مدخلXXXII. معدات الاتصالات
طرق نقل المعلومات الرقمية
تنتقل البيانات الرقمية على موصل عن طريق تغيير الجهد الحالي: لا الجهد - "O"، هناك جهد - "1". هناك طريقتان لنقل المعلومات عن بيئة الإرسال المادي: الرقمية والتناظرية.
ملاحظات: 1. إذا قام جميع مشتركي شبكة الكمبيوتر بقيادة البيانات على القناة بتردد واحد، تسمى هذه القناة ضيقة (يتخطى تردد واحد).
2. إذا كان كل مشترك يعمل في تردده الخاص على قناة واحدة، فإن هذه القناة تسمى النطاق العريض (يتخطى العديد من الترددات). يوفر استخدام قنوات النطاق العريض على كميةها، ولكنه يعقد عملية التحكم في تبادل البيانات.
ل الرقمية أو طريقة نقل ضيق النطاق (الشكل 6.10) تنتقل البيانات في شكلها الطبيعي بتردد واحد. تتيح لك طريقة Narowband نقل المعلومات الرقمية فقط، ويضمن أن اثنين فقط من المستخدمين قادرون على استخدام مستخدمين فقط ويسمحون بالتشغيل العادي لمسافة محدودة فقط (طول خط الاتصال ليس أكثر من 1000 م). في الوقت نفسه، تضمن طريقة نقل Narrowband مرتفعة سعر صرف البيانات - ما يصل إلى 10 ميغابت في الثانية ويسمح لك بإنشاء شبكات الحوسبة القابلة للتكوين بسهولة. يستخدم العدد الساحق لشبكات الحوسبة المحلية ناقل حركة ضيق.
تين. 6.10. طريقة النقل الرقمية
التناظرية توفر طريقة نقل البيانات الرقمية (الشكل 6.11) ناقل حركة واسع النطاق بسبب الاستخدام في إشارات قناة واحدة من ترددات الناقلات المختلفة.
مع طريقة نقل التناظرية، والتحكم في معلمات إشارة تردد الناقل للنقل عبر قناة البيانات الرقمية.
إشارة تردد الناقل هي التذبذب التوافقي الذي وصفه المعادلة:
X \u003d X Max Sin (t + 0)،
حيث x ماكس هو سعة التذبذبات؛
- تكرار التذبذبات؛
- المرحلة الأولية من التذبذبات.
يمكنك اجتياز البيانات الرقمية على قناة تمثيلية عن طريق التحكم في أحد معلمات إشارة تردد الموجة الناقل: السعة أو التردد أو المرحلة. نظرا لأنه من الضروري نقل البيانات في شكل ثنائي (تسلسل الوحدات والأصفار)، ثم يمكن تقديم طرق الإدارة التالية ( التغليف): السعة والتردد والمرحلة.
أسهل طريقة لفهم المبدأ السعة التغليف: "0" - لا إشارة، أي عدم وجود تذبذبات تردد الناقل؛ "1" - وجود إشارة، أي وجود تذبذبات تردد الناقل. هناك تذبذبات - وحدة، لا تتذبذب - صفر (الشكل 6.11a).
تكرر يوفر التعديل لنقل الإشارات 0 و 1 بتكرارا مختلفا. عند الانتقال من 0 إلى 1 ومن 1 إلى 0، تتغير إشارة تردد الموجة الناقل (الشكل 6.116).
الأكثر صعوبة في الفهم هو مرحلة تعديل. جوهرها هو أنه عند الانتقال من 0 إلى 1 ومن 1 إلى 0، فإن مرحلة التذبذبات تتغير، أي. اتجاههم (الشكل 6.11b).
في الشبكات الرفيعة المستوى من التسلسل الهرمي - تستخدم أيضا عالمية وإقليمية أيضا تحويل النطاق العريضوالتي تنص على العمل لكل مشترك في ترددها داخل قناة واحدة. هذا يضمن تفاعل عدد كبير من المشتركين في معدلات نقل البيانات العالية.
يتيح لك النطاق العريض الجمع بين البيانات الرقمية والصور والصوت في قناة واحدة، وهو المتطلبات اللازمة لأنظمة الوسائط المتعددة الحديثة.
مثال 6.5. القناة التناظرية النموذجية هي قناة هاتفية. عندما يزيل المشترك الأنبوب، ثم يسمع صوتا موحدا - هذا هو إشارة تردد الناقل. نظرا لأنها تقع في مجموعة من ترددات الصوت، فإنها تسمى إشارة نغمية. نقل على قناة الهاتف، تحتاج إلى التحكم في إشارة تردد الناقل - تعديلها. يتم تحويل الأصوات التي تطلعها الميكروفون إلى إشارات كهربائية، وتلك، بدورها، وتعديل إشارة تردد الناقل. عند إرسال المعلومات الرقمية، ينتج المكتب بايت المعلومات - تسلسل الوحدات والأصفار.
المعدات
لضمان نقل المعلومات من الكمبيوتر إلى بيئة الاتصال، من الضروري تنسيق إشارات الواجهة الداخلية للكمبيوتر مع معلمات الإشارات المرسلة عبر قنوات الاتصال. في الوقت نفسه، يمكن إجراء كل من التنسيق المادي (شكل وسعة ومدة الإشارة) والرمز.
تسمى الأجهزة الفنية التي تقوم بأداء وظائف الاقتران بالكمبيوتر مع قنوات الاتصال المحولات أو محولات الشبكة. يوفر محول واحد تجميع مع كمبيوتر قناة اتصال واحدة.
تين. 6.11. طرق نقل المعلومات الرقمية عن إشارة التناظرية:
تعديل السعة؛ ب - التردد؛ الخامس - المرحلة
بالإضافة إلى محولات قناة واحدة، يتم استخدام أجهزة متعددة القنوات - مضاعفات البيانات أو ببساطة مضاعفات.
نقل البيانات المضاعف - جهاز تجميع مع قنوات اتصال متعددة.
تم استخدام مضاعفات البيانات في أنظمة الاتصالات عن بعد البيانات - الخطوة الأولى في الطريق لإنشاء شبكات الحوسبة. في المستقبل، في ظهور الشبكات ذات التكوين المعقد ومع عدد كبير من أنظمة المشتركين، بدأ تطبيق معالجات الاتصال الخاصة لتنفيذ وظائف الواجهة.
كما ذكرنا سابقا، تتدفق البتات إلى الإشارات التناظرية لإرسال المعلومات الرقمية عن قناة الاتصال، وعند تلقي المعلومات من قناة الاتصالات إلى الكمبيوتر، قم بإجراء إجراءات عكسية - تحويل الإشارات التناظرية إلى البتات التي يمكنها معالجة أجهزة الكمبيوتر. هذه التحويلات تؤدي جهازا خاصا - مودم.
مودم - جهاز يقوم بإجراء تعديل وإلغاء إزالة إشارات المعلومات عند إرسالها من الكمبيوتر إلى قناة اتصال وعند تلقي جهاز كمبيوتر من قناة اتصال.
أغلى مكونات شبكة الحوسبة هي قناة الاتصالات. لذلك، عند بناء عدد من شبكات الحوسبة، يحاولون حفظ قنوات الاتصال من خلال نقل العديد من قنوات الاتصال الداخلية إلى خارج واحد. تستخدم الأجهزة الخاصة لأداء وظائف التبديل - محاور.
مكثف - جهاز يقوم بتغيير العديد من قنوات الاتصال إلى واحد عن طريق فصل التردد.
في الشبكة المحلية، حيث تكون وسيلة النقل الفيزيائية عبارة عن كابل بطول محدود، يتم استخدام أجهزة خاصة لزيادة طول الشبكة - التكرار.
مكرر - جهاز يضمن الحفاظ على شكل وسعة الإشارة عند إرساله إلى أكثر مما يوفره هذا النوع من الوسيلة ذات الإرسال المادي، المسافة.
هناك مكررات محلية ونظيفة. محلي تتيح لك المتمرضون توصيل شظايا الشبكة الموجودة على مسافة تصل إلى 50 مترا و مسافة - ما يصل إلى 2000 م.
تبديل الدائرة والحزمة - هي طرق حل المشكلة المعممة لتبديل البيانات في أي تكنولوجيا الشبكة. تتكون الحلول التقنية المعقدة لمهام التبديل المعممة في مجملها من المشاكل الخاصة لشبكات نقل البيانات.
من خلال المشاكل الخاصة لشبكات البيانات تشمل:
- تحديد التدفقات والطرق المناسبة؛
- معلمات تكوين مسار التثبيت، وجداول أجهزة الشبكة؛
- تدفقات التعرف ونقل البيانات بين واجهة جهاز واحدة؛
- تيارات التعددية / demultiplexing؛
- فصل المتوسطة.
من بين النهج العديدة المحتملة لحل المشكلة المعممة لمشتركي المشتركين تبديل الشبكات تخصيص اثنين أساسيين، بما يتضمن تبديل القناة وتحويل الحزمة. وبالتالي هناك تطبيقات تقليدية لكل تقنيات التبديل، على سبيل المثال، لا تزال شبكات الهاتف التي تستمر وبشيدها باستخدام تقنية محول الدوائر، وشبكات الكمبيوتر والأغلبية العظمى تستند إلى تقنية تبديل الحزمة.
theraEde، مع تدفق المعلومات في شبكات تحول الدائرة هي البيانات التي يتم تبادلها بين زوج من المشتركين. وفقا لذلك، فإن ميزة التدفق العالمية هي زوج من العناوين (أرقام الهواتف) يتواصل مع بعضهم البعض. ميزة واحدة من شبكات تحول الدائرة هي مفهوم قناة ابتدائية.
القناة الابتدائية
قناة عنبية (أو قناة) - هي الخصائص التقنية الأساسية لشبكة تحول الدوائر، والتي تم إصلاحها داخل نوع معين من قيمة إنتاج الشبكة. كل رابط في شبكة التحويل الدوائر يحتوي على سعة تعبئة قناة متعددة المعتمدة لهذا النوع من الشبكة.
في أنظمة الهاتف التقليدية، فإن قيمة سرعة القناة الابتدائية تساوي 64 كيلو بايت / ثانية، وهو ما يكفي لصوت رقمي عالي الجودة.
بالنسبة للصوت عالي الجودة، استخدم تواتر الاهتزازات الصوتية كمية كبيرة 8000 هرتز (وقت أخذ العينات 125 MS فترات). لتمثيل مقياس للسعة هو غالبا ما يستخدم رمز 8 بت، مما يجعل 256 نغمة تدرج (بواسطة قيم أخذ العينات).
في هذه الحالة، هناك حاجة إلى نقل قناة صوت واحدة من النطاق الترددي 64 KBIT / S:
8000 × 8 \u003d 64000 بت أو 64 كيلو بايت / ثانية.
تسمى هذه القناة الصوتية شبكات الهاتف الرقمية للقناة الابتدائية. ميزة شبكة محول الدوائر هي أن عرض النطاق الترددي لكل رابط يجب أن يساوي عددا صحيحا من القنوات الأولية.
القناة المركبة
التواصل الذي تم بناؤه عن طريق التبديل (اتصال) من القنوات الأولية، يسمى قناة مركبة.
قناة مركبة
خصائص قناة Composie:
- تتكون القناة المركبة طوال طولها من نفس عدد القنوات الأولية؛
- القناة المركبة لديها عرض نطاق ثابت وثابت في جميع أنحاء طوله؛
- يتم إنشاء قناة مركبة مؤقتا لفترة الجلسة اثنين من المشتركين؛
- في الجلسة، أدخل جميع القنوات الأساسية المدرجة في القناة المركبة، والاستخدام الحصري للتشققات، والتي تم إنشاء قناة عبرها؛
- أثناء جلسة الاتصالات في المشتركين يمكنهم إرسال معدل بيانات الشبكة لا يتجاوز قدرة قناة المركبة؛
- البيانات المستلمة في قناة مركبة، يتم ضمان المشترك المسمى دون تأخير وخسائر ونفس المعدل (معدل المصدر) بغض النظر عن ما إذا كان هنا في هذا الوقت في اتصال الشبكة الآخر أم لا؛
- بعد انتهاء الجلسة القناة الأساسية المركبة الترحيلية، أعلنت مجانا وعادت إلى مجموعة الموارد المخصصة لاستخدامها من قبل مستخدمين آخرين.
الاتصال مرفوض
الاتصال مرفوض
طلبات الاتصال ليست ناجحة دائما.
إذا لم تكن المسار بين المكالمات وتسمى المشتركين بدون كولتلين حرة أو دعا العقدة الأساسية مشغول، يحدث عطل في إعداد الاتصال.
ميزة تبديل الدائرة
تهدف تقنية تبديل الدارات إلى تقليل الأحداث العرضية في الشبكة، أي التكنولوجيا. من أجل تجنب أي عدم اليقين المحتمل الكثير من العمل بشأن تبادل المعلومات يتم تنفيذها مسبقا، حتى قبل بدء نقل البيانات. أولا، للحصول على عنوان معين، توفر القنوات الأساسية المطلوبة طوال الطريق من المرسل إلى المستلم. ولكن في حالة Bursty، هذا النهج غير فعال، لأن 80٪ من القناة الزمنية قد تكون الخمول.
التبديل الحزمة.
ينتقل مبدأ الشبكات الأكثر أهمية مع وجود حزمة بيانات مبدلة حزم عبر الشبكة في شكل مفصول هيكليا عن بعض البيانات الأخرى من البيانات المسماة الحزم. تحتوي كل علبة على رأس، والذي يحتوي على عنوان الوجهة، وغيرها من المعلومات الداعمة (طول حقل البيانات، المجموع الاختباري، وغيرها.)، يستخدم للتسليم إلى المرسل إليه الحزمة.
يعد وجود عنوان في كل حزمة واحدة من أهم ميزات تقنية تبديل الحزم، حيث يمكن معالجة كل حزمة بشكل مستقل عن حزم التبديل الأخرى التي تشكل حركة مرور الشبكة. قد يكون لدى الرسائل إلى العنوان في الحزمة حقل إضافي واحد معبأة في نهاية الحزمة وما يسمى بالمقطورات. في المقطورة، يتم وضع المجموع الاختباري بشكل طبيعي، مما يتيح لك التحقق مما إذا كانت المعلومات تالفة أثناء الإرسال عبر الشبكة أم لا.
تقسيم البيانات إلى حزم
تقسيم البيانات إلى حزم يحدث في عدة مراحل. توثيق عقدة مرسل السلسلة بيانات الإرسال، مقسمة إلى أجزاء متساوية. ما يحدث ذلك تكوين حزمة عن طريق إضافة رأسية الرأس. ويتم تجميع المرحلة الأخيرة حزم في الرسالة الأصلية إلى العقدة الوجهة.
تقسيم البيانات إلى حزم
نقل البيانات عبر شبكة كحزمة
شبكة نقل الحزمة.
كما هو الحال في شبكات تحول الدائرة، يتم تحديد شبكات التبديل الحزم، لكل من التدفقات يدويا أو تلقائيا في الطريق الثابت في الجداول المخزنة لمفاتيح المشاغة. تتم معالجة الحزم التي تدخل التبديل وإرسالها على طريق معين
إن حركة عدم اليقين والحركة غير المتزامنة للبيانات في شبكات تحول الملعب تجعل مطالب خاصة على مفاتيح التبديل في مثل هذه الشبكات.
الفرق الرئيسي بين مفتاح Paccuit من مفاتيح التبديل في الشبكات ذات التبديل الدائرة هو أنهم ذاكرة مخزن مؤقت داخلية لحزم السلسلة مؤقتا. يجب أن يحتاج التبديل المخازن المؤقتة إلى تنسيق معدلات البيانات في روابط الاتصال المتصلة بواجهاتها، وكذلك لتنسيق معدل حزم الوصول بسرعة التبديل.
طرق تحويل حزم
يمكن أن يعمل التبديل على أساس واحد من ثلاث طرق لتعزيز الحزم:
- انتقال مخطط البيانات
- نقل إلى إنشاء اتصال منطقي؛
- نقل إلى إنشاء قناة افتراضية.
انتقال مخطط البيانات
نقل مخطط البيانات. الطريقة المستندة إلى الترويج للحزمة مستقلة عن بعضها البعض. يتم تحديد إجراء معالجة الحزمة فقط بواسطة قيم المعلمات التي تحملها والحالة الحالية للشبكة. ويعتبر كل شبكة حزمة واحدة لنقل وحدة مستقلة للمقطرة - مخطط البيانات.
التوضيح مبدأ حزمة مخطط البيانات
نقل إلى إنشاء اتصال منطقي
نقل إلى إنشاء اتصال منطقي
يسمى إجراء تنسيق العقدتين النهائيين لشبكة بعض معلمات عملية تبادل الحزمة إنشاء اتصال منطقي. خيارات تفاوضة من العقدتين التفاعلين، تسمى معلمات اتصال منطقية.
القناة الافتراضية
القناة الافتراضية
يتم الإشارة إلى المسار الثابت الوحيد المسبق مسبقا الذي يربط العقد النهائية إلى الشبكة التي تبديل الحزمة، إلى قناة افتراضية. يتم وضع القنوات الافتراضية لتدفق المعلومات المستدامة. من أجل عزل تدفق البيانات من إجمالي تدفق حركة المرور لكل حزمة يتم وضع علامة على نوع خاص من التسمية. كما هو الحال مع إنشاء اتصالات شبكة منطقية، تبدأ القناة الافتراضية بحزمة خاصة - طلب الاتصال.
يختلف شبكات تبديل الجدول باستخدام القنوات الافتراضية عن جدول التبديل في شبكات مخطط البيانات. أنه يحتوي على إدخالات تمر فقط عبر القنوات الظاهرية التبديل، وليس كل عنوان الوجهة الممكنة، كما هو الحال في الشبكات مع نقل خوارزمية مخطط البيانات.
مقارنة تحويل الدائرة وحزمة
| تبديل القنوات. | التبديل الحزمة. |
| يجب عليك أولا إنشاء اتصال | لا توجد مرحلة من مراحل إنشاء اتصال (طريقة مخطط البيانات) |
| مطلوب الموقع فقط عند إنشاء اتصال | يتم إرسال العنوان ومعلومات الخدمة الأخرى مع كل حزمة |
| قد ترفض الشبكة اتصال المشترك | الشبكة جاهزة دائما لتلقي البيانات من المشترك |
| النطاق الترددي المضمون (عرض النطاق الترددي) للتفاعل المشتركين | عرض النطاق الترددي للشبكة للمستخدمين غير معروف، وتأخر نقل العشوائي |
| يتم نقل حركة المرور في الوقت الفعلي نبتة تأخير | يتم استخدام موارد الشبكة بشكل فعال عند إرسال حركة مرور Bursty |
| موثوقية نقل عالية | فقدان البيانات الممكنة بسبب تجاوز تجاوز |
| الاستخدام غير العقلاني لقدرة القناة، مما يقلل من الكفاءة الشاملة للشبكة | تخصيص النطاق الترددي الديناميكي التلقائي لقناة مادية بين المشتركين |
المحاورين. كقاعدة عامة، في شبكات الوصول العام، من المستحيل تقديم كل زوجين من المشتركين خط الاتصالات المادية الخاصة بهم، والتي يمكنهم الاحتكار "الخاصة" واستخدامها في أي وقت. لذلك، تنطبق الشبكة دائما بأي طريقة لتحويل المشتركين، والتي تضمن فصل القنوات المادية القائمة بين عدة جلسات اتصال وبين مشتركي الشبكات.
التبديل في شبكات الهاتف الحضري
شبكة هاتف المدينة هي مزيج من الهياكل الخطية والمحطة. شبكة تحتوي على PBX واحد يسمى Necroshed. تتكون الهياكل الخطية لهذه الشبكة فقط من خطوط المشترك. قيمة نموذجية لسعة هذه الشبكة من 8-10 آلاف مشترك. مع قدرات كبيرة، بسبب زيادة حادة في طول آل، من المستحسن التبديل إلى بناء مخصصة للشبكة. في هذه الحالة، تنقسم إقليم المدينة إلى مناطق، في كل منها شيدت شركة PBX (الفئران) التي يتم فيها توصيل المشتركين في هذه المنطقة. يتم إجراء اتصالات المشتركين في نفس المنطقة من خلال فئران واحدة، ومشتركي ريشة مختلفة - في اثنين. ترتبط الفئران بخطوط الترابط بشكل عام، وفقا للمبدأ "كل منها". إجمالي عدد الحزم بين الفئران يساوي مقدار الفئران / 2. كزيادة في قدرة الشبكة، يبدأ عدد العوارض التي يمسك فيها RASC فيما بينها وفقا ل "كل منها" في النمو بشكل حاد، مما يؤدي إلى زيادة مفرطة في استهلاك الكابلات والتكاليف لتنظيم الاتصالات وبالتالي، مع البهارات في الشبكة، يستخدم أكثر من 80،000 مشترك عقدة تبديل إضافية. في مثل هذه الشبكة، يتم إجراء الاتصال بين PBX من المناطق المختلفة من خلال عقد الرسالة الواردة (UVS)، والاتصال داخل منطقة العقيدات (يتم تنفيذ UR وفقا للمبدأ "لكل منها" أو من خلال uvs لها.
النظر في هذه المقالة أساليب التبديل الرئيسية في الشبكات.
في شبكات الهاتف التقليدية، يتم إجراء اتصال المشتركين بمساعدة تحويل قنوات الاتصال. في البداية، تم إجراء تبديل قنوات الاتصال الهاتفية يدويا، ثم تم إجراء التبديل بواسطة محطات الهاتف التلقائي (PBX).
يتم استخدام نفس المبدأ في شبكات الحوسبة. كما المشتركين هم آلات الحوسبة عن بعد جغرافيا في شبكة الكمبيوتر. ليس من الممكن جسديا لتزويد كل كمبيوتر لكل كمبيوتر خط اتصال غير قابل للتنقيع، والتي سيستخدمونها خلال الوقت بأكمله. لذلك، في جميع شبكات الكمبيوتر تقريبا، يتم استخدام أي طريقة لتبديل المشتركين (محطات العمل) دائما، والتي تسمح بالوصول إلى قنوات الاتصال الحالية لعدة مشتركين لضمان جلسات اتصال متعددة في وقت واحد.
التبديل - هذه هي عملية توصيل المشتركين المختلفة في شبكة الاتصالات من خلال العقد العريضة. يجب أن تضمن شبكات الاتصالات اتصال المشتركين فيما بينهم. يمكن للمشتركين بمثابة جهاز كمبيوتر أو شرائح من الشبكات المحلية وأجهزة الفاكس أو محاورات الهاتف.
محطات العمل متصلة بالتبديل باستخدام خطوط الاتصال الفردية، كل منها يستخدم في أي وقت واحد فقط ثابت بواسطة هذا الخط، المشترك. يتم توصيل المفاتيح مع بعضها البعض باستخدام خطوط اتصال مشترك (مشترك من قبل العديد من المشتركين).
النظر في ثلاث طرق شيوع ثلاثية لتبديل المشتركين في الشبكات:
- تحول الدائرة (تبديل الدائرة)؛
- تبديل التعبئة؛
- تبديل الرسائل (تبديل الرسائل).
تبديل القنوات
ينطوي تبديل القناة على تكوين قناة مادية مركبة مستمرة من قنوات فردية متصلة بالتتابع لإرسال البيانات المباشرة بين العقد. يتم توصيل القنوات المنفصلة ببعضها البعض عن طريق المعدات الخاصة - مفاتيح، والتي يمكن أن تنشئ روابط بين أي عقد شبكة نهاية. في شبكة تبديل القناة، قبل نقل البيانات، من الضروري دائما إجراء إجراء مركب في عملية إنشاء القناة المركبة.
يتم تحديد وقت رسالة الرسالة بواسطة عرض النطاق الترددي للقناة والاتصالات الطويلة وحجم الرسالة.
يجب أن تضمن التبديل، بالإضافة إلى توصيل قنواتها، إلى نقل البيانات في وقت واحد من العديد من قنوات المشتركين. للقيام بذلك، يجب أن تكون عالية السرعة والحفاظ على أي تقنية من قنوات المشترك المتعدد المتعدد.
مزايا تبديل القنوات:
- معدل نقل البيانات المستمر والمعروف؛
- التسلسل الصحيح من وصول البيانات؛
- مستوى منخفض ودائم من نقل البيانات عبر الشبكة.
عيوب تبديل القنوات:
- هناك فشل شبكة في خدمة اتصال لإنشاء اتصال؛
- الاستخدام غير العقلاني لعرض النطاق الترددي للقنوات المادية، ولا سيما استحالة استخدام معدات المستخدم التشغيلية بسرعات مختلفة. أجزاء منفصلة من أعمال القناة المركبة بنفس السرعة، لأن شبكات تبديل الشبكة لا تخزن بيانات المستخدم؛
- تأخير إلزامي قبل نقل البيانات بسبب مرحلة الاتصال.
تحويل الرسائل - تقسيم معلومات عن الرسائل، كل منها يتكون من رأس ومعلومات.
هذه طريقة للتفاعل الذي يتم فيه إنشاء قناة منطقية عن طريق نقل الرسائل باستمرار من خلال عقد الاتصالات إلى العنوان المحدد في رأس الرسالة.
في الوقت نفسه، تتلقى كل عقدة رسالة، يكتب إلى الذاكرة، ويعالج العنوان، وتحديد المسار ويعطي رسالة من الذاكرة إلى العقدة التالية.
يتم تحديد وقت تسليم الرسالة بواسطة وقت المعالجة في كل عقدة وعدد العقد وعرض النطاق الترددي للشبكة. عند نقل المعلومات من العقدة، ينتهي عقدة الاتصال، أصبحت العقدة مجانية ويمكن أن تشارك في تنظيم اتصال آخر بين المشتركين، وبالتالي يتم استخدام قناة الاتصالات بشكل أكثر كفاءة، ولكن نظام إدارة التوجيه سيكون معقدا وبعد
اليوم، تنقل الرسائل في شكل نقي غير موجود عمليا.
تبديل الحزمة هو وسيلة خاصة لتبديل عقد الشبكة، والتي تم إنشاؤها خصيصا للحصول على أفضل انتقال لحركة مرور الكمبيوتر (حركة المرور النابضة). أظهرت تجارب حول تطوير شبكات الكمبيوتر الأولى للغاية، والتي تعتمد على تقنيات تبديل القناة، أن هذا النوع من التبديل لا يوفر الفرصة للحصول على عرض النطاق المرتفع لشبكة الحوسبة. كان السبب في الجذور في الطبيعة النابضة لحركة المرور التي تولد تطبيقات الشبكة النموذجية.
عند تحويل الحزم، يتم كسر جميع الرسائل التي يتم إرسالها من قبل المستخدم في العقدة المصدر للأجزاء الصغيرة نسبيا، تسمى الحزم. يجب عليك تحديد أن الرسالة هي جزء البيانات المنجز منطقيا - طلب نقل الملفات، والإجابة على هذا الطلب يحتوي على الملف بأكمله، إلخ. قد يكون لدى الرسائل بطول تعسفي من عدة بايت إلى العديد من ميغابايت. في المقابل، عادة ما يمكن أن تحتوي الحزم عادة على طول متغير، ولكن في حدود ضيقة، على سبيل المثال من 46 إلى 1500 بايت (إيثرنت). يتم توفير كل حزمة مع العنوان، والذي يشير إلى معلومات العنوان المطلوبة لتوفير حزمة العقدة الوجهة، بالإضافة إلى رقم الحزمة لاستخدامها بواسطة العقدة الوجهة لإنشاء رسالة.
تختلف مفاتيح الشبكة الدفعة عن مفاتيح القناة من خلال حقيقة أن لديهم ذاكرة مخزن مؤقت داخلية لحزم التخزين المؤقتة إذا كان منفذ إخراج التبديل في وقت قبول الحزمة يشارك في نقل حزمة أخرى.
تبديل الحزمة:
- أكثر مقاومة للفشل؛
- عرض النطاق الترددي الشبكي العالي عند نقل حركة المرور النابضة؛
- القدرة على إعادة توزيع عرض النطاق الترددي من قنوات الاتصال المادية ديناميكيا.
عيوب التبديل الحزمة:
- عدم اليقين من معدل نقل البيانات بين مشتركي الشبكات؛
- تأخير حزمة القيمة المتغيرة؛
- فقدان البيانات المحتملة بسبب تجاوز تجاوز المخزن المؤقت؛
- هناك اضطرابات تسلسل الحزم.
شبكات الكمبيوتر تستخدم التبديل الحزمة.
نقل الحزم في الشبكات:
- طريقة مخطط البيانات - يتم نقل النقل كمجموعة من الحزم المستقلة. تحركات كل حزمة عبر الشبكة من خلال طريقها وحزم المستخدم تأتي في ترتيب عشوائي.
- المزايا: بساطة عملية النقل.
- العيوب: تعد الموثوقية المنخفضة فقدان الحزمة وتحتاج إلى بناء حزم ورسائل الاسترداد.
- القناة المنطقية - إنه نقل تسلسل الحزم المتعلقة بالسلسلة، يرافقه وضع اتصال مسبق وتأكيد استقبال كل حزمة. إذا لم يتم قبول حزمة I-TH، فلن يتم قبول جميع الحزم اللاحقة.
- القناة الافتراضية - هذه قناة منطقية مع النقل إلى المسار الثابت للتسلسل المرتبط في سلاسل الحزمة.
- مزايا: يتم حفظ التسلسل الطبيعي للبيانات؛ أتباع المرور المستدامين؛ ربما تحفظ الموارد.
- العيوب: تعقيد الأجهزة.
في هذه المقالة، نظرنا في الأساليب الأساسية للتحويل في شبكات الحوسبة، مع وصف لكل طريقة تبديل، مما يشير إلى السائدة والعيوب.
رقم المحاضر 8.
خصائص قنوات المعلومات
يمكن أيضا تمييز قناة المعلومات بثلاثة معايير ذات صلة: وقت استخدام القناة ر ك. عصابات النطاق الترددي المنقولة بواسطة القناةو ك.، ومجموعة القناة الديناميكيةد ك. إنه يميز قدرته على نقل مستويات إشارة مختلفة.
التحقق من الصحة الاهلية قناة.
لا يمكن الإشارة غير المدرجة إلا إذا كانت الإشارة "مزودة" في حجمها في قدرة القناة.
وبالتالي، يتم تحديد الشرط العام للتفاوض على الإشارة مع قناة المعلومات من خلال النسبة
ومع ذلك، تعبر النسبة عن الشرط الضروري ولكن غير كاف لمطابقة الإشارة مع القناة. حالة كافية هي التنسيق في جميع النواحي:
لتستخدم قناة المعلومات المفاهيم: سرعة إدخال المعلومات ومعدل نقل المعلومات ونطاق الترددي القناة.
تحت سرعة إدخال المعلومات (تدفق المعلومات) أنا. ( عاشر ) فهم متوسط \u200b\u200bكمية المعلومات التي تم إدخالها من مصدر الرسائل إلى قناة المعلومات لكل وحدة من الوقت. يتم تحديد هذه الميزة المصدر للرسالة فقط بواسطة الخصائص الإحصائية للرسائل.
معدل نقل المعلومات أنا. ( z. , Y. ) - متوسط \u200b\u200bكمية المعلومات المرسلة عبر القناة لكل وحدة وقت. ذلك يعتمد على الخصائص الإحصائية للإشارة المرسلة وعلى خصائص القناة.
القاع س. - أكبر معدل تحويل المعلومات القابل للتحقيق من الناحية النظرية لهذه القناة. هذه هي سمة القناة ولا تعتمد على إحصاءات الإشارة.
يتم تحديد عرض النطاق الترددي لقناة المعلومات بواسطة معلمين: بت والتردد. يتناسب مع عملهم.
قاع اتصل بمبلغ أقصى قدر من المعلومات التي يمكن وضعها في وقت واحد في القناة.
تكرر يوضح عدد المرات التي يمكن وضع المعلومات في القناة لوحدة الوقت.
تصريف القناة البريدية هائلة. لذلك، الشحن عن طريق البريد، على سبيل المثال، قرص ليزر، يمكن وضعه في وقت واحد في قناة أكثر من 600 ميغابايت من المعلومات. في الوقت نفسه، كان تردد قناة البريد منخفض جدا - يحدث إزالة البريد من المربعات في كثير من الأحيان أكثر من خمس مرات في اليوم.
معلومات قناة الهاتف واحد: في وقت واحد على سلك الهاتف يمكنك إرسال أو وحدة (الحالية، الدافع)، أو صفر. يمكن أن يصل وتيرة هذه القناة إلى عشرات ومئات الآلاف من الدورات في الثانية الواحدة. تتيح لك هذه الخاصية من شبكة الهاتف استخدامها للتواصل بين أجهزة الكمبيوتر.
من أجل تحقيق الاستخدام الأكثر كفاءة لقناة المعلومات، من الضروري اتباع تدابير لضمان أن معدل نقل المعلومات هو أقرب وقت ممكن إلى عرض النطاق الترددي القنويض. في الوقت نفسه، يجب ألا تتجاوز سرعة إدخال المعلومات عرض النطاق الترددي القناة، وإلا فلن يتم نقل جميع المعلومات عبر القناة.
هذه هي الشرط الأساسي للتنسيق الديناميكي لمصدر الرسائل وقناة المعلومات.
تتمثل إحدى المشكلات الرئيسية في نظرية نقل المعلومات في تحديد اعتماد سرعة نقل المعلومات والنطاق الترددي من معلمات القناة وخصائص الإشارات والتداخل. كانت هذه الأسئلة لأول مرة درست بشدة من قبل K. Shannon.
1. طرق زيادة حصانة الضوضاء
في أساسيات جميع طرق زيادة حصانة ضوضاء نظم المعلومات، واستخدام بعض الاختلافات بين الإشارة المفيدة والتدخل. لذلك، فإن المعلومات المسبقة حول التدخل وخصائص الإشارة ضرورية لمكافحة التداخل.
حاليا، هناك عدد كبير من الطرق لزيادة حصانة الضوضاء للأنظمة معروفة. هذه الطرق مريحة لتحسر مجموعتين.
أنا. تعتمد المجموعة على اختيار طريقة المراسلة.
II. ترتبط المجموعة ببناء أجهزة استقبال مقاومة للضوضاء.
طريقة بسيطة وتطبيقية لزيادة مناعة الضوضاء هي زيادة نسبة الإشارة / التداخل عن طريق زيادة قوة الارسال. ولكن قد تكون هذه الطريقة غير قادرة اقتصاديا، حيث ترتبط بزيادة كبيرة في تعقيد وتكلفة المعدات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الزيادة في سعة النقل مصحوبة بتعزيز تأثير التدخل لهذه القناة للآخرين.
طريقة مهمة لزيادة حصانة ضوضاء نقل الإشارات المستمرة اختيار عقلاني من نوع التشكيل إشارات. تطبيق أنواع التشكيل التي توفر امتدادا كبيرا لنطاق تردد الإشارة، يمكن للمرء تحقيق زيادة كبيرة في حصانة الضوضاء للنقل.
طريقة جذرية لزيادة حصانة ضوضاء نقل الإشارات المنفصلة هي استخدام رموز مقاومة للضوضاء وبعد في الوقت نفسه هناك طريقتان لزيادة حصانة ضوضاء الرموز:
1. اختيار أساليب الإرسال التي توفر احتمال أصغر من تشويه الكود؛
2. زيادة خصائص تصحيح مجموعات التعليمات البرمجية. يرتبط هذا المسار باستخدام الرموز التي تسمح لك بالكشف عن التشوهات والقضاء عليها في مجموعات التعليمات البرمجية. ترتبط طريقة الترميز هذه بإدخال رموز إضافية أو زائدة عن الحاجة إليها في التعليمات البرمجية، والتي ترافقها زيادة في وقت نقل أو تكرار نقل أحرف التعليمات البرمجية.
يمكن أيضا تحقيق زيادة في حصانة الضوضاء من الإرسال عن طريق إعادة إرسال نفس الرسالة. على الجانب الاستقبال، تتم مقارنة الرسائل المستلمة وأولئك الذين لديهم أعظم عدد من المصادفة حسب صحيح. للقضاء على عدم اليقين عند معالجة المعلومات المعتمدة وضمان الاختيار من قبل معيار الأغلبية، يجب تكرار الرسالة ثلاث مرات على الأقل. ترتبط هذه الطريقة لزيادة حصانة الضوضاء بزيادة وقت الإرسال.
تنقسم الأنظمة مع تكرار المعلومات المنفصلة إلى أنظمة مع جمع جماعي، حيث تتم المقارنة وفقا لمجموعات التعليمات البرمجية، وعلى النظام بتلخيص مغر، حيث يتم تنفيذ المقارنة بمجموعات الكود في الرموز. فحص مناسب هو أكثر كفاءة من المجموعات.
مجموعة متنوعة من الأنظمة التي لديها زيادة في حصانة الضوضاء بسبب زيادة وقت النقل هي أنظمة ردود الفعل. إذا كان هناك تشويه في الرسائل المرسلة، فإن المعلومات القادمة عبر القناة العكسية توفر تكرارا للناقل. وجود قناة عكسية يؤدي إلى مضاعفات النظام. ومع ذلك، على النقيض من أنظمة تكرار الإرسال في أنظمة ردود الفعل، فإن تكرار الإرسال ستجري إلا في حالة التشويه في الإشارة المرسلة، أي التكرار يتحول عموما إلى أن تكون أقل.
استقبال مقاومة للضوضاء يتكون في استخدام التكرار، بالإضافة إلى معلومات مسبقة حول الإشارات والتداخل لحل الطريقة المثلى لاستقبال المهمة: كشف الإشارة، اختلافات الإشارات أو استرداد الرسائل. حاليا، يستخدم الجهاز من نظرية الحلول الإحصائية على نطاق واسع لتوليف أجهزة الاستقبال المثلى.
تقلص أخطاء الاستقبال بزيادة في نسبة الإشارة / التداخل في مدخلات الاستقبال. في هذا الصدد، تنتج غالبا معالجة أولية للإشارة المستلمة من أجل زيادة علاقة المكون المفيد للتدخل. تتضمن هذه الأساليب من إشارات المعالجة المسبقة طريقة العرض (مجموعة من مكبر للصوت النطاق العريض والمحدد ومكبر للصوت الضيق)، واختيار إشارات الإشارات، وسيلة القياس، طريقة التصفية، طريقة الارتباط، طريقة التراكم، إلخ.
2. الوسائل الفنية الحديثة لتبادل معدات البيانات وتشكيل القناة
يمكن أن يكون جهاز الاستقبال جهاز كمبيوتر أو محطة أو أي جهاز رقمي.
لضمان نقل المعلومات من الكمبيوتر إلى الاتصالات
قد يكون هذا ملف قاعدة بيانات وجدول أو استجابة لطلب أو نص أو صورة.
بالنسبة للرسائل في شبكات الحوسبة، يتم استخدام أنواع مختلفة من قنوات الاتصال. أكثر قنوات الهاتف المختارة شيوعا والقنوات الخاصة لنقل المعلومات الرقمية هي الأكثر شيوعا. كما تستخدم قنوات الراديو وقنوات الأقمار الصناعية.
قصر في هذا الاحترام هو شبكة LAN، حيث يتم استخدام زوج من الأسلاك الملتوية ككابلات متوسطة ومتوسطة وحرفي كابل وألياف البصرية.
لضمان نقل المعلومات من الكمبيوتر إلى بيئة الاتصال، من الضروري تنسيق إشارات الواجهة الداخلية للكمبيوتر مع معلمات الإشارات المرسلة عبر قنوات الاتصال. في الوقت نفسه، يمكن إجراء كل من التنسيق المادي (شكل وسعة ومدة الإشارة) والرمز.
يتم استدعاء الأجهزة الفنية التي تؤدي وظائف الاقتران في الكمبيوتر مع قنوات الاتصال محولاتأو محولات الشبكةوبعد محول واحد لضمان تجميع مع كمبيوتر لقناة اتصال واحدة. بالإضافة إلى محولات قناة واحدة، يتم استخدام أجهزة متعددة القنوات - مضاعفات البياناتأو ببساطة مضاعفات.
نقل البيانات المضاعف - جهاز تجميع مع قنوات اتصال متعددة.
تم استخدام مضاعفات البيانات في أنظمة الاتصالات عن بعد البيانات - الخطوة الأولى في الطريق لإنشاء شبكات الحوسبة. في المستقبل، في ظهور الشبكات ذات التكوين المعقد ومع عدد كبير من أنظمة المشتركين، بدأ تطبيق معالجات الاتصال الخاصة لتنفيذ وظائف الواجهة.
كما ذكرنا سابقا، من الضروري تحويل البتات إلى القنوات التناظرية لنقل المعلومات الرقمية عن قناة الاتصال، وعند تلقي المعلومات من قناة الاتصالات إلى الكمبيوتر، قم بتنفيذ الإجراء المعاكس - تحويل الإشارات التناظرية إلى البتات التي يمكن أن تعالجها أجهزة الكمبيوتر. هذه التحويلات تؤدي جهازا خاصا - مودم.
مودم- يقوم الجهاز بإجراء تعديل وإقل من إشارات المعلومات عند إرسالها من الكمبيوتر إلى قناة الاتصال وعند تلقي جهاز كمبيوتر من قناة اتصال.
أغلى مكونات شبكة الحوسبة هي قناة الاتصالات. لذلك، عند بناء عدد من شبكات الحوسبة، يحاولون حفظ قنوات الاتصال من خلال نقل العديد من قنوات الاتصال الداخلية إلى خارج واحد. تستخدم الأجهزة الخاصة لأداء وظائف التبديل - محاور.
مكثف - جهاز يقوم بتغيير العديد من قنوات الاتصال إلى واحد عن طريق فصل التردد.
في الشبكة المحلية، حيث تكون وسيلة النقل الفيزيائية عبارة عن كابل بطول محدود، يتم استخدام أجهزة خاصة لزيادة طول الشبكة - التكرار.
مكرر - جهاز يضمن الحفاظ على شكل وسعة الإشارة عند إرساله إلى أكثر مما يوفره هذا النوع من الوسيلة ذات الإرسال المادي، المسافة.
هناك مكررات محلية ونظيفة. محلي يسمح لك التبرعات بتوصيل شظايا الشبكة الموجودة على مسافة تصل إلى 50 م. و مسافة - ما يصل إلى 2000 م.