1 Mavzu: Kompyuter tarmoqlari. Asosiy tushunchalar

32 Mavzu: Ma’lumotlarni uzatish kanali.
Reja:

1. 
   Axborotni uzatish kanallari
   
2. 
   Maxsus texnik qurilmalar
   

Aloqa kanallari orqali axborot uzatish. Aloqa kanallarining asosiy xususiyatlari. Ma'lumot uzatish. Axborotni uzatish kanallari Aloqa kanallari orqali signallarni uzatish sharti
Axborot uzatish - kosmosda axborot harakatining ko'plab jismoniy jarayonlarini birlashtiruvchi atama. Ushbu jarayonlarning har qandayida ma'lumotlarning manbai va qabul qiluvchisi, axborotning jismoniy tashuvchisi va uni uzatish kanali (vositasi) kabi komponentlar ishtirok etadi. Axborot uzatish jarayoni Ma'lumotlarning asl omborlari o'z manbalaridan qabul qiluvchilarga uzatiladigan turli xil xabarlardir. Ular orasida axborot uzatish kanallari joylashgan. Maxsus texnik qurilmalar-konvertorlar (koderlar) xabarlar mazmuniga asoslanib, jismoniy ma'lumotlar tashuvchilar - signallarni hosil qiladi. Ikkinchisi kodlash, siqish, modulyatsiyani o'z ichiga olgan bir qator transformatsiyalardan o'tadi va keyin aloqa liniyalariga yuboriladi. Ular orqali o'tib, signallar teskari o'zgarishlarga uchraydi, shu jumladan demodulyatsiya, ochish va dekodlash, buning natijasida qabul qiluvchilar tomonidan qabul qilingan asl xabarlar ulardan olinadi.Axborot xabarlari Xabar - bu boshlanishi va oxiri belgilariga ega bo'lgan ma'lumotlar to'plami sifatida ifodalangan hodisa yoki ob'ektni tavsiflashning bir turi. Nutq va musiqa kabi ba'zi xabarlar tovush bosimi vaqtining uzluksiz funktsiyalari hisoblanadi. Telegraf aloqasida xabar telegrammaning harf-raqamli ketma-ketlik shaklidagi matnidir. Televizion xabar - bu telekamera linzalari tomonidan "ko'riladigan" va ularni kadrlar tezligida suratga oladigan kadrlar xabarlari ketma-ketligi. So'nggi paytlarda axborot uzatish tizimlari orqali uzatiladigan xabarlarning katta qismi raqamli massivlar, matn, grafik, shuningdek audio va video fayllardir.
Axborot signallari Axborotni uzatish, agar u jismoniy vositaga ega bo'lsa, mumkin bo'ladi, uning xarakteristikalari uzatiladigan xabarning mazmuniga qarab o'zgaradi, shunda ular uzatish kanalini minimal buzilish bilan engib, qabul qiluvchi tomonidan tan olinishi mumkin. Jismoniy saqlash muhitidagi bu o'zgarishlar axborot signalini hosil qiladi. Bugungi kunda axborot uzatish va qayta ishlash simli va radio aloqa kanallarida elektr signallari, shuningdek, optik tolali aloqa liniyalaridagi optik signallar tufayli amalga oshiriladi. Analog va raqamli signallar Analog signalning taniqli misoli, ya'ni. Vaqt o'tishi bilan doimiy ravishda o'zgarib turadi, bu ovozli yoki musiqiy ma'lumotni uzatuvchi mikrofondan chiqarilgan kuchlanishdir. U kuchaytirilishi va simli kanallar orqali galereyadagi tomoshabinlarga sahnadan nutq va musiqani olib boradigan kontsert zalining ovozni takrorlash tizimlariga uzatilishi mumkin. Agar mikrofonning chiqishidagi kuchlanishning kattaligiga muvofiq radio uzatgichdagi yuqori chastotali elektr tebranishlarining amplitudasi yoki chastotasi doimiy ravishda o'zgarib tursa, u holda analog radio signali havo orqali uzatilishi mumkin. Analog televizion tizimdagi televizor uzatuvchisi kamera linzalari tomonidan qabul qilingan tasvir elementlarining joriy yorqinligiga mutanosib kuchlanish shaklida analog signal hosil qiladi. Biroq, agar mikrofon chiqishidagi analog kuchlanish raqamli-analogli konvertor (DAC) orqali o'tkazilsa, u holda uning chiqishi endi vaqtning uzluksiz funktsiyasi bo'lmaydi, balki bu kuchlanishning muntazam oraliqlarda olingan o'qishlar ketma-ketligi bo'ladi. namuna olish chastotasi. Bundan tashqari, DAC boshlang'ich kuchlanish darajasiga ko'ra kvantlashni ham amalga oshiradi, uning qiymatlarining barcha mumkin bo'lgan diapazonini chiqish kodining ikkilik raqamlari soni bilan belgilanadigan cheklangan qiymatlar to'plamiga almashtiradi. Aniqlanishicha, uzluksiz jismoniy miqdor (bu holda, bu kuchlanish) raqamli kodlar ketma-ketligiga aylanadi (raqamlashtirilgan), so'ngra allaqachon raqamli shaklda, uni saqlash, qayta ishlash va axborot uzatish tarmoqlari orqali uzatish mumkin. Bu bunday jarayonlarning tezligi va shovqin immunitetini sezilarli darajada oshiradi.
Aloqa kanallari Odatda, bu atama ma'lumotlarni manbadan qabul qiluvchiga uzatishda ishtirok etadigan texnik vositalar majmuasini, shuningdek ular orasidagi muhitni anglatadi. Axborot uzatishning odatiy vositalaridan foydalangan holda bunday kanalning tuzilishi quyidagi transformatsiyalar ketma-ketligi bilan ifodalanadi: AI - PS - (CI) - CC - M - LPI - DM - DK - CI - PS
AI ma'lumot manbai: odam yoki boshqa tirik mavjudot, kitob, hujjat, elektron bo'lmagan tashuvchidagi tasvir (kanvas, qog'oz) va boshqalar. PS - ma'lumotlarni uzatishning birinchi bosqichini amalga oshiradigan axborot xabarini axborot signaliga aylantiruvchi. Mikrofonlar, televizor va videokameralar, skanerlar, fakslar, shaxsiy kompyuter klaviaturalari va boshqalar PS vazifasini bajarishi mumkin. KI - ma'lumot uzatish tezligini oshirish yoki uzatish uchun zarur bo'lgan chastota diapazonini kamaytirish uchun axborotning hajmini (siqishni) kamaytirish uchun axborot signalidagi ma'lumotni kodlovchi. Qavslar ichida ko'rsatilganidek, bu havola ixtiyoriy. KK - axborot signalining immunitetini yaxshilash uchun kanal kodlovchisi.
M - axborot signalining o'lchamiga qarab, oraliq tashuvchi signallarning xususiyatlarini o'zgartirish uchun signal modulyatori. Oddiy misol - past chastotali axborot signalining kattaligiga qarab yuqori tashuvchi chastotali tashuvchi signalining amplitudali modulyatsiyasi.
LPI - bu jismoniy vosita (masalan, elektromagnit maydon) va tashuvchi signalni qabul qiluvchiga uzatish uchun uning holatini o'zgartirish uchun texnik vositalarning kombinatsiyasini ifodalovchi axborot uzatish liniyasi. DM - axborot signalini tashuvchi signalidan ajratish uchun demodulyator. Faqat M. DC - LPI da paydo bo'lgan axborot signalidagi xatolarni aniqlash va / yoki tuzatish uchun kanal dekoderi. Faqat QC mavjud bo'lganda taqdim eting.
CI - axborot dekoderi. Faqat CI mavjud bo'lganda taqdim eting.
PI - axborotni qabul qiluvchi (kompyuter, printer, displey va boshqalar).
Agar ma'lumot uzatish ikki tomonlama bo'lsa (dupleks kanal), u holda LPI ning ikkala tomonida M va DM havolalarini birlashtirgan modem bloklari (Modulator-DEModulator), shuningdek kodlovchilarni birlashtiruvchi kodek bloklari (COder-DECoder) mavjud. (CI va CK) va dekoderlar (DI va DK).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.