Simpleks iletim. Modüle edilmiş ve modüle edilmemiş sinyaller. Simpleks sistem örnekleri

Eşzamanlı iletim, kablosuz iletişim ile alım mümkün değildir tek frekans. Korkunç müdahale sonuçlanacaktır. Andre Goldsmith "Kablosuz İletişim"

Dubleks radyo iletişimi, eş zamanlı iki yönlü bilgi aktarımı sağlar. Tarihsel olarak, transatlantik telgraf (1870'ler), tele yazıcılar (1890'lar) kavramı ilk uygulayanlardı. Fikir, fiziksel kanalın spektrumunu kaydetme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Okyanus kablosu çok pahalıydı. Teletiplerin durumu biraz farklı: fikir zaten biliniyordu, birileri baskı cihazlarının (ses hattının altında) mütevazı taleplerinden yararlanarak ekstra kar elde etmenin bir yolunu bulmuştu.

Simpleks sistem örnekleri

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

1. yayın
2. Mikrofonları kaydediyor.
3. Kulaklıklar.
4. Bebek monitörleri.
5. Kablosuz deklanşör kontrol sistemi.
6. Gözetleme kamerası.

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

Çalışma prensibi

Dubleks bir iletişim sistemi genellikle iki noktayı birbirine bağlar (yayın yerine). Modern bilgisayar bağlantı noktaları(Ethernet) genellikle benzer bir hareket yapılır, ayrı bir bükülü çift alıcı ve verici kanalları. Telgraftan sonra teleprinter kavramı yerini aldı. telefon hatları. İyi bilinmektedir: aboneler aynı anda konuşabilir. Muhatap duymak onuncu sorudur.

Dijital teknoloji, efektin görünürlüğünü sağlar dubleks radyo. Kanallar aynı anda çalışıyor olsaydı, verici alıcıyı uzun zaman önce yakmış olurdu. Bununla birlikte, zaman bölümü hızlı bir şekilde çalışır, paketler o kadar ustaca değiştirilir ki muhataplar "hileyi" fark etmekte güçsüzdür. Dubleks tamamlanmamış. Yarım çift yönlü yöntem, telsizler tarafından kullanılır. Aboneler tarafından telaffuz edilen kelimelerin kod arama kombinasyonlarının tanıtılması nedeniyle kanal bozuldu.

Kanalların zaman bölümü

Abonelere zaman dilimi tahsisi ile kanalların bölünmesi, asimetrik hızlara sahip hatlarda (veri indirme, yükleme) önemli avantajlar göstermektedir. Tipik bir örnek internettir. Gelen ve giden bilgi kanallarının ağır eşitsizliği, bunu mümkün kıldı. uydu erişimi(yerel talep mobil ağ, cevap uzaydan). Örnekler:

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

Tekniğin geniş yayılımı giriş ile verilmiştir. 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. Alıcı-verici ekipmanı geniş bir oda gerektiriyordu. Başlangıçta, iki kanal sıkıştırma modu oluşturuldu:

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

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

• Darbe genişliği.
• Genlik-darbe.
• Zaman dürtüsü.

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

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

Yukarıdaki yönteme bir fiber optik alternatif, senkron olarak adlandırılır. dijital hiyerarşi. Algoritma, hızların önemli olduğu ağın büyük dallarını sağlamayı amaçlamaktadır. Düğümlerin toplam senkronizasyonu gereklidir. Blok süresi (senkron taşıma modülü) 125 ms (8 kHz) ile aynıdır. Dijital uzunluk 2340 bayttır. Başlığa 90 atanır. Paketlerin boyutuna göre 5 aşamalı bir hiyerarşi oluşturulur. Küçük olanlar büyüklerin bileşenleri olabilir.

frekans bölümü

İlk kez, frekans bölümü askeri sinyalci Ignatiev G.G. (1880). Ordu, transatlantik kablo deneyimini tekrarlamayı amaçladı. Döşenen kablonun kapsamını genişletmek istedim (savaş alanı duygusallığa çok az zaman ayırıyor). Verici ekipman, standart genişliği 300-3500 Hz olan bir dizi standart analog sinyal (genellikle 12) üretir. Blok, seçilen iletişim aralığının gerekli sayıda üretecini içerir. Kanal aralığı 900 Hz'dir (LW).

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

Frekans bölümü, simetrik bir trafik kanalı düzenlemek için ideal bir seçenektir. baz istasyonları birbirinizi duymayı bırakın, parazit ortadan kalkar. Örnekler:

1. ADSL.
2. CDMA2000.
3. IEEE 802.16 (WiMAX'ın bir çeşidi).

kod bölümü

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

• 10 derece.
• 0 - 180 derece.

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

Kod uzunluğuna sinyal tabanı denir. Grafiksel olarak, üst üste bindirilmiş dizinin sıfırları ve birleri +1 ve -1'i gösterir ve bunları ana dizinden açıkça ayırt eder. bilgi mesajı. Bindirme, spektrumu tabana eşit bir faktör kadar genişletir. Yapay büyütme paraziti önler. Bu özellik doğrudan hücre kuleleri ile ilgilidir. Her kanal, ortogonallik kavramını uygulayan sabit bir kodlama dizisi alır. Eşleşen bitlerin sayısı eşleşmeyen bitlerin sayısına eşittir.

Korelasyon tipi alıcı. Genellikle eşleşen bir filtre ile değiştirilir. Referans, kanal kodudur. faz anahtarlama. Spektrum genişliğini azaltmak için özel kodlar kullanılır. Sahte gürültü sinyali kendini kanıtlamıştır. 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, uydu iletişimi küresel yıldız.

Yankı giderme

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

modem standartları, bilgisayar lastikleri yankı iptalini içerir. Engelleme tekniğinden yoksun yansıyan sinyal sistem tam hıza ulaşmak için güçsüzdür. Çalışmak dijital ağlar sıkı senkronizasyon gerektirir.

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

Dubleks ve Simplex

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

Öte yandan, tek yönlü bir sistemde, bir cihaz bilgiyi 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 birbirine bilgi gönderip alabilmesi anlamına gelir. Telefonlar, her iki taraf da aynı anda konuşup dinleyebildiği için full duplex sistemlerdir.

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

WiFi yönlendiriciler (yönlendiriciler), herhangi bir WiFi uyumlu cihazdan gelen ve gelen bilgi akışlarını modüle eden ve programlayan cihazlardır. elektronik cihaz(dizüstü bilgisayar veya akıllı telefon gibi) yarı çift yönlü modda çalışan IEEE 802.11 adlı belirli bir standart veya protokol kullanarak İnternet'e. WiFi yalnızca 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 akışları bağlı cihaz ve İnternet arasında; tam çift yönlü modda çalışan bir zaman bölmeli (TDD) çağrı süreci kullanarak.

TDD, gönderme ve alma arasında değişen zaman periyotları oluşturarak veya bölerek tam çift yönlü iletişimi öykünür. Veri paketleri, çizelge tarafından belirtildiği gibi her iki yönde de hareket eder. Bu zaman dilimlerini hassas bir şekilde bölerek, bağlı cihazlar aynı anda hem gönderip hem de alabilir.

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

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

Peki ya kablolu ağ?

Yerel ağın kablolu kısmı, bir kablo oluşturan iki çift bükümlü kablo kullanarak tam çift yönlü modda iletişim kurar. Ethernet bağlantısı. Her bir çift, bilgi paketlerini aynı anda iletmek ve almak için tasarlanmıştır, bu nedenle veri çakışması olmaz ve aktarım parazitsiz gerçekleştirilir.

WiFi iletişimi alanında ilerleme

IEEE 802.11 protokolü içinde, elde etmek için değişiklikler yapılmıştır. en iyi aralık veya daha iyi verim veya her ikisi. 1997 yılındaki 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 olsalar da, hala her zaman yarı çift yönlü modda çalışacak olan 802 ailesinin bir parçasıdırlar. Özellikle dahil etme ile birçok iyileştirme yapılmış olsa da MIMO teknolojileri, yarı çift yönlü modda çalışma, genel spektral verimliliği yarı yarıya azaltır.

Yönlendiriciler tarafından desteklenen MIMO'nun (birçok girdi ve birçok çıktı ile) çok daha fazlasını tanıttığını belirtmek ilginçtir. yüksek hızlar veri aktarımı. Bu yönlendiriciler, aynı anda birden fazla veri akışını iletmek ve almak için birden fazla anten kullanır, bu da genel iletim hızını artırabilir. Bu, saniyede 600 megabit ve daha yüksek hızların reklamını yapan 802.11 N yönlendiricilerinde de yaygındır. Ancak yarı çift yönlü modda çalıştıkları için yüzde 50 (saniyede 300 megabit) verim geri kalan yüzde 50'si alma için kullanılırken iletmek için ayrılmıştır.

Gelecekte tam dubleks WiFi

Tam çift yönlü kablosuz iletişim artan ticari ilgi. Bunun ana nedeni, yarım dubleks FDD ve TDD'deki ilerlemenin doygun olmamasıdır. İyileştirmeler yazılım MIMO teknolojisindeki modülasyon ilerlemeleri ve iyileştirmeler giderek daha karmaşık hale geliyor. Gittikçe daha fazla yeni cihazın sahip olduğu gibi kablosuz bağlantı Spektrum verimliliğini artırma ihtiyacı sonuçta çok önemlidir. Tam çift yönlü kablosuz teknolojinin ortaya çıkışı, spektral verimliliği anında ikiye katlayacaktır.

Bir önceki yazımda kısaca ne olduğundan bahsetmiştim.

Şimdi cihazlar arasındaki parametrelerin koordinasyonunun yanı sıra çalışma hızı ve modu hakkında bilgi sahibi olacağız ( tam dolu-dubleks veya yarı dubleks).

Varsayılan olarak, her Cisco bağlantı noktası, bu bağlantı noktasında hangi ayarların kullanılacağını, hangi hızın seçileceğini, hangi veri aktarım modunu cihazın kendisi belirleyecek şekilde yapılandırılır. Bu teknolojinin adı Otomatik pazarlık(Otomatik tespit). Ayrıca, bu parametreler cihazın her bir portunda "manuel" olarak ayarlanabilir.

Cisco, bazı yöntemleri kullanarak ağ cihazları arasındaki (örneğin, bir anahtar bağlantı noktası ile bir bilgisayar ağ kartı arasındaki) hızı otomatik olarak belirler. Cisco anahtarları hızı belirlemek için kullanılır Hızlı Bağlantı Darbesi (FLP), bu, cihazların bu ağ cihazları arasında hangi optimal hızlarda bir bağlantı kurulabileceğini anlayabildiği bir elektrik darbesidir.

Hızlar manuel olarak ayarlanırsa ve eşleşirse, cihazlar elektrik sinyallerini kullanarak bağlantı kurabilecektir.

Anahtarda ve bilgisayarın ağ cihazında (örneğin) hızlar manuel olarak ayarlanırsa ve eşleşmezse, bağlantı kurulmayacaktır.

Bağlantı çalışma modunun tanımı yaklaşık olarak aynıdır: yarı dubleks veya Tam dubleks.

Her iki cihaz da otomatik algılama modunda çalışıyorsa ve cihazlar çift yönlü modda çalışıyorsa bu mod kurulur.

Cihazlarda otomatik algılama devre dışı bırakılırsa, mod bazı "varsayılan" kurallara göre atanacaktır. 10 ve 100 Mbit arabirimler için yarım çift yönlü mod, 1000 Mbit arabirimler için Tam Çift Yönlü mod ayarlanacaktır.

Çift yönlü otomatik algılamayı devre dışı bırakmak için mod ayarlarını manuel olarak belirlemeniz gerekir.

Ethernet cihazları Tam Çift Yönlü modda çalışabilir ( FDX), yalnızca iletim ortamında çarpışma olmadığında.

Modern teknolojiler, çarpışmaların meydana gelmediğini söylüyor. Çarpışmalar yalnızca, örneğin bir veri yolu topolojisi ile veya hub gibi bir cihaz kullanırken (bu tür bir "dinozoru" görmek oldukça zor olsa da) yalnızca paylaşılan bir veri aktarım ortamı olduğunda meydana gelir 🙂).

Yine de, hangi teknolojilerin var olduğunu ve bu tür paylaşılan kaynaklarla nasıl başa çıktıklarını anlamak gerekir.

Çarpışmalarla başa çıkmak için algoritma denir CSMA/CD (Taşıyıcı Algısı Çoklu Erişim Çarpışma Algılama), bu, taşıyıcı algılama ve çarpışma algılama ile çoklu erişim anlamına gelir.

Zaten çarpışma nedir?

çarpışma bu bir sinyal bindirmesidir, yani birkaç ağ cihazları paylaşılan bir ortam üzerinden veri iletmeye başlar, bu iki sinyal buluşur, birbiriyle örtüşür ve bir çarpışma meydana gelir (yani, veriler bozulur ve herhangi bir yük taşımaz.

Şimdi nasıl çalıştığına bakalım.

1. Göndermek isteyen cihaz önce bağlantının boş olup olmadığını dinler.
2. Bağlantı boştayken, bu cihaz Ethernet üzerinden çerçeve göndermeye başlar.
3. Cihaz, çarpışmanın olmadığını "duyar", yani her şey yolunda.
4. Yine de bir çarpışma olursa (ama ilk adım ne olacak? Cihaz hattın meşgul olmadığından nereden emin oldu? Gerçek şu ki, hatta başka bir cihaz da dinleyebiliyor ve bu iki cihaz neredeyse aynı anda çerçeveler gönderdi. aynı zamanda, bu nedenle bir çarpışma meydana geldi). Şimdi, gönderilen cihazlar bir çarpışmanın meydana geldiğini "anladığında", diğer ağ katılımcılarına bir çarpışma meydana geldiğinden ve beklemeniz gerekeceğinden aktarımın artık imkansız olduğunu "söyleyen" sözde sıkışma sinyalini gönderirler. biraz.
5. Sıkışma sinyalinden sonra, gönderen her cihaz rastgele cihazın ağ üzerinden herhangi bir veri gönderemediği durumlarda "boşta kalma süresi" olarak adlandırılabilecek belirli bir süre tanımlanır.
6. Bu zamanlayıcının süresi dolduktan sonra algoritma 1. adıma geçer.

IEEE 802.3-2012 standardı, MAC alt katmanının iki çalışma modunu tanımlar:

● yarı dubleks (yarı çift x) - Paylaşılan bir ortama düğümlere erişmek için CSMA/CD yöntemini kullanır. Bir düğüm, iletim ortamına erişim kazanmasına bağlı olarak, yalnızca bir kerede veri alabilir veya iletebilir;

● Tam dubleks (Tam dubleks) - noktadan noktaya bağlantıya sahip bir çift düğümün aynı anda veri almasına ve iletmesine izin verir. Bunu yapmak için, her düğüm özel bir anahtar bağlantı noktasına bağlanmalıdır.

Erişim yöntemi CSMA/CD

Ethernet'in temel fikri, koaksiyel kabloya dayalı bir veri yolu topolojisi kullanmaktı. Kablo, ağa bağlı iş istasyonlarının çift yönlü (her yöne) yayın gerçekleştirdiği paylaşılan bir iletim ortamı olarak kullanıldı. Kablonun her iki ucuna sonlandırıcılar (fişler) yerleştirildi.

Pirinç. 5.21 Ethernet ağı

Ortak bir iletim ortamı kullanıldığından, düğümlerin erişimleri üzerinde kontrol gerekliydi. fiziki çevre. Düğümlerin paylaşılan bir iletim ortamına erişimini düzenlemek için kullandık. yöntem Çoklu erişim taşıyıcı algılama ve çarpışma algılama ile(Çarpışma Algılamalı Taşıyıcı Algısı Çoklu Erişim, CSMA/CD).

CSMA/CD yöntemi aşağıdakilere dayanmaktadır: yarışma(çekişme) ağa erişim hakkı için düğümler ve aşağıdaki prosedürleri içerir:

● taşıyıcı kontrolü;

● çarpışma algılama.

İletime başlamadan önce ağ cihazı, veri iletim ortamının boş olduğundan emin olmalıdır. Bu, taşıyıcıyı dinleyerek elde edilir. Ortam boşsa, cihaz veri iletmeye başlar. Bir çerçeve iletilirken, cihaz iletim ortamını dinlemeye devam eder. Bu, başka hiçbir cihazın aynı anda veri iletimini başlatmadığından emin olmak için yapılır. Çerçeve iletiminin sona ermesinden sonra, tüm ağ cihazları, 9,6 μs'ye eşit teknolojik duraklamaya (Inter Packet Gap) dayanmalıdır. Bu duraklama denir çerçeve aralığı ve getirmek için gerekli ilk durum ağ bağdaştırıcıları ve ortamın tek bir ağ aygıtı tarafından özel olarak yakalanmasını önlemek için. Teknolojik duraklamanın sona ermesinden sonra, cihazlar çerçevelerini iletmeye başlama hakkına sahiptir, çünkü Çarşamba ücretsizdir.

Ağ cihazları, kanalın boş olduğunu belirlediklerinde herhangi bir zamanda veri iletmeye başlayabilir. Bir cihaz bir çerçeve iletmeye çalışırsa ancak ağın meşgul olduğunu algılarsa, gönderen düğüm iletimi tamamlayana kadar beklemek zorunda kalır.

Pirinç. 5.22 Ethernet ağında çerçeve iletimi

Ethernet bir yayın ortamıdır, bu nedenle tüm istasyonlar ağ üzerinden iletilen tüm çerçeveleri alır. Ancak, tüm cihazlar bu çerçeveleri işlemeyecektir. Yalnızca MAC adresi çerçeve başlığında belirtilen hedef MAC adresiyle eşleşen aygıt, çerçevenin içeriğini dahili bir arabelleğe kopyalar. Ardından cihaz çerçeveyi hatalara karşı kontrol eder ve herhangi bir hata yoksa alınan verileri üstteki protokole iletir. Aksi takdirde, çerçeve atılacaktır. Gönderen cihaz, çerçevenin başarıyla teslim edilip edilmediği konusunda bilgilendirilmez.

Ethernet ağlarında çakışmalar kaçınılmazdır ( çarpışmalar), Çünkü bunların meydana gelme olasılığı, CSMA/CD algoritmasının kendisinde mevcuttur. Bunun nedeni, ağ cihazının ağın boş olup olmadığını kontrol ettiği iletim anı ile gerçek iletimin başladığı an arasında biraz zaman olmasıdır. Bu süre zarfında ağdaki başka bir cihazın iletim yapmaya başlaması mümkündür.

Ağdaki birkaç cihaz yaklaşık olarak aynı anda iletime başlarsa, bit akışları farklı cihazlar, birbiriyle çarpışır ve bozulur, yani. çarpışma meydana gelir. Bu durumda, vericilerin her biri, çerçevesini iletmeyi bitirmeden önce bir çarpışmayı algılayabilmelidir. Bir çarpışma algıladıktan sonra, cihaz çerçeveyi iletmeyi durdurur ve ağa 32 bitlik özel bir dizi göndererek çarpışmayı güçlendirir. reçel-sekans. Bu, ağdaki tüm cihazların çarpışmayı tanıyabilmesi için yapılır. Tüm cihazlar çarpışmayı algıladıktan sonra, her cihaz rastgele seçilen bir zaman aralığı için kapatılır (her ağ istasyonu için kendi). Süre dolduğunda cihaz tekrar veri aktarmaya başlayabilir. İletim devam ettiğinde, çarpışmaya dahil olan cihazların ağdaki diğer cihazlara göre veri iletim önceliği yoktur.

16'nın bir çerçeve iletmeye çalışması çarpışmaya neden olursa, verici denemeyi bırakmalı ve çerçeveyi atmalıdır.

Pirinç. 5.23 Ethernet çarpışma algılama

çarpışma alanı

Yarı çift yönlü Ethernet teknolojisinde, fiziksel katman standardından bağımsız olarak bir kavram vardır. çarpışma alanı.

çarpışma alanı(çarpışma alanı), ağın hangi bölümünden kaynaklandığına bakılmaksızın tüm düğümleri bir çarpışmayı tanıyan Ethernet ağının bir parçasıdır.

Tekrarlayıcılar ve hub'lar üzerine kurulu bir Ethernet ağı, bir çarpışma etki alanı oluşturur.

Tekrarlayıcının, ağın toplam uzunluğunu artırmak için bir veri iletim ortamının bölümlerini bağlamak için kullanılan bir OSI fiziksel katman cihazı olduğunu hatırlayın.

Koaksiyel kabloya dayalı Ethernet ağları (10BASE2 ve 10BASE5 spesifikasyonları), iki fiziksel segmenti birbirine bağlayan iki portlu tekrarlayıcılar kullandı. Tekrarlayıcı çalıştı Aşağıdaki şekilde: bir ağ segmentinden sinyaller aldı, onları güçlendirdi, senkronizasyonu geri yükledi ve diğerine iletti. Tekrarlayıcılar, karmaşık filtreleme ve diğer trafik işlemlerini gerçekleştirmedi, çünkü akıllı cihazlar değildi. Ayrıca toplam tutar Tekrarlayıcılar ve bunlara bağlanan segmentler, zaman gecikmeleri ve diğer nedenlerle sınırlıydı.

Daha sonra, iş istasyonlarının ayrı bir kabloyla bağlandığı çok noktalı tekrarlayıcılar ortaya çıktı. Bu tür çoklu bağlantı noktalı tekrarlayıcılara "hub" adı verilir. Multiport tekrarlayıcıların ortaya çıkış nedeni ise şu şekildeydi. Çünkü iletim ortamı olarak kullanılan orijinal Ethernet teknolojisi koaksiyel kablo ve otobüs topolojisi, döşemek zordu kablo sistemi bina. Daha sonra, yapılandırılmış bina kablolaması için uluslararası standart, tüm cihazların bükümlü çift kablolar kullanılarak tek bir konsantrasyon noktasına bağlandığı bir yıldız topolojisinin kullanımını tanımladı. Teknoloji bu gereksinimler için mükemmeldi. jeton yüzük ve bu nedenle rekabette ayakta kalabilmek için Ethernet teknolojisinin yeni gereksinimlere uyum sağlaması gerekiyordu. İletim ortamı olarak çift bükümlü kablolar ve bir yıldız topolojisi kullanan 10BASE-T Ethernet spesifikasyonu bu şekilde doğdu.

Üzerinde çalışılan hub'lar fiziksel seviye OSI modelleri. Portlardan birinden alınan sinyalleri geri yükledikten sonra diğer tüm aktif portlara tekrarladılar ve herhangi bir trafik filtreleme veya başka bir veri işleme yapmadılar. Bu nedenle, hub'lar kullanılarak oluşturulan ağların mantıksal topolojisi her zaman bir veri yolu olarak kalmıştır.

Zamanda bir noktada, tekrarlayıcılar ve yoğunlaştırıcılar üzerine kurulu ağlarda, yalnızca bir düğüm veri iletebilir. Ortak iletim ortamında sinyallerin aynı anda alınması durumunda, çarpışma, bu da iletilen çerçevelerin zarar görmesine neden oldu. Böylece, bu tür ağlara bağlı tüm cihazlar aynı çarpışma alanındaydı.

Pirinç. 5.24çarpışma alanı

Ağ bölümlerinin ve içlerindeki bilgisayarların sayısındaki artışla, çarpışma sayısı arttı ve ağ verimi azaldı. Ayrıca, segmentin bant genişliği, kendisine bağlı tüm cihazlar arasında bölündü. Örneğin, 10 Mbps bant genişliğine sahip bir segmente on iş istasyonu bağlandıysa, her cihaz ortalama olarak 1 Mbps'den fazla olmayan bir hızda iletim yapabilir. görev ortaya çıktı ağ segmentasyonu, yani bant genişliği için rekabet eden müşteri sayısını azaltmak için kullanıcıları fiziksel konumlarına göre gruplara (segmentlere) bölmek.

Anahtarlamalı Ethernet

Ağı bölümlere ayırma ve performansını iyileştirme görevi, adı verilen bir cihaz kullanılarak çözüldü. köprü(köprü). Köprü, 1980'lerin başında Digital Equipment Corporation (DEC) mühendisi Radia Perlman tarafından geliştirildi ve ağ bölümlerini bağlamak için tasarlanmış bir OSI bağlantı katmanı cihazıydı. Köprü, yönlendiricilerden biraz sonra icat edildi, ancak daha ucuz ve ağ katmanı protokollerine karşı şeffaf olduğu için (üzerinde çalıştı). bağlantı katmanı), daha sonra yerel ağlarda yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Köprü bağlantıları ( köprüleme) IEEE LAN standartlarının temel bir parçasıdır.

Köprü algoritmaya göre çalıştı şeffaf köprü(şeffaf köprü), IEEE 802.1D standardı tarafından tanımlanır. Çerçeveleri bir segmentten diğerine iletmeden önce, onları analiz eder ve yalnızca böyle bir iletim gerçekten gerekliyse, yani MAC adresi ile iletir. iş istasyonu hedef başka bir segmente aitti. Böylece köprü, bir bölümün trafiğini diğerinin trafiğinden ayırdı ve bir büyük çarpışma alanını birkaç küçük parçaya böldü, bu da artan Genel performans ağlar. Bununla birlikte, köprü, yayın çerçevelerini (örneğin, ARP protokolünün çalışması için gerekli) bir segmentten diğerine iletti, böylece ağdaki tüm cihazlar aynıydı. yayın alanı (yayın alanı).

Şeffaf köprü algoritması Bölüm 6'da daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Anahtarlamalı Ethernet(Ethernet anahtarlamalı ağ) segmentleri köprüler veya anahtarlarla bağlanan bir Ethernet ağıdır.

Pirinç. 5.25 Bir köprü kullanarak iki ağ kesiminin bağlanması

Köprüler tipik olarak iki bağlantı noktalı aygıtlar olduğundan, yalnızca bir segmentteki iş istasyonlarının sayısı nispeten az olduğu sürece verimliydiler. Arttığı anda ağlarda tıkanıklık meydana geldi ve bu da veri paketlerinin kaybolmasına neden oldu.

Bir ağa bağlı cihaz sayısının artması, iş istasyonu işlemcilerinin gücünün artması, ortaya çıkması multimedya uygulamaları ve istemci-sunucu uygulamaları daha fazla bant genişliği gerektiriyordu. Artan bu taleplere yanıt olarak Kalpana, 1990 yılında ilk değiştirmek (değiştirmek), EtherSwitch olarak adlandırılır.

Anahtar, çok kapılı bir köprüdür ve ayrıca OSI modelinin veri bağlantı katmanında da çalışır. Anahtar ve köprü arasındaki temel fark, daha üretken olması, farklı bağlantı noktası çiftleri arasında aynı anda birkaç bağlantı kurabilmesi ve gelişmiş işlevleri desteklemesidir.

Pirinç. 5.26 yerel ağ anahtarlar üzerine kurulu

1993 yılında Kalpana, tam dubleks Ethernet teknolojisi(Tam dubleks Ethernet anahtarı, FDES) anahtarlarına. Zamanla, Hızlı Ethernet teknolojisinin gelişmesiyle birlikte tam çift yönlü çalışma, IEEE 802.3 standardının bir parçası haline geldi.

Tam çift yönlü modda çalışma, aynı anda bilgi alma ve iletme imkanı sağlar. iletim ortamına sadece iki cihaz bağlanır. Alım ve iletim iki farklı şekilde gerçekleştirilir. fiziksel kanallar"nokta nokta". Örneğin, farklı çift bükümlü kablo çiftleri veya bir optik kablonun farklı fiberleri üzerinden.

Bu, medya çakışmalarını ortadan kaldırır (medya çekişmesi olmadığı için artık CSMA/CD gerektirmez), veri iletimi için mevcut süreyi artırır ve kullanılabilir kanal bant genişliğini iki katına çıkarır. Her kanal iletim sağlar son sürat. Örneğin, 10BASE-T spesifikasyonu için her kanal 10 Mbps'de veri iletir. 100 Mbps'de 100BASE-TX spesifikasyonu için. Dubleks bağlantının uçlarında bağlantı hızı iki katına çıkar çünkü veriler aynı anda iletilebilir ve alınabilir. Örneğin, verilerin kanallar üzerinden 1000 Mbps hızında iletildiği 1000BASE-T spesifikasyonunda toplam verim 2000 Mbps olacaktır.

Pirinç. 5.27 Tam çift yönlü modda veri aktarımı

Ayrıca, tam çift yönlü mod sayesinde, ağın toplam uzunluğu ve içindeki cihaz sayısı üzerindeki kısıtlama ortadan kalktı. Geriye kalan tek şey, komşu cihazları birbirine bağlayan kabloların uzunluğundaki sınırlamadır.

Tam çift yönlü çalışma, yalnızca bağlantı noktaları onu destekleyen ağ aygıtlarını bağlarken mümkündür. Bir aygıt bağlantı noktasına paylaşılan bir medya bölümü bağlıysa, bağlantı noktası yarı çift yönlü modda çalışacak ve çakışmaları algılayacaktır. Modern ağ cihazlarının bağlantı noktaları, yarı çift yönlü veya tam çift yönlü çalışma modunun otomatik algılama işlevini destekler.

Bağlantı noktası tam çift yönlü modda çalışırken, ardışık çerçeveler arasındaki gönderme aralığı, 9,6 µs'ye eşit teknolojik duraklamadan az olmamalıdır. Tam dupleks modunda çalışırken cihazların alıcı arabelleklerinin taşmasını önlemek için bir çerçeve akış kontrol mekanizması kullanılması gerekir.

10, 40 ve 100 spesifikasyonlarına dikkat edilmelidir. gigabit ethernet yalnızca tam çift yönlü çalışmayı destekler. Bunun nedeni şudur: modern ağlar anahtarlar, diğer anahtarlarla veya yüksek hızlı ağ bağdaştırıcılarıyla etkileşime girerken neredeyse her zaman tam çift yönlü modu kullanır.

Eşzamanlı. modunda yarı dubleks ya bilgi iletir ya da alır.

Yarım dubleks modu

İletimin her iki yönde de gerçekleştirildiği, ancak zaman bölmeli bir moda yarı çift yönlü denir. Herhangi bir zamanda, iletim sadece bir yöndedir.

Zaman bölünmesi, verici düğümün belirli bir zamanda iletim kanalını tamamen işgal etmesinden kaynaklanır. Birkaç verici düğümün aynı anda iletmeye çalıştığı fenomene çarpışma denir ve CSMA/CD erişim kontrol yöntemi altında istenmeyen olmasına rağmen normal kabul edilir.

Bu mod, ağ bir koaksiyel kablo kullandığında veya aktif ekipman hub'lar kullanılır.

Bağlı olarak donanım yarı çift yönlü modda eşzamanlı alım/iletim, fiziksel olarak imkansız olabilir (örneğin, telsizlerde alım ve iletim için aynı devrenin kullanılması nedeniyle) veya çarpışmalara yol açabilir.

dubleks modu

Yarım dupleksten farklı olarak, veri iletiminin veri alımıyla aynı anda gerçekleştirilebildiği bir mod.

bilgi alışverişinin toplam hızı bu mod iki katı kadar yüksek olabilir. Örneğin, 100 Mbps hızında Fast Ethernet teknolojisi kullanılıyorsa, hız 200 Mbps'ye (100 Mbps - gönderme ve 100 Mbps - alma) yakın olabilir.

Olarak iyi örnek iki kişinin konuşmasını bir telsize getirebilirsiniz (yarım çift yönlü mod) - belirli bir zamanda bir kişi konuştuğunda veya dinlediğinde ve telefonla (tam çift yönlü) - bir kişi aynı anda hem konuşup hem de dinleyebildiğinde Aynı zaman.

Dubleks iletişim genellikle iki iletişim kanalı kullanılarak gerçekleştirilir: birinci kanal - birinci cihaz için giden iletişim ve ikincisi için gelen, ikinci kanal - birinci cihaz için gelen ve ikincisi için giden.

Bazı durumlarda, bir iletişim kanalı kullanarak çift yönlü iletişim mümkündür. Bu durumda cihaz veri alırken gönderdiği sinyali sinyalden çıkarır ve ortaya çıkan fark göndericinin sinyalidir (modem iletişimi üzerinden telefon kabloları, GigabitEthernet).

Wikimedia Vakfı. 2010 .

Diğer sözlüklerde "Tam dubleks" in ne olduğunu görün:

Watson-creek dubleksli çift sarmal- Çift sarmal, s. Watson Cry, dubleks * çift sarmal, s. Watsana kryka, dubleks * çift sarmal veya d. H. DNA veya Watson Crick h. veya Watson Crick'in DNA yapısını iki parçadan oluşan bir sarmal olarak tanımlayan dubleks modeli ... ... Genetik. ansiklopedik sözlük

tam çift yönlü mod- — [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. ingilizce Rusça sözlük bilgisayar sistemleri mühendisliğinde. Moskova 1993] tam çift yönlü Eşzamanlı iki yönlü iletim. (Tam dubleks… …

8P8C konektörlü UTP kablosu (yanlışlıkla RJ 45 olarak adlandırılır) Ethernet ağları 10BASE T, 100BASE T (x) ve 1 standart ... Wikipedia

İsim: Teletype ağ Katmanı (OSI modeline göre): Uygulama Ailesi: TCP/IP Port/ID: 23/TCP Protokolün amacı: sanal metin terminaliÖzellikler: RFC 854 / STD 8 ... Wikipedia

Alıcı-verici cihazların (modemler, ağ kartları, radyolar, telefon setleri). Dubleks modunda, cihazlar aynı anda bilgi iletebilir ve alabilir. Yarım çift yönlü modda, ya iletin ya da ... ... Wikipedia

Alıcı-verici cihazların (modemler, ağ kartları, telsizler, telefonlar) çift yönlü ve yarım çift yönlü çalışma modları. Dubleks modunda, cihazlar aynı anda bilgi iletebilir ve alabilir. Yarım çift yönlü modda, ya iletin ya da ... ... Wikipedia - Ağ kartı ağ adaptörü ağ Arayüzü Bağlanılacak bilgisayar bileşeni bilgisayar ağı. ağ adaptörü çevresel cihaz(kart) bilgisayar ile LAN arasında bağlantı sağlar. ... ... Teknik Çevirmenin El Kitabı