Kompyuter tarmoqlarida qo’llaniladigan kabellar va ularning xillari

1.5 Nazariy qisim


Axborot uzatish tizimi va har bir qismini vazifalari

Axborot manbai bilan aniq xabarlar to’plami bog’langan. Uning muammosi ba’zi bir xabarlarni mumkin bo’lgan generatsiyasi to’plamidan bitta xabarni tasodifiy tanlashdan iborat. Qanday aniq xabar bo’lishi juda bo’lmasa kimga u belgilanishi oldindan ma’lum emas. Faqat ma’lumki xabar birorta to’plamga belgilangan. Xabar turli turda bo’ladi:

-simvollar foydalanuvchi to’plami;
-vaqtning detirmirlangan foydalanuvchi to’plami;
-ba’zi–bir uzluksiz fizik kattalikning cheksiz qiymati to’plami.


Xabar turlari

Xabar diskretli yoki uzluksiz bo’lishi mumkin. Agar mumkin bo’lgan qiymatlarning foydalanuvchi to’plamiga ta’lukli bo’lsa xabar diskretli deyiladi.

Cheksiz to’plamdan tanlangan xabar esa uzluksiz deyiladi.
Uzatgich xabarni uzatiladigan signalga o’zgartiradi. Uzatgichning kirishidan har bir mumkin bo’lgan xabar chiqishida signalning mumkin bo’lgan qiymatining bittasiga qat’ian belgilangan qoida bo’yicha o’zgartiriladi. Xabarni signalga o’zgartirish qoidasi xabar va signal turiga bog’liqlikda turlicha bo’ladi. Masalan: modulyatsiya, kodlash manipulyatsiya.
Transport yoki telekommunikatsiya tarmog’i aloqa liniyalaridan uzatish tarmog’i va kommutatsiya tugunidan iborat.


Aloqa liniya turlari. Aloqa kanallari

Aloqa liniyalari o’zi bo’yicha signalni uzatuvchi fizik muxitdir. Aloqa liniyasining bittasi bitta yoki bir necha ko’p kanalli aloqalarini amalga oshirish uchun bir vaqtda xizmat qilishi mumkin. Ma’lumotlarni uzatish muxitiga bog’liq ravishda quyidagi aloqa liniyalari farqlanadi:

-simli (xavodan o’tgan);
-kabelli va yo’ldoshli aloqa radio kanallari;
-infraqizil nurlar.
Simli (xavodan o’tgan)aloqa liniyalari ustunlar orasida va xavoda osilib turgan xech qanday izolyatsiyasi yoki ekranlashtiruvchi o’rami yo’q simlarni o’zida namoyon qiladi.
Bu aloqa liniyalari bo’yicha telefon va telegraf signallari uzatiladi. Lekin boshqa imkoniyat bo’lmaganda kompyuter ma’lumotlarini uzatishda ishlatiladi. Tezligi va buzilishlarga xalaqitbardoshligi past.
Kabelli liniyalar etarli murakkab konstruktsiyaga ega. Kabel bir necha qatlam izolyatsiyaga yani elektrik, elektromagnit, mexanik iqlimga ega bo’lib, ular ichida joylashgan o’tkazuvchidan iborat. Kabel bundan tashqari o’ziga turli qurilmalarni tezlik bilan ulashni bajarishga yo’l beruvchi raz’yomlar kiritilgan bo’lishi mumkin.

Telekommunikatsiya tarmoqlari tizimlarida kabelning uchta asosiy turi ishlatiladi:

-mis simlarni jufti buralib aylantirilishi asosidagi kabellar;
-mis tomirli(jila) koaksial kabellar;
-optik tolali kabellar.
Buralib aylantirilgan juft simlar vitaya juftlik(twistedPair) deyiladi. U ikki variantda tayyorlanadi: ekranlangan (STP-shied ded Twisted Pair) va ekranlanmagan (UTP-Unshielded Twisted Pair).
Koaksial kabel (coaxial) simmetrik bo’lmagan konstruktsiyaga ega va ichi mis simdan izolyatsiyadan va oplyotka o’ramidan iborat. U lokal, global tarmoqlar va kabelli televidenieda ishlatiladi.
Optik-tolali kabel (optical fibir) ingichka (5....60 mikron) tolalardan tashkil topgan. Tolalar bo’yicha nurli signallar tarqatiladi. Bu sifatliroq kabel turi bo’lib, u juda yuqori tezlik bilan (10G bit/c gacha va undan yuqori) ma’lumotlarni uzatishni va tashqi buzilishlardan ma’lumotlarni ximoyasini ta’minlaydi.
Erdagi va yo’ldoshli aloqa radiokanallari radio to’lqinlarning uzatgichi va qabul qilgichi yordamida hosil qilinadi. Radiokanallarni ko’p turlari mavjud. Ular ishlatilayotgan chastotali diapazoni, aloqani uzoqligi (masofasi) bilan farqlanadilar. Misol uchun: qiska, o’rta, uzun to’lqinlar diapazonlari, ularda signalni modulyatsiya usuli ishlatilgan turi bo’yicha amplitudali modulyatsiya diapozoni (AM – amplitude modulation) deb ham atalishi mumkin. Radiokanallar uzoq masofaga aloqani ta’minlaydi, lekin ma’lumotlar uzatish tezligi yuqori emas. Tezliroq kanal bo’lib ultra qisqa to’lqin diapozonida ishlovchi hisoblanadi. Ularga chastotali modulyatsiya (FM – frequency modulation) xarakterlidir. Yana juda yuqori chastota diapozoni kiradi (JYuCh yoki mikrowaves) kanallari kiradi. JYuCh diapazoni (4 GGts dan iborat)da signallar endi erni ionosferasi bilan aks ettirilmaydi va doim aloqa uchun uzatkich va qabul qilgich orasida to’g’ri ko’rish borligi kerak. Shuning uchun bu chastotalarni bu shartlar bajariladigan yoki yo’ldoshli kanallar, yoki radio releli kanallarida ishlatadilar.
Infra qizil nurlar. Infraqizil simsiz tarmoqlar infraqizil ma’lumotlar uzatish uchun ishlatiladi. Bu kabi tizimlarda juda kuchli signal generatsiyalash kerak, chunki qarshi holda boshqa manba etarli o’zini ta’sirini ko’rsatadi.
Infraqizil nurlarni yoyilishidagi tarmoqlar. Bunday texnologiyada signallar devor va shipdan aks etib oxirida qabul qilgichga etib boradi. Samarali soxasi taxminan 30Mga cheklanadi. Uzatish tezligi katta emas chunki hamma signallar aks etgan.
Aks etgan infraqizil nurlardan tarmoqlar. Bunday tarmoqlarda kompyuter yonida joylashgan optik trantsevlar signalni kerakli joyga uzatadi, undan kerakli kompyuterga trantsiyalash qilinadi.
Keng yo’lakli optik tarmoqlar. Bu yo’ldoshli kanallar yoki radiorelili kanallarda ishlatiladi. Kompyuter tarmoqlarida hozirgi vaqtda amaliy hamma ma’lumotlarni uzatishning fizik muxiti ishlatiladi, lekin eng istiqbollisi optik tolali hisoblanadi. Bu asosida yirik territoriyali tarmoqlar magistrallari, lokal tarmoqlarning yuqori tezlikli aloqa liniyalari qurilmoqda. Vitaya juft ham taniqlidir. U abonent tarmoqlarida (100m.gacha) ishlatiladi. Yo’ldoshli kanallar va radioaloqa, kabelli aloqa ishlatish mumkin bo’lmagan holda ishlatiladi.
Transport tarmog’i bu telekommunikatsiya tarmog’i va tizimlaridir. U aloqa liniyalaridan uzatish tizimidan, kommunikatsiya tuguni (marshrutizator, ISP, DSP kommutatorlardan, kommutatsiya markazi, bazaviy stantsiya vax.k.) daniborat.
Signal sifatida axborotni uzatish uchun katta sonli parametrlar bilan xarakterlanuvchi turli fizik jarayonlar yoki ob’ektlar ishlatiladi. Lekin bu jarayonlar parametrlarining hammasi ham axborot uzatish nuqtai nazaridan to’g’ri emas. Shuning uchun ko’pincha axborotni uzatish uchun ishlatidigan taxminiy ko’rinishi ishlatiladi – signal modeli. Signal quyidagi parametrlar bilan farqlanadi: tuzilmaviy, identifikatsiyalovchi, axborotli.
Tuzilmaviy parametrlar - signallarni erkinlik daraja sonini aniqlaydi.
Identifikatsiyalovchi parametrlar, foydali signalni bu adresatga tegishli bo’lmagan boshqa signallar muxitidan boshqa signallar muxitidan ajratish uchun xizmat qiladi.
Axborotli parametrlar uzatilayotgan axborotni kodlash uchun ishlatiladi. Signal axborotli parametrlari bo’yicha diskrit va uzluksiz signallarga farqlanadi. Agar signalning axborotli parametrlarining mumkin bo’lgan qiymatlarining ko’pligi, oxiri bor yoki hisoblash mumkin bo’lsa, unda signal shu parametrlari bo’yicha «diskret» deyiladi. Agar signalni axborotli parametrlari kontinium qiymat qabul qilsa, shu parametr bo’yicha signal uzluksiz deyiladi. Agar axborotli parametri bitta bo’lmasa, bitta parametr bo’yicha diskret, boshqa parametr bo’yicha uzluksiz bo’lishi mumkin. Shuning uchun “signal xolati” tushunchasidan foydalanish qulaydir. U har bir bo’shliq darajasi bo’yicha axborotli parametrlarga qanday aniq qiymat qabul qilishini aniqlaydi.
Shunday qilib signalning ixtiyoriy modeli uchun (diskret qiymatlar yoki uzluksiz jarayonlar) axborot uzatish jarayonini ma’nosi o’zgarmaydi va quyidagidan tashkil topadi:
-uzatgichda xabar signal holatiga transfiranlanadi;
-kanalda signal tashqi ta’sir ostida buzilaadi va signal holati bilib bo’lmaydigan holda o’zgaradi;
-qabul qilgichda signalni o’zgargan holati bo’yicha uzatilgan xabarga nisbatan qaror qabul qilinadi.
Axborotni uzatish jarayonini buzilishlariga bardoshliligini oshirish uchun ko’p sonli holatli signallar ishlatiladi. Bu hamma mumkin bo’lgan xabarni kodlash uchun kerak.
Aloqa kanallari bo’yicha qanday signallar uzatilganiga qarab, analog (uzluksiz) va raqamli (diskret) kanallar farqlanadi.
Analogli kanallarda uzatkich xabar manbasini uzluksiz kanallar bilan moslashtirish qurilma rolini bajaradi, ya’ni uzluksiz yoki diskret xabarni shu aloqa xabari bo’yicha uni o’tishini ta’minlovchi shunday tavsiflar bilan tuzilmaviy parametrlari bo’yicha uzluksiz signalga o’zgarishni bajaradi. Bunday kanallarda muxit va signal parametrlarini moslashtirish uchun amplitudali, chastotali, fazali va kvadratura-amplitudali modulyatsiyalar qo’llaniladi.
Raqamli kanallarda uzatkich chiqishida va qabul qilgich kirishida tuzilmaviy parametrlar bo’yicha diskret signal bo’ladi. Ularda ma’lumotlar uzatish uchun o’zini sinxronlovchi kod, analogli signalni uzatish uchun – impuls kodli modulyatsiya ishlatiladi.