Truyền dữ liệu: Sử dụng công nghệ mới để truyền dữ liệu

Truyền thông dữ liệu: Sử dụng công nghệ mới để truyền dữ liệu!

Mạng được phát triển bằng cách sử dụng công nghệ truyền thông dữ liệu. Hệ thống truyền thông dữ liệu kinh doanh bao gồm máy tính, thiết bị đầu cuối và các liên kết giao tiếp và truyền các loại dữ liệu khác nhau như số, văn bản, đồ họa, hình ảnh, giọng nói, v.v.

Hình ảnh lịch sự: einstein.stanford.edu/highlight/sb2-060706-new_moc.jpg

Các liên kết truyền thông được thiết lập thông qua các thiết bị và phần mềm khác nhau. Các yêu cầu của thiết bị và phần mềm phụ thuộc rất nhiều vào loại tín hiệu, kênh liên lạc, cấu trúc liên kết của mạng, v.v.

Tín hiệu tương tự và kỹ thuật số:

Tín hiệu điện từ được sử dụng trong giao tiếp dữ liệu có thể có hai loại là analog và kỹ thuật số. Tín hiệu tương tự là tín hiệu liên tục vì cường độ của chúng thay đổi theo xu hướng mượt mà theo thời gian. Mặt khác, tín hiệu số là các tín hiệu riêng biệt trong đó cường độ tín hiệu được duy trì ở mức không đổi trong một thời gian và thay đổi sang mức không đổi khác trong khoảng thời gian tiếp theo.

Tín hiệu thoại là một ví dụ điển hình của tín hiệu tương tự, trong khi các xung 'bật tắt' đại diện cho dữ liệu nhị phân là ví dụ về tín hiệu số. Các tín hiệu nhị phân được tạo ra bởi máy tính, thiết bị đầu cuối và các thiết bị xử lý dữ liệu khác.

Tín hiệu kỹ thuật số ít tốn kém hơn để truyền và dễ bị nhiễu và nhiễu hơn và do đó, độ dài của kênh là một vấn đề nghiêm trọng đối với dữ liệu số. Việc truyền dữ liệu kỹ thuật số qua dây dẫn gặp nhiều vấn đề về việc làm suy yếu tín hiệu khi khoảng cách giữa các hệ thống truyền thông tăng lên.

Do đó, đối với giao tiếp đường dài, sử dụng các đường truyền viễn thông hiện có trở nên cấp thiết. Các đường viễn thông hiện tại chỉ có khả năng mang tín hiệu tương tự. Để có thể sử dụng các dòng này, dữ liệu số được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự và ở đầu thu, dữ liệu tương tự sẽ được chuyển đổi thành dữ liệu số bằng cách sử dụng 'modem', như trong Hình 11.2.

Kênh thông tin liên lạc:

Đường dẫn liên lạc giữa hai thiết bị thông qua đó dữ liệu được truyền được gọi là kênh liên lạc. Công suất của nó có thể được đo lường về băng thông và tốc độ truyền tải.

Băng thông lớn hơn là cần thiết để truyền fax hoặc truyền video trong khi truyền giọng nói đơn giản yêu cầu băng thông 4000 hertz (Hz) là một phần nghìn băng thông cần thiết để truyền video. Yêu cầu băng thông cũng tăng tỷ lệ thuận với sự gia tăng số lượng thiết bị người dùng tại một thời điểm.

Tốc độ truyền được đo bằng nhiều đơn vị khác nhau nhưng theo quan điểm của người dùng, biện pháp hữu ích nhất là ký tự mỗi giây (cps).

Cả hai biện pháp này được xác định bởi một loạt các yếu tố như môi trường truyền, chiều dài truyền, phương thức truyền, v.v.

Các tùy chọn liên quan đến các yếu tố này được đánh giá dưới đây:

Phương tiện truyền dẫn:

Môi trường truyền là liên kết vật lý giữa thiết bị truyền và thiết bị nhận. Các phương tiện truyền thông bao gồm dây, cáp đồng trục, lò vi sóng, laser, sợi quang và mạng kỹ thuật số.

a) Các dây xoắn đôi được sử dụng rất phổ biến làm phương tiện truyền dẫn cho tín hiệu tương tự cũng như tín hiệu số và do đó, tìm các ứng dụng trong hệ thống điện thoại (hệ thống EPBX). Nó có tốc độ truyền lên tới 10.000 ký tự mỗi giây. Đây là ít tốn kém và một phương tiện dễ sử dụng. Nhưng khi khoảng cách giữa máy phát và máy thu tăng lên, phương tiện này trở nên dễ bị nhiễu và nhiễu hơn.

Kết nối của họ mong manh hơn và do đó, khó duy trì. Do đó, dây cáp xoắn đôi được sử dụng chủ yếu trong các mạng nơi các thiết bị đầu cuối được đặt khá gần nhau và / hoặc để xem xét chi phí.

Với những tiến bộ trong công nghệ Mạng số dịch vụ tích hợp (ISDN), các dây cáp xoắn đôi đang tìm kiếm sự chấp nhận ngay cả đối với việc truyền dữ liệu đường dài. ISDN về cơ bản là một cuộc gọi điện thoại kỹ thuật số, hoặc dịch vụ liên lạc kỹ thuật số tốc độ cao, đồng thời chuyển giọng nói và dữ liệu qua các hệ thống cáp điện thoại xoắn đôi hiện có.

Tốc độ truyền dữ liệu trong trường hợp này lên tới 250.000 ký tự mỗi giây với cơ sở nén dữ liệu. ISDN phù hợp nhất để gửi các tệp dữ liệu lớn vào các khoảng thời gian trong ngày thay vì thông qua các kết nối tương tác cao. Các dịch vụ ISDN được chấp nhận rộng rãi giữa các công ty dịch vụ y tế và tài chính sẽ yêu cầu chuyển dữ liệu hàng loạt theo đợt.

b) Cáp đồng trục được tạo thành từ các xi lanh dẫn điện với một dây ở giữa. Những dây cáp này được sử dụng để truyền tín hiệu kỹ thuật số cũng như tín hiệu tương tự. Chúng nhanh hơn (tốc độ truyền lên tới 1 triệu ký tự mỗi giây) so với dây đôi xoắn trong tốc độ truyền. Chúng cũng ít bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn và nhiễu do cấu trúc được che chắn và đồng tâm. Chúng rất dễ cài đặt và bảo trì. Tuy nhiên, chúng đắt hơn một chút so với dây cáp xoắn.

c) Cáp sợi quang bao gồm các sợi mỏng bằng thủy tinh hoặc nhựa có khả năng dẫn các tia quang học với tốc độ gần hơn với ánh sáng. Cáp quang chiếm không gian ít hơn cho khả năng truyền tương đương vì chúng khá mỏng.

Họ có một lợi thế khác là phương tiện truyền thông; chúng được phân lập từ các trường điện từ bên ngoài. Chúng hỗ trợ đồng thời thoại, video và dữ liệu vì băng thông cao và tốc độ truyền cao hơn (tối đa 5 triệu ký tự mỗi giây) với mức mất tín hiệu tối thiểu.

Họ tìm thấy các ứng dụng trong các thân cây đường dài, thân cây tàu điện ngầm, trao đổi nông thôn và mạng lưới khu vực địa phương. Tuy nhiên, chúng đắt tiền và đòi hỏi phải lắp đặt và bảo trì khéo léo.

d) Truyền vi sóng sử dụng tần số vô tuyến cao cấp và yêu cầu thiết bị đặc biệt để truyền và thu (ăng ten đĩa parabol vi sóng điển hình). Các hệ thống này truyền dữ liệu trên một 'đường ngắm' bằng cách sử dụng ăng-ten trên tháp chuyển tiếp đủ cao để có thể truyền qua các chướng ngại vật can thiệp.

Với nhu cầu truyền vi sóng ngày càng tăng, có khả năng quá tải tần số dẫn đến chồng chéo và nhiễu. Do đó, việc gán các dải tần được quy định chặt chẽ. Các tần số thường được sử dụng để truyền như vậy là trong phạm vi từ 2 đến 40 GHz.

e) Hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng vệ tinh Truyền thông VSAT là trạm chuyển tiếp vi sóng được đặt ở quỹ đạo cố định khoảng 35784 Km. phía trên đường xích đạo. Một vệ tinh truyền thông vận hành một số dải tần được gọi là bộ tiếp sóng.

Một bộ phát đáp thông thường có băng thông từ 36 đến 76 MHz. Nó có thể cung cấp liên kết điểm tới điểm hoặc liên kết quảng bá đến người nhận. Một sơ đồ của hệ thống thông tin vệ tinh được trình bày trong Hình 11.3.

Các nút Thiết bị đầu cuối khẩu độ rất nhỏ (VSAT) được nối mạng với nhau bằng cách sử dụng ăng-ten cố định với vệ tinh văn phòng phẩm như hình trên. Ăng-ten hoạt động như một bộ lặp và trạm mặt đất chính khuếch đại tín hiệu và cũng giữ một tài khoản lưu lượng dữ liệu.

Khi các vệ tinh được đặt ở độ cao lớn, cơ hội can thiệp từ các điều kiện khí quyển hoàn toàn bị loại bỏ. Tuy nhiên, hai vệ tinh đặt gần nhau và sử dụng cùng một dải tần số có thể gây nhiễu lẫn nhau.

Do đó, số lượng vệ tinh có thể được đặt gần nhau bị hạn chế. Trong trường hợp lưu lượng truy cập tương đối thấp, các vệ tinh sẽ ghi điểm trên các liên lạc dựa trên sợi quang. Nó cũng có lợi thế của thiết bị phát sóng không có trong trường hợp cáp quang.

Công nghệ này cho thấy các ứng dụng của nó trong các doanh nghiệp mong muốn liên kết các văn phòng, kho, đại lý, nhà cung cấp, v.v. chính quyền.

Có hai tùy chọn để thiết lập mạng VSAT:

Mạng riêng tư:

Ở Ấn Độ, chỉ một số ít các công ty lớn có giấy phép thiết lập mạng riêng. Sàn giao dịch chứng khoán quốc gia có một trong những sàn giao dịch chứng khoán dựa trên VSAT lớn nhất trên thế giới và có lẽ mạng VSAT tư nhân lớn nhất có hơn 2000 VSAT đã được cài đặt trên toàn quốc với trung tâm đặt tại Mumbai.

Mạng này cho phép các nhà môi giới đặt hàng, xem thông tin thị trường trực tuyến và thực hiện các giao dịch trực tiếp từ văn phòng của họ ở các thành phố khác nhau. Độ khả dụng của mạng là 99, 7% và thời gian phản hồi thống nhất dưới 1, 5 giây đối với các nhà môi giới với hệ số lỗi là 1 trên 10 triệu bitcoin.

Dịch vụ Hub chia sẻ:

Một số công ty truyền thông đang cung cấp dịch vụ chia sẻ trung tâm với những người khác. Các công ty yêu cầu số lượng trang web VSAT hạn chế có thể tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành ban đầu bằng cách thuê dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ đó.

f) Laser cung cấp tiềm năng lớn để truyền dữ liệu mà không cần phải tăng tần số quá đông. Nhưng các vấn đề như sử dụng tần số quang và nhu cầu về đường ngắm khiến giao tiếp laser chỉ phù hợp với các liên kết khoảng cách ngắn.

Mặc dù, mỗi phương tiện truyền dẫn có các lĩnh vực ứng dụng riêng do những ưu điểm và hạn chế của nó, một hệ thống truyền dữ liệu điển hình sẽ sử dụng kết hợp phù hợp các loại phương tiện khác nhau.

Kỹ thuật truyền dữ liệu:

Bất kỳ việc truyền thông tin thành công giữa hai thiết bị đều cần một vài cơ chế bên cạnh phương tiện truyền dẫn và thiết bị. Có thể chỉ ra rằng máy tính thường tạo ra tín hiệu số và do đó giao tiếp giữa hai máy tính có thể diễn ra mà không thay đổi tín hiệu.

Các kênh liên lạc, đường cao tốc liên lạc đã có sẵn được thiết kế chủ yếu để gửi tín hiệu tương tự. May mắn thay, thông tin kỹ thuật số không cần phải được truyền đi chỉ với sự trợ giúp của tín hiệu số.

Tương tự, thông tin tương tự cũng có thể được truyền đi sau khi chuyển đổi thành tín hiệu số. Vì các xung kỹ thuật số không thể truyền một cách hiệu quả qua các đường dây điện thoại được thiết kế để truyền giọng nói, thông tin kỹ thuật số được truyền qua các đường dây điện thoại được thể hiện bằng tín hiệu tương tự (được điều chế) được chèn trên các đường dây điện thoại.

Ở đầu thu, tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành tín hiệu số (giải điều chế) để cho phép máy tính nhận chấp nhận tín hiệu. Thiết bị chịu trách nhiệm điều chế và giải điều chế được gọi là 'modem'.

Có nhiều loại modem khác nhau có sẵn trên thị trường cung cấp các tính năng khác nhau về tốc độ và kết nối. Tốc độ phổ biến là 56000 bps, mặc dù modem nhanh hơn cũng có sẵn ngày hôm nay. Modem nhanh hơn rất tốn kém để cài đặt nhưng chúng làm giảm chi phí truyền dẫn bằng cách giảm thời gian truyền. Tuy nhiên, tổng thời gian thực hiện trong quá trình truyền cũng phụ thuộc vào tốc độ của môi trường truyền.

Phương thức truyền dẫn:

Các kênh Simplex và Duplex:

Tín hiệu tương tự có thể được gửi qua các kênh đơn giản cho phép dữ liệu truyền theo một hướng. Thiết bị đầu cuối được kết nối với kênh đó là thiết bị chỉ gửi hoặc nhận và thiết bị đầu cuối như vậy hiếm khi được sử dụng.

Các kênh truyền tải song công cho phép cả hai cách truyền xen kẽ. Tuy nhiên, các đường song công hoàn toàn nhanh hơn vì nó đồng thời truyền và nhận tín hiệu vì sự chậm trễ xảy ra trong các kênh song công mỗi khi thay đổi hướng truyền.

Truyền không đồng bộ và đồng bộ:

Việc tiếp nhận dữ liệu liên quan đến việc lấy mẫu tín hiệu đến một lần mỗi bit để xác định giá trị nhị phân của nó. Với mục đích này, thiết bị thu phải biết thời gian đến và thời lượng của từng bit mà nó nhận được và các bước cần phải được thực hiện để đồng bộ hóa máy phát và máy thu.

Có hai cách tiếp cận cơ bản để đạt được sự đồng bộ hóa mong muốn - truyền không đồng bộ và đồng bộ. Trong trường hợp truyền không đồng bộ, các phần tử start và stop được sử dụng cho mỗi ký tự. Thiết bị nhận thiết lập cơ chế thời gian của nó khi gặp các tín hiệu bắt đầu.

Ưu điểm cơ bản của truyền không đồng bộ là đơn giản và rẻ tiền. Nhưng, tín hiệu bắt đầu và dừng bổ sung làm tăng kích thước của dữ liệu được truyền đi. Trong trường hợp truyền đồng bộ, mặt khác, một luồng dữ liệu ổn định được gửi mà không có bất kỳ tín hiệu bắt đầu và dừng. Mỗi khối tín hiệu có thể có nhiều ký tự.

Nhưng, để tránh bất kỳ sự khác biệt về thời gian giữa máy thu và máy phát, đồng hồ của mỗi thiết bị phải được đồng bộ hóa. Đối với khối lượng dữ liệu lớn, truyền đồng bộ sẽ tốt hơn vì nó không liên quan đến các tín hiệu bắt đầu và dừng bổ sung thường làm tăng âm lượng truyền khoảng 20%. Tuy nhiên, việc truyền như vậy đòi hỏi các thủ tục kiểm soát liên kết dữ liệu và do đó chi phí phần cứng cao hơn.