Телекоммуникациялық жүйе жөнінде негізгі деректер

 

Бірінші  кезең  (бейнелеу)  Найквистің  бейнелеу  теориясының  негізделген.  Бұл  теорияның  негізгі  ережесі:  “Егер  аналогты  сигнал  каналдағы  бастапқы  сигналдан  максимальді  жиіліктен  екі  реттен  кем  болмай  жоғары  жиілікпен  тұрақты  аралықта  бейнеленсе,  онда  бейнелеу  бастапқы  сигналды  қалпына  келтіру  үшін  жеткілікті  ақпаратты  ұстайтын  болады”.  Телефонды  каналда  олардың  электрлі  сигналдары  болып  көрінетін  акустикалық  сигналдарды  беру   кезінде  300 – ден  3300 Гц  жиілік  жолын  алып  жатады.  Сондықтан  БЦЖ – де  секундына  800  мәртеге  тең  бейнелеу  жиілігі  қабылданған.  Импульсті – амплитудалы  модуляция  (ИАМ)  сигналы  деп  аталатын  әрбір  бейнелеулер  есте  сақталады,  сосын  қосарлы  қалыпта  (образ)  трансформирленеді.

Кванттау  этапында  ИАМ – ның  әрбір  сигналына  квантты  мән  беріледі.  БЦЖ – де  ИАМ  сигналының  амплитуда  өзгерісінің  бар  диапазоны  128  немесе  256  кванттау  деңгейіне  бөлінеді.  Кванттау  деңгейі  жоғары  болған  сайын  ИАМ  амплитудасы  дәлірек  бола  түседі. 

Кодирлеу  этапында  әрбір  квантталған  бейнелеуге  7  разрядты  (егер  кванттау  деңгейінің  саны  128  тең  болса)  немесе  8 – разрядты  (256 – адымда  кванттауда)  қосарлы  кодқа  лайықты  қойылады.  Сурет 2.  8  элементті  қосарлы  кодтың  00101011  сигналдары  көрсетілген,  деңгейі  43  квантты  сигналға  лайықты.  7 элементті  кодпен  кодирленгенде  деректі  беру  жылдамдығы  56 Кбит/с  құруы  тиіс,  ал  8 – элементті  кодты  кодирлегенде – 64 Кбит/с.        

 

Спутниктік  байланыс  желісі.

 

СБЖ  пайдаланылатын  СВЧ  антенналары – жер  үсті  стансалары  беретін  радиосигналдарды  қабылдауға  арналған  және  осы  сигналдарды  кері  ретрансляцияға  арналған  жиіліктегі  диапазон.  Спутниктердің  көбі  гигагерцті  диапазонды  6/4 ГГц,  кейбіреулері  14/12 ГГц  пайдаланады  (бірінші  сан – Жер – спутник  буыны  бойынша жұмыс  жиілігі,ал  екіншісі – спутник – Жер  буыны  бойынша  жұмыс  жиілігі). Спутниктің  сигналды  қабылдауы  мен  беруі  - транспондер  деп  аталатын  арнайы  құрылғымен  қамтамасыз  етіледі.  Абоненттер  арасындағы  өзара  әрекеттесу  тізбек  бойынша  жүзеге  асады:  абонентті  станция (ақпаратты  жөнелткіш) – таратқыш  жерүсті  радиотелеметриялы  станция (РТС) – спутник – қабылдағыш  жерүсті  радиотелеметриялы  станция – абонентті  (ақпаратты  алушы).  Жерүстіндегі  бір  РТС  жуық  жатқан  АЖ  тобына  қызмет  етеді.

Спутник  пен  жерүстіндегі  РТС  арасындағы  деректерді  беруді  басқару  үшін  мынадай  тәсілдер  пайдаланылады.

1. Кәдімгі   мультиплексирлеу  – жиілік  бөлігу  мен  уақытын   бөлінулер.  Біріншісінде  барлық  жиілікті  спектр  радиоканал  подканалға  бөлінеді,  олар  пайдаланушылар  арасында  кез – келген  графикті  беру  үшін  үлестіріледі.

Бұл  тәсілдің  кемшілігі:  ішкі  каналдар  тиімді  пайдаланылмайды,  бастапқы  каналдар  өткізу  сызығының  едәуір  бөлігі  бөлу  сызығы  ретінде  пайдаланылады.

Екіншісінде  барлық  уақытты  бөлінулер  пайдаланушылар  арасында  бөлінеді,  олар  шешуі  бойынша  ұсынылған  уақытша  кванттарға  (слотқа)  иелік  етеді.

2. Сұрау – таңдау  әдісі  мен  құралын пайдаланатын  “бастауыш/қайталама”  кәдімгі тәртібі.  Бірінші орган ретінде көбінесе  РТС,  сиректеу – спутник шығады.  Сұрау/таңдау  циклі көп уақытты алады,  әсіресе    желісте АЖ  үлкен саны  болғанда.  Сондықтан пайдаланушыға сұрау  салу  реакция  уақыты  ол  үшін  қабылданбайтындай  болуы  мүмкін.

3. “Бастауыш/қайталама”  типті  басқару  тәртібі   сұраусыз,  уақытты  кванттаумен  

көптік  кіру  әдісін  жүзеге  асырумен  (ТДМА).  Мұнда  слоттар  бірінші  РТС  белгіленеді,  эталон деп  аталады.  Эталонды  станция  басқа  РТС  сұрау  салуды  қабылдап  бұл  сұрауларды  кадрды  беру  үшін  нақтылы  слотты  станциялары  белгілену  жолымен  қанағаттандырады,  ол  каналдың  графигі  мен  қамтылу  сипатына  байланысты  болады.  Мұндай  әдіс  кең түрде коммерциялық  спутниктік  желісте пайдаланылады.

4. Басқарудың  тең   рангілі  тәртібі.  Пайдаланушылар  каналға  кіруге  тең құқылы,  канал  үшін  бәсекелестік  жүреді.  70 – жылдар  басында   Н.Абрамсон  тиімді  бәсекелесу  әдісін  ұсынып,  ол  ALOHA  жүйесі  деп  аталды. 

Бұл  жүйенің  бірнеше  нұсқасы  бар:  кездейсоқ  кіру  әдісі  (кездейсоқ  ALOHA);  тең  рангілі  басымды  слот  жүйесі  (слотты  ALOHA)  және  т.б.

Спутниктік  байланыс  желісінің  негізгі  артықшылықтары:

• Станциялар  арасында  байланысты  қамтамасыз  ету;
• Қашықтығына  тәуелсіз  ақпаратты  беру  құны;
• Желісті  тұрғызу  мүмкіндігі;

 

Спутниктік  байланыс  желісінің  кемшіліктері:

• Деректер  берілісінің  құпиялығын  қамтамасыз  етуге  қаражат  пен уақытты  жұмсау  қажеттілігі;
• Үлкен  қашықтықтан  радиосигналдарды  қабылдауда  кідірістің  болуы;
• Радиосигналдардың  өзара  қателесу  мүмкіндігі;
• Сигналдардың  әртүрлі  атмосфералық  құбылыс  әсеріне  ұшырауы;

 

Желідегі  коммутация.

 

Телефонды  коммутация  абонент  жүйесіндегі  байланыстың  өмірлік  маңызды  элементі,  басқару  орталығы,  желістегі ақпаратты  өңдеу  мен  сақтау  болып  табылады.  Көпнүктелі  режимде  байланысты  ұйымдастыру  компьютерлік  желісте  әйгілі  (әсіресе  ЛВС). 

Мынадай  коммутация  әдісі  болады:

• Тізбектер  (каналдар)  коммутациясы;
• Аралықты  сақтау  коммутациясы,  ол  өз  кезегінде  қатынас  коммутайиясы  мен  пакет  коммутациясы  болып  бөлінеді;

 

Тізбектер  коммутациясы.

 

Тізбектердің  коммутациясында  уақыттың  нақтылы  масштабында  айырбас  қамтамасыз  етіледі,  сонда  биттер  каналмен  өзгеріссіз  жылдамдықпен  беріледі.  Абоненттер  арасында  сквозной  байланыс  каналы  орнатылды.  Шақырудың  жеке  сигналының  өтуі  бірнеше  коммутациялық  құрылғылардың  тізбекті  қосылуы  көмегімен  қамтамасыз  етіледі,  ол  каналдар  коммутациясы  орталығында  (ККО)  шешіледі.  Егер  сквозной  байланыс  каналын  белгілегенде  шақырылатын  тарап  бос  болмаса  немесе  тізбектегі  коммутациялы  құрылғыдағы  шақыру  сигналының  бірі  блокирленсе,  шақыру  жасаған  абонент  уақыт  өте  қайталауы  тиіс.  Мұндай  каналды  орнатқаннан  кейін  ККО  қызметтің  минимальді  санын  атқарды,  дегенмен  ақпараттың  үлкен  көлемі  берілуі  мүмкін.  Демек,  тізбектер  коммутациясы  әдісін  пайдаланғанда  ақпараттың  берілуі  қордың  шығын  бөлігінің  екі  негізгі  құрамдасымен  қамтамасыз  етіледі:  шақыруды  ұйымдастыру  үшін  қорлармен  және  ККО – ғы  коммутациялық  құрылғыны  қақтауға  арналған  немесе  уақытша  каналдарды  бөлуді  ұйымдастыруға  арналған  қорлармен. 

 

Тізбектер  коммутайиясы  әдісінің  кемшіліктері:

 

• Байланыстың  сквозной  каналын  орнатудың  үлкен  уақыты,  ол  оның  жеке  учаскелерінің  босауын  күтуден  болады;
• Шақыру  сигналын  қайталап  беру  қажеттілігі;
• Ақпарат  берілісі  жылдамдығын  таңдау  мүмкіндігінің  жоқтығы;
• Желідегі  қызмет  пен  мүмкіндіктерді  өсірудің  шектеулі  болуы;
• Байланыс  каналдарын  біркелкі  жүктеу  қамтамасыз  етілмейді;

 

Тізбектер  коммутациясы  әдісінің  артықшылығы:

 

• Тізбектерді  коммутациялау  технологиясының  жатықтығы;
• Диалогты  режимде  жұмыс  жасау  мүмкіндігі;
• Абоненттер  арасында  битті  мөлдірлікті  және  ККО  санына  байланыссыз  уақыт  бойынша  мөлдірлікті  қамтамасыз  ету;
• Қолданудың  едәуір  кең  саласы  (ең  бастысы  акустикалық  сигналдарды  тарату).

 

Аралық  сақтаумен  коммутация.

 

Бұл  әдістердің  ерекшеліктерін  атап  өтейік.  Ақпарат  берілу  басталғанға  дейін,  жіберуші  мен  алушы  арасында  сквозной  канал  орнықтайды.  Шақырушы  объект  номерді  теру  арқылы  немесе  бөлінген  желіс  арқылы  тек  желісиің  жақын  түйінімен  байланысады  және  оған  ақпаратты  биттерді  береді.  Әрбір  түйінде коммутатор  болады,  ол  ЭЕМ – нің  коммуникациялық  базасында  есте  сақтау  құрылысында  (ЕҚ)  тұрғызылған.  ЕҚ  байланыстың  аралық  түйінде  болуы  берілетін  ақпараттың  жоғалмауын  алдын алады.  Осы  әдістердің  бір  көрсеткіштеріне  жіберу  мен  жету  пунктері  арасында  деректерді  беру  жылдамдығын  келістіру  мүмкіндігі  жатады,  ол  желісте  тиімді  развязоктың  болуымен  қамтамасыз  етіледі,  байланыс  түйінінде буферлік  ЕҚ  құрылуымен  жүзеге  асады.  Аралық  сақтау  желісі  үшін  міндетті  талап битті мөлдірлік болып табылады. 

 

Қатынастар  коммутациясы.

 

Қазірге  дейін  кейбір  салада  кеңінен  қолданылуда  (электронды  поштада,  электронды  жаңалықта  телеконференцияда,  телесеминарда).  Қатынастар  коммутациясының  технологиясы  “есте  сақтау  және  жіберу”  және  де  “басшы - бағынышты”  қатынасында  қарастырған.  Орталық  коммутациялық  қатынастарда  (ОКҚ)  коммутатор  (коммуникациялық  ЭЕМ)  кіретін және  шығатын басқаруда тіркеу  мен таңдауды  атқарады.  Уақыттың  нақты масштабында интерактивті  режим мен жұмыс қарастырылмайды,  алайда  деректер  коммутатор  арқылы  өте жоғары  жылдамдықта берілуі мүмкін,  дерек ағыстарының  әртүрлі  типтері  үшін  басымдық  деңгейін  анықтауға  лайықты. 

Қатынастар  коммутациясы  әдісінің  кемшіліктері:

• Үлкен  қатынасты  қабылдау  үшін  байланыс  түйініндегі  буферлі  ЕҚ  емкостіне  салмақты  талапты  жүзеге  асыру  қажеттілігі;
• Диалогты  режимді  жүзеге  асыру  және  нақтылы  уақыт  масштабында  жұмыс  бойынша  жеткіліксіз  мүмкіндіктер;
• Коммутатор  бас  тартқанда  барлық  желістің  істен  шығуы,  өйткені  ол  арқылы  деректердің  барлық  ағысы  өтеді.
• Қатынас  коммутаторы  өткізу  қабілеті  бойынша  потенциялды  “тир”  орын  болып  табылады.
• Деректерді  беру  каналдары  тиімділігі  аздау  етіп  пайдаланылады;

 

Әдістің  артықшылығы:

 

• Абоненттер  арасында  байланыстың  сквозной  каналын  мерзімнен  бұрын  (деректерді  беру  басталар  алдында)  орнату  қажеттігінің  жоқтығы;
• Жеке  учаскелерден  маршруттарды  қалыптастыру  мүмкіндігі;
• Сұрау  салу  қызмет  көрсетудің  осы  жүктеме  кезеңінде  төменбасымдлықты  ағыстарды  есте  сақтау  жолымен  сглаживание  басу  жасау мүмкіндігі;
• Қызмет  етуге  сұрау  салу  шығынының  жоқтығы;

 

 

 

 

Пакеттер  коммутациясы.

 

Пакеттер  коммутациясында  каналдар  коммутациясы  мен  қатынас  коммутациясы  артықшылықтары  өзіне  үйлестірген.

Оның  негізгі  мақсаттары:

• Желіске  толық  қол  жеткізу  мен  барлық  пайдаонушылар  үшін  сұрау  салу  реакцясы  қолайлы  уақытын  қамтамасыз  ету,  көптеген  пайдаланушылар  арасында  ассиметриялық  ағыстарды  сглаживание  басу  ету,  мүмкіндіктерді  мультиплексирлеуді  қамтамасыз  ету,  желістің  шектік  компоненттерін  (коммутаторлерді)  шоғырландыру;

Пакеттерді  коммутациялауда  пайдаланылатын  деректер  фиксирлі  ұзын  қысқа 

пакетте  жіктеледі.  Әрбір  пакет  хаттамалы  ақпаратпен  жабдықталады:  пакеттің  басталу  мен  аяқталу  коды;  жіберуші  мен  алушы  адрестері;  қатынас  пакетінің  номері;  берілетін  деректің  анықтығын  бақылау  үшыін  ақпарат.  Пакеттер  дейтаграмм  құрылымында  әртүрлі  маршрут  бойынша  бірмезгілде  берілуі  мүмкін.  Байланыс  түйіндерінде  пакеттерді  беру  мен  өңдеуді  басқару  компьютер  көмегімен  пакеттерді  коммутациялау  орталығымен  (ПКО)  жүзеге  асырылады;

 

Пакеттерді  коммутациялау  технологиясы  мүмкіндік  береді:

• Қосылатын  станция  мөлшерін  ұлғайту;
• Коммутаторларға  қосымша  байланыс  желісін  қосумен  байланысты  қиыншылықты  жеңу;
• Баламалық  маршруттеуді  жүзеге  асыру,  бұл  пайдаланушыларға  жоғары  қолайлылықты  жасайды;
• Пайдаланушы  деректер  беруге  уақытты  елеулі  қысқарту,  желістің  өткізу  қабілетін көтеру,  және  желісті  қрларда  пайдалану  тиімділігін көтеру;

Пакеттерді  коммутация  концепциясының  біріне – бір,  не  сол  каналды  көп

пайдаланушылармен  уақытты  бөлу  көмегімен  мультиплексирлеу  жатады,  бұл  ТКЖ  қызметінің  тиімділігін  көтереді.  Пакеттерді  коммутациялау  логикасы  компьютердің  бір  портында  көп  пайдалану  сеанстарын  мультиплексирлеуге  мүмкіндік  береді.  Порт  пен  каналды  мультиплексирлеуді  виртуальді  канал  деп  атайды.  Пакеттерді  коммутациялау  мен  мультиплексирлеу  ассиметриялы  ағыстарды  басуды  қамтамасыз  етеді.  Қазіргі  уақытта  пакетті  коммутация  деректерді  беру  үшін  негізгі  болып  табылады. 

 

Символды  коммутация.

 

Символды  коммутация (басқаша – субпакетті  коммутация,  немесе  жалып  пакет  әдісі)  пакетті  коммутацияның  бір  түрі  болып келеді.  Ол  пакет  ақпаратты  биті  бар  болғанда  қолданылады.  Пакетті  коммутация  деп  келісімді  шешім  табуға  тура  келеді,  екі  қайшылықты  талапты  қанағаттандырады.  Оның  бірі – желісте  пакетті  кідіртуді  азайту  және  екіншісі – ақпаратты  беру  тиімділігін  көтеруді  қамтамасыз  етеді.  Пакетті коммутациялау сетисіне  пакеттің  максимальді рұқсатты  өлшемі  үш негізгі фактор  негізінде белгіленеді:  пакет ұзындығын бөлу,  беру  отасының  сипаттамасы мен құны.  Әрбір беру  ортасы  үшін  өзінің  оңтайлы  пакет  өлшемі  таңдалады.

Символды  коммутацияны  пайдалануда  нақтылы  беріліс  ортасы  үшін  пакеттің  оңтайлы  өлшемі  үшін  өзінің  оңтайлы  пакет  өлшемі  таңдалады.