары 902 - 928 МГц және 2,40 - 2,48 ГГц.

Сымсыз байланыс арналарының шуға төзімділігі нашар, бірақ пайдаланушыға максималды ұтқырлық пен жауап беру мүмкіндігін береді.

Телефон желілеріең ауқымды және кең таралған. Олар дыбыстық (тональдық) және факсимильдік хабарламаларды беруді жүзеге асырады. Телефондық байланыс желісінің негізінде ақпараттық-анықтамалық жүйелер, жүйелер Электрондық поштажәне компьютерлік желілер. Телефон желілерінің негізінде ақпаратты тасымалдау үшін аналогтық және цифрлық арналар құрылуы мүмкін.

IN аналог телефон желілері телефон микрофоны дыбыс тербелістерін аналогқа түрлендіреді электрлік сигналарқылы беріледі абоненттік желіАТС-де. Адам дауысын беру үшін қажетті өткізу қабілеттілігі шамамен 3 кГц (диапазоны 300 Гц - 3,3 кГц). Қоңырау сигнализациясы дауысты жіберу сияқты бір арна арқылы беріледі.

IN сандық байланыс арналарыенгізу алдында аналогтық сигнал іріктеледі - сандық түрге түрлендіріледі: әрбір 125 мкс (дискреттеу жиілігі 8 кГц) аналогтық сигналдың ағымдағы мәні 8 биттік екілік кодта көрсетіледі.

8.1-кесте

Радиотолқын диапазондары және оларға сәйкес жиілік диапазондары

Желілік технологиялар, байланыс арналары және олардың негізгі сипаттамалары.

C жеді:

Желі құру негіздерін үйрету.

Қызығушылығын дамыту.

Ақпараттық мәдениетті тәрбиелеу.

П үй тапсырмасын тексеру.

X бір сабақ:

желілік технология стандартты хаттамалар мен микробағдарламалардың келісілген жиынтығы (мысалы, желілік адаптерлер, драйверлер, кабельдер және қосқыштар) құрастыруға жеткілікті компьютерлік желі.
Бүгінгі таңда Интернет көптеген желілердің жиынтығы болып табылады. Әрбір желі ондаған және жүздеген серверлерден тұрады. Серверлер әртүрлі байланыс желілерімен тікелей байланысты: кабельдік, жерүсті радиобайланыс, спутниктік радиобайланыс. Әрбір серверге қосылған көп саныкомпьютерлер және желілік клиенттер болып табылатын жергілікті компьютерлік желілер. Клиенттер серверге тікелей желі арқылы ғана емес, сонымен қатар қарапайым байланыс арқылы да қосыла алады телефон арналары.
Байланыс арналары мәліметтерді қашықтыққа жіберуге мүмкіндік беретін техникалық құралдар деп аталады. Біз қарастырып жатқан контексте байланыс арналары шақырыладыарасында ақпаратты тасымалдауға арналған байланыс құралдары қашықтағы компьютерлер . Ақпаратты тасымалдаудың техникалық құралдары ретінде кәдімгі байланыс арналарын (телефон, телеграф, спутник және т.б.) пайдалануға болады. Енді неғұрлым прогрессивті құралдар - бұл тарату үшін арнайы салынған байланыс арналары сандық ақпарат. Оларға, мысалы, талшықты-оптикалық желілер жатады.

Байланыс арналарының негізгі сипаттамалары болып табыладыөткізу қабілеті Жәнешуға қарсы иммунитет . Өткізу қабілеті арнаның уақыт бірлігінде берілген хабарлар санын беру мүмкіндігін көрсетеді. Бұл параметр байланыс арнасының физикалық қасиеттеріне байланысты. Басқа сөзбен,өткізу қабілеті - бұл қосымшаны қоспағанда, модеммен уақыт бірлігінде жіберілетін деректер көлемі қызмет туралы ақпарат, мысалы: бастау және тоқтату биттері, Стокстың аяқталу жазбаларын бастау және т.б.
Шуға қарсы иммунитет берілетін ақпараттың бұрмалану деңгейінің параметрін белгілейді. Ақпаратты беру кезінде оның өзгеруін немесе жоғалуын болдырмау үшін пайдаланыңыз арнайы әдістершудың әсерін азайту үшін.

Компьютерлік байланыс арналарының классификациясы:

кодтау әдісі бойынша:сандық Жәнеаналог ;

байланыс арқылы:арналған (тұрақты байланыс) жәнеауыстырылды (уақытша қосылу);

Сигнал беру әдісіне сәйкес:кабель (бұралмалы жұп, коаксиалды кабель, талшықты-оптикалық, оптикалық (жарық бағыттағыштары), радиорелелік, сымсыз, спутниктік;телефон , радио (радиореле, спутник).

бұралған жұп бірге бұралған екі оқшауланған сымнан тұрады. Сымдарды айналдыру сыртқы электромагниттік өрістердің жіберілетін сигналдарға әсерін азайтады.

Коаксиалды кабель Бұрылған жұппен салыстырғанда оның механикалық беріктігі мен шуға төзімділігі жоғары.

Талшықты-оптикалық кабель - идеалды тасымалдау ортасы, ол электромагниттік өрістерге әсер етпейді және сәулеленудің өзі іс жүзінде жоқ.

Байланыс желілері:
Радиорелелік байланыс желілері (RRL) дециметрлік, сантиметрлік және миллиметрлік толқындар диапазонында сигналдарды жіберуге арналған. Тасымалдау тікелей көрінетін қашықтықта орналасқан қайталағыштар жүйесі арқылы жүзеге асырылады.

Сымсыз желі жабдығы Ол компьютерлер, желі және басқа арнайы құрылғылар арасында радиоарналар арқылы ақпаратты жіберуге арналған.

Спутниктік байланыс желілері 9 - 11 жиілік диапазонында және болашақта оптикалық жолақтарда жұмыс істейді. Бұл жүйелерде жер станциясынан сигнал қабылдағыш аппаратурасы бар спутникке жіберіледі, онда ол күшейтіліп, өңделеді және Жерге кері жіберіледі, алыс қашықтықтарда байланысты қамтамасыз етеді және үлкен аумақтарды қамтиды.

Байланыс арналары болып бөлінедіқарапайым Жәнедуплекс . Бір жағдайда ақпарат тек бір бағытта беріледі, бұл аз тиімді құрал. Басқа жағдайда ақпарат екі бағытта тасымалданады және бір уақытта бірнеше хабарламалар берілуі мүмкін.

Деректерді қашықтыққа тасымалдайтын физикалық процесс ретінде пайдаланыңызсигналдар . Бұл процеске тудыратын әртүрлі құбылыстар әсер етуі мүмкінкедергі (мысалы, бұл байланыс арналарында пайда болатын және пайдалы сигналдарды беру диапазонын шектейтін бөтен шыққан кернеу болуы мүмкін).

Пайда болу көзіне және олардың әсер ету сипатына байланысты кедергілер бөлінеді:

меншік байланыс арнасының кедергісі;

өзара , арналардың бір-біріне әсерінен жасалған;

сыртқы - бөгде электромагниттік өрістерден.

Тәжірибе көрсеткендей, шудан (кедергіден) құтылу олардың пайда болуының табиғи (жойылмайтын) себептеріне байланысты мүмкін емес. Содан кейін берілген мәтіннің өзінде қорғау мүмкіндігін іздеу идеясы ұсынылды (К.Э. Шеннон). ең жақсы жолменартық кодты пайдалану болды. Байланыс арналары бойынша тасымалдау кезінде ақпаратты қорғау функциясы үш құрамдас бөлікті қамтиды:растау , қатені анықтау Жәнехабарландыру олар туралы, бастапқы күйіне оралу. Ақпарат сәйкесінше кодталады, негізгі мазмұнмен бірге берілетін ақпараттың көлемі туралы ақпарат беріледі. Ақпаратты алғаннан кейін хабарламаның ұзақтығы туралы ақпарат тексеріледі бастапқы күй, мәндер сәйкес келмесе, ақпаратты беру нүктесіне қайта жіберу қажеттілігі туралы сигнал беріледі.

Прокси сервер - браузер мен соңғы веб-сервер арасында делдал ретінде пайдаланылатын аралық, транзиттік веб-сервер. Прокси-серверді пайдаланудың негізгі себебі ақпаратты тасымалдау көлемін үнемдеу және кэштеу есебінен қол жеткізу жылдамдығын арттыру болып табылады. Мысалы, егер компания қызметкерлерінің көпшілігі ағымдағы валюта бағамы бар бір веб-серверді жиі пайдаланатын болса, онда бұл ақпарат проксиде сақталады, осылайша беттер бастапқы серверден тек 1 рет сұралады. Проксиді пайдаланған кезде компанияға бір ғана жалпы IP мекенжайы қажет.

хаттама - екі тәуелсіз процесс немесе құрылғылар арасында ақпарат алмасудың форматы мен процедураларын реттейтін ережелер жиынтығы.

Желі протоколы - мәліметтерді тасымалдауда қолданылатын ережелер мен конвенциялар жиынтығы.

Әртүрлі желілерде және әртүрлі жұмыс істейтін протоколдардың үш негізгі түрі бар операциялық жүйелер: Novell IPX (Inter Packet Exchange), TCP/IP, NetBEUI (Желілік BIOS пайдаланушы интерфейсі).
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) – Интернет үшін әзірленген және оған негізделген хаттамалар жиынтығы. TCP әрбір жіберілген байт алушыға жоғалтпай жетуіне кепілдік береді. IP жергілікті IP мекенжайларын физикалық желі мекенжайларына тағайындайды, осылайша маршрутизаторлар жұмыс істейтін мекенжай кеңістігін қамтамасыз етеді.

TCP/IP тобына мыналар кіреді:

қашықтағы терминалдарға қашықтағы хосттарға (компьютерлерге) қосылуға мүмкіндік беретін Telnet протоколы;

Пайдаланушыларға желі түйіндерін таңба бойынша адрестеуге мүмкіндік беретін DNS доменін адрестеу жүйесі домен атауысандық IP мекенжайының орнына;

тасымалдау протоколы FTP файлдары, ол файлдарды сақтау және тасымалдау механизмін анықтайды;

HTTP гипермәтінді тасымалдау протоколы.

Сұрақтар мен тапсырмалар

Желілік технология дегеніміз не?

Байланыс арналары дегеніміз не?

Байланыс арналарының негізгі сипаттамалары қандай.

Байланыс арналарының классификациясын беріңіз.

Прокси сервер дегеніміз не?

Протоколдар дегеніміз не?