Şəbəkələrin təşki lolunmasını nəzərdə tututr
Naqilsiz hesablama şəbəkələri texnologiyaları və arxitekturaları
Yüklə 0,58 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
1.3.2. Naqilsiz hesablama şəbəkələri texnologiyaları və arxitekturaları 1.3.2.1. Verilənlərin infraqfrmızı spektrdə ötürülməsi texnologiyası Verilənlərin infraqırmızı (İQ) spektrdə ötürülməsi texnologiyası öz inkişafına hələ 1979-cu ildə Hewlett-Packard kompaniyası tərəfindən informasiyanı çapa ötürmək üçün istifadə olunan İQ- porta malik kalkulyatorun satışa buraxılması ilə başladı. Bundan sonra bir neçə il ərzində mütəxəssislər tərəfindən İQ- diapazondan verilənlərin ötürülməsi üçün optik kanal kimi istifadə olunan bir çox cihazlar təklif olundu. Lakin bu cihazlar bir- biri ilə uyğunlaşa bilmədikləri üçün geniş populyarlıq qazanmadı. Buna görə də 1993-cü ildə beynəlxalq qeyri ticarət orqanizasiyası olan Infrared Data Association (IrDA- verilənlərin İQ spektrdə ötürülməsini standartlaşdıran ittifaq) yaradıldı. IrDA- nın məqsədi informasiyanın ötürülməsi üçün İQ rabitə kanalının orqanizasiyası üçün vahid standartların işlənib hazırdanmasıdır. Başlanğıc mərhələlərdə orqanizasiyanın 50, hal- hazırda isə 120 üzvü var. Bu siyahıya Palm Computing, Acer, Matsushita, Sony, Motorola, Fujitsu, TI, Intel, Compaq və Microsoft kimi informasiya texnologiyaları sahəsində ixtisaslaşmış və eləcə də Citizen Watch, CANAL+, Fuji Photo Film, Ricoh və s. kimi digər sahələrdə ixtisaslaşmış böyük kompaniyalar daxildir. IrDA tərəfindən hazırlanmış ilk standart 1993-cü ildə elan olunmuş (dərc olunmuş) Serial Infrared standart (SIR) olmuşdur. Bu standart verilənlərin 9,6 kbit/san və 115,2 kbit/san sürətlə ötürülməsini təmin edirdi. 1994- cü ilin iyun ayında «IrDA-standard» adlı daha ümumiləşdirilmiş standart dərc olundu. Bu standartın tərkibinə Infrared Physical Layer (IrPL- Fiziki səviyyə), Infrared Link Access Protocol (IrLAP- Daxil olma protokolu) və Infrared Link Management Protocol (IrLMP- İdarəetmə protokulu) adlı altstandartlar daxil olundu. 1995-ci ildə IrDA 2.0 standartı işlənib hazırlandı. Bu standarta əsasən verilənlər 115,2 kbit/san və 4 Mbit/san sürətlə ötürülə bilər. Beləliklə IrDA 2.0 standartı əvvəlki standartlarla tam uyğunlaşa bilər. Verilənlərin İQ diapazonda ötürülməsi 850- 880 nm dalğa uzunluğunda, 1 metrə qədər məsafədə aparılır. 1995-ci ilin noyabrında Microsoft kompaniyası İQ rabitəni təşkil etmək üçün nəzərdə tutulmuş və IrDA standartına əsasən işləyən proqram təminatını Windows95 standart paketinin tərkibinə daxil etdi. 2005- ci ildə isə yapon kompaniyaları olan NTT DoCoMo və Sharp tərəfindən alqoritmin modernizasiyası nəticəsində (bu zaman sistemin apparat hissəsində dəyişiklik olunmadı) İQ kanalın sürətinin 4 dəfəyə qədər artırılması mümkün oldu. «İR Simple» adlandırılan bu standart əvvəlki standartlarla tamamilə uyğunlaşa bilər. Standart verici və qəbuledicidə heç bir dəyişikliyi nəzərdə tutmadığı üçün əvvəl istehsal olunan cihazlara adi proqram yenilənməsi şəklində yeridilə bilər. IrDA standartına əsasən verilənlərin İQ diapazonda ötürülmə sürəti bir neçə diapazona bölünür: SIR, MIR, FIR, VFIR, UFIR. Hər bir diapazon həm verilənlərin ötürülmə sürəti, həm də istifadə olunan kod sxemləri ilə fərqlənir. 1. SIR (Slow Infrared- aşağı sürətli İQ kanal). Verilənlər 9,6 kbit/s, 19,2 kbit/s, 38,4 kbit/s, 57,6 kbit/s, 115,2 kbit/s sürətlə ötürülə bilər. Analoji sürətlərdən RS232 (COM-port) qoşulmada da istifadə olunur. COM İrDA adapterlər məhz bu sürətlərdə işləyir. Belə avdanlıqlarda adətən mümkün olan ən aşağı sürət 9,6 kbit/san təşkil edir. Xəbərdar etmə, avadanlıqların biri birinə qoşulması və yeni avdanlığın axtarışı məhz bu sürətdə həyata keçirilir; 2. MIR (Medium Infrared- orta sürətli İQ kanal). Verilənlər 0,576 Mbit/s və 1,152 Mbit/s sürətlə ötürülə bilər; 3. FIR (Fast Infrared- yüksək sürətli İQ kanal). Verilənlər 4 Mbit/s sürətlə ötürülə bilər; 4. VFIR (Very Fast Infrared- ifrat yüksək sürətli İQ kanal). Verilənlər 16 Mbit/s sürətlə ötürülə bilər. Bu hal- hazırda İQ texnologiyaların işləyə biləcəyi maksimal sürətdir; 5. UFIR (Ultra Fast Infrared- ultra yüksək sürətli İQ kanal). Verilənlərin 100 Mbit/s sürətlə ötürülməsi planladırılır. Bu tip İQ avdanlığı hələ layihələndirilmə mərhələsindədir. Radiokanaldan fərqli olaraq İQ kanal EM küylərə həssas deyil. Bu da ikincinin istehsalatda geniş istifadə olunmasına zəmin yaradır. Lakin nəzərə almaq lazımdır ki, İQ kanlın çatışmamazlıqlarından biri ötürülən informasiyanın mühafizə olunmamasıdır. Bu da ötürülən informasiyanın məxfiliyini aşağı salır. Düzünə görünüş zonasında kifayət qədər gücülü ötürücüdən istifadə olunduqda İQ kanal vasitəsi ilə bir neçə km uzaqlıqda yerləşən nöqtə ilə rabitə yaratmaq olar. Buna baxmayaraq bu texnologiya əsasən ofis şəraitində kompüterlər və mobil cihazlar arasında rabitə yaratmaq üçün istifadə olunur. IrDA standartına əsasən İQ şüaların divardan əks olunması vasitəsi ilə də kiçik ərazilərdə stabil rabitənin yradılması mümkündür. Aydındır ki, bu zaman «nöqtə-çoxnöqtə» topologiyasından istifadə olunur. Lakin buna baxmayaraq İQ texnologiyalardan daha çox verilənlərin qısa məsafələrə (1 metr) «nöqtə-nöqtə» topologiyası üzrə ötürülməsi üçün istifadə olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, IrDA baza standartı lokal şəbəkələrin qurulması üçün nəzərdə tutulmayıb. Çünki IrDA standartının hazırlanması zamanı qarşıya qoyulan əsas məqsədlərdən biri az enerji sərfiyyatlı, ucuz və sertifikasiyaya ehtiyacı olmayan avadanlıq yaratmaq idi. Şəbəkə interfeysi isə kifayət qədər mürrəkbdir və daha çox şüalanma gücü tələb edir. İQ portlar bir çox cihazlara quraşdırıda bilər: mobil telefonlar, noutbuklar, rəqəmsal fotoaparatlar. Mobil telefonlarda quraşdırılmış İQ portlar verilənləri 115,2 kbit/san sürətlə ötürmək/qəbul etmək imkanına malikdirlər. Kompüterlər və noutbuklarda isə bu rəqəm 4 Mbit/san qədər artırıla bilər. Əksər hallarda noutbuklarda və mobil telefonlarda (eləcə də cib kompüterlərində) İQ portlar cihazın daxilində quraşdırılır. Bundan fərqli olaraq əksər stolüstü kompüterlərin standart sistem konfiqurasiyasının tərkibində İQ port olmur. Bu halda USB (şək.1.3.2) və ya COM-port (şək.1.3.3) vasitəsi ilə qoşulan adapterlərdən (İQ portlardan) istifadə olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, USB adapteri 4 Mbit/san, COM-port adepteri isə 115,2 kbit/san sürətlə işləməyə imkan verir. İQ porta malik bir çox cib kompüterlərini idaredici pult kimi də (məsələn, DVD pleyer və ya videomaqnitofon üçün) istifadə etmək olar. Bunun üçün cib kompüterlərinə lazımi proqram təminatı yüklənməlidir. Шяк.1.3.2. Шяк.1.3.3 Yuxarıda sadalanan avadanlıqlardan başqa, İQ port həmçinin printerlərə də quraşdırıla bilər. Belə printerlər vasitəsi ilə mobil telefonda olan informasiya bir başa çapa verilə bilər. İrDA standartına əsasən verilənlər əvvəlində və sonunda uyğun olaraq bir start-bit və bir stop-bit olan paketlər şəklində ötürülür. İrDA portunun konstruktiv quruluşu UART-dan (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter- universal asinxron qəbuledici/ötürücü) istifadə olunan COM-port- kommunikasiya portunun arxitekturasına əsaslanıb. İQ rabitə sisteminin ümumiləşdirilmiş struktur sxemini rabiətə xəttinin hər iki tərəfində («nöqtə-nöqtə» rejimində) quraşdırılmış identik qəbuledici və verici şəklində göstərmək olar. Hər iki tərəfdə həm verici, həm də qəbuledicinin olması verilənlərin zəmanətli ötürülməsi protokollarından istifadə etməyə imkan yaradır. Lakin bəzi hallarda, məsələn məişət avadanlığını idarə etmək üçün istifadə olunan pultlarda, tərəflərdən birində yalnız verici, digərində isə yalnız qəbuledici quraşdırıla bilər. Bəzi hallrda cihazlarda bir neçə qəbuledici quraşdırılır ki, bu da eyni zaman anında bir neçə ayrı-ayrı cihazlarla rabitə yaratmağa imkan verir. İQ spektrdə verilənlərin ötürülməsi/qəbul edilməsinin ümumiləşdirilmiş struktur sxemi şək.1.3.4-də göstərilib. Шяк.1.3.4. МП UART В Г Ötürülən verilənlər baytı mərkəzi prossessor (MP) tərəfindən UART blokuna göndərilir. UART verilənlər paketinin formalaşdırılmasını, kodlaşdırılmasını və bitlərin ardıcıl olaraq vericiyə (V) ötürülməsini həyata keçirir. İrDA standartında kodlama sxemi ənənəvi UART bloklarında istifadə olunan sxemlə eynidir, yəni start-bit və stop-bitlər baytların əvvəlinə və sonuna əlavə olunurlar. Fərq yalnız ondan ibarətdir ki, İrDA standartında NZR (Non-Return to Zero- sıfıra çevrilmə olmayan kod) sxemi deyil, RZ (Return to Zero- sıfıra çevrilmə olan kod) sxemindən istifadə olunur. Yəni, məntiqi «0» impulsun varlığı kimi, «1» isə yoxluğu kimi göstərilir. Bundan başqa standart tərəfindən impulsların davametmə müddətinə də müəyyən tələblər qoyulur. Belə ki, məntiqi «0» davametmə müddəti 1,6 mks-dən bit impulsunun periodunun 3/16 hissəsi qədər olan İQ impulsla kodlaşdırılır (şək.1.3.5). Vericinin çıxışında impuls manipulyasiyalı siqnal formalaşdırılır. Daha sonra alınmış impuls ardıcıllığı İQ svetodiod vasitəsi ilə optik şüalara çevrilir. Шяк.1.3.5. Minimal güc sərfiyyatı impulsun davametmə müddətinin 1,6 mks olduğu halda müşahidə olunur. Standarta əsasən ± 30° bucaq daxilində şüalanma intensivliyi 40-50 mVt/sr olmalıdır. Şüaladndırıcı kimi İQ işıq diodlarından istifadə oluna bilər. Bütün tələblər ödənildikdə İQ kanal vasitəsi ilə 1 m uzaqlıqda stabil rabitə yaratmaq mümkün olur. Bundan başqa «Standard-Low Power» və «Low Power Option- Low Power» adlandırılan daha qənaətcil spesifikasiyalar işlənib hazırlanmışdır. Bu spesifikasiyalara əsasən işləyən cihazlar daha az enerji sərf edirlər, lakin stabil rabitə yalnız 0,3 m və 0,2 m məsafədə qurula bilər. Verici tərəfindən formalaşdırılan İQ impluslar ardıcıllığı qəbuledici (Q) tərəfdə PİN diod tərəfindən qəbul olunur və elektrik impulslaına çevrilir. Daha sonra qəbuledicidə gücləndirilir, süzgəclənir və məntiqi «0» və ya «1» çevrilir. Məntiqi «0»- İQ impulsun olmasına, məntiqi «1»- olmamasına dəlalət edir. Qəbuledicinin qarşısına qoyulan əsas tələb intensivliyi 4- 500 mVt/sr olan İQ şüaları ± 15° bucaq daxilində qəbul etməkdir. Daha sonra qəbul olunmuş verilənlər paketi UART blokuna ötürülür və MP- də emal üçün lazımi formaya salınır. Bütün İQ texnologiyalarda yarımdupleks iş rejimindən istifadə olunur. Bu onunla əlaqədardır ki, İQ adapter eyni zaman anında həm qəbul həm də ötürmə proseduralarını yerinə yetirən zaman, vericinin şüalandırdığı impulslar qəbuledicidə küylərə səbəb ola bilər. Bu da öz növbəsində digər adapterlər tərəfindən şüalandırılan siqnalları qəbul etməyə çətinlik törədir. Deyilənlərdən göründüyü kimi İQ cihazlar vahid zaman anında ya qəbul etmə, ya da ötürmə rejimlərində işləyə bilər. Bu da bir baş (birincili) və bir neçə asılı (ikincili) cihaz arxitekturasının yaranmasına səbəb oldu. Cihazların bir-biri ilə informasiya mübadiləsi iki fazadan ibarət olur: sorğu (request) və cavab (respons). Baş cihaz rabitənin təşkil olunması, səhvlərin emal olunması kimi məsələləri həll edir. Baş cihaz tərəfindən göndərilən paketlər idarəedici (command frames), asılı cihazlar tərəfindən göndərilən paketlər isə cavab paketləri (respons frames) adlanır. İnformasiya mübadiləsi yalnız rabitənin təşəbbüsçüsü olan başçı cihazla aparılır. Başçı funksiyasını rabitədə iştirak edən istənilən cihaz yerinə yetirə bilər (əgər bu cihazlar eyni üstündük dərəcəsinə malik olarsa, məsələn, iki kompüter, iki mobil telefon və s.). Bu yalnız hansı cihazın rabitə qurmaq üçün birinci təşəbbüs göstərməsindən asılıdır. İQ cihazlar arasında başçı təyin olunduqdan sonra, bu cihazın əhatə dairəsində olan bütün İQ adapterlərin identifikasiyası prossesi başlanır. Daha sonra başçı cihaz onun əhatə dairəsində İQ aktivliyin olub-olmamasını (məsələn, iki qonşu İQ cihaz arasında verilənlər mübadiləsi) «öyrənməyə» çalışır. Bu proseduraya 500 ms zaman intervalı ayrılır. Əgər bu yoxlamanın cavabı müsbətdirsə, onda başçı cihaz informasiyanı ötürmür. Əks təqdirdə, yəni ətrafda İQ aktivlik müşahidə olunmadıqda verilənlərin başçı tərəfindən ötürülməsinə başlanır. Maksimal ötürülmə kvantı (davametmə müddətinə görə) 100, 200 və ya 500 ms ola bilər. Bu parametr cihazın ötürülən informasiyanın qəbul olunması haqqında təsdiqin gözlənimləsi rejiminə keçənə qədər verilənlərin maksimal ötürülmə intervalını göstərir. Maksimal ötürülmə kvantı ötürülmə sürətindən, qəbuledicidə buferin tutumundan asılıdır. İndi isə infraqırmızı atmosfer kanallarında (İAK) faydalı siqnalın təhrif olunması səbəblərini araşdıraq. Əvvəl qeyd edildiyi kimi İAK elektrik enerjisi şəklində olan siqnalı optik enerjiyə və əksinə çevirən bir sistemdir. Siqnalın İAK vasitəsi ilə ötürülməsi zamanı müəyyən ziəfləmələr baş verir. Optik siqnalın ümumi zəifləməsini iki əsas təşkiledicinin cəmi kimi göstərmək olar: 1. optik siqnalın vericinin çıxış və qəbuledicinin giriş optik parametrlərinin uyğunlaşmaması nəticəsində zəifləməsi; 2. optik siqnalın işıq kvantlarının atmosferdə olan su buxarı, karbon qazı molekulları, aerozol hissəcikləri tərəfindən udulması. İrDA standartı öz tərkibində iki səviyyənin protokol steklərini birləşdirir: fiziki səviyyə və proqramm səviyyəsi. Fiziki səviyyə. Bura İrPL protokolu aid edilir. Bu protokol İQ transiverlərin, modulyasiya metodlarının kodlama/dekodlama sxemlərinin işini və bir sıra başqa fiziki parametrləri standartlaşdırır. Proqram səviyyəsi. Bura iki protokol aid edilir: İrLAP və İrLMP. İrLAP İQ kanala daxil olma, abonentlərin razılaşması, informasiya mübadiləsi qaydalarını təyin edir. İrLMP isə İQ kanalın idarə olunması qaydalarını təyin edir. Bu protokola əsasən İQ adapter multipleksor və eksklyuziv rejimdə işləyə bilər. Multipleksor rejimində bir fiziki kanal bir neçə məsələnin həll olunmasında istifadə olunur. Eksklyuziv rejimdə isə sistemin bütün resürsları yalnız bir məsələnin həllinə yönəldilir. Hal-hazırda İQ texnologiyala demək olar ki daha müasir naqilsiz rabitə şəbəkələri olan WiFi və Bluetooth –la əvəz olunur. İQ texnologiyaların geniş yayıla bilməməsinin əsas səbəbi verilənlərin aşağı ötürülmə sürəti deyil, çox kiçik təsir dairəsinin olması oldu. Buna baxmayaraq İQ texnologiyalar sferasında layihələndirmələr bu gün də davam etdirilir. Yüklə 0,58 Mb. Dostları ilə paylaş:
|