Axborot uzatishning yangi texnologiyalari

Bluetooth
BlueTooth texnologiyasi (IEEE 802.15 standarti) simsiz shaxsiy ma'lumotlar tarmog'ini (WPAN - Simsiz shaxsiy tarmoq) tashkil qilish uchun birinchi texnologiya edi. U qisqa masofalarga (10–100 m) radiokanal orqali maʼlumot va ovozni litsenziyasiz 2,4 gigagertsli chastota diapazonida uzatish imkonini beradi va toʻgʻridan-toʻgʻri koʻrish chizigʻi boʻlmaganda shaxsiy kompyuterlar, mobil telefonlar va boshqa qurilmalarni ulaydi. Yaratish jarayonida asosiy maqsad uyali telefonlar va simsiz minigarnituralar o'rtasida aloqa o'rnatish imkonini beradigan kam quvvat sarfi va arzon narxlardagi radio interfeysini ishlab chiqish edi.
BlueTooth simsiz ma'lumotlarni uzatish protokoli to'plami:

1.3.1.1-rasm Bluetooth protokoli to'plami
BlueTooth texnologiyasi nuqtadan nuqtaga va nuqtadan ko'p nuqtaga ulanishni qo'llab-quvvatlaydi. Xuddi shu kanaldan foydalanadigan ikki yoki undan ortiq qurilmalar pikonet hosil qiladi. Qurilmalardan biri usta (master), qolganlari esa qul (qul) sifatida ishlaydi. Bitta pikoneda yettitagacha faol qul bo'lishi mumkin, qolgan qullar "to'xtab turgan" holatda, usta bilan sinxronlangan holda qoladi. O'zaro ta'sir qiluvchi pikonetlar "tarqatilgan tarmoq" (scatternet) ni tashkil qiladi. Har bir pikonetda faqat bitta asosiy qurilma bor, lekin tobe qurilmalar turli pikonetlarning bir qismi bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, bitta piconetning asosiy qurilmasi boshqasida tobe qurilma bo'lishi mumkin.
Ko'pgina hollarda, BlueTooth texnologiyasi ishlab chiquvchilar tomonidan ikkita qurilma o'rtasidagi simli ketma-ket ulanishni simsiz bilan almashtirish uchun ishlatiladi. Ulanishni o'rnatish va ma'lumotlar uzatishni amalga oshirish vazifasini soddalashtirish uchun BlueTooth modullari uchun proshivka versiyasi ishlab chiqilgan bo'lib, u butun BlueTooth protokoli stekini (1-rasm), shuningdek SPP (Serial Port Profile) ning to'liq dasturiy ta'minotini ifodalaydi. ) va SDP (Service Discovery Profile) profillari. Ushbu yechim ishlab chiquvchiga modulni boshqarish, simsiz ketma-ket ulanishni o'rnatish va maxsus belgilar buyruqlari yordamida ma'lumotlarni uzatishni amalga oshirish imkonini beradi. Biroq, u BlueTooth texnologiyasining imkoniyatlaridan foydalanishga ma'lum cheklovlar qo'yadi. Bu, asosan, maksimal o'tkazish qobiliyatining pasayishiga va BlueTooth moduli tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan bir vaqtning o'zida asenkron ulanishlar soniga ta'sir qiladi.
2004 yil o'rtalarida 2001 yilda nashr etilgan BlueTooth spetsifikatsiyasining 1.1 versiyasi BlueTooth spetsifikatsiyasining 1.2 versiyasi bilan almashtirildi. 1.2 va 1.1 spetsifikatsiyalari o'rtasidagi asosiy farqlar quyidagilarni o'z ichiga oladi:
To'qnashuvlarning oldini olish uchun kanalning adaptiv chastotali sakrash texnologiyasini joriy etish (Adaptive Friquency hopping, AFH).
Ikki BlueTooth moduli o'rtasida aloqa o'rnatish uchun ketadigan vaqtni qisqartirish.
BlueTooth va Wi-Fi bir xil litsenziyasiz 2,4 gigagertsli diapazondan foydalanishi ma'lum. Shuning uchun, BlueTooth qurilmalari Wi-Fi qurilmalari doirasida bo'lgan va bir-biri bilan aloqa qiladigan hollarda, bu to'qnashuvlarga olib kelishi va qurilmalarning ishlashiga ta'sir qilishi mumkin. AFH texnologiyasi to'qnashuvlarning oldini oladi: shovqinlarga qarshi kurashish uchun ma'lumot almashish jarayonida BlueTooth texnologiyasi kanal chastotasini sakrashdan foydalanadi, bu Wi-Fi qurilmalari aloqa qiladigan chastota kanallarini hisobga olmaydi.
SIG konsorsiumi tomonidan ishlab chiqilgan BlueTooth texnologiyasini ishlab chiqish sxemasi tomonidan ishlab chiqilgan:

1.3.1.2-rasm Bluetooth texnologiyasining rivojlanish bosqichlari
Hozirgi vaqtda bozorda BlueTooth modullarini, shuningdek, BlueTooth qurilmasi apparatini mustaqil amalga oshirish uchun komponentlarni taklif qiluvchi ko'plab kompaniyalar mavjud. Deyarli barcha ishlab chiqaruvchilar BlueTooth spetsifikatsiyalarining 1.1 va 1.2 versiyalarini qo'llab-quvvatlaydigan modullarni taklif qilishadi va ular 2-sinf (diapazon 10 m) va 1-sinf (diapazon 100 m) bo'ladi. Biroq, 1.1 versiyasi 1.2 versiyasiga to'liq mos bo'lsa-da, yuqorida muhokama qilingan 1.2 versiyasida kiritilgan barcha yaxshilanishlarni ikkala qurilma ham 1.2 mos bo'lsagina olish mumkin.
2004-yil noyabr oyida Enhanced Data Rate (EDR) texnologiyasini qo‘llab-quvvatlovchi BlueTooth spetsifikatsiyasining 2.0 versiyasi qabul qilindi. EDR qo'llab-quvvatlashi bilan 2.0 spetsifikatsiyasi 3 Mbit / s gacha tezlikda ma'lumotlarni almashish imkonini beradi. 2.0 versiyasiga mos keladigan va EDR texnologiyasini qo'llab-quvvatlovchi modullarning ommaviy ishlab chiqarilgan birinchi namunalari 2005 yil oxirida ishlab chiqaruvchilar tomonidan taklif qilingan. Bunday modullarning diapazoni ko'rish chizig'i bo'lmaganda 10 m ni tashkil qiladi, bu 2-sinfga to'g'ri keladi va ko'rish chizig'i mavjud bo'lganda u 30 m ga yetishi mumkin.
Yuqorida aytib o'tilganidek, BlueTooth texnologiyasining asosiy maqsadi simli ketma-ket ulanishni almashtirishdir. BlueTooth texnologiyasi quyidagi profillarni belgilaydi: LAN profili (Lan Access Profile), ma'lumotlar almashinuvi profili (Generic Object Exchange), ma'lumotlarni uzatish profili (Profile Object Push Profile), fayl almashish profili (Fayl uzatish profili), sinxronizatsiya profili (Sinxronizatsiya profili).
Ishlash uchun simsiz tarmoq Wi-Fi mobil telefonlar, televizorlar va radiolar kabi radio to'lqinlardan foydalanadi. Simsiz tarmoq orqali ma'lumot almashish ko'p jihatdan radioaloqadan foydalangan holda aloqaga o'xshaydi.
Ko'pgina Wi-Fi qurilmalarini ikkita katta guruhga bo'lish mumkin:
Wi-Fi routerlari (routerlar) va kirish nuqtalari
Wi-Fi adapterlari bilan jihozlangan foydalanuvchilarning terminal uskunalari.
Kompyuterning simsiz adapteri ma'lumotlarni radio signalga aylantiradi va antenna yordamida havo orqali uzatadi. Simsiz router bu signalni qabul qiladi va dekodlaydi. Routerdan olingan ma'lumotlar simli Ethernet kabeli orqali Internetga yuboriladi.
Aslida, WiFi routerlari ham, WiFi ulanish nuqtalari ham bir xil funktsiyalarni bajaradilar - ular radio qamrovini (AP rejimi) yaratadilar, bunda adapter bilan jihozlangan har qanday qurilma AP-Client rejimida tarmoqqa ulanishi mumkin. Qurilmaning o'xshashligi shu erda tugaydi. Ushbu qurilmalar vizual va tizimli ravishda farqlanadi. Klassik WiFi ulanish nuqtasida faqat bitta Ethernet porti mavjud. Klassik Wi-Fi routerlar ulardan 5 tasi bor.Shu bilan birga, WAN porti alohida ajratilgan bo'lib, u provayderning kabelini ulash uchun ishlatiladi. Qolgan Ethernet portlari LAN deb etiketlanadi - ular yo'riqnoma yaratadigan mahalliy tarmoq mijozlarining o'ralgan juftligi orqali ulanish uchun ishlatiladi.
Zavod sozlamalarida kirish nuqtasi o'chirilgan DHCP serveriga ega va unga Ethernet yoki WiFi orqali ulanish uchun tarmoq adapteriga statik IP-manzil tayinlanishi kerak. Routerlar uchun DHCP serveri zavod sozlamalarida yoqilgan va routerning istalgan mijozi ushbu serverdan avtomatik ravishda IP manzilini olishi mumkin. Buni amalga oshirish uchun siz IP manzillarini avtomatik ravishda olish uchun routerga ulanish uchun ishlatiladigan adapterning DHCP mijoz xizmatini sozlashingiz kerak. Zavod sozlamalarida yoqilgan DHCP serveriga qo'shimcha ravishda, marshrutizatorlar apparat va dasturiy xavfsizlik devori bilan jihozlangan bo'lib, u xakerlik hujumlari va mahalliy tarmoq mijozlaridan maxfiy ma'lumotlarni o'g'irlash ehtimolini kamaytiradi, lekin 100% kafolat bermaydi. himoya qilish.
Odatda sxema WiFi tarmoqlari kamida bitta kirish nuqtasi va kamida bitta mijozni o'z ichiga oladi. Kirish nuqtasi o'zining tarmoq identifikatorini (SSID) har 100 msda 0,1 Mbit / s tezlikda maxsus signal paketlari yordamida uzatadi. Tarmoqning SSID-ni bilib, mijoz ushbu kirish nuqtasiga ulanish mumkinligini bilib olishi mumkin. Bir xil SSID-larga ega ikkita kirish nuqtasi qamrov zonasiga kirsa, qabul qiluvchi signal kuchi ma'lumotlariga asoslanib, ular orasidan tanlashi mumkin.
Wi-Fi uskunasidan foydalanganda bir nechta asosiy ish rejimlarini ajratib ko'rsatish mumkin: nuqtadan nuqtaga, infratuzilma rejimi, ko'prik rejimida ishlash va takrorlash rejimi. Keling, ushbu ish rejimlarining har birini batafsil ko'rib chiqaylik.
Nuqtadan nuqtaga rejimida simsiz mijozlar to'g'ridan-to'g'ri bir-biriga ulanadi, bu holda kirish nuqtalari ishlatilmaydi. Ushbu rejim, masalan, Wi-Fi adapterlari bilan jihozlangan ikkita kompyuterni qo'shimcha qurilmalarsiz bir-biriga ulash uchun ishlatilishi mumkin.

Shakl 1.3.2.1 Nuqtadan nuqtaga ulanish

Ishlashning infratuzilma rejimida (nuqtadan ko'p nuqtaga) simsiz tarmoqqa ulangan barcha qurilmalar kirish nuqtasi deb ataladigan oraliq qurilma orqali bir-biri bilan bog'lanadi. kirish nuqtasi).

Shakl 1.3.2.2 Infratuzilmaning ishlash tartibi

Simsiz ko'prik rejimi bir-biridan qisqa masofada joylashgan (20-250 m) ikkita simli mahalliy tarmoqni ulash zarur bo'lganda ishlatiladi, lekin kabellarni yotqizishning imkoni yo'q. Bunday holda, simsiz mijozlar kirish nuqtalariga ulana olmaydi va kirish nuqtalarining o'zi faqat bitta mahalliy simli tarmoqdan boshqasiga trafikni o'tkazish uchun ishlatiladi.
uchun ishlatiladi WiFi ishi adapterlar (transceiverlar, qabul qiluvchilar) dupleks portativ radiolar, uyali telefonlar va boshqa shunga o'xshash qurilmalarda ishlatiladiganlarga juda o'xshash. Ular radioto'lqinlarni uzatishi va qabul qilishi, shuningdek, raqamli signalning bir va nollarini radio to'lqinlarga va aksincha o'zgartirishi mumkin. Shu bilan birga, WiFi qabul qiluvchilar va uzatgichlar va boshqa shunga o'xshash qurilmalar o'rtasida sezilarli farqlar mavjud. Eng muhim farq shundaki, ular boshqa chastota diapazonlarida ishlaydi. Ko'pgina zamonaviy noutbuklar va ko'plab ish stoli kompyuterlari o'rnatilgan simsiz qabul qiluvchilar bilan sotiladi. Agar noutbukda bunday qurilma bo'lmasa, kompyuter kartalari yoki USB port uchun kengaytirish uyasiga ulanadigan adapterlar mavjud. Adapterning to'g'ri ishlashi uchun simsiz adapter va tegishli drayverlarni o'rnatganingizdan so'ng, kompyuteringiz avtomatik ravishda mavjud tarmoqlarni qidirishi mumkin.
WiFi uzatgichlari uchta chastota diapazonidan birida ishlashi mumkin. Variant bir diapazondan ikkinchisiga tez "sakrash" amalga oshirilganda ham mumkin. Ushbu texnika shovqin ta'sirini kamaytirish va bir vaqtning o'zida ko'plab qurilmalarning simsiz aloqa imkoniyatlaridan foydalanish imkonini beradi. Ko'pgina joriy WiFi texnologiyasi standartlari 2,4 gigagertsli chastota diapazoni yoki aniqrog'i 2400 MGts-2483,5 MGts chastota diapazonidan foydalanadi. 2,4 gigagertsli chastota diapazoniga qo'shimcha ravishda, joriy WiFi standartlari 5,180-5,240 gigagertsli va 5,745-5,825 gigagertsli chastota diapazonlarida 5 gigagertsli diapazondan foydalanadi. Bu chastotalar uyali telefonlar, dupleks portativ radiolar va radioeshittirish televideniesida ishlatiladigan chastotalardan ancha yuqori. Yuqori chastotada ko'proq ma'lumotlar uzatilishi mumkin.
Wi-Fi 802.11 tarmoq standartlarini bir nechta variantlarda ishlatadi:
802.11a standartiga ko'ra, ma'lumotlar 5 gigagertsli diapazonda soniyasiga 54 megabitgacha bo'lgan tezlikda uzatiladi. Shuningdek, u ortogonal chastota-bo'linish multipleksatsiyasini OFDM-ni ta'minlaydi, bu transmitter tomonidagi asl signalni bir nechta kichik signallarga ajratadigan yanada samarali kodlash texnikasi. Ushbu yondashuv shovqin ta'sirini kamaytiradi.
802.11b eng sekin va arzon standartdir. Bir muncha vaqt uchun, uning narxi tufayli, u keng tarqaldi, lekin hozir u ko'proq bilan almashtiriladi tez standartlar chunki ular arzonlashadi. 802.11b standarti 2,4 gigagertsli diapazonda ishlashga mo'ljallangan. Qo'shimcha kod bilan manipulyatsiya tezligini oshirish uchun foydalanilganda ma'lumotlarni uzatish tezligi sekundiga 11 megabitgacha (qo'shimcha kod kaliti, CCK).
802.11g standarti, 802.11b kabi, 2,4 gigagertsli diapazonda ishlashni ta'minlaydi, ammo ma'lumotlar uzatish tezligini sezilarli darajada oshiradi - sekundiga 54 megabitgacha. 802.11g tezroq, chunki u 802.11a bilan bir xil OFDM kodlashni ishlatadi.
Eng yangi standart 802.11n. Bu ma'lumotlarni uzatish tezligini sezilarli darajada oshirdi va chastota diapazonini kengaytirdi. Shu bilan birga, 802.11g standarti nazariy jihatdan sekundiga 54 megabit ma'lumotlar uzatish tezligini ta'minlashga qodir bo'lsa-da, tarmoq tiqilib qolganligi sababli haqiqiy tezlik soniyasiga taxminan 24 megabitni tashkil qiladi. 802.11n standarti soniyasiga 140 megabit ma'lumotlarni uzatish tezligini ta'minlay oladi. Standart 2009-yil 11-sentabrda yangi standartlarni ishlab chiqish va joriy etishda jahon yetakchisi bo‘lgan Elektr va elektronika muhandislari instituti (IEEE) tomonidan tasdiqlangan.
Bugungi kunda eng keng tarqalgan simsiz tarmoq standartlari IEEE 802.11 b va 802.11 g. Bunday tarmoqlarning jihozlari, IEEE ma'lumotlariga ko'ra, 2400-2483,5 MGts diapazonida ishlaydi va mos ravishda 11 va 54 Mbit / s maksimal tezlikda ma'lumotlarni uzatishga qodir.
Ko'rib chiqilgan diapazonda to'lqinlarning tarqalishi bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega. Simsiz va simli qurilmalarning funktsional o'xshashligiga qaramasdan, ularni o'rnatish, o'rnatish va sozlashdagi farq sezilarli. Buning sababi ma'lumotni uzatish uchun ishlatiladigan jismoniy vositaning xususiyatlarida yotadi. Simsiz qurilmalarda radioto'lqinlarning tarqalish qonunlarini hisobga olish kerak. Radio turli xil shovqinlarga nisbatan sezgirroq. Shuning uchun bo'limlar, devorlar va temir-beton pollarning mavjudligi ma'lumotlarni uzatish tezligiga ta'sir qilishi mumkin. Radiosignalni qabul qilish va uzatish shartlari nafaqat jismoniy to'siqlarni, balki turli xil radio chiqaruvchi qurilmalarni ham yomonlashtiradi.
Bir vaqtlar mintaqaviy aloqa tarmoqlarida xavfsizlik standarti Wired Equivalency Privacy (WEP) texnologiyasi edi. Biroq, xakerlar WEP zaifliklarini aniqladilar va endi bunday himoya bilan tarmoqlarni buzish uchun mo'ljallangan dastur va dasturlarni topish juda oson. WEP o'zining yuqori tezligi va o'zgaruvchan kalit uzunligi uchun tanlangan RC4 oqim shifriga asoslangan. CRC32 nazorat summalarini hisoblash uchun ishlatiladi.
WPA WEP simsiz xavfsizlik texnologiyasini almashtirdi. WPA ning afzalliklari ma'lumotlar xavfsizligini oshirish va simsiz tarmoqlarga kirishni qattiqroq nazorat qilishdir. Bugungi kunda simsiz tarmoq xavfsizlik tizimining uchta asosiy komponentiga ega bo'lsa, xavfsiz hisoblanadi: foydalanuvchi autentifikatsiyasi, maxfiylik va ma'lumotlarni uzatishning yaxlitligi. Wi-Fi himoyalangan kirish (WPA) hozirda 802.11i simsiz tarmoq xavfsizligi protokolining bir qismidir. Ushbu texnologiya 802.1x protokollarining asosiy autentifikatsiyasini qo'llab-quvvatlaydi, masalan, kengaytiriladigan autentifikatsiya protokoli (EAP) autentifikatsiya qilishda uchta tomonni - qo'ng'iroq qiluvchi (mijoz), chaqirilgan (kirish nuqtasi) va autentifikatsiya serverini o'z ichiga oladi, bu esa xavfsizlikni sezilarli darajada oshiradi. aloqa. Bundan tashqari, WPA TKIP yordamida vaqtinchalik kalitlar yordamida trafikni shifrlash va MIC (Message Integrity Check) nazorat summasini tekshirish orqali ma'lumotlarning yaxlitligini shifrlash orqali ma'lumotlar uzatishning maxfiyligini ta'minlaydi. WEP-da bo'lgani kabi, WPA parol bilan tizimga kirish imkonini beradi. Aksariyat ommaviy ulanish nuqtalari ochiq yoki WPA yoki 128-bit WEP-dan foydalanadi, ammo ba'zilari hali ham eski, zaif WEP tizimidan foydalanadi. WPA va WPA2 hozirda Wi-Fi Alliance tomonidan ishlab chiqilmoqda va ilgari surilmoqda.
Keyinchalik kattaroq xavfsizlikni ta'minlash uchun, ba'zan Media Access Control (MAC) manzil filtrlash qo'llaniladi. U foydalanuvchilarni aniqlash uchun paroldan foydalanmaydi, kompyuterning jismoniy uskunasidan foydalanadi. Har bir kompyuterning o'ziga xos MAC manzili mavjud. MAC manzilini filtrlash faqat ma'lum MAC manzillari bo'lgan mashinalar tarmoqqa kirishini ta'minlaydi. Routerni sozlashda qaysi manzillar tarmoqqa kirishga ruxsat berilganligini belgilashingiz kerak. Tizim 100% ishonchli emas. To'g'ri bilim darajasiga ega bo'lgan xaker MAC manzilini soxtalashtirishi mumkin, ya'ni ma'lum ruxsat etilgan MAC manzilini nusxalashi va tizimni o'z kompyuteri yordamida ushbu manzilni taqlid qilib, tarmoqqa kirishiga imkon berish uchun aldashi mumkin.
Wi-Fi ning afzalliklari
Kabelsiz tarmoqni o'rnatishga imkon beradi, bu tarmoqni joylashtirish va / yoki kengaytirish xarajatlarini kamaytirishi mumkin. Kabelni o'rnatish mumkin bo'lmagan joylar, masalan, ochiq havoda va tarixiy binolarda, simsiz tarmoqlar orqali xizmat ko'rsatish mumkin.
Mobil qurilmalarga tarmoqqa kirishga ruxsat beradi.
Wi-Fi qurilmalari bozorda keng tarqalgan. Uskuna mosligi majburiy Wi-Fi logotipi apparat sertifikati orqali kafolatlanadi.
Wi-Fi zonasida bir nechta foydalanuvchilar kompyuterlar, noutbuklar, telefonlar va boshqalardan Internetga kirishlari mumkin.
dan radiatsiya WiFi qurilmalari ma'lumotlarni uzatish vaqtida uyali telefonnikidan kichikroq (10 marta) kattalik tartibi.
ZigBee simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyasi BlueTooth va Wi-Fi simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyalari paydo bo'lganidan keyin bozorga kiritildi. ZigBee texnologiyasining paydo bo'lishi, birinchi navbatda, ba'zi ilovalar uchun (masalan, yorug'lik yoki garaj eshiklarini masofadan boshqarish yoki sensorlardan ma'lumotlarni o'qish uchun) simsiz uzatish texnologiyasini tanlashning asosiy mezonlari kam quvvat iste'moli bilan bog'liq. apparat va uning arzonligi. Bu past o'tkazuvchanlikni nazarda tutadi, chunki ko'p hollarda sensorlar o'rnatilgan batareyadan quvvatlanadi, uning ishlash muddati bir necha oy va hatto yillardan oshishi kerak. O'sha paytda mavjud bo'lgan BlueTooth va Wi-Fi simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyalari yuqori tezlikda, yuqori quvvat sarfi va apparat narxi bilan ma'lumotlarni uzatishni ta'minlagan holda ushbu mezonlarga javob bermadi. 2001 yilda IEEE 802.15 № 4 ishchi guruhi quyidagi talablarga javob beradigan yangi standart yaratish ustida ish boshladi:
simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyasini amalga oshiradigan apparatning juda kam quvvat iste'moli (batareya muddati bir necha oydan bir necha yilgacha bo'lishi kerak);
ma'lumotlarni uzatish past tezlikda amalga oshirilishi kerak;
past apparat narxi.
Natijada IEEE 802.15.4 standarti ishlab chiqildi. Shaklda. 5-rasmda IEEE 802.15.4 standarti, ZigBee simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyasi va oxirgi foydalanuvchining o'zaro ta'sir modeli ko'rsatilgan.

Shakl 1.3.3.1 IEEE 802.15.4 standarti, ZigBee simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyasi va oxirgi foydalanuvchining o'zaro ta'siri modeli
IEEE 802.15.4 standarti o'zaro ta'sir modelining faqat ikkita eng quyi qatlamining o'zaro ta'sirini belgilaydi: jismoniy qatlam (PHY) va uchta litsenziyasiz chastota diapazonlari uchun radiodan foydalanishni boshqarish qatlami: 2,4 GHz, 868 MGts va 915 MGts.
MAC qatlami Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA-CA) usuli yordamida radiokanalga kirishni nazorat qilish, shuningdek, ma'lumotlar tarmog'iga ulanish va uzilishni boshqarish va uzatilgan ma'lumotni simmetrik kalit bilan himoya qilishni ta'minlash uchun javobgardir ( AES-128).
O'z navbatida, ZigBee alyansi tomonidan taklif etilgan ZigBee simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyasi tarmoq qatlami, xavfsizlik qatlami, dastur strukturasi qatlami va dastur profili qatlamini o'z ichiga olgan o'zaro ta'sir modelining qolgan darajalarini belgilaydi. Tarmoq qatlami, ZigBee simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyasi, qurilmani aniqlash va tarmoq konfiguratsiyasi uchun mas'uldir va uchta tarmoq topologiyasi variantini qo'llab-quvvatlaydi.
ZigBee simsiz uzatish texnologiyasini turli ilovalarga integratsiyalashning arzonligini ta'minlash uchun IEEE 802.15.4 standartining apparat ta'minoti ikki shaklda amalga oshiriladi: Cheklangan xususiyatli qurilmalar (RFD) va to'liq funktsional qurilmalar (FFD).
Qurilmalarni RFD va FFD ga bo'lishdan tashqari, ZigBee Alliance uch turdagi mantiqiy qurilmalarni belgilaydi: ZigBee koordinatori (koordinatori), ZigBee router va ZigBee terminal qurilmasi. Koordinator tarmoqni ishga tushirish, tugunlarni boshqarishni amalga oshiradi, shuningdek, tarmoqqa ulangan har bir tugunning sozlamalari haqidagi ma'lumotlarni saqlaydi. ZigBee marshrutizatori tarmoq orqali yuborilgan xabarlarni bir tugundan boshqasiga yo'naltirish uchun javobgardir. Terminal qurilmasi tarmoqqa ulangan har qanday terminal qurilmasiga ishora qiladi. Yuqorida muhokama qilingan RFD va FFD qurilmalari aniq terminal qurilmalaridir. Tarmoqni qurishda mantiqiy qurilmaning turi oxirgi foydalanuvchi tomonidan ZigBee alyansi tomonidan taklif qilingan muayyan profilni tanlash orqali aniqlanadi. "Har biri bilan" topologiyasi bo'lgan tarmoqni qurishda xabarlarni bir tarmoq tugunidan boshqasiga uzatish turli yo'nalishlar bo'ylab amalga oshirilishi mumkin, bu sizga taqsimlangan tarmoqlarni (bir nechta kichik tarmoqlarni bitta katta tarmoqqa birlashtirish - klaster) qurish imkonini beradi. daraxt) bir tugunni boshqasidan etarlicha katta masofaga o'rnatish va xabarlarni ishonchli etkazib berishni ta'minlash.
ZigBee tarmog'i orqali uzatiladigan trafik, qoida tariqasida, davriy, intervalgacha va takroriy (axborot xabarlarini yuborish o'rtasidagi kichik vaqt oralig'i bilan tavsiflanadi) bo'linadi.
Simsiz sensorlar yoki hisoblagichlar kabi masofadan turib ma'lumot olish kerak bo'lgan ilovalar uchun davriy trafik odatiy holdir. Bunday ilovalarda sensorlar yoki hisoblagichlardan ma'lumot olish quyidagicha amalga oshiriladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, ushbu misolda simsiz sensor bo'lgan har qanday terminal qurilmasi ish vaqtining katta qismi uchun uyqu rejimida bo'lishi kerak va shu bilan juda kam quvvat sarfini ta'minlaydi. Ma'lumotni uzatish uchun terminal qurilmasi ma'lum bir vaqtda uyg'onadi va simsiz hisoblagich ulangan tarmoqni boshqarish qurilmasi (ZigBee koordinatori yoki ZigBee router) tomonidan uzatiladigan maxsus signalni (mayoq) havoda qidiradi. Agar havoda maxsus signal (mayoq) mavjud bo'lsa, terminal qurilmasi ma'lumotni tarmoqni boshqarish qurilmasiga uzatadi va keyingi aloqa seansigacha darhol "uyqu" rejimiga o'tadi.
Vaqti-vaqti bilan harakatlanish, masalan, masofaviy yoritishni boshqarish qurilmalari uchun odatiy hisoblanadi. Old eshikda o'rnatilgan harakat sensori ishga tushganda, koridorda yoritishni yoqish uchun buyruq yuborish kerak bo'lganda vaziyatni tasavvur qiling. Bu holda buyruqni uzatish quyidagicha amalga oshiriladi. Tarmoq menejeri harakat sensori ishga tushirilganligi haqida signal olganida, u ZigBee simsiz tarmog'iga ulanish uchun terminal qurilmasiga (simsiz kalit) buyruq beradi. Keyin terminal qurilmasi (simsiz kalit) bilan aloqa o'rnatiladi va yoritishni yoqish buyrug'ini o'z ichiga olgan ma'lumot xabari uzatiladi. Buyruqni olgandan so'ng, ulanish uziladi va simsiz kalit ZigBee tarmog'idan uziladi. Terminal qurilmasini ZigBee tarmog'iga faqat buning uchun zarur bo'lgan daqiqalarda ulash va uzish terminal qurilmasining "uyqu" rejimida qolish vaqtini sezilarli darajada oshirishga imkon beradi va shu bilan minimal quvvat sarfini ta'minlaydi. Maxsus signalni (mayoq) ishlatish usuli juda ko'p energiya talab qiladi.
Ba'zi ilovalarda, masalan, xavfsizlik tizimlarida sensorlarning ishlashi haqidagi ma'lumotlarni uzatish deyarli bir zumda va kechiktirmasdan amalga oshirilishi kerak. Ammo shuni hisobga olishimiz kerakki, ma'lum bir vaqtning o'zida bir nechta sensorlar bir vaqtning o'zida tarmoqda takrorlanuvchi trafikni keltirib chiqarishi mumkin. Ushbu hodisaning ehtimoli past, ammo xavfsizlik tizimlarida buni hisobga olmaslik qabul qilinishi mumkin emas. ZigBee simsiz tarmog'ida bir vaqtning o'zida bir nechta xavfsizlik sensorlari (oxirgi qurilmalar) ishga tushirilganda simsiz tarmoqqa uzatiladigan xabarlar uchun har bir sensordan ma'lumotlarni uzatish maxsus ajratilgan vaqt oralig'ida ta'minlanadi. ZigBee texnologiyasida ajratilgan vaqt oralig'i kafolatlangan vaqt oralig'i (GTS) deb ataladi. ZigBee texnologiyasida shoshilinch xabarlarni uzatish uchun kafolatlangan vaqt oralig'ini ta'minlash qobiliyatining mavjudligi ZigBee-da QoS usulini (xizmat ko'rsatish sifati) amalga oshirish haqida gapirishga imkon beradi. Shoshilinch xabarlarni uzatish uchun kafolatlangan vaqt oralig'ini ajratish tarmoq koordinatori tomonidan amalga oshiriladi (6-rasm, PAN koordinatori).
ZigBee texnologiyasiga asoslangan simsiz tarmoqni (masalan, yulduz topologiyasiga ega tarmoq) qurish uchun ishlab chiquvchi kamida bitta tarmoq koordinatori va kerakli sonli oxirgi qurilmalarni sotib olishi kerak. Tarmoqni rejalashtirishda shuni yodda tutingki, tarmoq koordinatoriga ulangan faol so'nggi qurilmalarning maksimal soni 240 dan oshmasligi kerak. Bundan tashqari, tarmoqni ishlab chiqish, sozlash va maxsus ilovalar va profillarni yaratish uchun dasturiy vositalarni ZigBee chipidan sotib olish kerak. ishlab chiqaruvchi.
Har qanday murakkablikdagi ZigBee simsiz tarmoqlarini qurish uchun dasturiy ta'minot va apparat vositalari to'plamini o'z ichiga olgan disk raskadrovka to'plamining yuqori narxi ZigBee texnologiyasining Rossiya bozorida ommaviy tarqalishini cheklovchi omillardan biridir.
Bo'limda keltirilgan BlueTooth, Wi-Fi va ZigBee simsiz ma'lumotlarni uzatish texnologiyalarining qisqacha sharhi shuni ko'rsatadiki, har bir texnologiya bir xil maqsadga turli yo'llar bilan (turli yo'qotishlar bilan) erishishdan iborat bo'lgan o'ziga xos xususiyatlarga ega. BlueTooth, Wi-Fi va ZigBee texnologiyalarining qiyosiy tavsiflari jadvalda keltirilgan.
1.3.3.1-jadval
BlueTooth, Wi-Fi va ZigBee texnologiyalarining qiyosiy tavsiflari

Ushbu jadval Wi-Fi texnologiyasidan foydalanganda eng tez va eng uzoq uzatish mumkinligini ko'rsatadi. Wi-Fi texnologiyasi Internet orqali pochta, video va boshqa ma'lumotlarni yuborish uchun ishlatiladi. ZigBee texnologiyasi juda ko'p sonli tugunlar o'rtasida past tezlikda, kichik o'lchamli ma'lumot almashish, masofadan nazorat qilish va boshqarish uchun juda mos keladi. BlueTooth texnologiyasi mobil qurilmalar o'rtasida ma'lumot almashishda o'zining eng katta dasturini topdi.
Tarmoq texnologiyasi - bu kelishilgan standart protokollar to'plami va ularni amalga oshiradigan dasturiy ta'minot va apparat vositalari (masalan, tarmoq adapterlari, drayverlar, kabellar va ulagichlar) kompyuter tarmog'ini qurish uchun etarli. "Etarli" epiteti ushbu to'plam ishlaydigan tarmoqni qurishingiz mumkin bo'lgan minimal vositalar to'plami ekanligini ta'kidlaydi.
Muayyan texnologiya tarmog'i qurilgan protokollar (tor ma'noda) birgalikda ishlash uchun maxsus ishlab chiqilgan, shuning uchun tarmoq ishlab chiqaruvchisi ularning o'zaro ta'sirini tashkil qilish uchun qo'shimcha harakatlarni talab qilmaydi. Ba'zan tarmoq texnologiyalari asosiy texnologiyalar deb ataladi, ya'ni har qanday tarmoqning asosi ular asosida quriladi. Asosiy tarmoq texnologiyalariga misollar qatoriga Ethernet, Token Ring va FDDI kabi taniqli LAN texnologiyalari yoki X.25 keng tarmoqli va kadr oʻrni texnologiyalari kiradi. Bunday holda ishlaydigan tarmoqni olish uchun bitta asosiy texnologiya bilan bog'liq dasturiy ta'minot va apparat vositalarini - drayverlar, hublar, kalitlar, kabel tizimi va boshqalar bilan tarmoq adapterlarini sotib olish va ularni standart talablariga muvofiq ulash kifoya. bu texnologiya.
Bugungi kunga kelib, mahalliy tarmoqning eng keng tarqalgan standarti Ethernet paketli ma'lumotlarni uzatish texnologiyasidir. Ethernet standartlari simli ulanishlarni belgilaydi va elektr signallari jismoniy qatlamda, ramka formati va media kirishni boshqarish protokollari - OSI modelining ma'lumotlar havolasi qatlamida. Ethernet asosan IEEE 802.3 guruh standartlari bilan tavsiflanadi. Transmissiya vositasi koaksiyal kabel, o'ralgan juftlik yoki optik kabeldir. Kompyuterlar umumiy “umumiy shina” tuzilishiga muvofiq umumiy muhitga ulangan. Vaqt taqsimlangan avtobusda har qanday ikkita kompyuter muloqot qilishi mumkin.
Ethernet standartlarining barcha turlari (shu jumladan Fast Ethernet va Gigabit Ethernet) bir xil media ajratish usulidan foydalanadi - CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Tasodifiy kirish usulining mohiyati quyidagicha. Ethernet tarmog'idagi kompyuter, agar tarmoq bo'sh bo'lsa, ya'ni hozirda boshqa kompyuter aloqa qilmasa, faqat tarmoq orqali ma'lumotlarni uzatishi mumkin. Shuning uchun Ethernet texnologiyasining muhim qismi vosita mavjudligini aniqlash tartibi hisoblanadi. Kompyuter tarmoqning bepul ekanligiga ishonch hosil qilgandan so'ng, u vositani "qo'lga olish" paytida uzatishni boshlaydi. Bitta tugun tomonidan umumiy muhitdan eksklyuziv foydalanish vaqti bitta kadrni uzatish vaqti bilan cheklangan. Freym - bu Ethernet tarmog'idagi kompyuterlar o'rtasida almashinadigan ma'lumotlar birligi. Kadr qat'iy belgilangan formatga ega va ma'lumotlar maydoni bilan birga turli xil xizmat ma'lumotlarini o'z ichiga oladi, masalan, qabul qiluvchining manzili va jo'natuvchining manzili. Ethernet tarmog'i shunday tuzilganki, ramka umumiy ma'lumotlarni uzatish muhitiga kirganda, barcha tarmoq adapterlari bir vaqtning o'zida ushbu kadrni qabul qila boshlaydi. Ularning barchasi freymning dastlabki maydonlaridan birida joylashgan maqsad manzilini tahlil qiladi va agar bu manzil o'z manziliga to'g'ri kelsa, ramka tarmoq adapterining ichki buferiga joylashtiriladi. Shunday qilib, maqsadli kompyuter unga mo'ljallangan ma'lumotlarni oladi. Ba'zida ikki yoki undan ortiq kompyuter bir vaqtning o'zida tarmoqning bepul ekanligiga qaror qilganda va ma'lumot uzatishni boshlaganda vaziyat yuzaga kelishi mumkin. To'qnashuv deb ataladigan bu holat tarmoq orqali ma'lumotlarni to'g'ri uzatishni oldini oladi. Ethernet standarti to'qnashuvlarni aniqlash va to'g'ri ishlash algoritmini taqdim etadi. To'qnashuv ehtimoli tarmoq trafigining intensivligiga bog'liq. To'qnashuv aniqlangandan so'ng, o'z ramkalarini uzatishga uringan NIClar uzatishni to'xtatadi va tasodifiy pauzadan so'ng, yana muhitga kirishga va to'qnashuvga sabab bo'lgan kadrni uzatishga harakat qiladi.
Ethernet tarmoqlarini juda mashhur qilgan asosiy afzalligi ularning iqtisodiy samaradorligidir. Tarmoqni qurish uchun har bir kompyuter uchun bitta tarmoq adapteri va kerakli uzunlikdagi bitta jismoniy kabel segmentiga ega bo'lish kifoya. Token Ring kabi boshqa asosiy texnologiyalar hatto kichik tarmoqni yaratish uchun qo'shimcha qurilma - hubni talab qiladi. Bundan tashqari, Ethernet tarmoqlarida vositaga kirish, ma'lumotlarni manzillash va uzatish uchun juda oddiy algoritmlar amalga oshiriladi. Tarmoqning oddiy mantig'i soddalashtirishga va shunga mos ravishda tarmoq adapterlari va ularning drayverlari narxining pasayishiga olib keladi. Xuddi shu sababga ko'ra, Ethernet tarmoq adapterlari juda ishonchli. Va nihoyat, Ethernet tarmoqlarining yana bir diqqatga sazovor xususiyati ularning yaxshi kengaytirilishi, ya'ni yangi tugunlarni ulashning qulayligidir. Boshqa asosiy tarmoq texnologiyalari - Token Ring, FDDI - garchi ular juda ko'p individual xususiyatlarga ega bo'lsalar ham, bir vaqtning o'zida Ethernet bilan umumiy xususiyatlarga ega. Bir texnologiya va boshqa texnologiya o'rtasidagi sezilarli farqlar umumiy muhitga kirishning ishlatiladigan usulining o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq. Shunday qilib, Ethernet texnologiyasi va Token Ring texnologiyasi o'rtasidagi farqlar asosan ularga o'rnatilgan media ajratish usullarining o'ziga xos xususiyatlari bilan belgilanadi - Ethernet-dagi tasodifiy kirish algoritmi va Token Ring-da tokenni o'tkazish orqali kirish usuli.
CAN avtobusi Vityaz poezdlari xavfsizligini boshqarish tizimining barcha bloklarini birlashtirish uchun ishlatiladi. Keling, ushbu interfeysni batafsil ko'rib chiqaylik.
CAN (Control Area Network) - "aqlli" kirish / chiqish qurilmalari, sensorlar va mexanizm yoki hatto korxonaning aktuatorlarining mahalliy tarmog'ini ta'minlovchi ketma-ket liniya. U avtomagistralda bir nechta asosiy qurilmalarni topish imkoniyatini ta'minlaydigan, real vaqt rejimida ma'lumotlarni uzatish va xatolarni tuzatish, yuqori shovqin immunitetini ta'minlaydigan protokol bilan tavsiflanadi. CAN tizimi avtobusga ulangan qurilmalarning ishlashini ta'minlaydigan ko'plab mikrosxemalardan iborat bo'lib, ular dastlab BOSH tomonidan avtomobillarda foydalanish uchun ishlab chiqilgan va hozirda sanoat avtomatizatsiyasida keng qo'llaniladi. O'tkazish tezligi dasturiy ta'minot tomonidan o'rnatiladi va 1 Mbit / s gacha bo'lishi mumkin.
Lekin amalda CAN tarmog'i odatda ISO 11898 standartida aniqlangan differentsial juftlik ko'rinishidagi jismoniy qatlamga ega bo'lgan shina topologiyasi tarmog'ini bildiradi.Uzatish barcha tarmoq tugunlari tomonidan qabul qilinadigan kadrlarda amalga oshiriladi. Avtobusga kirish uchun maxsus chiplar ishlab chiqariladi - CAN avtobus haydovchilari.
CAN tizimi juda ishonchli ishlaydi. Agar biron-bir nosozlik yuzaga kelsa, ular tegishli nosozlik xotirasiga yozib olinadi va keyin diagnostika vositasi yordamida o'qilishi mumkin.

1.5.1-rasm CAN tizimi
Tarmoq bir nechta boshqaruv bloklarini birlashtiradi. Boshqarish bloklari unga qabul qiluvchilar (transceiverlar) orqali ulanadi. Shunday qilib, tarmoqning barcha alohida stansiyalari bir xil sharoitda. Ya'ni, barcha boshqaruv bloklari ekvivalentdir va ularning hech biri ustuvorlikka ega emas. Bunday holda, ular ko'p abonentli arxitektura deb ataladigan narsa haqida gapirishadi. Axborot almashinuvi ketma-ket signallarni uzatish orqali amalga oshiriladi.
Axborot almashish jarayoni alohida xabarlar, kadrlar almashinuvidan iborat. Ushbu xabarlar har bir boshqaruv bloki tomonidan yuborilishi va qabul qilinishi mumkin. Xabarlarning har biri tizimning ba'zi jismoniy parametrlari haqida ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Bunday holda, qiymat ikkilik shaklda, ya'ni nollar va birliklar yoki bitlar ketma-ketligi sifatida ifodalanadi. Masalan, 1800 rpmli dvigatel tezligi 00010101 ikkilik raqami sifatida ifodalanishi mumkin. Signalizatsiyada har bir ikkilik raqam ketma-ket impulslar (bitlar) oqimiga aylanadi. Ushbu impulslar TX simi (uzatuvchi sim) orqali qabul qiluvchi (kuchaytirgich) kirishiga beriladi. Transceiver oqim impulslarining ketma-ketligini mos keladigan kuchlanish signallariga aylantiradi, keyinchalik ular avtobus simiga ketma-ket uzatiladi. Signallarni qabul qilishda qabul qiluvchi kuchlanish impulslarini bit ketma-ketligiga aylantiradi va ularni RX simi (qabul qiluvchi sim) orqali boshqaruv blokiga uzatadi. Boshqaruv blokida ikkilik signal ketma-ketligi yana xabar ma'lumotlariga aylantiriladi. Masalan, 00010101 ikkilik raqami 1800 rpm tezlikka aylantiriladi.
O'tkazilgan xabarni har bir boshqaruv bloki qabul qilishi mumkin. Ma'lumotlarni uzatishning ushbu printsipi radioeshittirish deb ataladi, chunki u signallari radio tarmog'ining har bir foydalanuvchisi tomonidan qabul qilinadigan eshittirish radiostansiyasining ishlash printsipiga o'xshaydi. Ma'lumotlarni uzatishning ushbu printsipi tarmoqqa ulangan barcha boshqaruv bloklari istalgan vaqtda bir xil ma'lumotlarni olishini ta'minlaydi. Har bir xabar qabul qiluvchining manzilini emas, balki uzatiladigan ma'lumotlarning manzilini belgilaydigan identifikator bilan ta'minlangan. Har qanday qabul qiluvchi bitta identifikatorga ham, bir nechtasiga ham javob berishi mumkin. Bir identifikatorga bir nechta qabul qiluvchilar javob berishi mumkin.

1.5.2-rasm CAN xabarlarini yuborish printsipi
Boshqaruv bloki sensor signallarini qabul qiladi, ularni qayta ishlaydi va tegishli boshqaruv signallarini aktuatorlarga uzatadi. Boshqarish blokining eng muhim komponentlari kirish va chiqish xotiralari va dasturiy ta'minotni saqlash uchun xotiraga ega mikrokontrollerdir. Boshqarish bloki tomonidan qabul qilingan sensor signallari, masalan, harorat sensori yoki krank mili tezligi sensori, muntazam ravishda chaqiriladi va kirish xotirasida ketma-ket saqlanadi. Mikrokontrollerda kirish signallari unga kiritilgan dasturlarga muvofiq qayta ishlanadi. Ushbu qayta ishlash natijasida hosil bo'lgan signallar chiqish saqlash moslamasining kataklariga yuboriladi va u erdan mos keladigan harakatlantiruvchi qurilmalarga keladi. CAN avtobusidan kelayotgan va unga yuborilgan xabarlarni qayta ishlash uchun har bir boshqaruv bloki kiruvchi va chiquvchi xabarlarni saqlaydigan qo‘shimcha xotira qurilmasi bilan jihozlangan.
CAN tizim moduli CAN shinasi orqali ma'lumotlar almashinuvi uchun ishlatiladi. U ikkita zonaga bo'linadi: qabul qilish zonasi va uzatish zonasi. CAN tizim moduli kiruvchi va chiquvchi xabarlar uchun pochta qutilari orqali boshqaruv blokiga ulangan. Odatda u boshqaruv blokining mikrokontroller chipiga o'rnatiladi.
Transceiver bir vaqtning o'zida kuchaytirgich funktsiyalarini bajaradigan qabul qiluvchi qurilmadir. U CAN tizimi modulidan keladigan ikkilik signallar ketma-ketligini (mantiqiy darajada) elektr kuchlanish impulslariga va aksincha o'zgartiradi. Shunday qilib, elektr impulslari yordamida ma'lumotlar mis simlar orqali uzatilishi mumkin. Transceiver CAN tizim moduli bilan TX (uzatuvchi sim) va RX (qabul qiluvchi sim) simlari orqali aloqa qiladi. RX simi kuchaytirgich orqali CAN shinasiga ulangan. Bu avtobus orqali uzatiladigan raqamli signallarni doimiy ravishda "tinglash" imkonini beradi.
Bepul avtobus bilan har qanday tugun istalgan vaqtda uzatishni boshlashi mumkin. Ikki yoki undan ortiq tugunlar tomonidan bir vaqtning o'zida ramkalar uzatilganda, arbitrajga kirish: Manba manzilini o'tkazib, tugun bir vaqtning o'zida avtobus holatini tekshiradi. Agar retsessiv bitni uzatishda dominant bit qabul qilinsa, boshqa tugun yuqoriroq ustunlikka ega bo'lgan xabarni uzatadi deb hisoblanadi va uzatish avtobus bo'sh qolguncha qoldiriladi. Shunday qilib, masalan, Ethernet-dan farqli o'laroq, CAN-da to'qnashuvlar paytida kanal o'tkazish qobiliyatini yo'qotish yo'q. Ushbu yechimning narxi past ustuvor xabarlar hech qachon uzatilmasligi ehtimolidir.
Avtobusga ulangan barcha stantsiyalar boshqaruv bloki tomonidan yuborilgan xabarni oladi. Ushbu xabar RX simlari orqali CAN tizimining tegishli modullarining qabul qilish joylariga yuboriladi. Shundan so'ng, ular CRC (Cycling Redundancy Check) yig'indisi bo'yicha nazorat darajasida xabarda uzatish xatolari mavjudligini aniqlashlari mumkin.
Afzalliklar
Qiyin real vaqtda ishlash qobiliyati.
Amalga oshirish qulayligi va foydalanishning minimal narxi.
Interferentsiyaga yuqori qarshilik.
O'tkazish qobiliyatini yo'qotmasdan tarmoqqa kirish arbitraji.
Etkazish va qabul qilish xatolarining ishonchli nazorati.
Texnologiyaning keng tarqalishi, turli etkazib beruvchilarning keng assortimentidagi mahsulotlarning mavjudligi.
Qo'shimcha uskunalarni ulash osonroq.
Kamchiliklar
Bitta paketda uzatilishi mumkin bo'lgan kichik hajmdagi ma'lumotlar (8 baytgacha).
Paketdagi xizmat ma'lumotlarining katta hajmi (foydali yuk ma'lumotlariga nisbatan).
Biroq, yuqori darajadagi protokol uchun umumiy qabul qilingan yagona standartning yo'qligi ham afzallik hisoblanadi. Tarmoq standarti tugunlar o'rtasida deyarli xatosiz ma'lumotlarni uzatish uchun keng imkoniyatlarni taqdim etadi, bu esa ishlab chiquvchiga ushbu standartga u erda mos keladigan hamma narsani investitsiya qilish imkoniyatini beradi.
USB interfeysi
Ushbu bitiruv loyihasining to'rtinchi bobida RPDP test stendiga RFP yozish amalga oshiriladi. Ushbu stend CAN-ga USB orqali ulanadi, shuning uchun USB interfeysini o'rganishga qaror qilindi.
USB (Universal Serial Bus) - bu shaxsiy kompyuter arxitekturasini kengaytirish uchun sanoat standarti.
USB arxitekturasi quyidagi mezonlar bilan aniqlanadi:
Oson amalga oshiriladigan shaxsiy kompyuterning periferik kengaytmasi;
O'tkazish tezligi 12 Mbit / s gacha (1.1 versiya), 480 Mbit / s gacha (2.0 versiya), 4,8 Gbit / s gacha (3.0 versiya);
Har qanday o'lchamdagi va konfiguratsiyadagi shaxsiy kompyuterlarga integratsiya qilish qobiliyati;
Qurilmalarni oson yaratish - shaxsiy kompyuterlar uchun kengaytmalar.
Foydalanuvchi nuqtai nazaridan USB ning muhim parametrlari quyidagilardir:
Kompyuter kompyuteriga ulanish qulayligi, ya'ni. qurilmani noto'g'ri ulash mumkin emas;
Ulagichlarning dizayni tufayli ulanishdan oldin quvvatni o'chirish talab qilinmaydi;
Yakuniy foydalanuvchidan elektr aloqasi tafsilotlarini yashirish;
O'z-o'zini identifikatsiya qiluvchi tashqi qurilmalar (Plug & Play);
Periferik qurilmalarning dinamik ulanishi imkoniyati;
Kam quvvatli qurilmalar (500 mA gacha) to'g'ridan-to'g'ri USB avtobusidan quvvatlanishi mumkin.
Qurilmalarning jismoniy ulanishi ko'p qatlamli yulduz topologiyasiga muvofiq amalga oshiriladi. Har bir yulduzning markazi markazdir (qo'shimcha ulanish nuqtalarini ta'minlaydi). Har bir kabel segmenti ikkita nuqtani bog'laydi - boshqa markaz yoki funktsiyaga ega bo'lgan markaz (oxirgi periferiyani ifodalaydi). Tizimda funksiyalar va markazlar piramidasining yuqori qismida joylashgan va butun tizimning ishlashini boshqaradigan faqat bitta xost boshqaruvchisi mavjud. Xost boshqaruvchisi bir yoki bir nechta ulanish nuqtalarini - portlarni ta'minlovchi ildiz uyasi (Root Hub) bilan birlashadi. Chipsetlarga kiritilgan USB kontroller odatda o'rnatilgan ikki portli ildiz uyasiga ega.
Mantiqan, USB uyasidagi istalgan portga ulangan qurilma to'g'ridan-to'g'ri xost boshqaruvchisiga ulangan deb hisoblanishi mumkin. Shunday qilib, qurilmaning ulanish nuqtasi muhim emas.
Xost boshqaruvchisi avtobus o'tkazish qobiliyatini qurilmalar o'rtasida taqsimlaydi. USB shinasi sizga xost va qurilmalarning o'zi ishlayotgan vaqtda qurilmalarni ulash, sozlash, ishlatish va o'chirish imkonini beradi.
Funktsiyalar - ma'lumotlarni uzatish yoki qabul qilish yoki ma'lumotni avtobus orqali boshqarishga qodir qurilmalar. Odatda, funktsiyalar USB kabeli bilan hub portiga ulangan alohida tashqi qurilmalardir. Har bir xususiyat qurilmaning imkoniyatlari va resurs talablarini tavsiflovchi konfiguratsiya ma'lumotlarini taqdim etadi. Foydalanishdan oldin funktsiya xost tomonidan sozlanishi kerak - u kanalda tarmoqli kengligi va tanlangan konfiguratsiya opsiyalarini ajratishi kerak.
Hub kabel uyasi hisoblanadi. Ulanish nuqtalari hub portlari deb ataladi. Har bir markaz bir ulanish nuqtasini ko'p nuqtaga aylantiradi. Arxitektura bir nechta markazlarni ulash imkonini beradi. Har bir markazda yuqori darajadagi hubga ulanish uchun mo'ljallangan bitta yuqori oqim porti (yuqoridagi port) va funktsiyalarni yoki pastki darajadagi hublarni ulash uchun mo'ljallangan bir yoki bir nechta quyi oqim portlari (pastki oqim porti) mavjud. Hub qurilmalarning ulanishi va uzilishini taniydi va quyi oqim segmentlariga elektr ta'minotini boshqaradi.
Dasturchini drayverni yozishning odatiy ishlaridan qutqarish uchun ba'zi operatsion tizimlar ataylab past darajadagi drayverlarni o'z ichiga oladi. Windows tizimi quyidagilarni o'z ichiga oladi:
xost boshqaruvchisi drayveri (USB avtobus drayveri) tranzaktsiyalarni boshqarish, quvvat va qurilmani tanib olish uchun javobgardir;
avtobus haydovchisi (USB Bus Driver) tranzaktsiyalarni boshqarish, quvvat va qurilmani tanib olish uchun javobgardir;
sinf haydovchi.
Dasturchi nuqtai nazaridan, sinf drayveri va ushbu drayverni chaqirish interfeysi eng ko'p qiziqish uyg'otadi. Bu erda operatsion tizim interfeyslarni birlashtirishga qadam qo'yadi. Barcha USB qurilmalari umumiy xususiyatlar, bajariladigan funktsiyalar va manba talablari bo'yicha guruhlarga bo'linadi (markazlar, HID qurilmalari, audio, saqlash qurilmalari, printerlar, aloqa qurilmalari). Har bir qurilma guruhi uchun Windows qurilma guruhlardan biriga tegishli ekanligi aniqlanganda avtomatik ravishda o'rnatiladigan alohida drayverni taqdim etadi. Shunday qilib, aksariyat hollarda haydovchilar talab qilinmaydi.
USB HID (inson interfeysi qurilmasi) klassi - odamlarning o'zaro ta'siri uchun USB qurilmalari sinfi. Bu sinfga klaviatura, sichqoncha, o'yin boshqaruvchisi kabi qurilmalar kiradi. Bu operatsion tizim tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan birinchi USB sinflaridan biridir. Windows tizimi. HID qurilmasi ma'lumotlarni kompyuterga kiritishdan tashqari, undan ham ularni qabul qilishi mumkin. Agar siz HID qurilmasiga ma'lumotlarni yuborishingiz kerak bo'lsa, siz ushbu qurilma bilan ulanishni boshlashingiz va keyin u bilan oddiy fayl bilan ishlashingiz kerak.
Ushbu bobda ma'lumotlarni uzatishning asosiy texnologiyalari haqida umumiy ma'lumot berilgan. Kompyuter va poezd o'rtasida ma'lumot almashish jarayonini amalga oshirish uchun keyinchalik eng mosini tanlash uchun simsiz ma'lumotlarni uzatish uchun mavjud texnologiyalarni o'rganishga qaror qilindi (2-bob). Jismoniy qatlam simsiz texnologiyalariga qo'shimcha ravishda, ulanish qatlami texnologiyalari (Ethernet, Frame Relay, ATM) ko'rib chiqildi.
Ushbu bo'limda ob'ektlarni aniqlashning asosiy texnologiyalari ham ko'rib chiqildi. Ular orasida RFID va optik identifikatsiyaga alohida e'tibor qaratildi, bu statsionar boshqaruv xonasini poezdlar harakatini qayd qiluvchi (TRDR) bilan ulashni boshlash uchun ishlatilishi mumkin.
Zamonaviy shaharlarning aksariyat aholisi har kuni har qanday ma'lumotlarni uzatadi yoki oladi. Bu kompyuter fayllari, televizor rasmi, radioeshittirish - ma'lum bir qismini ifodalovchi hamma narsa bo'lishi mumkin foydali ma'lumotlar. Ma'lumotlarni uzatishning juda ko'p texnologik usullari mavjud. Shu bilan birga, axborot yechimlarining ko'plab segmentlarida mos keladigan kanallarni modernizatsiya qilish nihoyatda dinamik sur'atlarda amalga oshirilmoqda. Aftidan, inson ehtiyojlarini qondira oladigan an'anaviy texnologiyalar yangi, ilg'or texnologiyalar bilan almashtirilmoqda. Yaqinda Internetga kirish orqali uyali telefon deyarli ekzotik deb hisoblangan, ammo bugungi kunda bu variant ko'pchilikka tanish. Internet orqali sekundiga yuzlab megabitlarda o'lchanadigan zamonaviy fayllarni uzatish tezligi World Wide Webning birinchi foydalanuvchilari uchun ajoyib narsa bo'lib tuyuldi. Qaysi turdagi infratuzilmalar orqali ma'lumotlarni uzatish mumkin? U yoki bu kanalni tanlashga nima sabab bo'lishi mumkin?