.:جویا برق:.

مخابرات چیست

بررسی مخابرات به زبان ساده

مُخابـِرات، انتقال سیگنال‌ها از فواصل به منظور ارتباط است. در زمان‌های گذشته، از سیگنال‌های دود، طبل، سمافوریا(مخابره به وسیله پرچم)، هلیوگراف(مخابره به وسیله نور خورشید) استفاده می‌شد. در دوران مدرن، مخابرات شامل استفاده از انتقال دهنده‌های الکترونیکی مانند تلفن، تلویزیون، رادیو یا کامپیوتر است. اولین مخترعان در زمینه مخابرات آنتونی میوسی, الکساندر گراهام بل، گوگلیلمو مارکونی و جان لوجی بیرد هستند. مخابرات بخش مهمی از اقتصاد جهانی است و سود صنعت مخابرات ۳ درصد محصولات عمده دنیا است.

اجزاء اصلی

سیستم‌های مخابراتی شامل سه جزء اصلی است: یک فرستنده که اطلاعات را گرفته و آن را به سیگنال تبدیل می‌کند. یک کانال مخابراتی که سیگنال را حمل می‌کند، و یک گیرنده که سیگنال را می‌گیرد و آن را به اطلاعات قابل استفاده تبدیل می‌کند.به طور مثال دکل‌های رادیویی در ارسالهای رادیویی یک فرستنده، فضای آزاد یک کانال مخابراتی و رادیو گیرنده‌است. معمولاً سیستم‌های مخابراتی دو طرفه هستند، و یک دستگاه واحد,نقش فرستنده وگیرنده را ایفا می‌کند(ترانسسیور). مثلا، تلفن همراه یک دستگاه ترانسسیور است. مخابرات از طریق خطوط تلفن را ارتباط نقطه به نقطه می‌گویند, زیرا بین یک فرستنده و یک گیرنده‌است. مخابرات از طریق ارسال رادیویی را ارتباط پخشی می‌نامند زیرا بین یک فرستنده قوی وگیرنده‌های زیادی است

آنالوگ یا دیجیتال

سیگنال‌ها یا آنالوگ و یا دیجیتال هستند. در سیگنال آنالوگ ,سیگنال به طور پیوسته با اطلاعات تغییر می‌کند. اطلاعات در سیگنال دیجیتال به صورت دسته‌ای از ارزشهای گسسته (مثلاً یک و صفر) کد گذاری می‌شود. اطلاعات موجود در سیگنال‌های آنالوگ ممکن است هنگام انتقال با نویز مخلوط شوند. در حالی که، اگر نویز از حد آستانه بالاتر رود، اطلاعات موجود در سیگنال‌های دیجیتال سالم باقی می‌ماند. این نویز‌های مقاومتی نشان دهنده مزیت کلیدی سیگنالهای دیجیتال نسبت به آنالوگ می‌باشد.

شبکه ها

مجموعه‌ای از فرستنده‌ها، گیرنده‌ها یا ترانسسیور‌ها که با هم ارتباط دارند را شبکه می‌نامند. شبکه‌های دیجیتالی حاوی یک یا دو مسیریاب هستند که اطلاعات را به کاربر هدایت می‌کنند. یک شبکه آنالوگ ممکن است شامل یک یا دو سوئیچ باشد که ارتباط بین یک یا دو کاربر را برقرار می‌کنند. در هر دو نوع شبکه، ممکن است تکرار کننده‌ها لازم باشند تا سیگنال را در زمانی که در فواصل دور منتقل می‌شود، تقویت کنند. این برای مقابله با تضعیفی است که مانع از تشخیص سیگنال از نویز می‌شوند.

 کانالها

کانال یک بخش در زمینه انتقال است که می‌توان برای فرستادن جریانهای چندگانه اطلاعات از آن استفاده کرد. مثلاً یک ایستگاه رادیویی ممکن است در MHz ۹۶ پخش شود در حالیکه ایستگاه رادیویی دیگر ممکن است در MHz ۹۴۵ پخش شود. در این حالت محیط را بر حسب فرکانس قسمت بندی می‌کنیم و هر کانال فرکانس جداگانه‌ای را برای پخش دارد. به صورت متناوب، هر سیگنالی می‌توانند به هر کانالی برای پخش دسترسی پیدا کنند - این را تقسیم زمانی چندگانه می‌نامند و گاهی در ارتباط دیجیتالی استفاده می‌شود.

مدولاسیون

شکل گیری سیگنال برای انتقال اطلاعات را مدولاسیون می‌نامند. می‌توان از مدولاسیون برای نمایش یک پیغام دیجیتالی از طریق موج آنالوگ استفاده کرد. این عمل را کلید زنی گویند و تکنیک‌های کلید زنی فراوانی وجود دارند. (شامل کلید زنی تغییر فازی، کلید زنی تغییر فرکانس، و کلید زنی تغییر دامنه). مثلاً بلوتوس از کلید زنی تغییر فازی برای انتقال اطلاعات بین دستگاه‌ها استفاده می‌کند.

از مدولاسیون می‌توان برای انتقال اطلاعات سیگنال‌های آنالوگ با فرکانس‌های بالا نیز استفاده کرد. این کمک بزرگی است زیرا سیگنال‌های آنالوگ با فرکانس پایین نمی‌توانند در فضای آزاد، به خوبی منتقل شوند. از این رو اطلاعات یک سیگنال آنالوگ با فرکانس پایین باید قبل از انتقال بر یک سیگنال، با فرکانس بالاتر (که موجب حامل نامیده می‌شود) سوار شود. روش‌های مدولاسیون متفاوتی برای انجام این کار وجود دارند (دو مورد از مهم‌ترین آنها مدولاسیون دامنه و مدولاسیون فرکانس هستند). مثال این روش صدای یک دی جی است که با استفاده از مدولاسیون فرکانس به فرکانس مرکزی ۹۶MHZ منتقل می‌شود (سپس این صدا در کانال «FM ۹۶»دریافت می‌شود).

جامعه و مخابرات

مخابرات بخش مهمی از جامعه مدرن است. در سال ۲۰۰۶ تخمین زده‌اند که سود سالانه صنعت مخابرات ۲/۱ تریلیون دلار است که جزو ۳٪ سود خالص جهان (نرخ تبادل اداری) قرار دارد.

شرکت‌ها در سطح اقتصاد خرد از مخابرات، برای ایجاد امپراتوری‌های جهانی استفاده کرده‌اند. این در مورد خرده فروشی شبکه‌ای Amazon.com واضح است. اما طبق نظر ادوارد لنرت، حتی یک خرده فروش معمولی مثل وال-مارت نیز با استفاده از مخابرات بهتر در زیر ساخت‌هایش به سود بیشتری در مقایسه با رقبایش دست پیدا کرده‌است. صاحب خانه‌ها در شهرها در سراسر جهان از تلفن هایشان برای انجام سرویس‌های خانه از تحویل پیتزا گرفته تا سیم کش استفاده می‌کنند. حتی جوامع فقیر نیز برای استفاده از تلفن به خاطر مزیتهای آن تشویق شده‌اند. در ناحیه نارشینگدی بنگلادش، روستایی‌های جدا از هم از تلفن‌های همراه برای ارتباط مستقیم با عمده فروشان و معامله بهتر کالاهایشان استفاده می‌کنند. در ساحل عاج، تولید کنندگان قهوه از تلفن همراه برای دنبال کردن ساعتی تغییرات قیمت قهوه استفاده می‌کنند و محصولاتشان را با بهترین قیمت می‌فروشند. لارنس هندریک رولر و لئونارد ویورمان در سطح اقتصاد کلان ارتباط علّی را بین زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی و رشد اقتصادی پیدا کرده‌اند. بعضی‌ها ارتباطی را بین آنها بیان می‌کنند اما برخی عقیده دارند این ارتباط علّی نیست. با توجه به مزایای اقتصادی زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی، این نگرانی فزاینده در باره جدایی دیجیتالی وجود دارد. زیرا همه جمعیت جهان دسترسی برابری به سیستم‌های مخابراتی ندارند. یک تحقیق در سال ) مشخص کرد که حدود یک سوم کشورها کمتر)۲۰۰۳ توسط اتحادیه بین المللی مخابراتITU) از ۱ اشتراک تلفن همراه برای هر ۲۰ نفر و یک سوم کشورها ۱ اشتراک خط ثابت برای هر ۲۰ نفر دارند. در مورد دسترسی به اینترنت، تقریباً نیمی از کشورها ۱ از ۲۰ نفر امکانات اینترنت دارند.از این اطلاعات و اطلاعات آموزشی، سازمانITU توانست شاخصی را ایجاد کند که توانایی کلی شهروندان به دستیابی و استفاده از اطلاعات و تکنولوژی ارتباطات را مشخص کرد. کشورهایی مانند سوئد، دانمارک و ایسلند با استفاده از این اطلاعات بالاترین رتبه را داشتند در حالیکه کشورهای آفریقایی مانند نیجر، بورکینا فاسو و مالی پایین تین رتبه را کسب کردند.

تاریخچه

مخابرات اولیه

اشکال اولیه مخابرات شامل سیگنال‌های دود و طبل بودند. طبل را بومی‌های آفریقا، گینه نو و آمریکای جنوبی استفاده می‌کردند در حالیکه سیگنال‌های دود را بومی‌های آمریکای شمالی و چین استفاده می‌کردند. بر خلاف تصور این سیستم‌ها معمولاً هدفشان بیش از تنها آگاهی از مکان اقامت بود. در قرون وسطی حلقه‌هایی از آتش را بر سر تپه‌ها ایجاد می‌کردند. تا پیغامی را مخابره کنند. در قرون وسطی، حلقه‌های آتش این نکته منفی را داشتند که تنها می‌توانستند قطعه کوچکی از اطلاعات را منتقل کنند، بنابراین معنای پیغامی مانند «دشمن دیده شد» باید از قبل مورد توافق قرار می‌گرفت. یکی از موارد قابل توجه استفاده از آنها در طول جنگ اسپانیا بود که یک حلقه آتش پیغامی را از بندر پلای موت به لندن فرستاد. در طول تاریخ در بعضی از فرهنگ‌ها کبوتر‌های خانگی برای ارسال خبر مورد استفاده قرار می‌گرفتند.ایستگاه‌های کبوتری فکری است که ریشه ایرانی دارد، و همچنین رومی‌ها نیز برای کمک به ارتش خود از آن استفاده می‌کردند.فرانتینوس می‌گوید که ژولییوس سزار از کبوتر به عنوان پیک در فتح گل(کشور باستانی فرانسه) استفاده می‌کرد. یونانیان اسامی برنده‌های بازی‌های المپیک را به این طریق به شهرهای مختلف می‌فرستادند. تا قبل از آمدن تلگراف، این روش از ارتباطات بین تجار و سرمایه دار‌ها رایج بود.دولت هلند در اوایل قرن ۱۹ با کمک پرنده‌هایی که از بغداد می‌آورد، از این سیستم در جاوه و سوماترا استفاده می‌کرد. رویتر در سال ۱۸۴۹ از پیک‌های کبوتری برای اطلاع از قیمت سهام کالاها بین آخن(شهری در آلمان) و بروکسل استفاده می‌کرد، شیوه‌ای که تا آمدن تلگراف رایج بود. کلاد چاپ، مهندس فرانسوی، در سال ۱۷۹۲ اولین سیستم تلگرافی بصری ثابت (خط مخابره به وسیله علایم(سمافور)) را بین لیل و پاریس ساخت. البته سمافور نیازمند کاربران متخصص و برج‌های گران در فواصل ده تا سی کیلومتری (شش تا نوزده مایل) بود. در رقابت با تلگراف الکتریکی، آخرین خط تجاری آن در سال ۱۸۸۰ از رده خارج شد.

تلگراف و تلفن

اولین تلگراف الکتریکی تجاری را سر چارلز ویت ستون و سرویلیام فوترگیل کوک ساختند و در ۹ آوریل ۱۸۳۹ آن را افتتاح کردند. ویت ستون و کوک هر دو، وسیله خود را «پیشرفتی در تلگراف الکترو مغناطیسی (موجود)» و نه یک ابزار جدید می‌دانستند. ساموئل مورس جداگانه نوعی از تلگراف الکتریکی را ساخت و آن را به طور ناموفقی در ۲ سپتامبر ۱۸۳۷ به ثبت رساند. کدهای مورس پیشرفت بزرگی نسبت به روش سیگنالی ویت استون بود. اولین کابل تلگراف بین اقیانوسی در ۲۷ جولای ۱۸۶۶ کامل شد که مخابرات با آنسوی اقیانوس اطلس را برای اولین بار امکان پذیر کرد. تلفن متداول به طور جداگانه توسط الکساندر بل و الیستا گری در سال ۱۸۷۶ ساخته شد. آنتوینو میوسی اولین دستگاهی را که انتقال الکتریکی صدا را در طول یک خط امکان پذیر می‌ساخت، در سال ۱۸۴۹ ساخت. اما وسیله میوسی ارزش کاربردی کمی داشت زیرا به اثر الکتروفونیک وابسته بود و بنابر این کاربران باید گوشی را در دهانشان می‌گذاشتند تا صدا را بشنوند. اولین سرویس تجاری تلفن در سالهای ۱۸۷۸ و ۱۸۷۹ در دو طرف اقیانوس اطلس در شهرهای نیوهاون و لندن ارائه شد.

 رادیو و تلویزیون

جیمز لیندسی در سال ۱۸۳۲ یک نمایش کلاسی از تلگراف بدون سیم برای دانشجویانش برگزار کرد. در سال ۱۸۵۴ او قادر به مخابره از طریق مصب رود تی از دوندی در اسکاتلند به وودهون بود که مساحتی حدود دو مایل(۳ کیلومتر) است. او از آب به عنوان دالان مخابراتی استفاده کرد. گوگلیلمو مارکونی در دسامبر ۱۹۰۱ مخابرات بی سیمی بین سنت جانز در نیوفندلاند (کانادا) و پولدهو در کورن وال (انگلیس) ایجاد کرد که جایزه نوبل سال ۱۹۰۹ در رشته فیزیک را از آن خود کرد(که او این جایزه را با کارل براون سهیم شد). البته مخابرات رادیویی در سطح محدود را نیکولا تسلا در سال ۱۸۹۳ در انجمن ملی نور الکتریکی معرفی کرده بود. جان لاجی بیرد در ۲۵ مارچ ۱۹۲۵ توانست انتقال تصاویر متحرک را در فروشگاه زنجیره‌ای لندن نشان دهد. وسیله بیرد بر دسیک نیپکو استوار بود و بنابر این به عنوان تلویزیون مکانیکی معروف شد. اینها اساس پخش برنامه‌های آزمایشی بنگاه سخن‌پراکنی بریتانیا (BBC) شد که در ۳۰ سپتامبر سال ۱۹۲۹ آغاز شد. اما در سراسر قرن بیستم تلویزیون به اشعه لامپ کاتدی که کارل براون اختراع کرده بود، وابسته بودند. اولین نوع از چنین تلویزیونی که قول داده شده بود به نمایش درآید توسط فیلو فارنزورس ساخته شد و در ۷ سپتامبر ۱۹۲۷ به خانواده او نمایش داده شد.

شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت

در ۱۱ سپتامبر ۱۹۴۰ جرج استیبیتس(پدر کامپیوتر‌های دیجیتال)موفق شد با استفاده از ماشین تحریر معادلات پیچیده‌ای را در نیویورک بفرستد و جواب آن رادر کالجی در نیو هامپشیر دریافت کند. این شیوه کامپیوتر‌های مرکزی تا دهه ۱۹۵۰ نیز محبوب بود.تا این که در دهه ۶۰ تحقیقات در مورد گزینش بسته‌ای (ارسال داده‌ها به صورت بسته‌های مجزا) آغاز شد، این تکنولوژی به داده‌ها اجازه رفتن به کامپیتر‌های دیگر را می‌داد بدون اینکه از یک کامپوتر مرکزی عبور داده شود.در ۵ دسامبر ۱۹۶۹ ۴ گره(نقاط اتصال در شبکه‌ها) به وجود آمد، این شبکه که مبنای به وجود آمدن ارپانت(آژانس پژوهش‌های پیشرفته تحقیقاتی) شد، در سال ۱۹۸۱ شامل ۲۱۳ گره شبکه‌ای شد. توسعه ارپانت بر روی RFC(متنی که حاوی اطلاعاتی در باره استانداردهای مطرح شده‌است.) متمرکز بود.( چون در حین تشکیل از همگان می‌خواستند که نظرات خود را در مورد آن‌ها بدهند، به مدارک درخواست برای اعلام‌نظر یا (RFCs) معروف شدند.). در ۷ آوریل ۱۹۶۹ RFC۱ ساخته شد.این عمل مهم بود زیراکه آرپانت سرانجام در دیگر شبکه‌ها ادغام شد و اینترنت را به وجود آورد و بسیاری از قرارداد‌ها که اکنون اینترنت بر آن استوار است توسط RFC‌ها مشخص شده‌است. در سپتامبر ۱۹۸۱, RFC۷۹۱، پروتکل اینترنت(IPv۴)را و RFC۷۹۳ قرارداد کنترل انتقال را معرفی کرد و بدین گونه مجموعه قراردادهای اینترنت(غالبا شامل این دو) که اینترنت امروزی بر آن اساس است به وجود آمد. اما تنها پیشرفت‌های مهم حول RFC نبود.۲ قرارداد مهم برای شبکه‌های محلی در دهه ۷۰ به وجود آمد.اولاف سودربرم در ۲۹ اکتبر ۱۹۷۴ قرارداد حلقه رمزی را به ثبت رساند و قرارداداترنت را رابرت متکالف و قرارداد ارتباطات انجمن ماشین آلات کامپیوتر را دیوید باگز نوشتند.

کاربرد مدرن

تلفن

در شبکه‌های تلفن آنالوگ، تماس گیرنده به کمک گزینش تلفن خانه‌های مختلف به کسی که می‌خواهد با او صحبت کند وصل می‌شود.سوئیچ‌ها یک ارتباط الکتریکی را بین کاربرها برقرار می‌کنند و این تنظیمات سوئیچ‌ها وقتی که تماس گیرنده شماره می‌گیرد به صورت الکتریکی انجام می‌شود.وقتی که تماس برقرار شد، به کمک میکروفن جاگذاری شده در گوشی تلفن، صدای گیرنده تماس به امواج الکتریکی تبدیل می‌شود. سپس این موج(سیگنال) از طریق شبکه به مقصد فرستاده می‌شود و در آنجا به کمک یک بلندگو به صوت تبدیل می‌شود.مشابه این عملیات در آن طرف هم انجام می‌شود و به این صورت یک مکالمه انجام می‌شود. خطوط تلفن ثابت در بیشتر مناطق مسکونی به صورت انالوگ می‌باشد، که در آن صدا در گیرنده مستقیما به ولتاژ سیگنال بستگی دارد. با اینکه در تماس‌های مسافت کوتاه صدا در تمام مدت به صورت آنالوگ است، با افزایش مسافت، مراکز خدمات تلفن، سیگنال‌ها را قبل از رسیدن به مقصد به دیجیتال تبدیل می‌کنند.مزیت این کار این است که اطلاعات صوتی دیجیتال شده رامی توان در کنار اطلاعات اینترنتی فرستاد و می‌تواند در انتقال‌های راه دور جایگزین مناسبی شود.علاوه بر این از نویز کمتری هم برخوردار می‌باشد. تلفن همراه تاثیر زیادی بر شبکه‌های تلفن گذاشت.در حال حاضر پذیره نویسی تلفن‌های همراه از تلفن‌های ثابت در بیشتر مناطق فزونی یافته‌است. فروش تلفن‌های همراه در سال ۲۰۰۵، ۸۱۶ میلیون خط بود که تقریبا به صورت برابری در مناطق مختلف جهان صورت گرفته بود.از سال ۱۹۹۹ بیشترین رشد خرید خط تلفن همراه مربوط به افریقا با رقم ۵۸ درصد رشد بود. به طور افزاینده‌ای این تلفن‌ها از سیستم‌هایی استفاده می‌کنند که صدا را به صورت دیجیتال مخابره می‌کند، مثل GSM(سامانه جهانی ارتباطات سیار) یا W_CDMA، و سیستم‌های آنالوگ مانند AMPS رو به اضمحلال می‌روند. همچنین تغییرات جالبی درپشت پرده ماجرای ارتباطات تلفن روی داد.که با عملکردTAT-۸ در سال ۱۹۸۸ شروع شد و در دهه ۹۰ ما شاهد استفاده گسترده از سیستم‌هایی هستیم که بر پایه فیبر نوری می‌باشد.فایده استفاده از فیبر نوری این است که حجم بالایی از اطلاعات را می‌تواند ارسال کند. TAT-۸ می‌تواند تا ۱۰ برابر تلفن‌های زمان خود که از سیم‌های مسی استفاده مس کردند، انتقال اطلاعات داشته باشد. فیبرهای نوری در حال حاضر ۲۵ برابر TAT-۸ انتقال اطلاعات دارند. این افزایش حجم انتقال تابع عوامل متعددیست. اولاً، فیبر نوری در مقایسه با تکنولوژی‌های هم تراز از اندازه کوچکتری برخوردار است، دوماً فیبر نوری از تداخل ایمن می‌باشد، یعنی می‌توان چندین رشته فیبر نوری را در کنار هم قرار داد بدون اینکه بروی هم تاثیر بگذارند.و نهایتا پیشرفت در تسهیم(چند خبر راهمزمان‌ بر روی‌ یک‌ سیم‌فرستادن) سبب رشد زیادی در حجم اطلاعات در فیبرهای منفرد شد. همکاری ارتباطات در کنار شبکه‌های متعدد و پیشرفته فیبر نوری پروتکلی را که به انتقال حالت آسنکرون مشهور است به وجود آورد(ATM). پروتکل ATM به انتقال اطلاعات پیوسته که در چند خط بالا به آن اشاره شد، اجازه می‌دهد. ATM برای شبکه‌های عمومی تلفن مناسب است، زیرا گذرگاهی را برای اطلاعات در شبکه به وجود می‌آورد و پیمان ترافیک را با این گذرگاه مرتبط می‌سازد. پیمان ترافیک توافقی است بین کاربر و شبکه، که مشخص می‌کند شبکه اطلاعات را چگونه در دست بگیرد.اگر شبکه نتواند وضعیت پیمان ترافیک را ببیند، اتصال را قبول نمی‌کند.این مهم است زیرا تلفن می‌تواند توافقی را برای تضمین به دست آوردن نرخ بیت ثابت به دست آورد.یعنی اطمینان دهند که صداها نه با تاخیر ارسال شود و نه قطع شود. ATM رقبایی از جمله MPLS دارد که پیش بینی می‌شود که در آینده جایگزین آن شود.

رادیو و تلویزیون

در سیستم‌های رسانه‌ای، دکل‌های مخابراتی پر قدرت مرکزی امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالا را، به گیرنده‌های متعدد ارسال می‌کنند.امواج فرکانس بالا با سیگنال‌هایی که حاوی اطلاعات صوتی تصویری هستند تلفیق (مدوله) می‌شوند و توسط این دکل‌ها فرستاده می‌شوند.آنتن‌های گیرنده سپس خود را تنظیم می‌کنند تا امواج فرکانس بالا دریافت کنند و با استفاده از تفکیک کننده(دمدولاتور) اطلاعات را بازیابی می‌کند.سیگنال‌ها می‌توانند آنالوگ(سیگنال‌های متنوع پیوسته مرتبط با اطلاعات) یا دیجیتال (اطلاعات رمزی شده با مقادیر گسسته)باشد. صنعت پخش رسانه‌ای در زمینه گسترش خود با حرکت بسیاری از کشور‌ها به سمت پخش دیجیتال در مرحله حساسی قرار دارد.این حرکت با تولید مدار‌های مجتمع(IC) ارزان تر، سریع تر و قابل تر ممکن می‌شود.مزیت مهم پخش دیجیتال این است که از بسیاری از شکایت‌های پخش آنالوگ جلوگیری می‌کند.در تلویزیون، این شامل رفع مشکلاتی همچون تصاویر برفک و دیگر اعوجاج‌ها می‌باشد، این‌ها به دلیل خصوصیات ذاتی انتقال آنالوگ می‌باشد.به این معنی که این اختلال‌ها ناشی از نویزی است که در خروجی آشکار مس شود.انتقال دیجیتال بر این مشکل فایق آمد، زیرا سیگنال‌های دیجیتال در هنگام دریافت به صورت گسسته می‌باشند و در نتیجه اختلالات ناچیز تاثیری در خروجی نهایی ندارد. در شبکه‌های دیجیتالی تلویزیون، سه استاندارد در حال رقابت برای به دست آوردن مقبولیت جهانی می‌باشند. آنها ATSC,DVB,ISDB می‌باشند.مقبولیت این استاندارد‌ها در زیر نویس شکل دیده می‌شود. هر سه این استاندارد‌ها از MPEG-۲ برای فشرده سازی فایل‌های تصویری استفاده مس کنند.ATSC از Dolby Digital AC-۳ برای فشرده سازی فایل‌های صوتی استفاده می‌کند.ISDB از Advanced Audio Coding و DVB از استاندارد خاصی استفاده نمی‌کند ولی بیشتر از MPEG-۱ Part ۳ Layer ۲ استفاده می‌کند.در شبکه‌های دیجیتالی رادیویی، هماهنگی بیشتری در انتخاب استاندارد وجود دارد و آن پخش رادیویی دیجیتال می‌باشد.(البته به استاندارد Eureka ۱۴۷ نیز شهرت دارد.) استثنای آن آمریکا می‌باشد که از HD Radioاستفاده می‌کند. HD Radio بر خلاف پخش رادیویی دیجیتال بر پایه روشی است که بهIBOC مشهور است. در این روش اطلاعات دیجیتال بروی امواج FM AM سوار می‌شوند. به هر حال در حالي كه در حال گذار به ديجيتال هستيم،گيرنده هاي آنالوگ هنوز در همه جا رايج مي باشد.تلويزيون هاي آنالوگ همچنان در تمام كشور ها براي مخابره تصوير استفاده مي شود.آمريكا اميدوار بود كه پخش آنالوگ خود را تا پايان 2006 پايان دهد.كه اين امر به اوايل 2009 موكول شد.[۱۷] براي تلويزيون آنالوگ ،سه استاندارد در حال حاضر موجود مي باشد:NTSC,PAL,SECAM . اينجا. براي راديو آنالوگ ،تبديل به ديجيتال سخت است زيرا كه گيرنده هاي آنالوگ قسمتي از كل قيمت يك راديو ديجيتال مي باشد. حالت هاي مدولاسيون براي راديو آنالوگ ،مدولاسيون دامنه(AM) و مدولاسيون فركانس مي باشد(FM). براي داشتن پخش استريو،زير حامل مدوله شده AM در FM استفاده ميشود.

اینترنت

اينترنت شبكه جهاني كامپيوترها و كامپيوتر هاي شبكه اي است كه از طريق پروتکل اینترنت(IP) با يكديگر ارتباط برقرار مي كنند. هر كامپيوتر داراي يك نشانی پروتکل اینترنت واحد است كه از اين طريق ،كامپيوترهاي ديگر مي تواند اطلاعات را به آن ارسال نمايند. از اينرو هر كامپيوتري در اينترنت مي تواند با استفاده از اين نشانی پروتکل اینترنت هر پيامي را مخابره كند.از اين منظر مي توان اينترنت را يك رابط بين كامپيوتر ها ناميد. در 2008 ،برآورد شده است كه 21.9 % مردم دنيا به اينترنت با سرعت بالا دسترسي دارند.در آمريكاي شمالي 73.6%، در اقيانوسيه و استراليا 59.5% و در اروپا 48.1%.در دسترسي به اينترنت هاي پر سرعت كشورهاي ايسلند(26.7%)،كره جنوبي(25.4%)، هلند(25.3%) در جهان پيشرو مي باشند.

نوشته شده توسط جمال ابادی  | لینک ثابت | 2 نظرانتقال اطلاعات

انتقال اطلاعات

براي انتقال اطلاعات دو روش داریم : آنالوگ و ديجيتال در روش آنالوگ فركانس سيگنال عامل موثري در سرعت بود و در روش ديحيتال زمان عامل موثري بر سرعت بود . و به اين نتيجه رسيديم كه زمان و فركانس عكس يكديگر هستند .

در روش انتقال بصورت ديجيتال از نوع PCM يك كلمه هشت بيتي را در فاصله زماني 125 ميكروثانيه كه هر بيت ان با فاصله زماني 8/125 ثانيه منتقل ميشد را انتقال ميداديم .

noise در هر دوروش انتقال وجود داشت با اين تفاوت كه در سيگنال آنالوگ در فاصله زياد سيگنال در كانال از بين ميرفت و محو نويز ميشد و در خروجي سكوت دريافت ميكرديم . اما در انتقال ديجيتال نويز شايد بر چند بيت تاثير منفي ميگذاشت و درهرصورت سيگنال به مقصد ميرسيد .

سيگنال دريافتي در انتقال ديجيتال شفاف تر است .

مسافتي كه سيگنال ديجيتال ميتواند طي كند قبل از افت سيگنال بيشتر است تا در انالوگ .

در هر دوي اين روشها بايد از repeater براي تقويت سيگنال استفاده كرد . منتهي در انتقال ديجيتال به تعداد repeater هاي كمتري در فاصله معيني نيازمنديم تا در انتقال آنالوگ چون سيگنال ديجيتال فاصله بيشتري نسبت به آنالوگ را طي ميكند .

وظيفه repeater ان است كه سيگنال دريافت شده را تقويت كند و دوباره در كانال بفرستد براي ادامه مسير . در واقع Noise را از سيگنال ميگيرد .

Multiplexing

براي انكه در قالب پهناي باند 4 كيلوهرتز حجم و سرعت انتقال اطلاعات بالا رود . دو روش انتقال ديجيتال و انالوگ را مالتي پلكس ميكنند . تا حجم و سرعت انتقال اطلاعات بالا رود و تاخير زماني درانتقال كاهش يابد و در نتيحه بدون ايجاد تغيير فيزيكي در پهناي باند اطلاعات منتقل ميشود .

مالتي پلكسينگ به انتقال اطلاعات همزمان چندين كانال اطلاعاتي از درون يك كانال مشترك را گويند . از انجايي كه دو روش براي انتقال اطلاعات داريم دو روش براي مالتي پلكس نيز داريم : Code

FDM : Frequency Division Multiplexing

انتقال مالتي پلكس آنالوگ

فركانس را بين اطلاعات تقسيم ميكند . Code

TDM : Time Devision Multiplexing

انتقال مالتي پلكس ديجيتال

زمان را بين اطلاعات كانالها تقسيم ميكند . منظور از زمان همان 125 ميكروثانيه است .

در روش آنالوگ انتقال اطلاعات فركانسي بود در نتيجه مالتي پلكس تقسيم فركانس ميكند .

درروش ديجيتال انتقال اطلاعات زماني بود و در نتيجه مالتي پلكس تقسيم زمان ميكند .

FDM : ميتوان فرستنده را طوري طراحي كرد كه اطلاعات را از فركانس خاصي شروع به ارسال كند و تا فركانس خاصي خاتمه دهد . مثلا يك ايستگاه راديويي روي فركانس خاصي مثل 25.1 مگاهرتز تا 25.7 مگاهرتز اطلاعات را ارسال ميكند . دريافت كننده بسته به اينكه در كدام موقعيت جغرافيايي قرار دارد ميتواند اطلاعات را دريافت كند . مثلا شخصي در رودهن اطلاعات را روي فركانس 25.1 و همان شخص در بومهن روي فركانس 25.7 و در مازندران روي فركانس 25.7 دريافت ميكند .

همگي اين سيگنالها از يك ايستگاه ارسال ميشود . ككه پهناي باند راديو را در يك پهناي باند ديگر قرار ميدهد . در شبكه اي كه محيط انتقال اطلاعات انالوگ است اطلاعات به صورت انالوگ ارسال ميشوند .

در يك كانال FDM فرستنده به گونه اي طراحي ميشود كه فركانس از يك نقطه شروع به انتفال اطلاعات ميكند مثلا 60 كيلوهرتز و كوچكترين بخش FDM فركانس پايان 108 كيلوهرتز است . يعني از بين 60-180 كيلوهرتز سيگنال را دريافت ميكنيم . بنابراين پهناي باند ما 48 كيلوهرتز خواهد بود .

 Code

108-60=48 = 12*4Khz

هر يك از 4 كيلوهرتز ها ميتوانند اطلاعات يك مودم يا مكالمه تلفني باشند . به مجموع 12*4 كانال FDM گوييم . همانطور كه ميدانيد اين 4 كيلوهرتز پهناي باند كانال انتقال است .

بنابراين در هر لحظه 12 تا 28800 بيت انتقال خواهيم داشت .

گروه FDM به پنج دسته فركانسي تقسيم بندي ميشود كه روي هر كدام از ا نها اطلاعات يك كانال FDM قرار ميگيرد .

 Code

5*48=240

5*12=60 Terminal

12 سيگنال اطلاعاتي وارد مدولاتورهايشان ميشود كه داراي فيلتر پايين گذرهستند كه هر كدام مدولاترهايي 4 كيلوهرتزي هستند . لذا اطلاعات 60 كانال در خروجي ميرود .

در MASTER Group در پهناي باند ديگري 3 تا از FDM Group ها را مالتي پلكس ميكنيم .

 Code

3*5*48Khz=3*5**12*4KHz=180 Terminal

كه اطلاعات 180 ترمينال روي دو رشته سيم قرار ميگيرند .

Super Master Group يا ابرگروه :

اطلاعات 5 تا از Master Group ها را وارد كانال ميكند

 Code

5*3*5*48=5*3*5*12=900 Terminal

اين حد حد نهايي انتقال است چرا كه در تكنولوژي حاضر وارد كردن اطلاعات بيش از 900 ترمينال مقرون به صرفه نيست .

مقاديري كه در مالتي پلكس اطلاعات ذكر شد كه از 12 به 5 سپس به 3 و دوباره به 5 بود همگي بر اساس توابع مدلينگ رياضياتي بوجود امده است . كه بهترين واكنش را دربرابر نويز داشته باشد .

پايه تمام سيستمهاي مهندسي رياضيات است .

مالتي پلكس ديجيتال TDM مالتي پلكس تقسيم همزمان :

زمان تقسيم شونده ما همان 125 ميكروثانيه است .

دو نوع سيستم TDM داريم :

TDM32 يا PCM30

TDM24 يا PCM24

در ايران از سيستم TDM32 استفاده ميشود كه پايه ان از سيستم الماني هاست .

در هر كدام از فاصله ها (32/125 ميكروثانيه) يك كلمه PCM قرار ميگيرد . كه معادل 8 بيت اطلاعات است .

Code

32*8 Bit

در PCM تنها يك كلمه را در زمان 125 ميكروثانيه منتقل ميكنيم . در حاليكه در اين روش در 32/125 ميكروثانيه يك كلمه PCM منتقل ميشود . سرعت هر كدام از يك كلمه ها(هشت بيتي) 64 KBps است .

چون 32 فاصله زماني (كلمه PCM) درون يك قاب زماني هستند كه طول 125 ميكروثانيه دارند يعني 8000 بار در ثانيه تغيير ميكند .

مثلا سرعت اتوبوسي 8000 است كه در ان 32 نفر هستند لذا نتيجه گرفته ميشود 32*8000 بار سرعت داريم .

در نتيجه هر كدام از كلمه ها 8000 بار تغيير ميكند كه خود هشت بيت هستند . در نتيجه سرعت هر كدام 64Kbps است كه به هر كدام Time Slot (حفره زماني) گوييم .

در واقع 30 تايم اسلات براي انتقال واقعي اطلاعات داريم . Code

30*64KBps=1920 Kbps ~ 2 MBps   : E1

به اين خطوط خطوط E1 گفته ميشود .

دو حفره زماني 16 و 0 براي SERVICES رزرو شده اند .

كانال 1-15 و كانال 17-31 را كانال اطلاعات گويند .

حفره زماني 16 : اطلاعات كنترل را در بر دارد .

حفره زماني 0 : اطلاعات خاص سيگنال را در بر ميگيرد . قاب صفر براي همزماني شبكه ها با هم به كار ميرود .

شبكه براي ارسال و دريافت اطلاعات بايد همزمان باشند . اگر همزمان نباشند ممكن است يك قاب زودتر و يك قاب ديرتر برسد كه اين دير يا زود شدن باعث حذف مقداري اطلاعات ميشود .

اين همزماني از طريق ارسال اطلاعات انجام ميشود . به اين معني كه فرستنده براي ارسال قاب اطلاعاتي در شروع يك سري اطلاعات ميفرستد كه به ان اطلاعات ‍ اطلاعات همزماني گويند كه در پايان انرا تكرار ميكند .

اطلاعات پاياني قاب مبين پايان قاب است و اگر اخرين قاب نباشد شروع قاب جديد را اعلام ميدارد . براي فهميدن انكه قابها از سمت فرستنده تمام شده اند فرستنده در انتهاي اخرين قاب كدي براي فهماندن انكه ارسال قابها به پايان رسيد ميفرستد . ان كد 7E هگزادسيما است .

اطلاعات در ابتدا و انتهاي قاب TDM32 قرار ميگيرد كه اين اطلاعات را كانال صفر حمل ميكند . Quote:

TDM24

در اين روش به جاي انكه دو تايم اسلات صفر و شانزده براي اطلاعات كنترلي و همزماني اشغال شوند . به جاي ان اين دو كانال نيز حمل كننده اطلاعات ميشوند و تنها يك بيت اضافي در انتهاي اطلاعات همان كار اسلاتهاي 16 و صفر را انجام ميدهد .

در نتيجه در اين روش تمام حوزه هاي زماني به انتقال اطلاعات ميپردازد .

Code

24*8Bit+1=192+1=193 bit

24*64Kbps+1*8Kbps=1544 Kbps

24*64KBps=1536Kbps~1.5 Mbps      خط T1