Posted: Sat Apr 23, 2005 10:37 am Post subject: Multiplexing و محيط انتقال راديويي
براي انتقال اطلاعات دو روش ذكر كرديم : 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 :
FDM : Frequency Division Multiplexing
انتقال مالتي پلكس آنالوگ
فركانس را بين اطلاعات تقسيم ميكند .
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 .
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 .
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 .
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
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 .
[img]http://img243.echo.cx/img243/4034/pcm305uw.gif[img]
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 .
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 .
[img]http://img221.echo.cx/img221/7625/tdm245xd.gif[img]
24*8Bit+1=192+1=193 bit
24*64Kbps+1*8Kbps=1544 Kbps
24*64KBps=1536Kbps~1.5 Mbps خط T1
محيطهاي انتقال اطلاعات :
دو دسته اند :
راديويي ( هدايت نشده )
كابلي ( هدايت شده ) < مكان حركت ان مشخص است .
هدايت نشده :
با استفاده از فضاي آزاد ( اطراف كره زمين ) چون هنگامي كه سيگنال در آن قرار ميگيرد كنترلي بر آن نداريم و تابع وضعيت فضا ميشود .
تفاوت ميان دو محيط هدايت شده و هدايت نشده در انستكه در محيط راديويي شكل سيگنال بصورت امواج الكترومغناطيسي است اما درمحيطهاي كابلي ( دو گروه : يك گروه در قالب سيگنال هاي الكتريكي و يك سري نيز در قالب سيگنالهاي نوري هستند ) .
در نتيجه سيگنال ما به سه صورت ميتواند منتقل شود ( الكتريكي نوري الكترومغناطيسي )
محيط هدايت شده :
TP : Twisted Pair به هم تابيده شده
Coaxial هم محور
FOC : Fiber Optic Cables
هدايت نشده :
Micro Wave
Terrestrial ماهواره اي ( فرافضايي )
سيگنالهاي محيط هدايت نشده هم جنس با سيگنالهاي noise هستند (الكترومغناطيسي)
در محيط هدايت نشده انتقال اطلاعات به صورت سيگنالهاي الكتريكي است و تشكي لشده از الكترون است كه باردار ميشوند و در نيتجه نويز را به خود جذب ميكند .
تنها محيطي كه نويز تحت هيچ شرايطي نميتواند بر ان اثر بگذارد FOC است . سيگنال در اين نوع در قالب امواج نوري منتقل ميشود . چون امواج نوري از نظر ساختماني از ذرات فتوني ( خنثي بدون بار) تشكيل شده اند لذا جذب نويز نميشوند . بنابراين تنها محيط انتقال بدون نويز است .
محيط انتفال راديويي :
محيط ازاد به دو گروه تقسيم ميشود چون ساختمان اطراف كره زمين از لحاظ عملكرد به دو صورت عمل ميكند ( جاذبه باشد و جاذبه نباشد )
فضاي زمين بطور كلي به دو لايه تقسيم ميشود كه لايه اول 450 كيلومتر تا بالاي سطح زمين است . ( جو و جاذبه و موثر است ) اين محيط ويژه امواج مايكرويو است كه جاذبه بر ان موثر است . اين لايه محيط انتقال است . لايه دوم از 450 كيلومتري سطح زمين شروع و تا بينهايت ادامه پيدا ميكند و جاذبه زمين بر ان تاثيزري ندارد و ضخامتي بي انتها دارد . خصوصيت اين لايه ان است كه اگر امواج الكترومغناطيسي وارد اين محيط شوند ديگر به زمين باز نميگردند . زيرا تنها راه بازگرداندن سيگنال به زمين قرار دادن ماهواره است . با كمك repeater سيگنال را به سمت ديگيري از زمين منتقل ميكنيم .
از لحاظ تاثيز نويزي كه بر سيگنال ميگذارد . لايه اول خصوصياتي خواهد داشت .
لايه اول به خود به چهار لايه تقسيم ميشود از لحاظ عملكردي كه روي امواج الكترومغناطيسي دارد .
Optical Layer
بخشي از انرژي سيگنال مستقيم و بخشي ديگر به سطح زمين برخورد ميكند كه نقش اينه دارد و چون مانند نور رفتار ميكند به ان لايه نور گويند .
شرط ارسال و دريافت ان است كه هر دو داراي خط ديد باشند كه اين خط ديد را Line of sight گويند . اگر مانعي بين اين دو باشد سيگنال عبور نميكند .
Surface Layer
براي انتقال سيگنال حركت سيگنال تابع سطح زمين ميشود و چون سطح زمين ناهموار است لذا موج نيز ناهموار ميشود باين امواج اصطلاحا امواج سطحي گويند .
هواپيما در اين سطح براي دريافت رادار حركت ميكند .
لايه سوم :
در اين لايه تجزيه مولكولي رخ ميدهد كه بدليل شرايط نامناسب جوي است . اگر فرستنده سيگنالي به درون اين محيط بفرستد موج الكترومعناطيسي شكسته ميشود و به زمين باز ميگردد ( شكست موج به صورت ناگهاني رخ ميدهد ) باين لايه اصطلاحا Scatter Layer گويند .
لايه چهارم :
300 تا 400 كيلومتر ضخامت دارد . در اين لايه تغييرات جوي داريم . در اين لايه تجزيه يوني باعث شكست سيگنال ميشود . يون ها عناصر باردار منفي هستند .به اين لايه لايه يونوسفر زمين ميگويند Ionosphere Layer . يونها در اين لايه باعث شكست تدريجي سيگنال ميشوند .
لايه پنجم :
در اين لايه سيگنال باز نميگردد و تنها راه بازگشت سيگنال قرار دادن ماهواره است .
در تمام مسير نويز وجود دارد كه باعث ميشود انرژي زيايد از دست برود . يعني فرستنده بايد بقدري قدرت داشته باشد كه سيگنال براي گيرنده قابل درك باشد .
در طي مسير سيگنال افتي بوجود مي ايد .
به اين افت Lass گويند كه با L نمايش داده ميشود . و واحد ان dB دسي بل است .
سه افت باعث تضعيف سيگنال ميشوند :
L انديس f كه افتناشي از فضاي ازاد .
L انديس fa كه يك لحظه سيگنال ميرود و دوباره باز ميگردد و اين عمل مداما تكرار ميشود Failing Lass اين عمل بدليل تغييرات جوي است .
و L انديس o
You cannot post new topics in this forum You cannot reply to topics in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot vote in polls in this forum
Profile 
Log in to check your private messages | 
FAQ 
Search 
Memberlist 
Usergroups 
Log in
Register
