Datacommunicatie: gebruik van nieuwe technologieën voor datacommunicatie

Datacommunicatie: gebruik van nieuwe technologieën voor datacommunicatie!

Netwerken worden ontwikkeld met behulp van datacommunicatietechnologie. Business datacommunicatiesysteem bestaat uit computers, terminals en communicatieverbindingen en verzendt verschillende soorten gegevens zoals numeriek, tekstueel, grafisch, beeld, stem, enz.

Met dank aan: einstein.stanford.edu/highlights/sb2-060706-new_moc.jpg

De communicatieverbindingen worden tot stand gebracht door verschillende apparatuur en software. De vereisten voor apparatuur en software zijn in grote mate afhankelijk van het type signaal, communicatiekanaal, topologie van netwerken, enz.

Analoge en digitale signalen:

Het elektromagnetische signaal dat wordt gebruikt in datacommunicatie kan van twee soorten zijn, namelijk analoog en digitaal. Analoge signalen zijn continue signalen omdat hun intensiteit in de loop van de tijd op een soepele manier varieert. Digitale signalen daarentegen zijn discrete signalen waarbij de signaalintensiteit enige tijd op een constant niveau wordt gehandhaafd en gedurende de volgende tijdsperiode wordt gewijzigd in een ander constant niveau.

Het spraaksignaal is een typisch voorbeeld van een analoog signaal, terwijl de digitale 'aan uit'-pulsen die binaire gegevens voorstellen, voorbeelden zijn van digitale signalen. De binaire signalen worden gegenereerd door computers, terminals en andere gegevensverwerkingsapparatuur.

Digitale signalen zijn minder duur om te verzenden en zijn gevoeliger voor ruis en interferentie en dus is de lengte van het kanaal een serieus probleem voor de digitale gegevens. De overdracht van digitale gegevens door draden gaat gepaard met het probleem van verzwakking van het signaal naarmate de afstand tussen de communicatiesystemen toeneemt.

Daarom is het voor communicatie over lange afstand noodzakelijk om de bestaande telecommunicatielijnen te gebruiken. De bestaande telecommunicatielijnen zijn alleen in staat om analoge signalen te dragen. Om deze lijnen te kunnen gebruiken, worden de digitale gegevens omgezet in analoog en aan het einde van de ontvanger worden de analoge gegevens omgezet in digitale gegevens met behulp van een 'modem', zoals weergegeven in figuur 11.2.

Communicatie kanalen:

Het communicatiepad tussen twee apparaten waardoor gegevens worden verzonden, wordt het communicatiekanaal genoemd. De capaciteit kan worden gemeten aan de hand van de bandbreedte en transmissiesnelheid.

Grotere bandbreedte is vereist voor fax- of videotransmissie, terwijl voor eenvoudige spraaktransmissie de bandbreedte van 4000 hertz (Hz) een duizendste van de bandbreedte vereist voor videotransmissie is. De vereiste bandbreedte neemt evenredig toe met de toename van het aantal gebruikersapparaten tegelijkertijd.

Snelheid van verzending wordt gemeten met behulp van verschillende eenheden, maar vanuit het oogpunt van de gebruiker is de meest bruikbare maat tekens per seconde (cps).

Beide maatregelen worden bepaald door een groot aantal factoren, zoals transmissiemedium, lengte van verzending, wijze van verzending, enz.

De opties met betrekking tot deze factoren worden hieronder geëvalueerd:

Transmissie medium:

Het transmissiemedium is de fysieke koppeling tussen de verzendende en de ontvangende apparatuur. Het medium omvat draden, coaxkabels, microgolven, lasers, glasvezel en digitale netwerken.

a) De draden met getwist paar worden zeer vaak gebruikt als transmissiemedia voor analoge signalen, evenals digitale signalen en vinden daarom toepassingen in telefoonsystemen (EPBX-systemen). Het heeft een transmissiesnelheid van maximaal 10.000 tekens per seconde. Dit is minder duur en een gemakkelijk te gebruiken medium. Maar naarmate de afstand tussen zender en ontvanger toeneemt, wordt dit medium vatbaarder voor interferentie en ruis.

Hun verbindingen zijn kwetsbaarder en zijn dus moeilijk te onderhouden. Dientengevolge worden twisted-pairdraden hoofdzakelijk gebruikt in netwerken waar terminals vrij dicht bij elkaar liggen en / of vanwege kostenoverwegingen.

Met de vooruitgang op het gebied van ISDN-technologie (Integrated Services Digital Network), vinden de kabels met gedraaide paren acceptatie, zelfs voor gegevensoverdracht over lange afstand. ISDN is in feite een digitaal telefoongesprek of een digitale hogesnelheidscommunicatiedienst die spraak en gegevens gelijktijdig over bestaande twisted pair-telefoonbekabelingssystemen verzendt.

De gegevensoverdrachtsnelheid gaat in dit geval tot 250.000 tekens per seconde met datacompressiefaciliteit. ISDN is het meest geschikt voor het verzenden van grote gegevensbestanden met tussenpozen gedurende de dag in plaats van via zeer interactieve verbindingen. ISDN-diensten worden algemeen geaccepteerd door bedrijven in de gezondheidszorg en financiële dienstverlening die in batches bulk-gegevensoverdracht vereisen.

b) Coaxiale kabels zijn opgebouwd uit geleidende cilinders met een draad in het midden. Deze kabels worden gebruikt voor het verzenden van zowel digitale als analoge signalen. Ze zijn sneller (transmissiesnelheid tot 1 miljoen tekens per seconde) dan kabels met twisted pair in transmissiesnelheid. Ze zijn ook minder gevoelig voor ruis en interferentie vanwege hun afgeschermde en concentrische constructie. Ze zijn eenvoudig te installeren en te onderhouden. Ze zijn echter iets duurder dan kabels met gedraaide paren.

c) Glasvezelkabels bestaan ​​uit dunne filamenten van glas of kunststof die optische stralen kunnen geleiden met een snelheid dichter bij die van licht. Optische vezelkabels nemen minder ruimte in beslag voor hetzelfde transmissievermogen omdat ze vrij dun zijn.

Ze hebben nog een voordeel als communicatiemedium; ze zijn geïsoleerd van externe elektromagnetische velden. Ze ondersteunen tegelijkertijd spraak, video en gegevens vanwege de hoge bandbreedte en hogere transmissiesnelheid (tot 5 miljoen tekens per seconde) met minimaal signaalverlies.

Ze vinden toepassingen in lange afstanden trunks, metro trunks, landelijke beurzen en lokale netwerken. Ze zijn echter duur en vereisen vaardige installatie en onderhoud.

d) Microgolftransmissie maakt gebruik van high-end radiofrequentie en vereist speciale apparatuur voor transmissie en ontvangst (typische schotelantenne voor microgolfovens). Deze systemen verzenden gegevens over een 'zichtlijnpad' met behulp van antennes op een relaistoren die hoog genoeg is om over de tussenliggende obstakels te kunnen zenden.

Met de toenemende vraag naar microgolftransmissie is er een mogelijkheid van overbevolking van frequenties resulterend in overlapping en interferentie. Daarom zijn de toewijzingen van frequentiebanden strikt gereguleerd. De vaak gebruikte frequenties voor dergelijke overdracht liggen in het bereik van 2 tot 40 GHz.

e) Satellietcommunicatiesysteem met VSAT-communicatiesatelliet is een microgolfrelaisstation dat zich in stationaire banen van ongeveer 35784 Km bevindt. boven de evenaar. Een communicatiesatelliet bestuurt een aantal frequentiebanden die transponders worden genoemd.

Een typische transponder heeft een bandbreedte van 36 tot 76 MHz. Het kan point-to-point-link of uitzendlink bieden aan ontvangers. Een schematisch diagram van satellietcommunicatiesysteem is weergegeven in figuur 11.3.

De Very Small Aperture Terminal (VSAT) -knooppunten worden in een netwerk samengebundeld met behulp van een antenne die is bevestigd aan de geo-stationery-satelliet, zoals hierboven is weergegeven. De antenne fungeert als een repeater en het master-aarde-station versterkt het signaal en houdt ook rekening met de gegevensstroom.

Omdat de satellieten zich op grote hoogte bevinden, worden de kansen op interferentie door atmosferische omstandigheden volledig geëlimineerd. Twee satellieten die dicht bij elkaar zijn geplaatst en dezelfde frequentieband gebruiken, kunnen echter met elkaar interfereren.

Het aantal satellieten dat dicht bij elkaar kan worden geplaatst, is dus beperkt. In het geval van relatief lage verkeersvolumes scoren satellieten op communicatie op basis van optische vezels. Het heeft ook het voordeel van een uitzendfaciliteit die er niet is in het geval van optische vezels.

Deze technologie vindt zijn toepassing in bedrijven die hun geografisch verspreide kantoren, magazijnen, dealers, verkopers, enz. Willen linken. Deze technologie is erg populair in de bank- en financiële dienstensector, de distributie-industrie, de auto-industrie, toerisme, multi-site productie en regering.

Er zijn twee opties voor het opzetten van een VSAT-netwerk:

Prive netwerk:

In India hebben slechts een handvol grote bedrijven de licentie om hun eigen netwerk op te zetten. De National Stock Exchange heeft een van de grootste VSAT-gebaseerde beurzen ter wereld en misschien wel het grootste particuliere VSAT-netwerk met meer dan 2000 VSAT's die al in het hele land zijn geïnstalleerd met zijn hub in Mumbai.

Dit netwerk stelt de makelaars in staat om bestellingen te plaatsen, online marktinformatie te bekijken en transacties rechtstreeks uit hun kantoren in verschillende steden uit te voeren. De netwerkbeschikbaarheid is 99, 7% en de uniforme responstijd minder dan 1, 5 seconden voor makelaars met een foutfactor van 1 op 10 miljoen bits.

Shared Hub Services:

Een aantal communicatiebedrijven biedt diensten aan om de hub met anderen te delen. Bedrijven die een beperkt aantal VSAT-locaties nodig hebben, kunnen besparen op initiële investerings- en exploitatiekosten door de diensten van dergelijke dienstverleners in te huren.

f) Lasers bieden een groot potentieel voor datatransmissie zonder de overvolle frequenties te dichten. Maar de problemen zoals het gebruik van optische frequentie en de behoefte aan zichtlijnen maken lasercommunicatie alleen geschikt voor verbindingen op korte afstand.

Hoewel elk transmissiemedium vanwege zijn voordelen en beperkingen zijn eigen toepassingsgebieden heeft, zal een typisch datacommunicatiesysteem een ​​geschikte mix van verschillende soorten media gebruiken.

Technieken voor gegevensoverdracht:

Voor elke succesvolle overdracht van informatie tussen twee apparaten zijn naast het transmissiemedium en de apparaten enkele mechanismen nodig. Er kan worden opgemerkt dat de computer over het algemeen digitale signalen genereert en dat communicatie tussen twee computers dus kan plaatsvinden zonder het signaal te wijzigen.

De communicatiekanalen, de snelwegen van communicatie die al beschikbaar zijn, zijn voornamelijk ontworpen voor het verzenden van analoge signalen. Gelukkig hoeft digitale informatie niet alleen met behulp van digitale signalen te worden verzonden.

Analoog kan analoge informatie ook worden verzonden na conversie in een digitaal signaal. Omdat digitale pulsen niet effectief kunnen worden overgedragen via telefoonlijnen die zijn ontworpen om spraak te verzenden, wordt digitale informatie die via telefoonlijnen moet worden overgedragen, gerepresenteerd in analoge signalen (gemoduleerd) die zijn ingevoegd op de telefoonlijnen.

Aan het ontvangereinde wordt het analoge signaal omgezet in een digitaal signaal (gedemoduleerd) om de ontvangende computer in staat te stellen het signaal te accepteren. Het apparaat dat verantwoordelijk is voor moduleren en demoduleren wordt 'modem' genoemd.

Er zijn verschillende soorten modems op de markt met verschillende functies op het gebied van snelheid en connectiviteit. De populaire snelheid is 56000 bps, hoewel snellere modems ook vandaag beschikbaar zijn. Snellere modems zijn duur om te installeren, maar ze verlagen de transmissiekosten door de verzendtijd te verkorten. De totale tijd die de transmissie duurt, is echter ook afhankelijk van de snelheid van het transmissiemedium.

Wijzen van verzending:

Simplex- en duplexkanalen:

Analoge signalen kunnen worden verzonden via simplexkanalen waardoor gegevens slechts in één richting kunnen stromen. Een terminal die is verbonden met een dergelijk kanaal is een alleen verzenden of een alleen-ontvangend apparaat en dergelijke terminals zijn zelden in gebruik.

De halfduplex transmissiekanalen maken afwisselend transmissies van beide richtingen mogelijk. Full-duplexlijnen zijn echter sneller omdat deze tegelijkertijd signalen verzenden en ontvangen omdat vertragingen optreden in half-duplexkanalen elke keer dat de richting van de transmissie wordt veranderd.

Asynchrone en synchrone overdracht:

Bij de ontvangst van gegevens wordt het binnenkomende signaal één keer per bit bemonsterd om de binaire waarde te bepalen. Voor dit doel moet het ontvangende apparaat de aankomsttijd en de duur van elk bit dat het ontvangt, kennen en moeten er stappen worden ondernomen om de zender en de ontvanger te synchroniseren.

Er zijn twee basisbenaderingen om de gewenste synchronisatie te bereiken: asynchrone en synchrone verzending. In het geval van asynchrone verzending worden start- en stop-elementen gebruikt voor elk teken. Het ontvangende apparaat stelt zijn timingmechanisme in bij het tegenkomen van de startsignalen.

Het basisvoordeel van asynchrone uitzending is dat het eenvoudig en goedkoop is. Maar extra start- en stopsignalen vergroten de hoeveelheid data die moet worden verzonden. In het geval van synchrone verzending daarentegen wordt een gestage stroom gegevens verzonden zonder start- en stopsignaal. Elk blok signalen kan veel tekens bevatten.

Maar om elk verschil in de timing tussen ontvanger en zender te voorkomen, moeten de klokken van elk apparaat worden gesynchroniseerd. Voor grote hoeveelheden gegevens is synchrone verzending beter omdat er geen extra start- en stopsignalen zijn die het transmissievolume in het algemeen met ongeveer 20% verhogen. Voor een dergelijke verzending zijn echter controleprocedures voor gegevensverbindingen en dus hogere hardwarekosten vereist.