Datakommunikation: Användning av nya tekniker för datakommunikation

Datakommunikation: Användning av nya tekniker för datakommunikation!

Nätverk utvecklas med datakommunikationsteknik. Affärsdata kommunikationssystem består av datorer, terminaler och kommunikationslänkar och sänder olika typer av data såsom numerisk, textuell, grafisk, bild, röst mm

Image Courtesy: einstein.stanford.edu/highlights/sb2-060706-new_moc.jpg

Kommunikationslänkarna är etablerade genom olika utrustning och programvara. Kraven på utrustning och programvara beror i stor utsträckning på typen av signal, kommunikationskanal, nätverkets topologi etc.

Analoga och digitala signaler:

Den elektromagnetiska signalen som används i datakommunikation kan vara av två typer, nämligen analog och digital. Analoga signaler är kontinuerliga signaler eftersom deras intensitet varierar på ett jämnt sätt över tiden. Digitala signaler å andra sidan är diskreta signaler där signalintensiteten bibehålls vid en konstant nivå under en tid och ändras till en annan konstant nivå under nästa tidsperiod.

Röstsignalen är ett typiskt exempel på en analog signal, medan de digitala "on-off" -pulserna representerar binär data är exempel på digitala signaler. De binära signalerna alstras av datorer, terminaler och annan databehandlingsutrustning.

Digitala signaler är billigare att sända och är mer mottagliga för buller och störningar och sålunda är kanalens längd ett allvarligt problem för den digitala data. De digitala dataöverföringarna via ledningar är fulla med problemet med försämring av signalen som avståndet mellan de kommunikationssystem ökar.

Därför blir det viktigt att använda de befintliga telekommunikationslinjerna för långdistanskommunikation. De befintliga telekommunikationslinjerna kan endast bära analoga signaler. För att kunna använda dessa linjer omvandlas de digitala data till analog och vid mottagaränden konverteras den analoga data till digital data med hjälp av ett "modem", som visas i figur 11.2.

Kommunikationskanaler:

Kommunikationsvägen mellan två enheter genom vilka data sänds kallas kommunikationskanalen. Dess kapacitet kan mätas med avseende på dess bandbredd och överföringshastighet.

Ökad bandbredd krävs för fax eller videoöverföring medan enkel talöverföring kräver bandbredden på 4000 hertz (Hz) som är en tusenedel av bandbredden som krävs för videoöverföring. Bandbreddskravet ökar också proportionellt med ökningen av antalet användaranordningar åt gången.

Överföringshastigheten mäts med olika enheter men från användarens synvinkel är den mest användbara åtgärden tecken per sekund (cps).

Båda dessa åtgärder bestäms av en mängd faktorer, såsom överföringsmedium, överföringstid, överföringsform, etc.

Alternativen med hänsyn till dessa faktorer utvärderas nedan:

Överföringsmedium:

Transmissionsmediet är den fysiska kopplingen mellan sändnings- och mottagningsutrustningen. Medierna inkluderar trådar, koaxialkablar, mikrovågor, lasrar, fiberoptik och digitala nätverk.

a) De twisted pair-ledningarna används ofta som transmissionsmedia för analoga signaler samt digitala signaler och hittar därför applikationer i telefonsystem (EPBX-system). Den har en överföringshastighet på upp till 10 000 tecken per sekund. Detta är billigare och ett lättanvänt medium. Men när avståndet mellan sändare och mottagare ökar blir detta medium mer mottagligt för störningar och ljud.

Deras anslutningar är mer ömtåliga och är därför svåra att upprätthålla. Som en följd därav används tvinnade parkablar huvudsakligen i nätverk där terminalerna ligger ganska nära varandra och / eller för kostnadsöverväganden.

Med framstegen inom ISDN-tekniken (Integrated Services Digital Network) är de tvinnade parkabeln acceptabla även för långdistansöverföring av data. ISDN är i grund och botten ett digitalt telefonsamtal eller höghastighets digital kommunikationstjänst som överför röst och data samtidigt över befintliga telefonkablar.

Dataöverföringshastigheten i detta fall går upp till 250 000 tecken per sekund med datakomprimeringsanläggning. ISDN passar bäst för att skicka stora datafiler med intervaller under dagen istället för genom mycket interaktiva anslutningar. ISDN-tjänster är allmänt accepterade bland företag inom hälso- och sjukvård och finansiella tjänster som skulle kräva massöverföring av data i satser.

b) Koaxialkablar består av ledande cylindrar med en tråd i mitten. Dessa kablar används för att överföra digitala såväl som analoga signaler. De är snabbare (överföringshastighet upp till 1 miljon tecken per sekund) än snodda parkablar i överföringshastighet. De är också mindre mottagliga för buller och störningar på grund av sin skärmade och koncentriska konstruktion. De är lätta att installera och underhålla. Men de är lite dyrare än snodda parkablar.

c) Fiberkablar består av tunna filament av glas eller plast som kan leda optiska strålar med en hastighet som är närmare ljusets. Fiberkablar upptar mindre utrymme för motsvarande överföringsförmåga eftersom de är ganska tunna.

De har en annan fördel som ett kommunikationsmedium; De är isolerade från externa elektromagnetiska fält. De stöder röst, video och data samtidigt på grund av hög bandbredd och högre överföringstid (upp till 5 miljoner tecken per sekund) med minsta signalförlust.

De hittar applikationer i långvästkorgar, tunnelbunkar, landsbygdsbyten och lokala nät. Men de är dyra och kräver skicklig installation och underhåll.

d) Mikrovågsöverföring använder högfrekvent radiofrekvens och kräver särskild utrustning för överföring och mottagning (typisk parabolantenn för mikrovågsugn). Dessa system sänder data på en "synvinkel" med antenner på ett relätorn som är tillräckligt högt för att kunna överföra över de mellanliggande hindren.

Med den ökande efterfrågan på mikrovågsöverföring finns det möjlighet att överfölja frekvenser som resulterar i överlappning och störningar. Därför är uppdrag av frekvensband strikt reglerat. De vanliga frekvenserna för sådan överföring ligger i intervallet 2 till 40 GHz.

e) Satellitkommunikationssystem som använder VSAT Communication Satellite är en mikrovågsrelästation placerade i stationära banor cirka 35784 Km. ovanför ekvatorn. En kommunikationssatellit driver ett antal frekvensband som kallas transpondrar.

En typisk transponder har en bandbredd på 36 till 76 MHz. Det kan ge punkt till länk eller länk till mottagare. Ett schematiskt diagram över satellitkommunikationssystemet presenteras i Figur 11.3.

Knappen för mycket små bländar-terminaler (VSAT) kopplas ihop med en antenn som är fäst till den geo-stationära satelliten som visas ovan. Antennen fungerar som en repeater och huvudjordstationen förstärker signalen och håller också ett meddelande om flödet av data.

Eftersom satelliterna ligger i höga höjder elimineras chanserna för störningar från atmosfäriska förhållanden helt. Dock kan två satelliter placerade nära varandra och använda samma frekvensband interferera med varandra.

Sålunda är antalet satelliter som kan placeras nära varandra begränsat. I fall av relativt låga trafikvolymer, värderar satelliter över optisk fiberbaserad kommunikation. Det har också fördelen av sändningsanläggningen som inte finns där för optisk fiber.

Denna teknik finner sina applikationer i företag som vill koppla sina geografiskt utspridda kontor, lager, återförsäljare, leverantörer, etc. Denna teknik är mycket populär inom bank- och finanssektorn, distributionsindustrin, bilindustrin, turism, tillverkning av flera anläggningar och regering.

Det finns två alternativ för att konfigurera ett VSAT-nätverk:

Privat nätverk:

I Indien har endast en handfull stora företag tillstånd att etablera sitt privata nätverk. Nationalbörsen har en av de största VSAT-baserade börserna i världen, och kanske är det största privata VSAT-nätverket med mer än 2000 VSAT som redan installerats över hela landet med navet i Mumbai.

Detta nätverk gör det möjligt för mäklare att placera order, se onlinemarknadsinformation och genomföra transaktioner direkt från sina kontor i olika städer. Nätverks tillgängligheten är 99, 7% och enhetlig svarstid på mindre än 1, 5 sekunder för mäklare med en felfaktor som är 1 i 10 miljoner bitar.

Shared Hub Tjänster:

Ett antal kommunikationsföretag erbjuder tjänster för att dela navet med andra. Företag som kräver begränsat antal VSAT-webbplatser kan spara på initialinvesteringar och driftskostnader genom att hyra tjänster av sådana tjänsteleverantörer.

f) Lasrar erbjuder stor potential för dataöverföring utan att binda upp de överfulla frekvenserna. Men problemen som användning av optisk frekvens och behov av siktlinje gör laserkommunikation lämplig endast för korta distansförbindelser.

Fastän varje överföringsmedium har sina egna tillämpningsområden på grund av dess fördelar och begränsningar, ska ett typiskt datakommunikationssystem använda en lämplig blandning av olika typer av media.

Datatransmissionstekniker:

Varje lyckad överföring av information mellan två enheter kräver några mekanismer förutom överföringsmediet och enheterna. Det kan påpekas att datorn generellt genererar digitala signaler och således kan kommunikationen mellan två datorer ske utan att signalen ändras.

Kommunikationskanalerna, kommunikationsvägarna som redan är tillgängliga, utformades huvudsakligen för att skicka analoga signaler. Lyckligtvis behöver digital information inte överföras endast med hjälp av digitala signaler.

På liknande sätt kan analog information också överföras efter omvandling av den till digital signal. Eftersom digitala pulser inte effektivt kan överföras via telefonlinjer som utformades för att överföra röst, är digital information som ska överföras via telefonlinjer representerad i analoga signaler (modulerade) införda på telefonlinjerna.

Vid mottagaränden omvandlas den analoga signalen till digital signal (demodulerad) för att möjliggöra för mottagande datorn att acceptera signalen. Enheten som är ansvarig för modulering och demodulering kallas modem.

Det finns olika typer av modem tillgängliga på marknaden som erbjuder olika funktioner när det gäller hastighet och anslutning. Den populära hastigheten är 56000 bps, även om snabbare modem finns också idag. Snabbare modem är dyra att installera men de minskar kostnaderna för överföring genom att minska överföringstiden. Den totala tiden som tas i överföringen beror emellertid på hastigheten på överföringsmediet.

Överföringsmetoder:

Simplex och Duplex kanaler:

Analoga signaler kan skickas via simplex kanaler som tillåter data att flöda i endast en riktning. En terminal som är ansluten till en sådan kanal är antingen en sändningsändamottagande eller enbart mottagningsenhet och sådana terminaler används sällan.

De halvduplexa överföringskanalerna tillåter alternativt båda överföringarna. Däremot är fulla dubbelsidiga linjer snabbare eftersom det samtidigt sänder och tar emot signaler eftersom förseningar uppträder i halvduplexkanaler varje gång transmissionsriktningen ändras.

Asynkron och synkron överföring:

Mottagandet av data innefattar provtagning av den inkommande signalen en gång per bit för att bestämma dess binära värde. För detta ändamål måste mottagarenheten känna till ankomsttiden och varaktigheten för varje bit som den mottar och steg måste tas för att synkronisera sändaren och mottagaren.

Det finns två grundläggande metoder för att uppnå önskad synkroniserings - asynkron och synkron överföring. Vid asynkron överföring används start- och stoppelement för varje tecken. Mottagaranordningen sätter upp sin tidsmekanism för att stöta på startsignalerna.

Den grundläggande fördelen med asynkron överföring är att det är enkelt och billigt. Men ytterligare start- och stoppsignaler ökar storleken på data som ska överföras. Vid synkron överföring skickas å andra sidan en stadig ström av data utan någon start- och stoppsignal. Varje block av signaler kan ha många tecken.

Men för att undvika någon skillnad i tidpunkten mellan mottagare och sändare måste klockorna på varje enhet synkroniseras. För stora datamängder är synkron överföring bättre eftersom det inte innebär ytterligare start- och stoppsignaler som generellt ökar överföringsvolymen med cirka 20%. En sådan överföring kräver dock datalänkstyrningsprocedurer och därmed högre hårdvarukostnader.