ما هي مصداقية قناة الاتصال. الاتصالات السلكية واللاسلكية والاتصالات

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.

- في أنظمة الاتصالات الرقمية:

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 ، يتم فيه 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.

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 ، بالمعنى الضيق ، الوسيط المادي فقط لانتشار الإشارات ، على سبيل المثال ، خط الاتصال المادي.

من مصدر الرسالة (الشخص المتحدث) ، تدخل الرسالة (الكلام) في إدخال جهاز الإرسال (الميكروفون). يقوم جهاز الإرسال بتحويل الرسالة إلى إشارات يتم تغذيتها بمدخل قناة الاتصال. عند إخراج قناة الاتصال ، يقوم جهاز الاستقبال (كبسولة الهاتف) ، عند الإشارة المستقبلة ، بإعادة إنتاج الرسالة المرسلة ، ويتم إدراك الأخير من قبل مستقبل الرسالة (الشخص المستمع). يشكل المرسل وقناة الاتصال وجهاز الاستقبال نظامًا لنقل المعلومات أو نظام اتصال.

وفقًا للغرض المقصود منها ، تميز أنظمة الاتصالات قنوات الإرسال عن بُعد ، والقياس عن بُعد ، والتحكم عن بُعد (التحكم عن بُعد) ، والبرق ، والهاتف ، والبث الصوتي ، والفاكس ، والبث التلفزيوني ، وما إلى ذلك.

يمكن أن تتخذ قنوات الاتصال عدة أشكال ، بما في ذلك القنوات المتوافقة مع التخزين التي يمكنها نقل الرسائل بمجرد ظهور الموقف.

تتضمن أمثلة قنوات الاتصال ما يلي:

• الاتصال بين بدء عقد الدائرة وإنهائها
• مخزن مؤقت يمكن وضع الرسائل فيه واستلامها
• قناة مخصصة يوفرها وسيط الإرسال إما عن طريق الفصل المادي ، مثل كبل متعدد الأزواج ، أو عن طريق الفصل الكهربائي ، مثل تعدد الإرسال بتقسيم التردد أو تعدد الإرسال بتقسيم الوقت
• عادةً ما يختلف مسار حركة الإشارة الكهربائية أو الكهرومغناطيسية عن المسارات المتوازية الأخرى
• جزء من وسيط التسجيل ، مثل مسار أو مجموعة من المسارات ، يسمح بالقراءة أو الكتابة إلى محطة أو جهاز صوت
• في أنظمة الاتصالات ، الجزء الذي يربط بين مصدر البيانات ومخزن البيانات
• تردد لاسلكي محدد أو زوج أو نطاق من الترددات ، يشار إليه عادةً بحرف أو رقم أو كلمة رمز ويتم تخصيصه غالبًا بموجب اتفاقية دولية
• مساحة في شبكة Internet Relay Chat (IRC) حيث يمكن للمشاركين التواصل مع بعضهم البعض

تشترك جميع قنوات الاتصال هذه في خاصية نقل المعلومات التي تنقلها إشارة عبر القناة.

مثال على قناة اتصال هو تردد راديو محدد أو زوج من الترددات أو نطاق من الترددات ، يشار إليه عادةً بحرف أو رقم أو كلمة رمزية وغالبًا ما يتم تخصيصه بموجب اتفاقية دولية. يستخدم الراديو البحري VHF حوالي 88 قناة في نطاق VHF للاتصالات الصوتية ذات التردد ثنائي الاتجاه. القناة 16 ، على سبيل المثال ، تعني 156.800 ميجا هرتز.

توجد القنوات التلفزيونية على تردد ، الكمية المادية المحددة له هي ميغا هرتز (MHz). يبلغ عرض كل قناة 6 ميغا هرتز. بالإضافة إلى هذه القنوات المادية ، يحتوي التلفزيون أيضًا على قنوات افتراضية. Wi-Fi (شبكة لاسلكية) عبارة عن قناة اتصال تتكون من قنوات غير مرخصة 1-13 في النطاق من 2412 ميجاهرتز إلى 2484 ميجاهرتز بخطوات 5 ميجاهرتز.

تحديد

يستخدم خصائص القناة التالية

حصانة

مناعة التدخل A = 10 lg ⁡ الفوسفور m i n s i g n a l الفوسفور n o i s e (displaystyle A = 10 lg (P_ (min ~ signal) over P_ (Noise)))... أين الفوسفور م i n s i g n a l الفوسفور n o i s e (displaystyle (P_ (min ~ signal) over P_ (Noise)))- الحد الأدنى لنسبة الإشارة إلى الضوضاء ؛

حجم القناة

حجم القناة ك (displaystyle V)تحددها الصيغة: ك = Δ و ك ⋅ T ل ⋅ د ك (displaystyle V_ (k) = Delta F_ (k) cdot T_ (k) cdot D_ (k)),

أين . ل (displaystyle T_ (k))- الوقت الذي تكون فيه القناة مشغولة بالإشارة المرسلة ؛

لنقل الإشارة عبر القناة بدون تشويه ، حجم القناة ك (displaystyle V_ (k))يجب أن يكون حجم الإشارة أكبر من أو يساوي ك ث (displaystyle V_ (s))، هذا هو . إن أبسط حالات تركيب حجم الإشارة في حجم القناة هو تحقيق عدم المساواة Δ و ك ⩾ Δ و ث (displaystyle Delta F_ (k) geqslant ~ Delta F_ (s)), تي ك ⩾. ث (displaystyle T_ (k) geqslant ~ T_ (s))> و Δ د ل ⩾ Δ د ث (displaystyle Delta D_ (k) geqslant ~ Delta D_ (s))... ومع ذلك، ك ⩾ ك ث (displaystyle V_ (k) geqslant ~ V_ (s))يمكن إجراؤها في حالات أخرى ، مما يجعل من الممكن تحقيق خصائص القناة المطلوبة عن طريق تغيير المعلمات الأخرى. على سبيل المثال ، مع انخفاض نطاق التردد ، يمكن زيادة عرض النطاق الترددي.

تصنيف

هناك أنواع عديدة من قنوات الاتصال ، من بينها قنوات الاتصال السلكية (الهواء ، والكابلات ، والألياف الضوئية ، وما إلى ذلك) وقنوات الاتصالات الراديوية (التروبوسفير ، والأقمار الصناعية ، وما إلى ذلك) غالبًا ما يتم تمييزها. 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 الانتشار ، تنقسم قنوات الاتصال إلى قنوات سلكية وصوتية وبصرية وقنوات الأشعة تحت الحمراء والراديو.

يتم أيضًا تصنيف قنوات الاتصال إلى

• مستمر (إشارات مستمرة عند مدخلات وخرج القناة) ،
• منفصلة أو رقمية (إشارات منفصلة عند إدخال وإخراج القناة) ،
• منفصلة مستمرة (إشارات مستمرة عند إدخال القناة ، وإشارات منفصلة عند الخرج) ،
• منفصل - مستمر (إشارات منفصلة عند مدخل القناة ، وإشارات مستمرة عند الخرج).

يمكن أن تكون القنوات خطية وغير خطية ومؤقتة وزمانية. من الممكن تصنيف قنوات الاتصال حسب مدى التردد.

نماذج قنوات الاتصال

يتم وصف قناة الاتصال بنموذج رياضي ، يتم تقليل مهمته إلى تعريف النماذج الرياضية للمخرجات والمدخلات و م 1 (displaystyle S_ (1))وكذلك إقامة اتصال بينهما يتميز به المشغل م (displaystyle L)، هذا هو

ق 2 = L (S 1) (displaystyle S_ (2) = L (S_ (1))).

نماذج القنوات المستمرة

يمكن تصنيف نماذج القنوات المستمرة في نموذج قناة مع ضوضاء غاوسية مضافة ، ونموذج قناة مع مرحلة إشارة غير محددة وضوضاء مضافة ، ونموذج قناة مع تداخل بين الرموز والضوضاء الإضافية.

نموذج القناة المثالي

يتم استخدام نموذج القناة المثالي عندما يمكن إهمال التداخل. عند استخدام هذا النموذج ، تكون إشارة الخرج م 2 (displaystyle S_ (2))حتمية ، وهذا هو

S 2 (t) = γ S 1 (t - τ) (displaystyle S_ (2) (t) = gamma ~ S_ (1) (t- tau))

حيث γ ثابت يحدد معامل الإرسال ، هو تأخير ثابت.

نموذج القناة مع مرحلة إشارة غير محددة وضوضاء مضافة

يختلف نموذج القناة مع مرحلة إشارة غير محددة والضوضاء الإضافية عن نموذج القناة المثالي في ذلك τ (displaystyle tau)هو متغير عشوائي. على سبيل المثال ، إذا كانت إشارة الإدخال ضيقة النطاق ، فإن الإشارة ق 2 (t) (displaystyle S_ (2) (t))عند إخراج قناة ذات مرحلة إشارة غير محددة والضوضاء المضافة يتم تحديدها على النحو التالي:

S 2 (t) = γ (cos (θ) u (t) - الخطيئة (θ) H (u (t)) + n (t) (displaystyle S_ (2) (t) = gamma (cos (cos () ثيتا) u (t) -sin (\ theta) H (u (t)) + n (t)),

حيث يؤخذ في الاعتبار أن إشارة الدخل ث 1 (t) (displaystyle S_ (1) (t))يمكن تمثيلها على النحو التالي:

S 1 (t) = cos (θ) u (t) - الخطيئة (θ) H (u (t)) (displaystyle S_ (1) (t) = cos (theta) u (t) -sin (\ ثيتا) ح (ش (ر))),

أين H () (displaystyle H ())- تحويل هلبرت ، θ (displaystyle theta)- مرحلة عشوائية ، يُعتبر توزيعها عادةً منتظماً عبر الفترة الزمنية

ISI ونموذج قناة الضوضاء المضافة

يأخذ نموذج القناة ذات التداخل بين الرموز والضوضاء الإضافية في الحسبان ظهور تشتت الإشارة في الوقت المناسب بسبب عدم الخطية لاستجابة تردد الطور للقناة وعرض النطاق الترددي المحدود للقناة ، أي عند الإرسال على سبيل المثال الرسائل المنفصلة عبر القناة ، ستتأثر قيمة إشارة الخرج باستجابات القناة ليس فقط بالحرف المرسل ، ولكن أيضًا للأحرف السابقة أو اللاحقة. في قنوات الراديو ، يتأثر حدوث التداخل بين الرموز بالانتشار متعدد المسارات لموجات الراديو.

تقنيات الشبكات وقنوات الاتصال وخصائصها الرئيسية.

ج أكل:

تعليم أساسيات تقنية الشبكات.

تنمية الاهتمام المعرفي.

لتعزيز ثقافة المعلومات.

ص فحص الواجبات المنزلية.

X التطوير التنظيمي للدرس:

تقنية الشبكات هي مجموعة متسقة من البروتوكولات القياسية والبرامج والأجهزة (على سبيل المثال ، محولات الشبكة وبرامج التشغيل والكابلات والموصلات) ، وهي كافية لبناء شبكة كمبيوتر.
اليوم الإنترنت هو الربط البيني لعدد كبير من الشبكات. تتكون كل شبكة من عشرات ومئات الخوادم. ترتبط الخوادم مباشرة ببعضها البعض عن طريق العديد من خطوط الاتصال: الكابلات ، والاتصالات الراديوية الأرضية ، والاتصالات الراديوية عبر الأقمار الصناعية. يتم توصيل عدد كبير من أجهزة الكمبيوتر وشبكات الكمبيوتر المحلية ، وهي عملاء شبكة ، بكل خادم. يمكن للعملاء الاتصال بالخادم ليس فقط عبر الخطوط المباشرة ، ولكن أيضًا عبر قنوات الهاتف العادية.
قنوات الاتصال يشير إلى الوسائل التقنية التي تسمح بنقل البيانات عن بعد. في السياق الذي ندرسه ، سيتم استدعاء قنوات الاتصالوسيلة اتصال لنقل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر البعيدة ... يمكن استخدام قنوات الاتصال التقليدية (الهاتف ، والتلغراف ، والأقمار الصناعية ، وما إلى ذلك) كوسائل تقنية لنقل المعلومات. في الوقت الحاضر ، تعتبر قنوات الاتصال المبنية خصيصًا لنقل المعلومات الرقمية من الوسائل الأكثر تقدمًا. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، شبكات الألياف البصرية.

الخصائص الرئيسية لقنوات الاتصال هيالإنتاجية ومناعة ضد الضوضاء ... يعكس معدل النقل قدرة القناة على إرسال عدد معين من الرسائل لكل وحدة زمنية. تعتمد هذه المعلمة على الخصائص الفيزيائية لقناة الاتصال. بعبارات أخرى،الإنتاجية هو مقدار البيانات التي يرسلها المودم لكل وحدة زمنية ، باستثناء معلومات الخدمة الإضافية ، مثل بتات البدء والإيقاف ، وسجلات النهاية الأولية لـ Stokes ، إلخ.
حصانة يحدد معلمة مستوى تشويه المعلومات المرسلة. من أجل تجنب التغييرات أو فقدان المعلومات أثناء نقلها ، يتم استخدام طرق خاصة لتقليل تأثير الضوضاء.

تصنيف قنوات الاتصال الحاسوبية:

عن طريق طريقة الترميز:رقمي والتناظرية ;

عن طريق الاتصال:المخصصة (اتصال مستمر) واتصال تليفوني (اتصال مؤقت) ؛

عن طريق طريقة إرسال الإشارة:كابل (زوج مجدول ، كابل متحد المحور ، ألياف بصرية ، بصرية (ألياف) ، مرحل راديو ، لاسلكي ، قمر صناعي ؛هاتف , مذياع (مرحل راديو ، قمر صناعي).

الزوج الملتوي يتكون من سلكين معزولين ملتويين معًا. يقلل التواء الأسلاك من تأثير المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية على الإشارات المرسلة.

كابل متحد المحور بالمقارنة مع الزوج الملتوي ، فإنه يتمتع بقوة ميكانيكية أعلى ، ومناعة ضد الضوضاء.

كابل الألياف البصرية - وسيلة نقل مثالية ، لا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية وهي نفسها لا تحتوي عمليًا على إشعاع.

خطوط الاتصال:
خطوط اتصال راديو الترحيل (RRL) مصممة لإرسال إشارات في نطاقات موجات ديسيمتر وسنتيمتر ومليمتر. يتم الإرسال من خلال نظام مكررات يقع على مسافة خط البصر.

معدات الشبكات اللاسلكية مصمم لنقل المعلومات عبر قنوات الراديو بين أجهزة الكمبيوتر والشبكات والأجهزة المتخصصة الأخرى.

خطوط الاتصال عبر الأقمار الصناعية تعمل في نطاقات تردد 9-11 ، وفي المستقبل في نطاقات بصرية. في هذه الأنظمة ، يتم إرسال الإشارة من المحطة الأرضية إلى قمر صناعي يحتوي على معدات الإرسال والاستقبال ، حيث يتم تضخيمها ومعالجتها وإرسالها مرة أخرى إلى الأرض ، مما يوفر الاتصال عبر مسافات طويلة ويغطي مساحات كبيرة.

تنقسم قنوات الاتصال إلىالبسيط ومزدوج ... في حالة واحدة ، يتم نقل المعلومات في اتجاه واحد فقط ، وهو وسيلة أقل كفاءة. في حالة أخرى ، يتم نقل المعلومات في اتجاهين ، ويمكن إرسال العديد من الرسائل في وقت واحد.

كعملية فيزيائية تنقل البيانات عن بعد ، استخدمإشارات ... يمكن أن تتأثر هذه العملية بالعديد من الظواهر التي تخلقالتشوش (على سبيل المثال ، يمكن أن يكون جهدًا من أصل غريب يظهر في قنوات الاتصال ويحد من نطاق إرسال الإشارات المفيدة).

اعتمادًا على مصدر الحدوث وطبيعة تأثيرها ، ينقسم التداخل إلى:

ملك تدخل قناة الاتصال

مشترك تم إنشاؤها بواسطة تأثير القنوات على بعضها البعض ؛

خارجي - من المجالات الكهرومغناطيسية الدخيلة.

أظهرت الممارسة أن التخلص من الضوضاء (التداخل) أمر مستحيل بسبب أسباب طبيعية (لا يمكن تجنبها) لحدوثها. ثم تم اقتراح فكرة البحث عن إمكانية الحماية في النص المرسل نفسه (K.E. Shannon). أفضل طريقة هي استخدام التعليمات البرمجية الزائدة عن الحاجة. تتضمن وظيفة حماية المعلومات أثناء الإرسال عبر قنوات الاتصال ثلاثة مكونات:التأكيد , اكتشاف الخطأ وتنبيه عنهم ، العودة في حالتها الأصلية. يتم ترميز المعلومات وفقًا لذلك ، إلى جانب المحتوى الرئيسي ، يتم إرسال معلومات حول حجم المعلومات المرسلة. عند تلقي المعلومات ، يتم التحقق من المعلومات المتعلقة بطول الرسالة مقابل الحالة الأولية ؛ إذا لم تتطابق القيم ، يتم إرسال إشارة إلى نقطة نقل المعلومات حول الحاجة إلى إعادة الإرسال.

مخدم بروكسي - خادم ويب وسيط انتقالي يُستخدم كوسيط بين المتصفح وخادم الويب النهائي. السبب الرئيسي لاستخدام خادم وكيل هو حفظ حجم نقل المعلومات وزيادة سرعة الوصول بسبب التخزين المؤقت. على سبيل المثال ، إذا كان معظم موظفي الشركة يستخدمون غالبًا نفس خادم الويب الذي يحتوي على سعر الصرف الحالي ، فسيتم تخزين هذه المعلومات في وكيل ، وبالتالي سيتم طلب الصفحات من الخادم الأصلي مرة واحدة فقط. عند استخدام وكيل ، تحتاج الشركة فقط إلى عنوان IP عام واحد.

بروتوكول - مجموعة من القواعد التي تحكم الشكل والإجراءات الخاصة بتبادل المعلومات بين عمليتين أو جهازين مستقلين.

بروتوكول الشبكة - مجموعة القواعد والاتفاقيات المستخدمة في نقل البيانات.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من البروتوكولات التي تعمل في شبكات مختلفة وأنظمة تشغيل مختلفة: Novell IPX (تبادل الحزم البيني) ، TCP / IP ، NetBEUI (واجهة مستخدم شبكة BIOS).
بروتوكول التحكم في الإرسال / بروتوكول الإنترنت (TCP / IP) هو مجموعة من البروتوكولات المطورة للإنترنت وأصبحت أساسها. يضمن بروتوكول TCP وصول كل بايت يتم إرساله إلى وجهته دون خسارة. يقوم IP بتعيين عناوين IP المحلية لعناوين الشبكة الفعلية ، وبالتالي توفير مساحة العنوان التي تعمل بها أجهزة التوجيه.

تتضمن عائلة TCP / IP:

بروتوكول Telnet ، الذي يسمح للمطاريف البعيدة بالاتصال بالمضيفات البعيدة (أجهزة الكمبيوتر) ؛

DNS نظام معالجة المجال ، والذي يسمح للمستخدمين بمعالجة عقد الشبكة باستخدام اسم مجال رمزي بدلاً من عنوان IP الرقمي ؛

بروتوكول نقل الملفات FTP ، الذي يحدد آلية تخزين ونقل الملفات ؛

بروتوكول نقل النص التشعبي HTTP.

أسئلة ومهام

ما يسمى تكنولوجيا الشبكة؟

ما هي قنوات الاتصال؟

ما هي الخصائص الرئيسية لقنوات الاتصال؟

إعطاء تصنيف لقنوات الاتصال.

ما هو الخادم الوكيل؟

ما هي البروتوكولات؟

ما هي وظيفة TCP / IP؟

الواجب المنزلي : ملخص.

قنوات الاتصال (CS)تعمل على إرسال الإشارات وهي رابط شائع في أي نظام لنقل المعلومات.

بحكم طبيعتها المادية ، تنقسم قنوات الاتصال إلى ميكانيكي،تستخدم لنقل الوسائط الملموسة ، صوتي, بصريو الكهرباءنقل الإشارات الصوتية والضوئية والكهربائية على التوالي.

يمكن تقسيم قنوات الاتصال الكهربائية والبصرية ، اعتمادًا على طريقة نقل الإشارة ، إلى سلكية ، باستخدام الموصلات الفيزيائية لنقل الإشارات (الأسلاك الكهربائية والكابلات والألياف الضوئية) واللاسلكية ، باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية لنقل الإشارات (قنوات الراديو والأشعة تحت الحمراء القنوات).

وفقًا لشكل تقديم المعلومات المرسلة ، يتم تقسيم قنوات الاتصال إلى التناظريةمن خلالها يتم نقل المعلومات بشكل مستمر ، أي في شكل سلسلة متصلة من القيم لبعض الكمية المادية ، و رقمينقل المعلومات المقدمة في شكل إشارات رقمية (منفصلة ، نبضية) ذات طبيعة فيزيائية مختلفة.

اعتمادًا على الاتجاهات المحتملة لنقل المعلومات ، يتم تقسيم قنوات الاتصال إلى بسيطالسماح بنقل المعلومات في اتجاه واحد فقط ؛ نصف المزدوجةتوفير نقل بديل للمعلومات في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي ؛ مزدوج، مما يسمح بنقل المعلومات في نفس الوقت في الاتجاهين الأمامي والخلفي.

قنوات الاتصال اتصال تليفوني، والتي يتم إنشاؤها من أقسام (مقاطع) منفصلة فقط لوقت نقل المعلومات من خلالها ، وفي نهاية الإرسال ، يتم حذف هذه القناة (غير متصلة) ، و غير مبدل(مظلل) ، تم إنشاؤه لفترة طويلة وله خصائص ثابتة في الطول وعرض النطاق الترددي والحصانة من الضوضاء.

تختلف قنوات الاتصال بالأسلاك الكهربائية المستخدمة على نطاق واسع في أنظمة التحكم والمعالجة الآلية للمعلومات في الإنتاجية:

سرعة منخفضة،معدل نقل المعلومات من 50 إلى 200 بت / ثانية. هذه هي قنوات اتصال تلغراف ، كلاهما مبدلة (برقية المشترك) وغير مبدلة ؛

سرعة متوسطةاستخدام قنوات الاتصال التناظرية (الهاتفية) ؛ تتراوح سرعة الإرسال فيها من 300 إلى 9600 بت / ثانية ، وفي المعايير الجديدة V.32 - V.34 للجنة الاستشارية الدولية للبرق والهاتف (CCITT) ومن 14400 إلى 56000 بت / ثانية ؛

السرعه العاليه(النطاق العريض) ، مما يوفر معدلات نقل معلومات تزيد عن 56000 بت / ثانية.

لنقل المعلومات إلى محطات الضواغط منخفضة السرعة ومتوسطة السرعةعادة ما يكون الوسيط المادي عبارة عن خطوط اتصال سلكية: تسمى مجموعات من الأسلاك المتوازية أو الملتوية الزوج الملتوي.وهو يتألف من نواقل معزولة ملتوية في أزواج لتقليل كل من الحديث المتبادل الكهرومغناطيسي وتوهين الإشارة أثناء الإرسال عند الترددات العالية.

لتنظيم KS عالي السرعة (النطاق العريض) ، يتم استخدام كبلات مختلفة:

محمية بأزواج ملتوية من الأسلاك النحاسية ؛

غير محمي بأسلاك نحاسية ملتوية ؛

متحد المحور؛

الألياف البصرية.

كابلات STP(محمية بأسلاك نحاسية مجدولة) لها خصائص تقنية جيدة ، ولكنها غير ملائمة للاستخدام ومكلفة.

كبلات UTP(غير المحمية بأزواج ملتوية من الأسلاك النحاسية) تستخدم على نطاق واسع في أنظمة نقل البيانات ، ولا سيما في شبكات الكمبيوتر.

هناك خمس فئات من الأزواج الملتوية: تستخدم الفئتان الأولى والثانية لنقل البيانات بسرعة منخفضة ؛ الثالث والرابع والخامس - بمعدلات نقل تصل إلى 16.25 و 155 ميجابت / ثانية ، على التوالي. تتميز هذه الكابلات بخصائص تقنية جيدة ، كما أنها غير مكلفة نسبيًا وسهلة الاستخدام ولا تتطلب التأريض.

كابل متحد المحورهو موصل نحاسي مغطى بعازل كهربائي ومُحاط بموصلات نحاسية رفيعة ملتوية مع غلاف واقٍ واقٍ. معدل نقل البيانات عبر الكبل المحوري مرتفع جدًا (يصل إلى 300 ميجابت / ثانية) ، ولكنه ليس مناسبًا بدرجة كافية للاستخدام وله تكلفة عالية.

كابل الألياف البصرية(الشكل 8.2) يتكون من ألياف زجاجية أو بلاستيكية يبلغ قطرها عدة ميكرومترات (حبلا موجه للضوء) مع معامل انكسار عالٍ ن ق ،محاط بعزل منخفض الانكسار ن 0وتوضع في غلاف واق من البولي إيثيلين. في التين. 8.2 ، أيوضح توزيع معامل الانكسار على المقطع العرضي لكابل الألياف الضوئية ، وفي الشكل. 8.2 ، ب- مخطط انتشار الأشعة. الصمام الثنائي الباعث للضوء أو ليزر أشباه الموصلات هو مصدر للإشعاع ينتشر عبر كابل ألياف بصرية ، مستقبل الإشعاع هو الثنائي الضوئي ، الذي يحول الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية. يعتمد إرسال حزمة ضوئية عبر الألياف على مبدأ الانعكاس الداخلي الكلي للحزمة من جدران قلب توجيه الضوء ، والذي يتم من خلاله ضمان الحد الأدنى من توهين الإشارة.

أرز. 8.2انتشار شعاع الألياف البصرية:

أ- توزيع معامل الانكسار على المقطع العرضي لكابل الألياف الضوئية ؛

ب -مخطط انتشار الأشعة

بالإضافة إلى ذلك ، توفر كابلات الألياف الضوئية حماية للمعلومات المنقولة من المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ومعدلات نقل عالية تصل إلى 1000 ميجابت في الثانية. يتم ترميز المعلومات باستخدام التعديل التناظري أو الرقمي أو النبضي لحزمة ضوئية. كبل الألياف الضوئية باهظ الثمن وعادة ما يستخدم فقط لمد قنوات اتصال جذع مهمة ، على سبيل المثال ، كابل يوضع على طول قاع المحيط الأطلسي يربط أوروبا بأمريكا. في شبكات الكمبيوتر ، يتم استخدام كابل الألياف الضوئية في أكثر المجالات أهمية ، على وجه الخصوص ، في الإنترنت. يمكن لكابل الألياف الضوئية السميك من العمود الفقري تنظيم عدة مئات الآلاف من الهاتف وعدة آلاف من هواتف الفيديو وحوالي ألف قناة اتصال تلفزيوني في وقت واحد.

عالية السرعة CSيتم تنظيمها على أساس قنوات الراديو اللاسلكية.

قناة الراديو -إنها قناة اتصال لاسلكية موضوعة على الهواء. لتشكيل قناة راديو ، يتم استخدام جهاز إرسال لاسلكي وجهاز استقبال راديو. معدلات إرسال البيانات عبر القناة الراديوية محدودة عمليًا بعرض نطاق جهاز الإرسال والاستقبال. يتم تحديد نطاق الطول الموجي الراديوي بواسطة نطاق التردد الخاص بالطيف الكهرومغناطيسي المستخدم لنقل البيانات. جدول يوضح 8.1 نطاقات موجات الراديو ونطاقات التردد المقابلة.

بالنسبة لأنظمة الاتصالات التجارية ، فإن نطاقات التردد الأكثر استخدامًا هي 902-928 ميجاهرتز و 2.40 - 2.48 جيجاهرتز.

تتمتع قنوات الاتصال اللاسلكي بمناعة ضعيفة ضد الضوضاء ، ولكنها توفر للمستخدم أقصى قدر من الحركة والاستجابة.

خطوط الاتصالات الهاتفيةالأكثر تشعبًا وانتشارًا. يقومون بنقل الرسائل الصوتية (النغمة) والفاكس. تم بناء أنظمة المعلومات وأنظمة البريد الإلكتروني وشبكات الكمبيوتر على أساس خط الهاتف. على أساس خطوط الهاتف ، يمكن إنشاء القنوات التناظرية والرقمية لنقل المعلومات.

الخامس خطوط الهاتف التناظريةيقوم ميكروفون الهاتف بتحويل الاهتزازات الصوتية إلى إشارة كهربائية تناظرية ، والتي يتم إرسالها عبر خط المشترك إلى PBX. يبلغ عرض النطاق الترددي المطلوب لإرسال الصوت البشري حوالي 3 كيلو هرتز (300 هرتز -3.3 كيلو هرتز). يتم إرسال إشارات الاتصال عبر نفس قناة الإرسال الصوتي.

الخامس قنوات الاتصال الرقميةيتم أخذ عينات من الإشارة التناظرية قبل الإدخال - يتم تحويلها إلى شكل رقمي: كل 125 ميكرو ثانية (تردد أخذ العينات هو 8 كيلو هرتز) يتم عرض القيمة الحالية للإشارة التناظرية في رمز ثنائي 8 بت.

الجدول 8.1

نطاقات موجات الراديو ونطاقات التردد المقابلة