لتقييم جودة قنوات نقل البيانات ، يمكن استخدام الخصائص التالية:

معدل نقل البيانات عبر قناة الاتصال ؛

عرض النطاق الترددي لقناة الاتصال ؛

موثوقية نقل المعلومات ؛

موثوقية قناة الاتصال.

معدل الباود... يميز بين الباود (التعديل) ومعدلات المعلومات (معدل البت). يتم تحديد معدل المعلومات من خلال عدد البتات المرسلة عبر قناة الاتصال في الثانية ، bit / s ، والتي يشار إليها في النسخة الإنجليزية بـ bps.

يتم قياس معدل الباود بالباود (الباود). حصلت وحدة السرعة هذه على اسمها من اسم المخترع الفرنسي لجهاز التلغراف Emilie Baudot - E. Baudot. الباود هو عدد التغييرات في حالة وسيط الإرسال في الثانية (أو عدد تغيرات الإشارة لكل وحدة زمنية). هو معدل البث بالباود الذي يتم تحديده بواسطة عرض النطاق الترددي للخط. معدل نقل البيانات 2400 باود يعني أن حالة الإشارة المرسلة تغيرت 2400 مرة في الثانية ، وهو ما يعادل تردد 2400 هرتز.

لتوضيح هذه المفاهيم ، دعونا ننتقل إلى نقل البيانات الرقمية عبر قنوات الاتصال الهاتفية التقليدية. في نماذج المودم الأولى ، كانت هاتان السرعتان متماثلتين. تقوم أجهزة المودم الحديثة بتشفير عدة بتات بيانات في تغيير واحد في حالة الإشارة التناظرية ، ومن الواضح أن معدل نقل البيانات ومعدل تشغيل القناة في هذه الحالة لا يتطابقان. إذا تم إرسال N بتات على الفاصل الزمني للباود (بين تغييرات الإشارة المجاورة) ، فإن عدد قيم المعلمة المشكلة للحامل (الناقل) يساوي 2 N. على سبيل المثال ، عندما يكون عدد التدرجات اللونية 16 ومعدل الباود 1200 ، فإن باود واحد يتوافق مع 4 بت / ثانية ويكون معدل المعلومات 4800 بت / ثانية ، أي معدل bps أعلى من معدل الباود. على وجه الخصوص ، ترسل أجهزة المودم بسرعة 2400 و 1200 بت في الثانية 600 باود ، بينما ترسل أجهزة المودم التي تبلغ سرعتها 9600 و 14400 بت في الثانية 2400 باود.

في شبكات الهاتف التناظرية ، يتم تحديد معدل نقل البيانات حسب نوع البروتوكول الذي يدعمه كلا المودمين المشاركين في الاتصال. وبالتالي ، تعمل أجهزة المودم الحديثة بموجب بروتوكولات V.34 + بسرعة تصل إلى 33600 بت في الثانية أو مع بروتوكول تبادل البيانات غير المتماثل V.90 مع سرعة إرسال تصل إلى 56 كيلوبت في الثانية.

يتيح لك معيار V.34 + العمل عبر خطوط الهاتف بأي جودة تقريبًا. يتم الاتصال الأولي لأجهزة المودم عبر واجهة غير متزامنة بسرعة لا تقل عن 300 بت في الثانية ، مما يسمح لها بالعمل على أسوأ الخطوط. بعد اختبار الخط ، يتم تحديد معلمات الإرسال الرئيسية (تردد الموجة الحاملة 1.6-2.0 كيلو هرتز ، وطريقة التشكيل ، والانتقال إلى الوضع المتزامن) ، والتي يمكن تغييرها لاحقًا ديناميكيًا دون قطع الاتصال ، والتكيف مع التغيير في جودة الخط.

تم اعتماد بروتوكول V.90 من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) في فبراير 1998. وفقًا لهذا المعيار ، يمكن لأجهزة المودم المثبتة من قبل المستخدم استقبال البيانات من مزود الشبكة (المصب) بسرعة 56 كيلوبت في الثانية ، وإرسال ( - المنبع) - بسرعات تصل إلى 33.6 كيلوبت في الثانية. يتم تحقيق ذلك بسبب حقيقة أن البيانات الموجودة على عقدة شبكة متصلة بقناة رقمية تخضع فقط للتشفير الرقمي ، وليس للتحويل التناظري إلى الرقمي ، والذي يقدم دائمًا ضوضاء أخذ العينات والتكميم. من جانب المستخدم ، وبسبب "آخر ميل تناظري" ، يحدث كل من التحويل الرقمي إلى التناظري (في المودم) والتحويل التناظري إلى الرقمي (في التبادل الهاتفي التلقائي) ، وبالتالي فإن زيادة السرعة أمر مستحيل. من الواضح أن مثل هذا المخطط لا يمكن تطبيقه إلا إذا كان بإمكان أحد المودم الوصول إلى قناة رقمية. في الواقع ، لا يمكن توصيل سوى مزود الإنترنت إلى PBX الخاص بالمستخدم بقناة رقمية.

بالنسبة لاتصالات المشترك إلى المشترك عبر شبكة الهاتف العامة ، فإن التقنية الجديدة غير مناسبة والتشغيل ممكن فقط بسرعة لا تتجاوز 33.6 كيلوبت في الثانية.

ويبين الجدول 2.1 معدلات إرسال المعلومات الرقمية للشبكات المحلية من مختلف الأنواع ، وللشبكات العالمية في الجدول 2.2.

الجدول 2.1

نوع الشبكة (بروتوكول طبقة الارتباط)	نوع خط البيانات
	كابل محوري سميك (10Base-5) كابل محوري رفيع (10base-2) فئة 3 زوج مجدول غير محمي UTP (10Base-T) الألياف الضوئية (10Base-F)
	الألياف الضوئية (100Base-FX)
جيجابت إيثرنت	الألياف متعددة الأوضاع (1000Base-SX) الألياف أحادية الوضع (1000Base-LX) كابل ذو محورين (1000Base-CX)
حلقة الرمز (حلقة رمز عالية السرعة)	الألياف البصرية
FDDI (واجهة البيانات الموزعة بالألياف)	الألياف البصرية

الجدول 2.2

التسلسل الهرمي لسرعات القنوات الرقمية للشبكات العالمية

نوع الشبكة	نوع الواجهة وخط البيانات		معدل نقل البيانات ، ميغابت في الثانية
	T1 / E1 ، كبل زوج مجدول كابل محوري T2 / E2 T3 / E3 ، كبل متحد المحور وبصري أو وصلات راديو ميكروويف
	STS-3 ، OC-3 / STM-1 STS-9 ، OC-9 / STM-3 STS-12 ، OC-12 / STM-4 STS-18 ، OC-18 / STM-6 STS-24 ، OC-24 / STM-8 STS-36 ، OC-36 / STM-12 STS-48 ، OC-48 / STM-16
	BRI (أساسي) PRI (خاص)
	شبكة المشتركين (المنبع) مشترك الشبكة (المصب)

تم تحقيق سرعات نقل بيانات قياسية على خطوط اتصالات الألياف الضوئية. في المعدات التجريبية باستخدام طريقة تعدد الإرسال مع تقسيم القنوات حسب الأطوال الموجية (WDM - تقسيم الأطوال الموجية مضاعفة) ، تم تحقيق سرعة 1100 جيجابت / ثانية على مسافة 150 كم. في أحد الأنظمة الحالية القائمة على WDM ، يتم الإرسال بسرعة 40 جيجابت / ثانية عبر مسافات تصل إلى 320 كم. في طريقة WDM ، يتم تخصيص عدة ترددات حاملة (قنوات). لذلك ، في آخر نظام مذكور ، هناك 16 قناة من هذا النوع بالقرب من تردد 4 * 10 5 جيجاهرتز ، متباعدة عن بعضها البعض بمقدار 10 3 جيجاهرتز ، في كل قناة يتم تحقيق سرعة 2.5 جيجابت / ثانية.

أقصى معدل ممكن للمعلومات ، الإنتاجيةج (عرض النطاق) يرتبط بعرض النطاق F (بشكل أكثر دقة ، بالتردد العلوي لعرض النطاق الترددي) لقناة الاتصال بواسطة صيغة Hartley-Shannon. لنفترض أن N هو عدد قيم الإشارات المنفصلة الممكنة ، على سبيل المثال ، عدد القيم المختلفة للمعلمة المشكلة. بعد ذلك ، بالنسبة لتغيير واحد في حجم الإشارة ، وفقًا لصيغة هارتلي ، لا يوجد أكثر من I = log 2 N بت من المعلومات.

يمكن تعريف الحد الأقصى لمعدل نقل المعلومات على أنه

С = سجل 2 N / t ،

حيث t هي مدة العمليات العابرة ، تساوي تقريبًا (3-4) Т В و Т В = 1 / (2πF). ثم

بت / ثانية ،(2.1)

في حالة القناة المشوشة ، ينبغي أن يكون عدد القيم القابلة للتمييز للإشارة المشكلة N 1 + A ، حيث A هي نسبة قدرة الإشارة إلى التداخل.

بالنسبة لمستخدمي شبكات الكمبيوتر ، لا يهم البتات المجردة في الثانية ، ولكن المعلومات ، التي تكون وحدة قياسها هي البايت أو الأحرف. لذلك ، فإن خاصية القناة الأكثر ملاءمة هي سرعة حقيقية أو فعالة، والذي يتم تقديره بعدد الأحرف (الأحرف) التي يتم إرسالها عبر القناة في الثانية (cps ، حرف في الثانية) ، ولا يشمل النفقات العامة (على سبيل المثال ، بتات بداية ونهاية الكتلة ، ورؤوس المجموعة والمجموعات الاختبارية).

تعتمد السرعة الفعالة على عدد من العوامل ، بما في ذلك ليس فقط معدل نقل البيانات ، ولكن أيضًا طريقة الإرسال وجودة قناة الاتصال وظروف تشغيلها وهيكل الرسائل. على سبيل المثال ، نظرًا لأنه ، في المتوسط ​​، مع طريقة غير متزامنة لنقل البيانات عبر مودم ، فإن كل 10 بتات مرسلة تتوافق مع 1 بايت أو رمز رسالة واحد ، ثم 1 cps = 10 بت في الثانية. لزيادة سرعة الإرسال الفعالة ، يتم استخدام طرق مختلفة لضغط المعلومات ، يتم تنفيذها بواسطة كل من أجهزة المودم نفسها وبرامج الاتصال.

من الخصائص الأساسية لأي نظام اتصالات موثوقية المعلومات المنقولة. موثوقية نقل المعلوماتأو نسبة الخطأ(نسبة الخطأ) تقدر إما باحتمالية الإرسال الخالي من الأخطاء لكتلة البيانات ، أو كنسبة من عدد البتات المرسلة بالخطأ إلى العدد الإجمالي للبتات المرسلة (الوحدة: عدد الأخطاء لكل إشارة - أخطاء / إشارة ) على سبيل المثال ، يقابل احتمال 0.999 خطأ واحد لكل 1000 بت (قناة سيئة للغاية). يجب توفير مستوى الثقة المطلوب بواسطة كل من معدات القناة وحالة خط الاتصال. من غير العملي استخدام معدات باهظة الثمن إذا كان خط الاتصال لا يوفر المتطلبات اللازمة لمقاومة الضوضاء.

عند إرسال البيانات في شبكات الكمبيوتر ، يجب أن يكون هذا المؤشر في نطاق 10 -8-10-12 خطأ / علامة ، أي لا يُسمح بأكثر من خطأ واحد لكل 100 مليون بت يتم إرسالها. للمقارنة ، يبلغ عدد الأخطاء المسموح بها في الاتصال التلغراف حوالي 3 · 10 -5 لكل حرف.

أخيرًا ، يتم تحديد موثوقية نظام الاتصال إما عن طريق جزء وقت التشغيل في إجمالي وقت التشغيل ، أو متوسط ​​وقت التشغيل بالساعات. تسمح لك الخاصية الثانية بتقييم موثوقية النظام بشكل أكثر فعالية.

بالنسبة لشبكات الكمبيوتر ، يجب أن يكون متوسط ​​وقت التشغيل كبيرًا بما يكفي وأن يكون على الأقل عدة آلاف من الساعات.

من أجل نقل المعلومات المختلفة ، يجب إنشاء بيئة لتوزيعها في البداية ، وهي عبارة عن مجموعة من الخطوط ، أو قنوات نقل البيانات مع معدات الإرسال والاستقبال المتخصصة. الخطوط ، أو قنوات الاتصال ، هي رابط متصل في أي نظام حديث لنقل البيانات ، وتنقسم من وجهة نظر المؤسسة إلى نوعين رئيسيين - وهما الخطوط والقنوات.

خط الاتصال عبارة عن مجموعة من الكابلات أو الأسلاك ، بمساعدة نقاط الاتصال المتصلة ببعضها البعض ، ويتحد المشتركون مع أقرب العقد. في الوقت نفسه ، يمكن إنشاء قنوات الاتصال بعدة طرق ، اعتمادًا على خصائص كائن ومخطط معين.

ماذا يمكن أن يكونوا؟

يمكن أن تكون قنوات سلكية مادية تعتمد على استخدام الكابلات المتخصصة ، ويمكن أن تكون أيضًا شكل موجة. يتم تشكيل قنوات الاتصال الموجي لتنظيم جميع أنواع الاتصالات الراديوية باستخدام الهوائيات في بيئة معينة ، بالإضافة إلى نطاق تردد مخصص. في الوقت نفسه ، تنقسم قنوات الاتصال البصرية والكهربائية أيضًا إلى نوعين رئيسيين - سلكي ولاسلكي. في هذا الصدد ، يمكن أن تنتقل الإشارات الضوئية والكهربائية من خلال الأسلاك والأثير والعديد من الطرق الأخرى.

في شبكة الهاتف ، بعد الاتصال بالرقم ، تتشكل القناة طالما يوجد اتصال ، على سبيل المثال ، بين مشتركين ، وكذلك أثناء الاحتفاظ بجلسة اتصال صوتي. يتم تشكيل قنوات الاتصال السلكية من خلال استخدام معدات الضغط المتخصصة ، والتي يمكن من خلالها نقل المعلومات عبر خطوط الاتصال ، والتي يتم توفيرها من عدد كبير من المصادر المختلفة ، لفترة طويلة أو قصيرة. تتضمن هذه الخطوط زوجًا واحدًا أو عدة أزواج من الكابلات في نفس الوقت وتوفر القدرة على نقل البيانات عبر مسافة طويلة بدرجة كافية. بغض النظر عن أنواع قنوات الاتصال التي يتم النظر فيها ، فإنها تمثل في الاتصالات الراديوية وسيلة نقل بيانات يتم تنظيمها لجلسات اتصال معينة أو عدة جلسات في نفس الوقت. إذا كنا نتحدث عن بضع جلسات فقط ، فيمكن استخدام ما يسمى بتوزيع التردد.

ما هي الأنواع الموجودة؟

كما هو الحال في الاتصالات الحديثة ، هناك أنواع مختلفة من قنوات الاتصال:

• رقمي.
• التناظرية.
• التناظرية الرقمية.

رقمي

هذا الخيار أغلى بكثير مقارنة بالخيارات التناظرية. بمساعدة هذه القنوات ، يتم تحقيق الجودة العالية للغاية لنقل البيانات ، ويصبح من الممكن أيضًا تقديم آليات مختلفة تساعد من خلالها السلامة المطلقة للقنوات ، ودرجة عالية من أمن المعلومات ، وكذلك الاستخدام من عدد من الخدمات الأخرى التي تم تحقيقها. من أجل ضمان نقل المعلومات التناظرية من خلال قنوات الاتصال التقنية من نوع رقمي ، يتم تحويل هذه المعلومات في البداية إلى رقمية.

في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي ، ظهرت شبكة رقمية متخصصة ذات خدمات متكاملة ، معروفة اليوم للكثيرين باسم ISDN. من المفترض أن تتحول هذه الشبكة بمرور الوقت إلى عمود فقري رقمي عالمي يربط بين أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمنزلية ، مما يوفر لهم سرعة عالية بما فيه الكفاية لنقل البيانات. يمكن أن تكون قنوات الاتصال الرئيسية من هذا النوع:

• فاكس.
• هاتف.
• أجهزة نقل البيانات.
• المعدات المتخصصة لعقد المؤتمرات عن بعد.
• واشياء أخرى عديدة.

يمكن للتقنيات الحديثة ، التي تُستخدم الآن بنشاط في شبكات تلفزيون الكابل ، أن تكون بمثابة منافسة لهذه الوسائل.

أصناف أخرى

اعتمادًا على سرعة إرسال قنوات الاتصال ، يتم تقسيمها إلى:

• سرعة منخفضة. تشمل هذه الفئة جميع أنواع خطوط التلغراف ، والتي تتميز بمعدل نقل بيانات منخفض للغاية (غائب تقريبًا بمعايير اليوم) ، والذي يصل إلى 200 بت / ثانية كحد أقصى.
• سرعة متوسطة. توجد خطوط هاتف تناظرية توفر معدلات إرسال تصل إلى 56000 بت / ثانية.
• النطاق العريض عالي السرعة أو كما يطلق عليه أيضًا. يتم نقل البيانات عبر قنوات الاتصال من هذا النوع بسرعة تزيد عن 56000 بت / ثانية.

اعتمادًا على الإمكانيات المتوفرة لتنظيم اتجاهات نقل البيانات ، يمكن تقسيم قنوات الاتصال إلى الأنواع التالية:

• سيمبلكس. يوفر تنظيم قنوات الاتصال من هذا النوع القدرة على بث البيانات فقط في اتجاه معين.
• نصف المزدوجة. باستخدام هذه القنوات ، يمكن نقل البيانات في الاتجاهين الأمامي والخلفي.
• الازدواج أو الازدواج الكامل. باستخدام قنوات التغذية الراجعة هذه ، يمكن بث البيانات في نفس الوقت في اتجاهين للأمام والخلف.

سلكي

تتضمن قنوات الاتصال السلكية الكثير من التوازي أو الملتوي سلك نحاسوخطوط اتصال الألياف الضوئية ، وكذلك الكابلات المحورية المتخصصة. إذا أخذنا في الاعتبار قنوات الاتصال التي تستخدم الكابلات ، فمن الجدير تسليط الضوء على العديد من القنوات الرئيسية:

• الزوج الملتوي. يوفر القدرة على نقل المعلومات بسرعات تصل إلى 1 ميجابت / ثانية.
• الكابلات المحورية. تتضمن هذه المجموعة كبلات لتنسيق التلفزيون ، بما في ذلك كبلات رفيعة وسميكة. في هذه الحالة ، يصل معدل نقل البيانات بالفعل إلى 15 ميجابت في الثانية.
• كابلات الألياف البصرية. الخيار الأكثر حداثة وإنتاجية. توفر قنوات الاتصال الخاصة بنقل المعلومات من هذا النوع سرعة تبلغ حوالي 400 ميجابت / ثانية ، والتي تتجاوز بشكل كبير جميع التقنيات الأخرى.

الزوج الملتوي

إنها موصلات معزولة يتم لفها معًا في أزواج لتقليل التداخل بين الأزواج والموصلات بشكل كبير. تجدر الإشارة إلى أنه يوجد اليوم سبع فئات من الأزواج الملتوية:

• يتم استخدام الأول والثاني لتوفير نقل البيانات بسرعة منخفضة ، والأول هو سلك هاتف قياسي ومعروف.
• تستخدم الفئات الثالثة والرابعة والخامسة لدعم معدلات الإرسال حتى 16 و 25 و 155 ميجابت في الثانية ، مع فئات مختلفة توفر ترددات مختلفة.
• والفئتان السادسة والسابعة هما الأكثر إنتاجية. نحن نتحدث عن القدرة على نقل البيانات بسرعات تصل إلى 100 جيجابت / ثانية ، وهي أكثر الخصائص إنتاجية لقنوات الاتصال.

الفئة الثالثة هي الأكثر شيوعًا اليوم. بالتركيز على مختلف الحلول الواعدة فيما يتعلق بالحاجة إلى التطوير المستمر لقدرة الشبكة ، فإن أفضلها هو استخدام شبكات الاتصال (قنوات الاتصال) من الفئة الخامسة ، والتي توفر سرعة نقل البيانات عبر خطوط الهاتف القياسية.

كابل متحد المحور

يتم وضع موصل نحاسي متخصص داخل غلاف واقي أسطواني ، ملتوي من عروق رفيعة نوعًا ما ، وهو أيضًا معزول تمامًا عن الموصل بواسطة عازل كهربائي. يختلف هذا الكابل عن كابل التلفزيون القياسي من حيث أنه يتمتع بمقاومة مميزة. من خلال قنوات اتصال المعلومات هذه ، يمكن نقل البيانات بسرعات تصل إلى 300 ميجابت / ثانية.

ينقسم تنسيق الكبل هذا إلى رفيع يبلغ سمكه 5 مم وسمكه 10 مم. في الشبكات المحلية الحديثة ، غالبًا ما يكون من المعتاد استخدام كبل رفيع ، لأنه من السهل جدًا تثبيته وتثبيته. التكلفة العالية للغاية مع صعوبة التركيب يحد بشدة من استخدام هذه الكابلات في الشبكات الحديثةنقل المعلومات.

شبكات تلفزيون الكابل

تعتمد هذه الشبكات على استخدام كبل متحد المحور متخصص ، يمكن من خلاله إرسال إشارة تناظرية على مسافة عدة عشرات من الكيلومترات. تحتوي شبكة تلفزيون الكابل النموذجية على هيكل شجرة تستقبل فيه العقدة الرئيسية إشارات من قمر صناعي مخصص أو عبر ارتباط ألياف بصرية. اليوم ، تُستخدم هذه الشبكات بنشاط ، حيث يتم استخدام كبل الألياف الضوئية ، والذي يمكن من خلاله خدمة مناطق كبيرة ، بالإضافة إلى بث المزيد من البيانات الضخمة ، مع الحفاظ على الجودة العالية للغاية للإشارات في حالة عدم وجودها من الراسبين.

مع بنية متماثلة ، يتم إرسال إشارات العودة والأمام باستخدام كابل واحد في نطاقات تردد مختلفة وبسرعات مختلفة. وفقًا لذلك ، تكون إشارة العودة أبطأ من الإشارة الأمامية. على أي حال ، باستخدام مثل هذه الشبكات ، من الممكن توفير معدل نقل بيانات أعلى بمئات المرات من معدل خطوط الهاتف القياسية ، وبالتالي توقف استخدام هذه الأخيرة منذ فترة طويلة.

في المؤسسات التي تقوم بتثبيت شبكات الكابلات الخاصة بها ، يتم استخدام المخططات المتماثلة غالبًا ، لأنه في هذه الحالة ، يتم نقل البيانات إلى الأمام والخلف بنفس السرعة ، والتي تبلغ حوالي 10 ميجابت / ثانية.

ميزات استخدام الأسلاك

يتزايد عدد الأسلاك التي يمكن استخدامها لتوصيل أجهزة الكمبيوتر المنزلية ومختلف الأجهزة الإلكترونية كل عام. وفقًا للإحصاءات التي تم الحصول عليها أثناء البحث من قبل متخصصين محترفين ، تم وضع ما يقرب من 3 كيلومترات من الكابلات المختلفة في شقة بطول 150 مترًا.

في التسعينيات من القرن الماضي ، اقترحت الشركة البريطانية UnitedUtilities حلًا مثيرًا للاهتمام إلى حد ما لهذه المشكلة باستخدام تطويرها الخاص المسمى DigitalPowerLine ، والمعروف اليوم بالاختصار DPL. اقترحت الشركة استخدام شبكات الطاقة القياسية كوسيلة لتوفير نقل بيانات عالي السرعة ، ونقل حزم المعلومات أو الصوت عبر الشبكات الكهربائية العادية ، والتي كان جهدها 120 أو 220 فولت.

الأكثر نجاحًا من وجهة النظر هذه شركة إسرائيلية تسمى Main.net ، والتي كانت أول من أطلق تقنية PLC (Powerline Communications). بمساعدة هذه التقنية ، تم تنفيذ نقل الصوت أو البيانات بسرعة تصل إلى 10 ميجابت / ثانية ، بينما تم توزيع تدفق المعلومات على عدة سرعات منخفضة ، والتي تم نقلها على ترددات منفصلة ، وتم دمجها في النهاية مرة أخرى في إشارة واحدة.

يعد استخدام تقنية PLC اليوم مناسبًا فقط في ظروف نقل البيانات بسرعة منخفضة ، وبالتالي يتم استخدامها في التشغيل الآلي للمنزل ، والأجهزة المنزلية المختلفة وغيرها من المعدات. بمساعدة هذه التقنية ، من الممكن الوصول إلى الإنترنت بسرعة حوالي 1 ميجابت في الثانية لتلك التطبيقات التي تتطلب سرعة اتصال عالية.

مع وجود مسافة صغيرة بين المبنى ونقطة الإرسال والاستقبال الوسيطة ، وهي محطة فرعية للمحول ، يمكن أن تصل سرعة نقل البيانات إلى 4.5 ميجابت / ثانية. يتم استخدام هذه التقنية بنشاط عند تكوين شبكة محلية في مبنى سكني أو مكتب صغير ، حيث أن الحد الأدنى لسرعة الإرسال يوفر القدرة على تغطية مسافة تصل إلى 300 متر. بمساعدة هذه التقنية ، من الممكن تنفيذ العديد من الخدمات المتعلقة بالمراقبة عن بعد ، وأمن الأشياء ، وكذلك إدارة أوضاع الكائنات ومواردها ، والتي يتم تضمينها في عناصر المنزل الذكي.

كابل الألياف البصرية

يتكون هذا الكابل من قلب كوارتز متخصص بقطر 10 ميكرون فقط. هذا القلب محاط بقشرة واقية عاكسة فريدة يبلغ قطرها الخارجي حوالي 200 ميكرون. يتم نقل البيانات عن طريق تحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية ، باستخدام ، على سبيل المثال ، نوع من مصابيح LED. يتم تشفير البيانات عن طريق تغيير شدة التدفق الضوئي.

عند إرسال البيانات ، شعاع ينعكس من جدران الألياف ، والذي يصل أخيرًا إلى الطرف المستقبل ، مع وجود حد أدنى من التوهين. بمساعدة مثل هذا الكبل ، يتم تحقيق درجة عالية جدًا من الحماية ضد تأثيرات أي مجالات كهرومغناطيسية خارجية ، ويتم تحقيق معدل نقل بيانات مرتفع بما يكفي ، والذي يمكن أن يصل إلى 1000 ميجابت / ثانية.

باستخدام كبل الألياف الضوئية ، من الممكن تنظيم عمل مئات الآلاف من قنوات الهاتف والفيديو والتلفزيون في آنٍ واحد. إذا تحدثنا عن مزايا أخرى متأصلة في هذه الكابلات ، فمن الجدير بالذكر ما يلي:

• درجة عالية من التعقيد للاتصال غير المصرح به.
• أعلى درجات الحماية ضد أي نوع من أنواع الحريق.
• معدل نقل بيانات مرتفع بدرجة كافية.

ومع ذلك ، إذا تحدثنا عن عيوب هذه الأنظمة ، فمن الجدير تسليط الضوء على أنها باهظة الثمن وتتطلب تحويل الليزر الخفيف إلى أجهزة كهربائية والعكس صحيح. يتم استخدام هذه الكابلات في معظم الحالات في عملية وضع خطوط اتصال العمود الفقري ، كما أن الخصائص الفريدة للكابل جعلت من الشائع أيضًا بين مقدمي خدمات تنظيم الإنترنت.

التخفيف

من بين أشياء أخرى ، يمكن تبديل قنوات الاتصال أو عدم تبديلها. يتم إنشاء العناصر الأولى فقط لفترة معينة ، بينما من الضروري نقل البيانات ، بينما يتم تخصيص البيانات غير المستبدلة للمشترك لفترة زمنية محددة ، ولا تعتمد على المدة التي استغرقها نقل البيانات تم تنفيذها.

واي ماكس

مثل هذه الخطوط ، على عكس تقنيات الوصول إلى الراديو التقليدية ، يمكن أن تعمل أيضًا على الإشارة المنعكسة ، والتي ليست في مرمى البصر لمحطة أساسية معينة. يتفق رأي الخبراء اليوم بشكل لا لبس فيه على أن شبكات الهاتف المحمول هذه تفتح آفاقًا ضخمة للمستخدمين مقارنةً بشبكة WiMAX الثابتة ، والمخصصة لعملاء الشركات. في هذه الحالة ، يمكن بث المعلومات عبر مسافة طويلة بما فيه الكفاية (تصل إلى km 50) ، بينما تشتمل خصائص قنوات الاتصال من هذا النوع على سرعات تصل إلى 70 Mbit / s.

الأقمار الصناعية

توفر أنظمة الأقمار الصناعية استخدام هوائيات متخصصة لنطاق تردد الميكروويف ، والتي تُستخدم لاستقبال إشارات الراديو من أي محطات أرضية ، ثم ترحيل الإشارات المستقبلة مرة أخرى إلى محطات أرضية أخرى. وتجدر الإشارة إلى أن هذه الشبكات تنص على استخدام ثلاثة أنواع رئيسية من الأقمار الصناعية الموجودة في المدارات المتوسطة أو المنخفضة ، فضلاً عن المدارات المستقرة بالنسبة إلى الأرض. في الغالبية العظمى من الحالات ، من المعتاد إطلاق الأقمار الصناعية في مجموعات ، لأنها تنتشر عن بعضها البعض ، وتوفر تغطية لكامل سطح كوكبنا.

امتحان الدولة

(امتحان الدولة)

السؤال رقم 3 "قنوات الاتصال. تصنيف قنوات الاتصال. معلمات قناة الاتصال. شرط نقل الإشارة عبر قناة اتصال ".

(بليسكين)

وصلة. 3

تصنيف. 5

خصائص (معلمات) قنوات الاتصال. 10

شرط نقل الإشارة عبر قنوات الاتصال. ثلاثة عشر

المؤلفات. 14

وصلة

وصلة- نظام من الوسائل التقنية ووسط انتشار إشارة لإرسال الرسائل (وليس البيانات فقط) من المصدر إلى المستقبل (والعكس صحيح). قناة الاتصال مفهومة بالمعنى الضيق ( مسار الاتصال) ، يمثل فقط الوسيط المادي لانتشار الإشارة ، على سبيل المثال ، خط اتصال مادي.

تم تصميم قناة الاتصال لنقل الإشارات بين الأجهزة البعيدة. تحمل الإشارات معلومات معدة لتقديمها إلى مستخدم (شخص) ، أو للاستخدام بواسطة تطبيقات الكمبيوتر.

تتضمن قناة الاتصال المكونات التالية:

1) جهاز الإرسال ؛

2) جهاز الاستقبال ؛

3) وسيلة انتقال ذات طبيعة فيزيائية مختلفة (الشكل 1).

تدخل إشارة نقل المعلومات التي تم إنشاؤها بواسطة المرسل ، بعد المرور عبر وسيط الإرسال ، في إدخال جهاز الاستقبال. علاوة على ذلك ، يتم استخراج المعلومات من الإشارة ونقلها إلى المستهلك. يتم اختيار الطبيعة الفيزيائية للإشارة بحيث يمكن أن تنتشر عبر وسيط الإرسال بأقل قدر من التوهين والتشويه. الإشارة ضرورية كناقل للمعلومات ؛ فهي بحد ذاتها لا تحمل معلومات.

رسم بياني 1. قناة الاتصال (الخيار رقم 1)

الشكل 2 قناة الاتصال (الخيار رقم 2)

أولئك. هذه (القناة) هي جهاز تقني (تقنية + بيئة).

تصنيف

سيكون هناك بالضبط ثلاثة أنواع من التصنيفات. اختر الطعم واللون:

التصنيف رقم 1:

هناك أنواع عديدة من قنوات الاتصال ، من بينها أكثرها تميزًا قنوات سلكيةتواصل ( هوائي ، كابل ، دليل الضوءإلخ) و قنوات الاتصال الإذاعي (التروبوسفير ، الأقمار الصناعيةوإلخ.). وعادة ما تكون هذه القنوات بدورها مؤهلة بناءً على خصائص إشارات الإدخال والإخراج ، وكذلك على التغيير في خصائص الإشارات ، اعتمادًا على هذه الظواهر التي تحدث في القناة مثل خبو الإشارات وتوهينها.

حسب نوع وسيط التوزيع ، تنقسم قنوات الاتصال إلى:

سلكي

صوتي.

بصري

الأشعة تحت الحمراء.

قنوات الراديو.

يتم تصنيف قنوات الاتصال أيضًا إلى:

مستمر (عند مدخلات وخرج القناة - إشارات مستمرة) ،

منفصلة أو رقمية (عند إدخال وإخراج القناة - إشارات منفصلة) ،

· منفصل مستمر (إشارات مستمرة عند مدخل القناة وإشارات منفصلة عند الخرج) ،

· منفصل - مستمر (إشارات منفصلة عند مدخل القناة ، وإشارات مستمرة عند الخرج).

يمكن أن تكون القنوات مثل خطيو غير خطي, مؤقتو المكانية الزمانية.

المستطاع تصنيف قنوات الاتصال حسب نطاق التردد .

نظم نقل المعلومات قناة واحدةو متعدد القنوات... يتم تحديد نوع النظام بواسطة قناة الاتصال. إذا كان نظام الاتصال مبنيًا على نفس النوع من قنوات الاتصال ، فسيتم تحديد اسمه من خلال الاسم النموذجي للقنوات. خلاف ذلك ، يتم استخدام مواصفات ميزات التصنيف.

التصنيف رقم 2 (أكثر تفصيلاً):

1. التصنيف حسب مدى التردد

Ø كيلومتر (LW) 1-10 كم ، 30-300 كيلو هرتز ؛

Ø هكتومترية (SV) 100-1000 متر ، 300-3000 كيلوهرتز ؛

Ø العزم (HF) 10-100 م ، 3-30 ميجاهرتز ؛

Ø متر (MV) 1-10 م ، 30-300 ميجاهرتز ؛

Ø ديسيمتر (UHF) 10-100 سم ، 300-3000 ميغا هرتز ؛

Ø سنتيمتر (CMB) 1-10 سم ، 3-30 جيجاهرتز ؛

Ø مليمتر (MMV) 1-10 مم ، 30-300 جيجاهرتز ؛

Ø ديسيمتر (DMMV) 0.1-1 مم ، 300-3000 جيجاهرتز.

2. حسب اتجاه خطوط الاتصال

- توجه (يتم استخدام موصلات مختلفة):

Ø محوري ،

Ø أزواج مجدولة تعتمد على موصلات نحاسية ،

Ø الألياف البصرية.

- غير اتجاهي (روابط لاسلكية) ؛

Ø خط البصر

Ø التروبوسفير ؛

Ø أيونوسفير

Ø مساحة

Ø مرحل لاسلكي (إعادة الإرسال على موجات الراديو الأقصر ديسيمتر).

3. حسب نوع الرسائل المرسلة:

Ø تلغراف

Ø الهاتف

Ø نقل البيانات ؛

Ø الفاكس.

4. حسب نوع الإشارات:

Ø التناظرية

Ø رقمي

Ø الدافع.

5. حسب نوع التعديل (التلاعب)

- في أنظمة الاتصال التناظرية:

Ø مع تعديل السعة ؛

Ø مع تعديل النطاق الجانبي الفردي ؛

Ø مع تعديل التردد.

- الخامس الأنظمة الرقميةروابط:

Ø مع مفتاح إزاحة السعة ؛

Ø مع مفتاح تحويل التردد ؛

Ø مع مفتاح تحول الطور ؛

Ø مع مفتاح إزاحة الطور النسبي ؛

Ø مع مفتاح إزاحة النغمة (تتلاعب العناصر الفردية بتذبذب الموجة الحاملة الفرعية (نغمة) ، وبعد ذلك يتم تنفيذ المفتاح بتردد أعلى).

6. من خلال قيمة قاعدة إشارة الراديو

Ø النطاق العريض (B >> 1) ؛

Ø النطاق الضيق (B "1).

7. بعدد الرسائل المرسلة في نفس الوقت

Ø قناة واحدة

Ø متعدد القنوات (التردد ، الوقت ، تقسيم الكود للقنوات) ؛

8. في اتجاه الرسائل

Ø من جانب واحد ؛

Ø ثنائي.
9. بأمر تبادل الرسائل

Ø التواصل البسيط- اتصال لاسلكي ثنائي الاتجاه ، حيث يتم إرسال واستقبال كل محطة راديو على التوالي ؛

Ø اتصال مزدوج - يتم الإرسال والاستقبال في وقت واحد (الأكثر كفاءة) ؛

Ø اتصال أحادي الاتجاه- يشير إلى المفرد ، الذي يوفر انتقالًا آليًا من الإرسال إلى الاستقبال وإمكانية إعادة طلب المراسلة.

10. عن طريق وسائل حماية المعلومات المرسلة

Ø التواصل المفتوح ؛

Ø اتصالات مغلقة (سرية).

11. حسب درجة أتمتة تبادل المعلومات

Ø غير مؤتمت - يقوم المشغل بالتحكم في محطة الراديو وتبادل الرسائل ؛

Ø آلية - يتم إدخال المعلومات يدويًا فقط ؛

Ø تلقائي - تتم عملية تبادل الرسائل بين جهاز آلي وجهاز كمبيوتر دون مشاركة عامل التشغيل.

التصنيف رقم 3 (يمكن تكرار شيء ما):

1. بالميعاد

هاتف

تلغراف

التلفاز

البث

2. عن طريق نقل الاتجاه

Simplex (الإرسال في اتجاه واحد فقط)

نصف مزدوج (إرسال بديل في كلا الاتجاهين)

الازدواج (الإرسال المتزامن في كلا الاتجاهين)

3. حسب طبيعة خط الاتصال

ميكانيكي

هيدروليكي

صوتي

كهربائي (سلكي)

راديو (لاسلكي)

بصري

4. حسب طبيعة الإشارات عند مدخلات ومخرجات قناة الاتصال

تناظري (مستمر)

منفصلة في الوقت المناسب

منفصل حسب مستوى الإشارة

رقمي (منفصل وفي الوقت والمستوى)

5. حسب عدد القنوات لكل خط اتصال

قناة واحدة

متعدد القنوات

ورسم آخر هنا:

تين. 3. تصنيف خطوط الاتصال.

خصائص (معلمات) قنوات الاتصال

1. وظيفة نقل القناة: يتم تقديمه في النموذج خاصية تردد الاتساع (AFC)ويوضح كيف يتم تخفيف اتساع الجيب عند خرج قناة الاتصال مقارنة بالسعة عند دخلها لجميع الترددات الممكنة للإشارة المرسلة. يظهر في الشكل 4 استجابة التردد المقيسة للقناة. تتيح لك معرفة استجابة التردد لقناة حقيقية تحديد شكل إشارة الخرج لأي إشارة دخل تقريبًا. للقيام بذلك ، من الضروري العثور على طيف إشارة الإدخال ، وتحويل اتساع التوافقيات المكونة لها وفقًا لخاصية تردد السعة ، ثم العثور على شكل إشارة الخرج بإضافة التوافقيات المحولة. من أجل التحقق التجريبي من خاصية تردد الاتساع ، من الضروري اختبار القناة باستخدام أشباه الجيوب المرجعية (متساوية في السعة) عبر نطاق التردد بأكمله من صفر إلى قيمة قصوى معينة يمكن أن تحدث في إشارات الإدخال. علاوة على ذلك ، من الضروري تغيير وتيرة إدخال الجيوب بخطوة صغيرة ، مما يعني أن عدد التجارب يجب أن يكون كبيرًا.

- نسبة طيف إشارة الخرج إلى الدخل
- عرض النطاق

الشكل 4 استجابة التردد الطبيعي للقناة

2. عرض النطاق: مشتق من الخاصية من استجابة التردد. هو نطاق مستمر من الترددات تتجاوز فيه نسبة اتساع إشارة الخرج إلى إشارة الإدخال حدًا معينًا محددًا مسبقًا ، أي أن عرض النطاق الترددي يحدد نطاق ترددات الإشارة التي تنتقل فيها هذه الإشارة عبر قناة الاتصال بدون تشويه كبير. نموذجياً ، يقاس عرض النطاق عند 0.7 مرة الحد الأقصى لاستجابة التردد. لعرض النطاق الترددي أكبر تأثير على أقصى معدل ممكن لنقل البيانات عبر قناة الاتصال.

3. توهين: يُعرَّف بأنه الانخفاض النسبي في اتساع أو قدرة الإشارة عند إرسال إشارة تردد معين عبر قناة. في كثير من الأحيان ، أثناء تشغيل القناة ، يكون التردد الأساسي للإشارة المرسلة معروفًا مسبقًا ، أي التردد الذي يتمتع التوافقي بأعلى اتساع وقدرة. لذلك ، يكفي معرفة التوهين عند هذا التردد لتقدير تقريبًا تشوه الإشارات المرسلة عبر القناة. يمكن الحصول على تقديرات أكثر دقة إذا عرف المرء التوهين عند عدة ترددات تقابل العديد من التوافقيات الأساسية للإشارة المرسلة.

يُقاس التوهين عادةً بالديسيبل (ديسيبل) ويُحسب باستخدام الصيغة التالية: ، أين

قوة الإشارة عند خرج القناة ،

قوة الإشارة عند مدخل القناة.

يُحسب التوهين دائمًا لتردد معين ويرتبط بطول القناة. في الممارسة العملية ، يتم دائمًا استخدام مفهوم "التوهين الخطي" ، أي توهين الإشارة لكل وحدة طول القناة ، على سبيل المثال ، التوهين 0.1 ديسيبل / متر.

4. سرعة انتقال: يميز عدد البتات المرسلة عبر القناة لكل وحدة زمنية. يقاس بالبت في الثانية - بت / ثانيةوكذلك الوحدات المشتقة: كيلوبت في الثانية ، ميغابت في الثانية ، جيجابت في الثانية... يعتمد معدل الإرسال على عرض نطاق القناة ومستوى الضوضاء ونوع التشفير والتشكيل.

5. مناعة القناة: يميز قدرته على توفير إرسال إشارة في وجود تداخل. من المعتاد تقسيم التدخل إلى داخلي(يمثل الضوضاء الحرارية للجهاز) و خارجي(هم متنوعون و تعتمد على وسيط الإرسال). تعتمد مناعة القناة على الأجهزة والحلول الخوارزمية لمعالجة الإشارة المستقبلة ، والمضمنة في جهاز الإرسال والاستقبال. حصانةإرسال الإشارات عبر القناة يمكن زيادتهاعلى حساب الترميز والمعالجة الخاصةالإشارة.

6. النطاق الديناميكي : لوغاريتم نسبة القدرة القصوى للإشارات المرسلة من القناة إلى الحد الأدنى.

7. مناعة التدخل: إنها مناعة ضد الضوضاء ، أي. مناعة ضد الضوضاء.

مقدمة

قناة اتصال وقناة إرسال وأجهزة تقنية ومسار اتصال تنتشر فيه الإشارات التي تحتوي على معلومات من جهاز إرسال إلى جهاز استقبال. يتم وضع الأجهزة التقنية (مكبرات الصوت للإشارات الكهربائية ، وأجهزة تشفير الإشارات وفك تشفيرها ، وما إلى ذلك) في نقاط اتصال وسيطة (تضخيم) وطرفية. تُستخدم مجموعة متنوعة من الخطوط كمسار إرسال - سلك (هواء وكابل) ، مرحل راديو وراديو ، موجة راديو ، إلخ. يقوم جهاز الإرسال بتحويل الرسائل إلى إشارات يتم تغذيتها بعد ذلك إلى مدخلات قناة الاتصال: وفقًا للإشارة المستقبلة عند خرج قناة الاتصال ، يقوم جهاز الاستقبال بإعادة إنتاج الرسالة المرسلة. يشكل المرسل وقناة الاتصال وجهاز الاستقبال نظام اتصال أو نظام نقل معلومات. حسب الغرض من النظام ، الذي يشمل قنوات الاتصال ، هناك: قنوات الهاتف ، البث الصوتي ، التلفزيون ، التصوير الضوئي (الفاكس) ، التلغراف ، القياس عن بعد ، التحكم عن بعد ، نقل المعلومات الرقمية ؛ بحكم طبيعة الإشارات ، التي يتم توفير نقلها بواسطة قنوات الاتصال ، فإنها تميز بين القنوات المستمرة والمنفصلة من حيث القيمة والوقت. بشكل عام ، تحتوي قناة الاتصال على عدد كبير من المدخلات والمخرجات ، ويمكن أن توفر إرسال إشارة ثنائي الاتجاه.

ترميز قناة إشارة الاتصال

وصلة

قناة الاتصال هي نظام من الوسائل التقنية ووسط انتشار إشارة لإرسال الرسائل (وليس البيانات فقط) من مصدر إلى جهاز استقبال (والعكس صحيح). تمثل قناة الاتصال ، المفهومة بالمعنى الضيق (مسار الاتصال) ، الوسيط المادي لانتشار الإشارة ، على سبيل المثال ، خط الاتصال المادي.

تم تصميم قناة الاتصال لنقل الإشارات بين الأجهزة البعيدة. تحمل الإشارات معلومات معدة لتقديمها إلى مستخدم (شخص) ، أو للاستخدام بواسطة تطبيقات الكمبيوتر. تتضمن قناة الاتصال المكونات التالية:

· جهاز الإرسال.

· جهاز الاستقبال.

· وسيلة انتقال ذات طبيعة فيزيائية مختلفة (الشكل 1).

تدخل إشارة نقل المعلومات التي تم إنشاؤها بواسطة المرسل ، بعد المرور عبر وسيط الإرسال ، في إدخال جهاز الاستقبال. علاوة على ذلك ، يتم استخراج المعلومات من الإشارة ونقلها إلى المستهلك. يتم اختيار الطبيعة الفيزيائية للإشارة بحيث يمكن أن تنتشر عبر وسيط الإرسال بأقل قدر من التوهين والتشويه. القناة ضرورية كناقل للمعلومات ؛ فهي نفسها لا تحمل معلومات.

رسم بياني 1.

الصورة 2

تصنيف قناة الاتصال

التصنيف رقم 1: هناك العديد من أنواع قنوات الاتصال ، وأكثرها شيوعًا هي قنوات الاتصال السلكية (الهواء ، والكابلات ، والألياف الضوئية ، وما إلى ذلك) وقنوات الاتصال الراديوي (التروبوسفير ، والأقمار الصناعية ، وما إلى ذلك). وعادة ما تكون هذه القنوات بدورها مؤهلة بناءً على خصائص إشارات الإدخال والإخراج ، وكذلك على التغيير في خصائص الإشارات ، اعتمادًا على هذه الظواهر التي تحدث في القناة مثل خبو الإشارات وتوهينها.

حسب نوع وسيط التوزيع ، تنقسم قنوات الاتصال إلى:

سلكي.

· صوتي.

· بصري.

· الأشعة تحت الحمراء ؛

· قنوات الراديو.

يتم تصنيف قنوات الاتصال أيضًا إلى:

مستمر (عند مدخلات وخرج القناة - إشارات مستمرة) ،

منفصلة أو رقمية (عند إدخال وإخراج القناة - إشارات منفصلة) ،

مستمر-منفصل (إشارات مستمرة عند مدخل القناة ، وإشارات منفصلة عند الخرج) ،

· منفصل - مستمر (إشارات منفصلة عند مدخل القناة ، وإشارات مستمرة عند الخرج). يمكن أن تكون القنوات خطية وغير خطية ووقتية وفضائية.

من الممكن تصنيف قنوات الاتصال حسب مدى التردد. أنظمة نقل المعلومات أحادية القناة ومتعددة القنوات. يتم تحديد نوع النظام بواسطة قناة الاتصال. إذا كان نظام الاتصال مبنيًا على نفس النوع من قنوات الاتصال ، فسيتم تحديد اسمه من خلال الاسم النموذجي للقنوات. خلاف ذلك ، يتم استخدام مواصفات ميزات التصنيف.

التصنيف رقم 2 (أكثر تفصيلاً): التصنيف حسب مدى التردد المستخدم

· كيلومترات (LW) 1-10 كم ، 30-300 كيلوهرتز ؛

· هكتومترية (SV) 100-1000 متر ، 300-3000 كيلوهرتز ؛

العزم (HF) 10-100 م ، 3-30 ميجاهرتز ؛

متر (MV) 1-10 م ، 30-300 ميجاهرتز ؛

ديسيمتر (UHF) 10-100 سم ، 300-3000 ميغا هرتز ؛

سنتيمتر (CMB) 1-10 سم ، 3-30 جيجاهرتز ؛

ملليمتر (ممف) 1-10 مم ، 30-300 جيجاهرتز ؛

· ديسيمتر (DMMV) 0.1-1 مم ، 300-3000 جيجاهرتز.

خطوط الاتصال الاتجاهي (يتم استخدام موصلات مختلفة): أزواج متحدة المحور ، ملتوية تعتمد على الموصلات النحاسية ، والألياف الضوئية.

غير اتجاهي (روابط لاسلكية) ؛ خط البصر طبقة التروبوسفير. فضاء أيونوسفيرى مرحل لاسلكي (إعادة الإرسال على موجات الراديو الأقصر ديسيمتر).

حسب نوع الرسائل المرسلة: تلغراف ؛ هاتف؛ نقل البيانات الفاكس.

حسب نوع الإشارات: تناظرية ؛ رقمي. دفعة.

حسب نوع التعديل (التلاعب) في أنظمة الاتصالات التناظرية: مع تعديل السعة ؛ مع تعديل النطاق الجانبي الفردي ؛ مع تعديل التردد. في أنظمة الاتصالات الرقمية: مع مفتاح إزاحة السعة ؛ مع مفتاح تحويل التردد ؛ مع مفتاح إزاحة الطور ؛ مع مفتاح إزاحة الطور النسبي ؛ باستخدام مفتاح تحويل النغمة (يتم التلاعب بالعناصر الفردية تحت موجة الموجة الحاملة (نغمة) ، وبعد ذلك يتم إجراء المعالجة بتردد أعلى).

بقيمة قاعدة إشارة الراديو ، النطاق العريض (B >> 1) ؛ النطاق الضيق (ب "1).

من خلال عدد الرسائل المرسلة في وقت واحد ، أحادية القناة ؛ متعدد القنوات (التردد ، الوقت ، تقسيم الكود للقنوات) ؛

في اتجاه تبادل الرسائل ، في اتجاه واحد ؛ ثنائي.

وفقًا لترتيب تبادل الرسائل ، فإن الاتصال البسيط هو اتصال لاسلكي ثنائي الاتجاه ، يتم فيه إرسال واستقبال كل محطة راديو على التوالي ؛ اتصال مزدوج - يتم الإرسال والاستقبال في وقت واحد (الأكثر كفاءة) ؛ اتصال أحادي الاتجاه - يشير إلى الإرسال المفرد ، والذي يوفر انتقالًا تلقائيًا من الإرسال إلى الاستقبال والقدرة على إعادة سؤال المرسل.

عن طريق حماية المعلومات المنقولة ، والاتصالات المفتوحة ؛ اتصالات خاصة (سرية).

وفقًا لدرجة أتمتة تبادل المعلومات ، فهي ليست آلية - يقوم المشغل بالتحكم في محطة الراديو وتبادل الرسائل ؛ آلي - يتم إدخال المعلومات يدويًا فقط ؛ تلقائي - تتم عملية تبادل الرسائل بين جهاز آلي وجهاز كمبيوتر دون مشاركة عامل التشغيل.

التصنيف رقم 3 (يمكن تكرار شيء ما):

عن طريق التعيين - هاتف - تلغراف - تلفزيون - إذاعة.

في اتجاه الإرسال - إرسال بسيط (إرسال في اتجاه واحد فقط) - نصف مزدوج (إرسال بالتناوب في كلا الاتجاهين) - إرسال مزدوج (إرسال في كلا الاتجاهين في وقت واحد).

حسب طبيعة خط الاتصال - ميكانيكي - هيدروليكي - صوتي - كهربائي (سلكي) - راديو (لاسلكي) - بصري.

حسب طبيعة الإشارات عند مدخلات ومخرجات قناة الاتصال - تناظرية (مستمرة) - منفصلة في الوقت - منفصلة في مستوى الإشارة - رقمية (منفصلة في كل من الوقت والمستوى).

من خلال عدد القنوات لكل خط اتصال واحد - قناة واحدة - متعدد القنوات.

الموضوع 1.4: أساسيات LAN

الموضوع 1.5: تقنيات LAN الأساسية

الموضوع 1.6: مكونات البرامج والأجهزة الأساسية لشبكة LAN

الشبكات المحلية

1.2 وسيط وطرق نقل البيانات في شبكات الحاسوب

1.2.2. خطوط الاتصال وقنوات نقل البيانات

لبناء شبكات الكمبيوتر ، يتم استخدام خطوط الاتصال التي تستخدم بيئة مادية مختلفة. كوسيلة مادية في الاتصالات تستخدم: المعادن (النحاس بشكل أساسي) ، والزجاج فائق الشفافية (الكوارتز) أو البلاستيك والأثير. يمكن أن يكون وسيط النقل المادي ملتويًا كبل زوجي وكابل متحد المحور وكابل ألياف بصرية والبيئة المحيطة.

خطوط الاتصال أو خطوط نقل البيانات عبارة عن معدات وسيطة ووسيلة مادية يتم من خلالها إرسال إشارات المعلومات (البيانات).

يمكن تشكيل عدة قنوات اتصال (قنوات افتراضية أو منطقية) في خط اتصال واحد ، على سبيل المثال ، عن طريق تقسيم القنوات التردد أو الزمني. قناة الاتصال هي وسيلة لنقل البيانات في اتجاه واحد. إذا تم استخدام خط اتصال حصريًا بواسطة قناة اتصال ، في هذه الحالة يسمى خط الاتصال قناة اتصال.

قناة نقل البيانات هي وسيلة لتبادل البيانات في اتجاهين ، والتي تشمل خطوط الاتصال ومعدات لإرسال (استقبال) البيانات. تربط قنوات نقل البيانات مصادر المعلومات ومستقبلات المعلومات.

اعتمادًا على الوسيط المادي لنقل البيانات ، يمكن تقسيم خطوط الاتصال إلى:

• خطوط اتصالات سلكية بدون عزل وتجريب الضفائر ؛
• الكابلات ، حيث يتم استخدام خطوط الاتصال مثل كبلات الأزواج الملتوية أو الكابلات المحورية أو كبلات الألياف الضوئية لنقل الإشارات ؛
• اللاسلكية (قنوات الراديو للاتصالات الأرضية والأقمار الصناعية) ، والتي تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية لنقل الإشارات التي تنتشر عبر الهواء.

خطوط اتصالات سلكية

تُستخدم خطوط الاتصال السلكية (الهوائية) لنقل إشارات الهاتف والتلغراف ، وكذلك لنقل بيانات الكمبيوتر. تُستخدم خطوط الاتصال هذه كخطوط اتصال أساسية.

التناظرية و القنوات الرقميةنقل البيانات. سرعة نقل الخطوط السلكية POST (نظام الهاتف القديم البدائي) بطيئة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، تشمل عيوب هذه الخطوط مناعة الضوضاء وإمكانية الاتصال البسيط غير المصرح به بالشبكة.

خطوط اتصالات الكابلات

خطوط الاتصال الكبلية لها هيكل معقد نوعًا ما. يتكون الكبل من موصلات محاطة بعدة طبقات من العزل. الخامس شبكات الحاسبيتم استخدام ثلاثة أنواع من الكابلات.

الزوج الملتوي(زوج مجدول) - كابل اتصال ، وهو الزوج الملتويالأسلاك النحاسية (أو أزواج متعددة من الأسلاك) محاطة بغمد محمي. يتم لف أزواج الأسلاك معًا لتقليل الالتقاط. كبل الزوج الملتوي محصن بدرجة كافية من الضوضاء. هناك نوعان من هذا الكبل: زوج مجدول غير محمي UTP وزوج مجدول محمي من نوع STP.

يتميز هذا الكابل بسهولة التركيب. هذا الكبل هو أرخص أشكال الاتصال وأكثرها انتشارًا ، ويستخدم على نطاق واسع في شبكات المنطقة المحلية الأكثر شيوعًا مع هندسة Ethernet ، المبنية في طوبولوجيا نجمية. يتصل الكبل بأجهزة الشبكة باستخدام موصل RJ45.

يستخدم الكبل لنقل البيانات بسرعة 10 ميجابت في الثانية و 100 ميجابت في الثانية. عادةً ما يتم استخدام الزوج الملتوي للاتصال عبر مسافة لا تزيد عن بضع مئات من الأمتار. تشمل عيوب كبل الزوج الملتوي إمكانية اتصال بسيط غير مصرح به بالشبكة.

كابل متحد المحورالكبل المحوري هو كبل بسلك مركزي نحاسي محاط بطبقة من مادة عازلة لفصل الموصل المركزي عن الدرع الموصّل الخارجي (طبقة من النحاس المضفر أو رقائق الألومنيوم). يتم تغطية الشاشة الموصلة الخارجية للكابل بالعزل.

يوجد نوعان من الكابلات المحورية: الكابل المحوري الرقيق 5 مم والكابل المحوري بسمك 10 مم. الكابلات المحورية السميكة لها توهين أقل من الكابلات المحورية الرقيقة. تكلفة الكبل المحوري أعلى من تكلفة كبل الزوج الملتوي ، وتثبيت الشبكة أصعب من كبل الزوج الملتوي.

يتم استخدام الكبل متحد المحور ، على سبيل المثال ، في شبكات المنطقة المحلية بهندسة Ethernet ، والتي تم إنشاؤها وفقًا لطوبولوجيا نوع "الناقل المشترك".

الكبل متحد المحور أكثر مقاومة للتداخل من الكبل الملتوي ويقلل من إشعاعه. عرض النطاق الترددي 50-100 ميجابت في الثانية. طول خط الاتصال المسموح به هو عدة كيلومترات. اتصال غير مصرح به بـ كابل متحد المحورأصعب من الملتوية الزوج.

قنوات اتصال كابل الألياف الضوئية... الألياف الضوئية عبارة عن ألياف بصرية مصنوعة من السيليكون أو البلاستيك ومغلفة بمادة ذات معامل انكسار منخفض ومغطاة بغلاف خارجي.

تحمل الألياف الضوئية الإشارات في اتجاه واحد فقط ، لذلك يتكون الكابل من ألياف. في نهاية الإرسال لكابل الألياف الضوئية ، يلزم تحويل الإشارة الكهربائية إلى ضوء ، وفي الطرف المستقبل ، يلزم التحويل العكسي.

الميزة الرئيسية لهذا النوع من الكابلات هي المستوى العالي للغاية من مناعة الضوضاء وغياب الإشعاع. الاتصال غير المصرح به صعب للغاية. معدل نقل البيانات 3 جيجابايت / ثانية. تتمثل العيوب الرئيسية لكابل الألياف الضوئية في تعقيد تركيبه وقوته الميكانيكية المنخفضة وحساسيته للإشعاع المؤين.

قنوات نقل البيانات اللاسلكية (الأرضية والأقمار الصناعية)

يتم تشكيل قنوات الراديو للأرض (مرحل لاسلكي وخلوي) واتصالات الأقمار الصناعية باستخدام جهاز إرسال واستقبال لموجات الراديو ويشار إليها باسم تقنية نقل البيانات اللاسلكية.

قنوات نقل بيانات راديو التتابع

تتكون قنوات اتصال مرحل الراديو من سلسلة من المحطات التي هي مكررات. يتم الاتصال داخل خط البصر ، وتصل المسافة بين المحطات المجاورة إلى 50 كم. تُستخدم خطوط اتصال مرحل الراديو الرقمي (TsRRS) كنظم اتصالات إقليمية ومحلية وأنظمة نقل البيانات ، وكذلك للاتصال بين المحطات الأساسية للاتصالات الخلوية.

قنوات نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية

تستخدم أنظمة الأقمار الصناعية هوائيات تردد الميكروويف لتلقي إشارات الراديو من المحطات الأرضية وترحيل تلك الإشارات مرة أخرى إلى المحطات الأرضية. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الأقمار الصناعية في شبكات الأقمار الصناعية ، والتي توجد في مدارات ثابتة بالنسبة إلى الأرض أو متوسطة أو منخفضة. عادة ما يتم إطلاق الأقمار الصناعية في مجموعات. يمكن أن توفر تغطية لكامل سطح الأرض تقريبًا ، متباعدة عن بعضها البعض. يظهر في الشكل تشغيل قناة إرسال البيانات عبر الأقمار الصناعية

أرز. واحد.

من الأنسب استخدام الاتصالات الساتلية لتنظيم قناة اتصال بين المحطات الموجودة على مسافات كبيرة جدًا ، وإمكانية خدمة المشتركين في أكثر النقاط التي يتعذر الوصول إليها. الإنتاجية عالية - عدة عشرات من ميغابت في الثانية.

روابط البيانات الخلوية

تُبنى قنوات الراديو الخلوية على نفس مبادئ شبكات الهاتف الخلوي. الخلويةهو نظام اتصالات لاسلكي يتكون من شبكة من محطات الإرسال والاستقبال الأرضية الأساسية ومفتاح خلوي (أو مركز تحويل متنقل).

تتصل المحطات القاعدية بمركز التحويل ، الذي يوفر الاتصال ، بين المحطات القاعدية وشبكات الهاتف الأخرى ومع الإنترنت العالمي. من حيث وظائفه ، يشبه مركز التحويل نظام PBX التقليدي للاتصالات السلكية.

LMDS (نظام التوزيع المحلي متعدد النقاط) هو معيار خلوي لنقل المعلومات لاسلكيًا للمشتركين الثابتين. تم بناء النظام على أساس خلوي ، حيث تتيح لك محطة أساسية واحدة تغطية منطقة يبلغ نصف قطرها عدة كيلومترات (حتى 10 كيلومترات) وتوصيل عدة آلاف من المشتركين. ترتبط BSs نفسها ببعضها البعض عن طريق قنوات اتصال أرضية عالية السرعة أو قنوات راديو. معدلات نقل البيانات تصل إلى 45 ميجابت في الثانية.

قنوات نقل بيانات راديو WiMAX(قابلية التشغيل البيني في جميع أنحاء العالم للوصول إلى الميكروويف) تشبه شبكة Wi-Fi. على عكس تقنيات الوصول إلى الراديو التقليدية ، تعمل WiMAX أيضًا على الإشارة المنعكسة بعيدًا عن خط رؤية المحطة الأساسية. يعتقد الخبراء أن WiMAX المحمول يوفر فرصًا أكثر إثارة للمستخدمين من WiMAX الثابت لعملاء الشركات. يمكن إرسال المعلومات عبر مسافات تصل إلى 50 كم بسرعة تصل إلى 70 ميجابت / ثانية.

راديو نقل البيانات MMDS(نظام التوزيع متعدد القنوات متعدد النقاط). هذه الأنظمة قادرة على خدمة منطقة داخل دائرة نصف قطرها 50-60 كم ، في حين أن خط الرؤية لمرسل المشغل اختياري. متوسط ​​معدل نقل البيانات المضمون هو 500 كيلوبت في الثانية - 1 ميغابت في الثانية ، ولكن يمكن توفير ما يصل إلى 56 ميغابت في الثانية لكل قناة.

قنوات نقل بيانات الراديو لـ الشبكات المحلية ... المعيار لاسلكيللشبكات المحلية هي تقنية Wi-Fi. توفر شبكة Wi-Fi اتصالاً في وضعين: من نقطة إلى نقطة (لتوصيل جهازي كمبيوتر) واتصال البنية التحتية (لتوصيل عدة أجهزة كمبيوتر بنقطة وصول واحدة). تصل معدلات تبادل البيانات إلى 11 ميجابت في الثانية للاتصالات من نقطة إلى نقطة وما يصل إلى 54 ميجابت في الثانية لاتصالات البنية التحتية.

قنوات نقل بيانات راديو Bluetoohtهي تقنية لنقل البيانات عبر مسافات قصيرة (لا تزيد عن 10 أمتار) ويمكن استخدامها لإنشاء شبكات منزلية. معدل نقل البيانات لا يتجاوز 1 ميجابت في الثانية.