Çift yönlü veri iletimi modu. Yarım çift yönlü ve tam çift yönlü

Rekabete dayalı ortama erişim

Medya Erişim Mekanizmaları

Her ağ, bazı medya erişim kontrol mekanizmalarını desteklemelidir. İkinci (kanal) düzeyde ortama erişim uygulandı referans modeli OSI. Teoride medya erişim mekanizmasının evrensel olması gerekmesine rağmen, pratikte onu uygulamanın birkaç yolu vardır. Özellikle yerel ağlarda, veri iletim ortamına erişimi kontrol etmek için dört yöntem kullanılır. Farklı yaklaşımlar:

Erişim hakkı için rekabet;

Jetonu geçmek;

Önceliğe göre erişim;

Çevirmeli erişim.

İÇİNDE yerel ağ cihazları veri iletme hakkı için rekabet eden , içerik tabanlı ortam erişim yöntemi. Bant genişliği için birbirleriyle rekabet eden cihazlar topluluğuna denir. çatışma alanı. Bu method Ethernet'in birçok çeşidinde kullanılır.

Rekabete dayalı çevreye erişim teknolojisi oldukça ilkeldir ve merkezi bir kontrol mekanizmasının kullanımını içermez. Bunun yerine, her ağ cihazı verilerini aktarma sürecini organize etmenin tüm işlevlerini üstlenir. Bir cihaz her veri aktarmak üzereyken, kablonun iletim için uygun olup olmadığını veya halihazırda başka bir cihaz tarafından kullanımda olup olmadığını belirlemelidir. Kablo kullanımda ise beklemeli ve bir süre sonra tekrar denemelisiniz.

Çekişmeye dayalı ortam erişim mekanizmasının yukarıdaki açıklamasından, ağa bağlı tüm cihazların aynı frekans aralığında veri ilettiği ve aldığı sonucuna varabiliriz. İletim ortamı, bir seferde yalnızca bir sinyal iletebilir ve bu sinyal tüm aralığı kaplar. Başka bir deyişle, iletişim ortamı tek bantlı iletim modunu destekler.

Tek bant iletim teknolojisi, tüm verileri taşımak için yalnızca bir kanal kullanır. Bu yüzden:

Aynı anda yalnızca bir cihaz veri iletebilir;

Cihaz veri iletebilir veya alabilir. Bu mod denir yarı çift yönlü (yarı çift yönlü).

Yarı çift yönlü bir ağ, verilerin her bir cihaza yalnızca bir cihaza iletilmesine izin verir. şu an zaman - diğerleri pasif kalmalı ve kendilerine yönelik çerçevelerin varlığı için trafiği dinlemelidir.

Çift yönlü (tam çift yönlü) ağ kullanılabilir bant genişliği bölü ayrık kanallar. İÇİNDE alternatif fiziksel olarak ayrılmış iletkenler, aynı frekans aralığını kullanarak yedekli bir kanal oluşturmak için kullanılabilir. Tipik bir çift yönlü ağ, anahtarlama teknolojisini kullanır. Her durumda, her cihaza hem veri alması hem de iletmesi için bir zaman birimi verilir.

Çekişmeye dayalı erişim sağlayan tamamen çift yönlü bir ağda, belirli bir çekişme alanındaki yalnızca bir cihazın herhangi bir zamanda veri iletmesine izin verildiğine dikkat edilmelidir. Ancak, çift yönlü bir ağ dağıttığınızda, her aygıt bir anahtarlamalı bağlantı noktasına bağlanır. Böylece, her bir çakışma alanındaki cihaz sayısı, cihazın kendisi ve bağlı olduğu anahtarlamalı port olmak üzere ikiye düşürülür.

Wi-Fi bağlantıları yarı çift yönlü modda ve yerel ağın kablolu kısmı tam çift yönlü olarak çalışır. Bu makaleyi okuyarak daha fazlasını öğrenin.

Dubleks ve Simplex

Bir ağda, "çift yönlü" terimi, tek yönlü iletişimi ifade eden "tek yönlü" ifadesinin aksine, iki noktanın veya cihazın birbirleriyle her iki yönde iletişim kurma yeteneğini ifade eder. Çift yönlü bir iletişim sisteminde, her iki nokta (cihazlar) bilgi iletebilir ve alabilir. Çift yönlü sistemlere örnek olarak telefonlar ve telsizler verilebilir.

Öte yandan, tek yönlü bir sistemde, bir cihaz bilgi iletir ve diğeri alır. Uzaktan kumanda uzaktan kumanda uzaktan kumandanın sinyalleri ilettiği ancak yanıt olarak almadığı tek yönlü bir sistem örneğidir.

Tam ve yarım dubleks

İki bileşen arasındaki tam çift yönlü iletişim, her ikisinin de aynı anda birbirlerine bilgi gönderip alabileceği anlamına gelir. Telefonlar tam çift yönlü sistemlerdir, çünkü her iki taraf da aynı anda konuşabilir ve dinleyebilir.

Yarı çift yönlü sistemlerde, bilgi iletimi ve alımı dönüşümlü olarak gerçekleşmelidir. Bir noktayı iletirken, geri kalanı yalnızca almalıdır. Telsizler yarı çift yönlü sistemlerdir, iletimin sonunda katılımcının bilgi almaya hazır olduğu anlamına gelen "Alındı" demesi gerekir.

WiFi yönlendiricileri (yönlendiriciler), yarı çift yönlü modda çalışan IEEE 802.11 adlı belirli bir standart veya protokolü kullanarak herhangi bir WiFi özellikli elektronik cihazdan (dizüstü bilgisayar veya akıllı telefon gibi) İnternet'e bilgi akışlarını modüle eden ve programlayan cihazlardır. Wi-Fi sadece marka Belirli bir IEEE standardı için.

WiFi cihazları, yönlendiriciye 2,4 GHz veya 5 GHz radyo dalgaları kullanarak bağlanır. Yönlendirici doğru dağıtımı garanti eder bilgi akışı bağlı cihaz ve İnternet arasında; tam çift yönlü modda çalışan bir zaman bölmeli (TDD) çağrı işlemi kullanarak.

TDD, gönderme ve alma arasında değişen zaman periyotları oluşturarak veya bölerek tam çift yönlü iletişimi taklit eder. Veri paketleri, programın belirttiği şekilde her iki yönde de hareket eder. Bu zaman dilimlerini hassas bir şekilde bölerek, bağlı cihazlar aynı anda hem iletim hem de alım yapabilir.

en büyük sorun Radyo iletişimleri üzerinde tam çift yönlü kontrol elde etmek için sistem içi girişim vardır. Bu, sinyalin kendisinden daha yoğun olan girişim veya gürültüdür. Basitçe söylemek gerekirse, tam çift yönlü bir sistemde girişim, bir nokta aynı anda hem iletim hem de alım yaptığında ve ayrıca kendi iletimini aldığında meydana gelir, dolayısıyla kendi kendine girişim oluşur.

Araştırma ve bilimsel topluluklarda neredeyse tam çift yönlü kablosuz iletişim mümkündür. Bu, büyük ölçüde kendi kendine müdahaleyi iki düzeyde ortadan kaldırarak elde edilir. İlk yol, gürültü sinyalinin kendisini ters çevirmek ve ardından gürültü azaltma işlemi dijital olarak daha da geliştiriliyor.

Peki ya kablolu bir ağ?

Yerel ağın kablolu kısmı, bir kablo oluşturan iki çift bükülmüş tel kullanarak tam çift yönlü modda iletişim kurar. Ethernet bağlantısı. Her bir çift bilgi paketlerini aynı anda iletmek ve almak üzere tasarlanmıştır, bu nedenle veri çakışması olmaz ve iletim müdahale olmadan gerçekleştirilir.

Wi-Fi iletişimi alanındaki ilerleme

IEEE 802.11 protokolü içinde, elde etmek için değişiklikler yapılmıştır. en iyi aralık veya daha iyi verim veya her ikisi. 1997 yılında kuruluşundan 2016 yılına kadar, kablosuz standartlar 802.11, 802.11b/a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac ve son olarak en son 802.22'den ayarlanmıştır. Ne kadar gelişmiş olurlarsa olsunlar, her zaman yarı çift yönlü modda çalışacak olan 802 ailesinin bir parçasıdırlar. Özellikle dahil etme ile birçok iyileştirme yapılırken MIMO teknolojileri, yarı çift yönlü modda çalışma, genel spektral verimliliği yarı yarıya azaltır.

Yönlendiriciler tarafından desteklenen (birçok giriş ve birçok çıkışa sahip) MIMO'nun çok daha fazla reklam yaptığını not etmek ilginçtir. yüksek hızlar veri aktarımı. Bu yönlendiriciler, aynı anda birden çok veri akışı iletmek ve almak için birden çok anten kullanır; toplam hız bulaşma. Bu, saniyede 600 megabit ve daha yüksek hızların reklamını yapan 802.11 N yönlendiricilerde de yaygındır. Ancak yarı çift yönlü modda çalıştıkları için yüzde 50 (saniyede 300 megabit) verim iletmek için ayrılırken kalan yüzde 50'lik kısım ise almak için kullanılır.

Gelecekte tam çift yönlü WiFi

Tam çift yönlü kablosuz iletişime artan bir ticari ilgi vardır. Bunun ana nedeni, yarı çift yönlü FDD ve TDD'deki ilerlemenin doygun olmamasıdır. İyileştirmeler yazılım, MIMO teknolojisindeki modülasyon ilerlemeleri ve iyileştirmeler giderek daha karmaşık hale geliyor. Giderek daha fazla sayıda yeni cihazın sahip olduğu kablosuz bağlantı, spektrum verimliliğini artırma ihtiyacı sonuçta çok önemlidir. Tam çift yönlü kablosuzun ortaya çıkışı, spektral verimliliği anında iki katına çıkaracaktır.

Eşzamanlı iletim ve alım mümkün değil kablosuz iletişim tek frekans. Korkunç girişim sonuçlanacaktır. Andre Goldsmith "Kablosuz İletişim"

Dubleks radyo iletişimi, bilginin eşzamanlı iki yönlü iletimini sağlar. Tarihsel olarak, transatlantik telgraf (1870'ler), teleprinters (1890'lar) kavramı ilk uygulayanlardı. Bu fikir, fiziksel kanalın spektrumunu kaydetme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Okyanus kablosu çok pahalıydı. Teleyazıların durumu biraz farklı: fikir zaten biliniyordu, birisi baskı cihazlarının (ses hattının altında) mütevazı taleplerinden yararlanarak ekstra kar elde etmenin bir yolunu bulmuştu.

Simpleks sistem örnekleri

Tek yönlü bilgi akışı sistemlerinin örnekleri, tek yönlü bilgi aktarımının çalışma prensibini daha iyi hissetmenize yardımcı olacaktır:

yayın.
Kayıt mikrofonları.
kulaklıklar.
Bebek monitörleri.
Kablosuz deklanşör kontrol sistemi.
Gözetleme kamerası.

Simplex, ihtiyacın olmaması, iki yönlü bilgi aktarımı olasılığı ile karakterizedir.

çalışma prensibi

Çift yönlü bir iletişim sistemi genellikle iki noktayı birbirine bağlar (yayınlamanın aksine). Modern bilgisayar bağlantı noktaları(Ethernet) genellikle benzer bir hamle yapılır, ayrı bir bükümlü çift alma ve iletme kanalları. Telgraftan sonra teleprinter konsepti galip geldi telefon hatları. İyi bilinir: aboneler aynı anda konuşabilir. Muhatap duymak onuncu sorudur.

Dijital teknoloji, etkinin görünürlüğünü sağlar çift yönlü radyo. Kanallar aynı anda çalışıyor olsaydı, verici alıcıyı çoktan yakmış olurdu. Bununla birlikte, zaman bölümü hızlı çalışır, paketler o kadar ustaca değiştirilir ki muhataplar "hileyi" fark etmekte güçsüzdür. Dubleks eksik. Yarı çift yönlü yöntem, telsizler tarafından kullanılır. Kanal, aboneler tarafından telaffuz edilen kelime kombinasyonlarını çağıran kodun tanıtılması nedeniyle bozuldu.

Kanalların zaman bölümü

Abonelere zaman dilimlerinin tahsisi ile kanalların bölünmesi, asimetrik hızlara (veri indirme, yükleme) sahip hatlarda önemli avantajlar göstermektedir. Tipik bir örnek internettir. Gelen, giden bilgi kanallarındaki önemli bir eşitsizlik, uydu erişimini mümkün kıldı (yerel bilgi talebi) mobil ağ, cevap uzaydandır). Örnekler:

Üçüncü nesil standart hücresel iletişim 3g.
Kablosuz telefon DECT.
WiMAX (3G+).
Bazı LTE çeşitleri.

Tekniğin geniş yayılımı giriş tarafından verildi. dürtü cihazları(XX yüzyılın 60'larının ortaları). Uzmanlar, mevcut durumun nedeni olarak katı hal elektroniğinin ortaya çıkışını gösteriyor. Tüp ayrık cihazlar da aldı geniş alan. Telsiz ekipmanı geniş bir oda gerektiriyordu. Başlangıçta, iki kanallı sıkıştırma modu oluşturuldu:

Senkron (döngüsel) iletim, abone hattına periyodik bir bağlantı anlamına gelir. Sıra kesinlikle belirtilmiştir. Çerçeve yapısı geliştiriliyor, senkronizasyon sinyalleri tanıtılıyor. Kodlamanın doğası önemsizdir.
Eşzamansız iletim uygulandı dijital sistemler. Bilgi, yüzlerce ila binlerce bitlik önceden oluşturulmuş paketler halinde gönderilir. Adresler bunu mümkün kılar eşzamansız şema etkileşimler. Bugün, hücresel iletişim bile bu prensibi kullanıyor. Modern protokoller, çift sayıda bayt içeren paketler sağlar. Bu nedenle, senkronizasyon eksikliği tamamen resmidir.

Paketin bir başlığı vardır. Bilgilerin içeriği protokol standardı tarafından tanımlanır. Kanal, paket hızında periyodik olarak yüklenir. Geleneksel Sovyet sistemleri 8 kHz kullanıldı (telefon sinyali 64 kbps'de örneklendi). Taşıyıcı modülasyon yöntemleri:

Darbe genişliği.
genlik darbesi.
Zaman dürtüsü.

İkili sinyal kodlaması dikdörtgen darbeler. Spektrum sonsuz geniştir gerçek sinyal filtrelerle kesilir. Sonuç olarak, cepheler düzleştirilir. Germe, darbeler arası girişime neden olur. Bitişik kanal girişimi, spektrumların kesişmesinden kaynaklanır. Kanalların zaman bölme sistemlerinin parametreleri standartlaştırılmıştır, hiyerarşiye plesiochronous denir:

Birinci aşama 32 kanal taşır (32 x 64 = 2048 kbps). Servis mesajlarına 2 kanal verilir.
Sonraki aşamalar (120, 480, 1920) 4 dijital akışın bit çoğullama ile sıkıştırılmasıyla oluşturulur. Ayrıca, standardın bazı bölümleri, acil bir donanım uygulaması bulunmadan önceden oluşturulmuştur.

Yukarıdaki yönteme bir fiber optik alternatifi, senkronize dijital hiyerarşi olarak adlandırılır. Algoritma, hızların önemli olduğu ağın büyük dallarını sağlamayı amaçlamaktadır. Düğümlerin toplam senkronizasyonu gereklidir. Blok süresi (senkronize taşıma modülü) 125 ms (8 kHz) ile aynıdır. dijital uzunluk– 2340 bayt. Başlığa 90 atanır. Paketlerin boyutuna göre 5 aşamalı bir hiyerarşi oluşturulur. küçük olanlar olabilir oluşturan parçalar büyük.

frekans bölümü

Frekans bölümü ilk kez askeri işaretçi Ignatiev G.G. tarafından kullanıldı. (1880). Ordu, transatlantik kablo deneyimini tekrarlamayı amaçladı. Döşenen kablonun kapsamını genişletmek istedim (savaş alanı duygusallık için çok az zaman bırakıyor). Verici ekipman, standart genişliği 300-3500 Hz olan bir dizi standart analog sinyal (genellikle 12) üretir. Blok içerir doğru numara seçilen iletişim aralığının jeneratörleri. Kanal aralığı 900 Hz'dir (LW).

Grup analog sinyal 48 kHz'i kaplar. Günümüzde, alıcı-verici ekipmanı aynı anda (minimum) iki frekans kullanmaktadır. İlke, amatör radyo tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Kamyoncular sıkıntı kanallarının gayet iyi farkındalar, arayın. Örnek evrenseldir, gezegenin radyo amatörlerinin iki yönlü iletişimi ile ilgilidir. İlk analog ağlar, zayıf bir dupleks örneği olan bant dışı dijital istasyon aramasını kullandı.

frekans bölümü - mükemmel seçenek simetrik bir trafik kanalının düzenlenmesi. baz istasyonları birbirini duymayı bırakın, parazit ortadan kalkar. Örnekler:

ADSL.
CDMA2000.
IEEE 802.16 (WiMAX'ın varyantı).

kod bölümü

Telefon sinyali örnekleme hızı - 64 kHz, faz kaydırmalı anahtarlama kullanılır:

10 derece.
0 - 180 derece.

kodlamak için dijital sinyal, bit daha fazla bölünmüştür. Teknik ilk kez İkinci Dünya Savaşı'nın Green Hornet sistemi tarafından gösterildi. Sahte bir gürültü sinyalinin dayatılması, Nazileri büyük ölçüde şaşırttı. Atlantik Okyanusu ile ayrılan müttefikler, 3.000'den fazla ortak konferans düzenledi.

Kod uzunluğuna sinyal tabanı denir. Grafiksel olarak, bindirilmiş dizinin sıfırları ve birleri +1 ve -1'i gösterir ve onları ana diziden açıkça ayırır. bilgi mesajı. Bindirme, spektrumu tabana eşit bir faktör kadar genişletir. Yapay büyütme paraziti önler. Bu özellik doğrudan hücre kuleleriyle ilgilidir. Her kanal, dikeylik kavramını uygulayan sabit bir kodlama dizisi alır. Eşleşen bitlerin sayısı, eşleşmeyen bitlerin sayısına eşittir.

Korelasyon tipi alıcı. Genellikle uyumlu bir filtre ile değiştirilir. Referans kodu, faz kaydırma anahtarlamalı kanal kodudur. Spektrumun genişliğini azaltmak için özel kodlar kullanılır. Sözde gürültü sinyali kendini iyi kanıtladı. Kanallar arası girişim, grup sinyalinin bozulmasından kaynaklanır:

Radyo elektronik cihazlarının bant genişliği tarafından getirilen düzeltmeler.
Çarpımsal eter girişimi.
Kodların yetersiz ortogonalliği.

IS95 standardı temel oldu hücresel ağlar CDMA, Globalstar uydu iletişimi.

Yankı giderme

İkili sistemler hoparlör olumlu bir etki yaratmak geri bildirim, keskin bir ıslıkla ifade edilir. Konuşmacının sesi mikrofona ulaşır, yükseltilir, rakibe iletilir. Karşı taraf, mesajı döndürerek dönüşümlerin sırasını tekrarlar. Hacim artıyor.

Modemler için standartlar, bilgisayar veri yolları yankı iptali sağlar. Yansıtılan sinyali engelleme tekniğinden yoksun kalan sistem, tam hız geliştirmek için güçsüzdür. İş dijital ağlar sıkı senkronizasyon gerektirir.

İletişim kanallarının sınıflandırılması. Basit. Yarım dubleks. dubleks.

İÇİNDE teknik sistemler genellikle sorun, aralarında bilgi alışverişini organize etmek için iki alt sistemi veya iki düğümü bağlamak için ortaya çıkar. Ortaya çıkan iletişim bağlantısına iletişim kanalı denir.

İletişim kanalları, iletilen sinyalin türüne (elektrik, optik, radyo sinyali vb.), veri iletim ortamına (hava, elektrik iletkeni, optik fiber vb.) ve diğer birçok özelliğe göre ayrılabilir. Bu makale, bilgi alma ve iletme modlarına ve kurallarına göre iletişim kanallarının bölünmesine odaklanacaktır. Bu özelliklere göre iletişim kanalları tek yönlü, yarı çift yönlü ve çift yönlü olarak ayrılır.

tek yönlü iletişim

Tek yönlü bir iletişim kanalı tek yönlü bir kanaldır ve veriler yalnızca bir yönde iletilebilir. İlk düğüm mesaj gönderebilir, ikincisi yalnızca onları alabilir, ancak alındığını veya yanıtlanacağını onaylayamaz. Tipik...

0 0

LAN'ın kablolu kısmı tam çift yönlü modda çalışırken, WiFi bağlantıları yarı çift yönlü modda çalışır. Bu makaleyi okuyarak daha fazlasını öğrenin.