23-03-2021, 07:37 PM
معرفی مالتی پلکس
[img=624x150]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg[/img]
در مبدأ:
زمانی که یک اتصال به یک نرمافزار خاص در شبکه ایجاد میشود، سیستمعامل اولین شماره پورت بزرگتر از ۱۰۲۳ که استفاده نشده است را به عنوان پورت مبدأ در نظر میگیرد و با توجه به برنامه کاربردی پورت مقصد را انتخاب میکند (به عنوان مثال پورت مورد استفاده برای مرورگر اینترنت پورت ۸۰ یا ۴۴۳) اختصاص میدهد و بسته ارسال میشود.
در مقصد:
شماره پورت مقصد خوانده شده و برنامه کاربردی که بسته را باید دریافت کند مشخص خواهد شد و بسته تحویل برنامه مربوطه داده میشود.
شماره پورتها توسط سازمان (IANA Internet Assign Number Authority) مشخص میشوند و هر شرکتی که بخواهد یک برنامه تجاری ارائه دهد تا در بستر شبکه کار کند باید یک شماره پورت از IANA خریداری کند.
به ازای هر یک از پروتکلهای TCP و UDP دارای تعداد پورتهای مختص به خود هستند که در هرکدام ۶۵۵۳۵ پورت وجود دارد.
انواع پورت
پورتها به دو دسته زیر تقسیم میشوند:
پورتهای شناخته شده یا Well-Known:
این پورتها که شماره آنها از ۱ تا ۱۰۲۴ است در نرمافزارهای معروف استفاده میشوند. لیستی از نرمافزارهای معروف که از پورتهای TCP استفاده میکنند شامل: FTP (20,21)، HTTP (80)، SMTP (25) و Telnet (23) و … .
پورتهای عمومی:
شماره این پورتها بالای ۱۰۲۴ است و توسط نرمافزارها در کلاینت استفاده میشوند. توجه داشته باشید که اگر نرمافزاری ایجاد شود و بخواهد با شبکه در تعامل باشد باید دارای یک شماره پورت باشد. سیستمعامل نیز برای برقراری ارتباط با برنامههای کاربردی که بر روی خودش قرار دارد از پورت استفاده میکند. توجه داشته باشید که پورتهای عمومی بر روی کلاینت و پورتهای شناخته شده بر روی سرورها استفاده میشود.
به مثال عملکرد مالتی پلکس در TCP شکل زیر توجه کنید:
[img=624x303]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.jpg[/img]
در شکل زیر سرور بر روی پورت ۸۰ در حال گوش دادن است و منتظر ورود درخواست است. هنگامی که PC-A آدرس سایت را وارد میکند، سیستمعامل به صورت اتوماتیک آدرس پورت مبدأ را یک عدد تصادفی در محدوده ۱۰۲۴ تا ۶۵۵۳۵ قرار میدهد. در اینجا شماره ۲۰۰۰ به نرمافزار مرورگر نگاشت شده است. آدرس پورت مقصد نیز برابر با ۸۰ قرارگرفته و درخواست به سرور ارسال میشود.
اتصال دو نرمافزار به سرور وب را در شکل زیر مشاهده کنید.
[img=624x290]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg[/img]
حال اگر کلاینت مرورگر دیگری را اجرا کرده و مجدداً همان سایت را باز کند آدرس پورت مبدأ برای مرورگر جدید برابر ۲۰۰۱ و شماره پورت مقصد برابر ۸۰ قرار داده میشود. در نتیجه یک اتصال جدید بین مرورگر جدید و سرور برقرار شده و سپس شروع به ارسال و دریافت اطلاعات میکند.
به ازای هر نرمافزار که در سیستمعامل در حال اجرا است یک پورت منحصر به فرد در لایه انتقال وجود دارد. بنابراین نرمافزارهای مختلف در یک سیستم میتوانند به صورت همزمان بدون آنکه برای یکدیگر مشکلی ایجاد کنند به ارسال و دریافت داده بپردازند. در واقع لایه انتقال با استفاده از تخصیص پورت به نرمافزارهای مختلف و ایجاد اتصال مجزا برای آنها، این کار را انجام میدهد که به این کار اصطلاحاً مالتی پلکس کردن گفته میشود.
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی FDM: Frequency Division Multiplexing
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی TDM: Time Division Multiplexing
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج WDM: Wave Length Division Multiplexing
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم کد CDMA: Code Division Multiple Access
[*]مالتی پلکس کردن اماری یا اشتراک زمانی آسنکرون (SM)
[/list]
مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی(FDM)
[img=543x218]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg[/img]
نتیجه مدولاسیون (تلفیق) حامل با سیگنال باندِ پایه، تولید زیر فرکانسهای نزدیک به فرکانس حامل است که در فرکانسهای جمع (fC + fB) و تفریق (fC − fB) کار میکنند. اطلاعاتِ سیگنال مدوله شده در باندهای کناریِ هر کدام از فرکانسهای حامل منتقل میشود. در نتیجه کل اطلاعات منتقل شده توسط کانال فرکانسهای باریک باند هستند که در اطراف فرکانس حامل گرد آمدهاند. این مجموعه باند عبور کانال گفته میشود.
بهطور مشابه، سیگنالهای باندِ پایه اضافی برای مدوله کردن حاملها در فرکانسهای دیگر مورد استفاده قرار میگیرند که کانالهای اطلاعاتی متفاوتی را تشکیل میدهند. حاملها از لحاظ فرکانسی با فاصله مناسب از هم قرار میگیرند که باند فرکانسهای اشغال شده توسط کانالها همپوشانی نداشته باشند. تمامی کانالها توسط محیط انتقال، مثل کابل یا فیبر نوری یا هوا، توسط ارسال کننده رادیویی فرستاده میشود. تا زمانی که فرکانس کانالها با فاصله متناسب از هم قرار بگیرند که باندِ عبوری دچار همپوشانی نشود، کانالهای متفاوت تداخل ی با یکدیگر ندارند. در نتیجه پهنای باند قابل دسترس به کانالها یا تونلها تقسیم میشود.
برای مثال، کابل هممحور که سیستمهای توسط تلویزیون کابلی استفاده میشوند دارای پهنای باند ۱۰۰۰ MHz است، ولی باندِ عبور هر کانال تلویزیونی تنها 6 MHz است. در نتیجه فضای کافی برای تعداد کانالهای زیادی بر روی کابل وجود دارد (در سیستمهای کابل دیجیتال جدید هر کانال نیز به زیر کانال دیگر تقسیم میشود که تا ۱۰ کانال را پوشش میدهد).
مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی(TDM)
[img=536x213]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg[/img]
مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج(WDM)
[img=496x214]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.jpg[/img]
در ارتباطات فیبر نوری ، چند برابر سازی تقسیم طول موج (WDM) یک فناوری است که با استفاده از طول موج های مختلف (یعنی رنگ ها) از نور لیزر ، تعدادی سیگنال حامل نوری را بر روی یک فیبر نوری تکثیر می کند. این روش ارتباطات دو طرفه را بیش از یک رشته فیبر و همچنین ضرب ظرفیت ایجاد می کند.
اصطلاح WDM معمولاً برای یک حامل نوری اعمال می شود ، که به طور معمول با طول موج آن توصیف می شود ، در حالی که ضرب تقسیم فرکانس به طور معمول برای یک حامل رادیویی اعمال می شود که بیشتر با فرکانس توصیف می شود. این امر کاملاً متعارف است زیرا طول موج و فرکانس همان اطلاعات را به یکدیگر ارتباط می دهند. به طور خاص ، فرکانس (در هرتز ، که سیکل در ثانیه است) ضرب شده با طول موج (طول فیزیکی یک چرخه) برابر است با سرعت موج حامل. در خلاء ، این سرعت نور است که معمولاً با حروف کوچک ، c مشخص می شود. در فیبر شیشه ای بسیار کندتر است ، معمولاً در حدود 0.7 برابر سانتی گراد. نرخ داده ، که در حالت ایده آل ممکن است در فرکانس حامل باشد ، در سیستم های عملی همیشه کسری از فرکانس حامل است.
فرستنده گیرنده در مقابل فرستنده
Ransceivers - از آنجا که ارتباط بیش از یک طول موج یک طرفه است (ارتباط ساده) و بیشتر سیستم های ارتباطی کاربردی به ارتباطات دو طرفه (ارتباط مضاعف) نیاز دارند ، در صورت داشتن فیبر یکسان ، دو طول موج لازم است. اگر الیاف جداگانه در یک جفت فیبر به اصطلاح استفاده شوند ، از طول موج یکسان به طور معمول استفاده می شود و WDM نیست. در نتیجه ، در هر انتها به فرستنده و گیرنده نیاز خواهید بود. ترکیبی از فرستنده و گیرنده به نام فرستنده فرستنده نامیده می شود. این سیگنال الکتریکی را به سیگنال نوری تبدیل می کند. فرستنده های WDM ساخته شده برای عملیات تک رشته ای نیاز به فرستنده های مخالف برای استفاده از طول موج های مختلف دارند. فرستنده های WDM علاوه بر این به تقسیم کننده / نوری سازنده نوری نیز نیاز دارند تا مسیر فرستنده و گیرنده را بر روی یک رشته فیبر جفت کنند.
طول موج گیرنده) WDM (CWDM درشت: 1271 نانومتر ، 1291 نانومتر ، 1311 نانومتر ، 1331 نانومتر ، 1351 نانومتر ، 1371 نانومتر ، 1391 نانومتر ، 1411 نانومتر ، 1431 نانومتر ، 1451 نانومتر ، 1471 نانومتر ، 1491 نانومتر ، 1511 نانومتر ، 1531 نانومتر ، 1551 نانومتر ، 1571 نانومتر ، 1591 نانومتر ، 1611 نانومتر.
تراکم گیرنده DD WDM (DWDM) : کانال 17 تا کانال 61 مطابق ITU-T.
Transponder - در عمل ، ورودی ها و خروجی های سیگنال به جای الکتریکی ، بلکه نوری (معمولاً با سرعت 1550 نانومتر) نمی شوند. این بدان معنی است که در عوض به مبدل های طول موج نیاز دارند ، که دقیقاً همان چیزی است که یک فرستنده دارد. یک فرستنده را می توان از دو فرستنده ساخته شده پس از یکدیگر تشکیل داد: اولین فرستنده تبدیل کننده سیگنال نوری 1550 نانومتر به یک سیگنال الکتریکی ، و فرستنده دوم تبدیل سیگنال الکتریکی به / از یک سیگنال نوری در طول موج مورد نیاز. انتقال دهنده هایی که از سیگنال الکتریکی واسطه ای استفاده نمی کنند (فرستنده تمام نوری) در حال توسعه هستند.
همچنین برای نمایش دیدگاههای کاربردی مختلف در مورد معنی ترانسپورنتهای نوری ، به انتقال دهنده ها (ارتباطات نوری) مراجعه کنید.
مالتی پلکسینگ تقسیم کد(CDMA)
[img=500x234]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg[/img]
در این روش که برای مثال در تکنیک طیف گسترده به کار رفته در شبکه های محلی بی سیم مورد استفاده قرار می گیرد، داده های مربوط به چند کانال به طور همزمان بر خلاف TDM و در یک باند فرکانسی برخلاف FDM و بالطبع در یک طول موج برخلاف WDM در یک رسانه مشترک ارسال می شود! و برای جداکردن داده ها از روش های خاص رمزگزاری و تئوری کدینگ استفاه می شود و اطلاعات کانال های مجزا به صورت بردار های متعامد ارسال می گردد، تا در گیرنده قابل جدا سازی باشند.
تخصیص انعطاف پذیر از منابع
CDMA همزمان می تواند در تخصیص انعطاف پذیر منابع یعنی تخصیص توالی های گسترده برای کاربران فعال ، یک مزیت اساسی را ارائه دهد. در مورد CDM همزمان CDMA) ، TDMA و (FDMA تعداد کدهای متعامد همزمان ، اسلات های زمانی و اسلات های فرکانس به ترتیب ثابت هستند ، از این رو ظرفیت از نظر تعداد کاربران همزمان محدود است. تعداد مشخصی از کدهای متعامد ، اسلات های زمانی یا باند های فرکانسی وجود دارد که می توانند برای سیستم های CDM ، TDMA و FDMA تخصیص داده شوند که به دلیل ماهیت پیچیده تلفنی و انتقال داده های بسته بندی شده ، مورد استفاده قرار نمی گیرند. هیچ محدودیتی دقیق برای تعداد کاربرانی که می توانند در یک سیستم CDMA ناهمزمان پشتیبانی شوند ، وجود ندارد ، فقط یک حد عملی که با احتمال خطای بیت مورد نظر کنترل می شود ، از آنجایی که SIR (نسبت سیگنال به تداخل) با تعداد کاربران متفاوت است. در یک محیط ترافیک پراکنده مانند تلفن همراه ، مزیتی که CDMA ناهمزمان دارد این است که عملکرد (میزان خطای بیت) مجاز است به صورت تصادفی نوسان کند ، با یک مقدار متوسط که توسط تعداد کاربران تعیین شده بیشتر از درصد استفاده است. فرض کنید کاربرانی 2N وجود دارند که فقط نیمی از زمان را با هم صحبت می کنند ، سپس کاربران 2N می توانند با همان خطای بیت متوسط مشابه با کاربران N که تمام وقت صحبت می کنند ، جای بگیرند. تفاوت اصلی در اینجا این است که احتمال خطای بیت برای کاربران N [color=#222222][size=large][font=2 Zar]که در تمام مدت صحبت می کنند ثابت است ، در حالی که این یک مقدار تصا
مالتی پلکس (Multiplexing) تکنیکی است که به وسیله آن جریانهای مختلف آنالوگ و دیجیتال انتقالی میتوانند به طور همزمان روی یک لینک مشترک پردازش شوند. با استفاده از تکنیک مالتیپلکس میتوان رسانههای با ظرفیت بالا را به رسانههای منطقی با ظرفیت پایین تقسیم کرد و سپس آنها را میان جریانهای داده مختلف به اشتراک گذاشت.
ارتباط از طریق هوا (فرکانس رادیویی) یا استفاده از یک رسانه فیزیکی (کابل) و نور (فیبر نوری) ممکن است. همه رسانهها ظرفیت مالتیپلکس کردن را دارند.
زمانی که فرستندهها تلاش میکنند چیزی را روی یک رسانه منفرد ارسال کنند، یک دستگاه به نام Multiplexer کانال فیزیکی را تقسیم میکند و به هر یک، یک کانال اختصاص میدهد. در سوی دیگرِ ارتباط، یک دستگاه De-multiplexer دادهها را از رسانه منفرد دریافت میکند و با جداسازی هر کدام آنها را به گیرندههای مختلف ارسال میکند.
ترکیب ترافیک جریانهای مختلف باید بگونه ای انجام شود که در گیرنده امکان جداسازی انها از هم وجود داشته باشد. به عمل جداسازی ترافیک جریانهای مختلف Demultipleing می گویند.
[img=624x150]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg[/img]
روش دسترسی چندگانه
تکنیک multiplexing ممکن است بیشتر به یک روش دسترسی چندگانه یا یک روش دسترسی کانال گسترش یابد ، به عنوان مثال ، TDM به تقسیم زمان دسترسی چندگانه (TDMA) و multiplexing
آماری به دسترسی چندگانه حامل (CSMA). یک روش دسترسی چندگانه باعث می شود که چندین فرستنده متصل به همان محیط فیزیکی ظرفیت آن را به اشتراک بگذارند.
Multiplexing توسط Physical Layer مدل OSI ارائه می شود ، در حالی که دسترسی چندگانه نیز شامل یک پروتکل کنترل دسترسی به رسانه است که بخشی از Data Link Layer است.
لایه حمل و نقل در مدل OSI ، و همچنین مدل TCP / IP ، چند برابر آماری چندین داده لایه کاربرد را به / از همان رایانه فراهم می کند.
چند برابر سازی کد تقسیم (CDM) تکنیکی است که در آن هر کانال بیت های خود را به عنوان یک توالی رمزگذاری شده خاص کانال پالس منتقل می کند. این انتقال رمزگذاری شده معمولاً با انتقال یک سری منحصر به فرد وابسته به زمان از پالس های کوتاه ، که در زمان تراشه در زمان کمی بیشتر قرار دارند ، انجام می شود. کلیه کانال ها ، هرکدام با کد دیگری ، می توانند بر روی همان فیبر منتقل شده و به صورت غیر همزمان همزمان demultiplexed شوند. سایر تکنیک های دسترسی چندگانه استفاده گسترده عبارتند از تقسیم زمان دسترسی چندگانه (TDMA) و دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس (FDMA). تکنیک های چند بخش تقسیم کد به عنوان یک فناوری دسترسی ، یعنی دسترسی چندگانه به تقسیم کد (CDMA) ، در استاندارد جهانی ارتباطات تلفن همراه (UMTS) برای ارتباطات سیار نسل سوم (3G) که توسط ITU استفاده می شود ، مورد استفاده قرار می گیرد.
[img=400x165]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.png[/img]حوزه های کاربرد
تلگراف
اولین فناوری ارتباطات با استفاده از سیمهای برقی و بنابراین سهم گیری در اقتصادهایی که از طریق multiplexing به دست می آیند ، تلگراف برقی بود. آزمایشات اولیه به دو پیام جداگانه اجازه می دهد تا همزمان در جهت های مخالف حرکت کنند ، ابتدا با استفاده از یک باتری برقی در هر دو انتها ، سپس تنها در یک انتها.
ilemile Baudot در دهه 1870 یک سیستم چند زمانه سازی چند دستگاه Hughes ایجاد کرد. در سال 1874 ، تلگراف چهار گوشه ای که توسط توماس ادیسون ایجاد شده است ، دو پیام را در هر جهت به طور همزمان منتقل می کند ، برای کل چهار پیام که همزمان از همان سیم عبور می کنند. چندین محقق در حال تحقیق در مورد تلگراف آکوستیک ، یک تکنیک multiplexing تقسیم فرکانس بودند که منجر به اختراع تلفن شد.
تلفن
در تلفن ، خط تلفن مشتری در حال حاضر به طور معمول در جعبه تمرکز از راه دور پایان می یابد ، جایی که به همراه سایر خطوط تلفن برای آن محله یا منطقه مشابه دیگر ، چند برابر می شود. سپس سیگنال چند منظوره در سیم های مرکزی با تعداد کمتری به دفتر تعویض مرکزی منتقل می شود و برای مسافت های بسیار بیشتر از خط مشتری می تواند به طور عملی پیش برود. به همین ترتیب در مورد خطوط مشترک دیجیتال (DSL) نیز صادق است.
فیبر موجود در حلقه (FITL) یک روش متداول برای Multiplexing است که از فیبر نوری به عنوان ستون فقرات استفاده می کند. این نه تنها خطوط تلفن POTS را با بقیه PSTN متصل می کند بلکه DSL را با اتصال مستقیم به اترنت که به داخل خانه وصل می شود جایگزین می کند. حالت انتقال ناهمزمان غالباً پروتکل ارتباطی است که مورد استفاده قرار می گیرد.
کابل تلویزیون مدتها کانالهای تلویزیونی چند برابر را حمل می کرد ، و اواخر قرن بیستم ارائه خدمات مشابه شرکتهای تلفنی را آغاز کرد. IPTV همچنین به multiplexing بستگی دارد.
پردازش فیلم
در سیستم های ویرایش و پردازش ویدیو ، multiplexing به روند اتصال صوتی و تصویری به یک جریان داده منسجم اشاره دارد.
در فیلم دیجیتال ، چنین جریان حمل و نقل معمولاً ویژگی قالب قالب است که ممکن است شامل ابرداده و سایر اطلاعات مانند زیرنویس ها باشد. جریانهای صوتی و تصویری ممکن است سرعت کمی متغیر داشته باشند. نرم افزاری که چنین جریان حمل و نقل و / یا کانتینر را تولید می کند ، معمولاً به یک multiplexer آماری یا میکسر گفته می شود. دمویکس نرم افزاری است که برای پردازش جداگانه اجزای چنین جریان یا ظرفی را استخراج یا در غیر این صورت در دسترس قرار می دهد.
پخش دیجیتال
در سیستم های تلویزیونی دیجیتال ، چندین جریان داده با نرخ بیت متغیر با استفاده از multiplexing آماری به یک جریان حمل و نقل بیت ثابت تبدیل می شوند. این امر امکان انتقال چندین کانال ویدیویی و صوتی را همزمان در همان کانال فرکانس یکسان ، همراه با خدمات مختلف ، ممکن می کند. این ممکن است شامل چندین برنامه تلویزیونی استاندارد تعریف شده (SDTV) باشد (خصوصاً در DVB-T ، DVB-S2 ، ISDB و ATSC-C) یا یک HDTV ، احتمالاً با یک کانال همراه SDTV تنها در یک کانال تلویزیونی با عرض 6 تا 8 مگاهرتز. . دستگاهی که این کار را انجام دهد ، چند برابر کننده آماری نامیده می شود. در چندین مورد از این سیستم ها ، multiplexing منجر به یک جریان حمل و نقل MPEG می شود. استانداردهای جدید DVB DVB-S2 و DVB-T2 این ظرفیت را دارد که چندین کانال HDTV را در یک مولتی پلکس حمل کند.
در رادیو دیجیتال ، یک مولتیپلکس (همچنین به عنوان گروه شناخته می شود) تعدادی از ایستگاه های رادیویی است که به یکدیگر گروه بندی می شوند. مولتیپلکس جریانی از اطلاعات دیجیتال است که شامل داده های صوتی و سایر اطلاعات است.
در ماهواره های ارتباطی که شبکه های تلویزیونی و شبکه های رادیویی را پخش می کنند ، این کانال به عنوان چند کانال برای هر شرکت مخابراتی یا MCPC شناخته می شود. در جایی که چند برابر سازی عملی نیست (مانند مکانی که منابع مختلفی با استفاده از یک فرستنده واحد وجود دارد) ، از هر کانال در حالت حامل استفاده می شود.
پخش آنالوگ
در پخش FM و سایر رسانه های رادیویی آنالوگ ، multiplexing اصطلاحی است که معمولاً قبل از ورود به فرستنده ، جایی که مدولاسیون اتفاق می افتد ، به فرآیند اضافه کردن زیرنویس ها به سیگنال صوتی گفته می شود. (در حقیقت ، سیگنال مولتیپلکس استریو با استفاده از تعویض تقسیم زمان ، با جابجایی بین دو سیگنال ورودی (کانال چپ و راست) می تواند با سرعت التراسونیک (زیرشاخه) ایجاد شود و سپس از فیلترهای هارمونیک بالاتر استفاده شود. به این معنا است که گاهی اوقات به MPX معروف است ، که به نوبه خود اصطلاح قدیمی برای FM استریوفونیک است ، که از دهه 1960 در سیستم های استریو دیده می شود.
عملکرد مالتی پلکس در TCP
عملیات مالتی پلکس به برنامههای کاربردی اجازه میدهد تا به صورت همزمان دادهها را ارسال و دریافت کنند. این عملیات در مبدأ و مقصد دارای روال خاص خودش است که آنها را بررسی میکنیم.در مبدأ:
زمانی که یک اتصال به یک نرمافزار خاص در شبکه ایجاد میشود، سیستمعامل اولین شماره پورت بزرگتر از ۱۰۲۳ که استفاده نشده است را به عنوان پورت مبدأ در نظر میگیرد و با توجه به برنامه کاربردی پورت مقصد را انتخاب میکند (به عنوان مثال پورت مورد استفاده برای مرورگر اینترنت پورت ۸۰ یا ۴۴۳) اختصاص میدهد و بسته ارسال میشود.
در مقصد:
شماره پورت مقصد خوانده شده و برنامه کاربردی که بسته را باید دریافت کند مشخص خواهد شد و بسته تحویل برنامه مربوطه داده میشود.
شماره پورتها توسط سازمان (IANA Internet Assign Number Authority) مشخص میشوند و هر شرکتی که بخواهد یک برنامه تجاری ارائه دهد تا در بستر شبکه کار کند باید یک شماره پورت از IANA خریداری کند.
به ازای هر یک از پروتکلهای TCP و UDP دارای تعداد پورتهای مختص به خود هستند که در هرکدام ۶۵۵۳۵ پورت وجود دارد.
انواع پورت
پورتها به دو دسته زیر تقسیم میشوند:
پورتهای شناخته شده یا Well-Known:
این پورتها که شماره آنها از ۱ تا ۱۰۲۴ است در نرمافزارهای معروف استفاده میشوند. لیستی از نرمافزارهای معروف که از پورتهای TCP استفاده میکنند شامل: FTP (20,21)، HTTP (80)، SMTP (25) و Telnet (23) و … .
پورتهای عمومی:
شماره این پورتها بالای ۱۰۲۴ است و توسط نرمافزارها در کلاینت استفاده میشوند. توجه داشته باشید که اگر نرمافزاری ایجاد شود و بخواهد با شبکه در تعامل باشد باید دارای یک شماره پورت باشد. سیستمعامل نیز برای برقراری ارتباط با برنامههای کاربردی که بر روی خودش قرار دارد از پورت استفاده میکند. توجه داشته باشید که پورتهای عمومی بر روی کلاینت و پورتهای شناخته شده بر روی سرورها استفاده میشود.
به مثال عملکرد مالتی پلکس در TCP شکل زیر توجه کنید:
[img=624x303]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.jpg[/img]
در شکل زیر سرور بر روی پورت ۸۰ در حال گوش دادن است و منتظر ورود درخواست است. هنگامی که PC-A آدرس سایت را وارد میکند، سیستمعامل به صورت اتوماتیک آدرس پورت مبدأ را یک عدد تصادفی در محدوده ۱۰۲۴ تا ۶۵۵۳۵ قرار میدهد. در اینجا شماره ۲۰۰۰ به نرمافزار مرورگر نگاشت شده است. آدرس پورت مقصد نیز برابر با ۸۰ قرارگرفته و درخواست به سرور ارسال میشود.
اتصال دو نرمافزار به سرور وب را در شکل زیر مشاهده کنید.
[img=624x290]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg[/img]
حال اگر کلاینت مرورگر دیگری را اجرا کرده و مجدداً همان سایت را باز کند آدرس پورت مبدأ برای مرورگر جدید برابر ۲۰۰۱ و شماره پورت مقصد برابر ۸۰ قرار داده میشود. در نتیجه یک اتصال جدید بین مرورگر جدید و سرور برقرار شده و سپس شروع به ارسال و دریافت اطلاعات میکند.
به ازای هر نرمافزار که در سیستمعامل در حال اجرا است یک پورت منحصر به فرد در لایه انتقال وجود دارد. بنابراین نرمافزارهای مختلف در یک سیستم میتوانند به صورت همزمان بدون آنکه برای یکدیگر مشکلی ایجاد کنند به ارسال و دریافت داده بپردازند. در واقع لایه انتقال با استفاده از تخصیص پورت به نرمافزارهای مختلف و ایجاد اتصال مجزا برای آنها، این کار را انجام میدهد که به این کار اصطلاحاً مالتی پلکس کردن گفته میشود.
انواع مالتی پلکسینگ به شرح زیر انجام میگیرد:
[list][*]مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی FDM: Frequency Division Multiplexing
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی TDM: Time Division Multiplexing
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج WDM: Wave Length Division Multiplexing
[*]مالتی پلکسینگ تقسیم کد CDMA: Code Division Multiple Access
[*]مالتی پلکس کردن اماری یا اشتراک زمانی آسنکرون (SM)
[/list]
مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی(FDM)
[img=543x218]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg[/img]
در مخابرات تسهیمسازی با تقسیم فرکانس (FDM) تکنیکی است که به وسیلهٔ آن تمام پهنای باند قابل دسترس در یک کانال مخابراتی به یک سری از زیر باندهای فرکانسی تقسیم میشود که همپوشانی با هم ندارند و هرکدام از این زیر باندها سیگنال جداگانهای را منتقل میکنند. این عمل به یک محیط انتقال مثل طیف رادیویی، کابل، یا فیبر نوری امکان میدهد که بین منابع سیگنال مستقل به اشتراک گذاشته شود. کاربرد دیگر این روش انتقال موازی بیتهای سریالی جدا از هم یا سیگنالهای با نرخ داده بالا است.
مثال بسیار عادی تسهیمسازی با تقسیم فرکانسی سخنپراکنی تلویزیون و رادیو است، که در آنها سیگنالهای رادیویی در فرکانسهای مختلف در یک زمان از هوا عبور میکنند. مثال دیگر تلویزیون کابلی است که کانالهای تلویزیونی متعدد همراه با هم در یک کابل منتقل میشود. FDM توسط سیستمهای تلفنی به منظور انتقال چندین تماسهای تلفنی از طریق یک خط پر ظرفیت؛ ماهواره مخابراتی برای انتقال کانالهای مختلف داده در مسیر رفت و برگشت؛ و مودم DSL برای انتقال دادههای بسیار زیاد رایانه از طریق زوج تابیده خطوط تلفن ثابت نیز استفاده میشود.
یک تکنیک مشابه که تسهیمسازی با تقسیم طول موج است که در ارتباط فیبر نوری استفاده میشود. در این تکنیک کانالهای مختلف داده بر روی یک فیبر نوری با استفاده از طول موج موجهای مختلف (فرکانسهای) نور منتقل میشود.
روش کار
سیگنالهای اطلاعاتی متفاوت که بر روی یک سیستم FDM ارسال میشود، مثل سیگنال ویدئویی کانالهای تلویزیون که بر روی سیستم تلویزیون کابلی، سیگنالهای Baseband خوانده میشوند. در سمت مبدأ برای هر کانال فرکانسی یک نوسانساز الکترونیکی یک سیگنال موج حامل تولید میکند. موج حامل یک شکل موج با نوسان و فرکانس ثابت است که برای «انتقال» اطلاعات استفاده میشود. حامل (Carrier) فرکانس بسیار بیشتری از فرکانس سیگنال باندِ پایه دارد. سیگنال حامل و سیگنال باندِ پایه به یک مدار مدوله ساز اعمال میشود. مدوله ساز برخی از جنبههای سیگنال حامل، مثل دامنه یا فرکانس یا فاز، را نسبت به باندِ پایه تغییر میدهد و اصلاحا داده را سوار حامل میکند.نتیجه مدولاسیون (تلفیق) حامل با سیگنال باندِ پایه، تولید زیر فرکانسهای نزدیک به فرکانس حامل است که در فرکانسهای جمع (fC + fB) و تفریق (fC − fB) کار میکنند. اطلاعاتِ سیگنال مدوله شده در باندهای کناریِ هر کدام از فرکانسهای حامل منتقل میشود. در نتیجه کل اطلاعات منتقل شده توسط کانال فرکانسهای باریک باند هستند که در اطراف فرکانس حامل گرد آمدهاند. این مجموعه باند عبور کانال گفته میشود.
بهطور مشابه، سیگنالهای باندِ پایه اضافی برای مدوله کردن حاملها در فرکانسهای دیگر مورد استفاده قرار میگیرند که کانالهای اطلاعاتی متفاوتی را تشکیل میدهند. حاملها از لحاظ فرکانسی با فاصله مناسب از هم قرار میگیرند که باند فرکانسهای اشغال شده توسط کانالها همپوشانی نداشته باشند. تمامی کانالها توسط محیط انتقال، مثل کابل یا فیبر نوری یا هوا، توسط ارسال کننده رادیویی فرستاده میشود. تا زمانی که فرکانس کانالها با فاصله متناسب از هم قرار بگیرند که باندِ عبوری دچار همپوشانی نشود، کانالهای متفاوت تداخل ی با یکدیگر ندارند. در نتیجه پهنای باند قابل دسترس به کانالها یا تونلها تقسیم میشود.
برای مثال، کابل هممحور که سیستمهای توسط تلویزیون کابلی استفاده میشوند دارای پهنای باند ۱۰۰۰ MHz است، ولی باندِ عبور هر کانال تلویزیونی تنها 6 MHz است. در نتیجه فضای کافی برای تعداد کانالهای زیادی بر روی کابل وجود دارد (در سیستمهای کابل دیجیتال جدید هر کانال نیز به زیر کانال دیگر تقسیم میشود که تا ۱۰ کانال را پوشش میدهد).
در سمت مقصد کابل یا فیبر یا دریافتکننده رادیویی، برای هر کانال یک نوسان ساز محلی به ایجاد سیگنال در فرکانس حامل هر کانال میپردازد که با سیگنال مدوله شده ورودی مخلوط میشود. فرکانسهایی از هم کسر میشوند (تفریق) سیگنال باندِ پایه را برای آن کانال تولید میکنند. این عمل دمدولاسیون گفته میشود. سیگنال باندِ پایه بدست آمده فیلتر میشود تا فرکانسهای اضافه دیگر حذف شوند.
[img=379x273]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.png[/img]مالتی پلکسینگ تقسیم زمانی(TDM)
[img=536x213]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg[/img]
Multiplexing تقسیم زمان (TDM) روشی برای انتقال و دریافت سیگنال های مستقل از طریق یک مسیر سیگنال مشترک با استفاده از سوئیچ های هماهنگ در هر انتهای خط انتقال است به گونه ای که هر سیگنال فقط در کسری از زمان در یک خط در یک الگوی متناوب ظاهر می شود. (این یک فرایند ارتباطی است که 2 یا بیشتر سیگنال دیجیتال یا سیگنال های آنالوگ را از طریق کانال مشترک منتقل می کند) هنگامی استفاده می شود که سرعت بیت از رسانه انتقال بیش از آن باشد که سیگنال منتقل شود. این شکل از چند برابر سازی سیگنال در اواخر قرن 19 در ارتباطات از راه دور برای سیستم های تلگراف ایجاد شد ، اما رایج ترین کاربرد آن در تلفن های دیجیتال در نیمه دوم قرن بیستم یافت.
گیرنده دیجیتال چند منظوره
در شبکه های روشن مدار ، مانند شبکه تلفنی سوئیچ شده عمومی (PSTN) ، مطلوب است که چندین تماس مشترکین را از طریق همان رسانه انتقال منتقل کنید تا از پهنای باند متوسط استفاده شود. TDM به انتقال و دریافت سوئیچ های تلفنی اجازه می دهد کانال ها (شاخه های) را در یک جریان انتقال ایجاد کنید. یک سیگنال صوتی استاندارد DS0 دارای سرعت بیت داده 64 کیلوبیت در ثانیه است. مدار TDM با پهنای باند سیگنال بسیار بالاتری اجرا می شود و این امکان را می دهد که پهنای باند را به چهارچوب زمانی (شکاف های زمانی) برای هر سیگنال صوتی تقسیم کنید که توسط فرستنده چند برابر باشد. اگر قاب TDM از فریم های صوتی n تشکیل شده باشد ، پهنای باند خط n * 64 Kbit / s است.
به هر شکاف زمان صدا در قاب TDM کانال گفته می شود. در سیستم های اروپایی فریم های استاندارد TDM شامل 30 کانال صوتی دیجیتال (E1) و در سیستم های آمریکایی T1 24 کانال دارند. هر دو استاندارد همچنین شامل بیت های اضافی (یا شکاف های زمانی کمی بیت) برای بیت های سیگنالینگ و همگام سازی هستند.
چند برابر شدن بیش از 24 یا 30 کانال صوتی دیجیتال ، چند برابر سازی مرتبه بالاتر نامیده می شود. چند برابر سازی مرتبه بالاتر با چند برابر کردن قاب های استاندارد TDM انجام می شود. به عنوان مثال ، یک فریم TDM با 120 کانال اروپایی با چند برابر چهار قاب TDM 30 کانال استاندارد تشکیل می شود. در هر multiplex مرتبه بالاتر ، چهار فریم TDM از سفارش پایین تر فوری با هم ترکیب می شوند و مولتیپلکس ها را با پهنای باند n * 64 Kbit / s ایجاد می کنند ، جایی که n = 120 ، 480 ، 1920 و غیره.
[img=496x214]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.jpg[/img]
در ارتباطات فیبر نوری ، چند برابر سازی تقسیم طول موج (WDM) یک فناوری است که با استفاده از طول موج های مختلف (یعنی رنگ ها) از نور لیزر ، تعدادی سیگنال حامل نوری را بر روی یک فیبر نوری تکثیر می کند. این روش ارتباطات دو طرفه را بیش از یک رشته فیبر و همچنین ضرب ظرفیت ایجاد می کند.
اصطلاح WDM معمولاً برای یک حامل نوری اعمال می شود ، که به طور معمول با طول موج آن توصیف می شود ، در حالی که ضرب تقسیم فرکانس به طور معمول برای یک حامل رادیویی اعمال می شود که بیشتر با فرکانس توصیف می شود. این امر کاملاً متعارف است زیرا طول موج و فرکانس همان اطلاعات را به یکدیگر ارتباط می دهند. به طور خاص ، فرکانس (در هرتز ، که سیکل در ثانیه است) ضرب شده با طول موج (طول فیزیکی یک چرخه) برابر است با سرعت موج حامل. در خلاء ، این سرعت نور است که معمولاً با حروف کوچک ، c مشخص می شود. در فیبر شیشه ای بسیار کندتر است ، معمولاً در حدود 0.7 برابر سانتی گراد. نرخ داده ، که در حالت ایده آل ممکن است در فرکانس حامل باشد ، در سیستم های عملی همیشه کسری از فرکانس حامل است.
فرستنده گیرنده در مقابل فرستنده
Ransceivers - از آنجا که ارتباط بیش از یک طول موج یک طرفه است (ارتباط ساده) و بیشتر سیستم های ارتباطی کاربردی به ارتباطات دو طرفه (ارتباط مضاعف) نیاز دارند ، در صورت داشتن فیبر یکسان ، دو طول موج لازم است. اگر الیاف جداگانه در یک جفت فیبر به اصطلاح استفاده شوند ، از طول موج یکسان به طور معمول استفاده می شود و WDM نیست. در نتیجه ، در هر انتها به فرستنده و گیرنده نیاز خواهید بود. ترکیبی از فرستنده و گیرنده به نام فرستنده فرستنده نامیده می شود. این سیگنال الکتریکی را به سیگنال نوری تبدیل می کند. فرستنده های WDM ساخته شده برای عملیات تک رشته ای نیاز به فرستنده های مخالف برای استفاده از طول موج های مختلف دارند. فرستنده های WDM علاوه بر این به تقسیم کننده / نوری سازنده نوری نیز نیاز دارند تا مسیر فرستنده و گیرنده را بر روی یک رشته فیبر جفت کنند.
طول موج گیرنده) WDM (CWDM درشت: 1271 نانومتر ، 1291 نانومتر ، 1311 نانومتر ، 1331 نانومتر ، 1351 نانومتر ، 1371 نانومتر ، 1391 نانومتر ، 1411 نانومتر ، 1431 نانومتر ، 1451 نانومتر ، 1471 نانومتر ، 1491 نانومتر ، 1511 نانومتر ، 1531 نانومتر ، 1551 نانومتر ، 1571 نانومتر ، 1591 نانومتر ، 1611 نانومتر.
تراکم گیرنده DD WDM (DWDM) : کانال 17 تا کانال 61 مطابق ITU-T.
Transponder - در عمل ، ورودی ها و خروجی های سیگنال به جای الکتریکی ، بلکه نوری (معمولاً با سرعت 1550 نانومتر) نمی شوند. این بدان معنی است که در عوض به مبدل های طول موج نیاز دارند ، که دقیقاً همان چیزی است که یک فرستنده دارد. یک فرستنده را می توان از دو فرستنده ساخته شده پس از یکدیگر تشکیل داد: اولین فرستنده تبدیل کننده سیگنال نوری 1550 نانومتر به یک سیگنال الکتریکی ، و فرستنده دوم تبدیل سیگنال الکتریکی به / از یک سیگنال نوری در طول موج مورد نیاز. انتقال دهنده هایی که از سیگنال الکتریکی واسطه ای استفاده نمی کنند (فرستنده تمام نوری) در حال توسعه هستند.
همچنین برای نمایش دیدگاههای کاربردی مختلف در مورد معنی ترانسپورنتهای نوری ، به انتقال دهنده ها (ارتباطات نوری) مراجعه کنید.
مالتی پلکسینگ تقسیم کد(CDMA)
[img=500x234]file:///C:/Users/Abkhiz/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg[/img]
در این روش که برای مثال در تکنیک طیف گسترده به کار رفته در شبکه های محلی بی سیم مورد استفاده قرار می گیرد، داده های مربوط به چند کانال به طور همزمان بر خلاف TDM و در یک باند فرکانسی برخلاف FDM و بالطبع در یک طول موج برخلاف WDM در یک رسانه مشترک ارسال می شود! و برای جداکردن داده ها از روش های خاص رمزگزاری و تئوری کدینگ استفاه می شود و اطلاعات کانال های مجزا به صورت بردار های متعامد ارسال می گردد، تا در گیرنده قابل جدا سازی باشند.
تخصیص انعطاف پذیر از منابع
CDMA همزمان می تواند در تخصیص انعطاف پذیر منابع یعنی تخصیص توالی های گسترده برای کاربران فعال ، یک مزیت اساسی را ارائه دهد. در مورد CDM همزمان CDMA) ، TDMA و (FDMA تعداد کدهای متعامد همزمان ، اسلات های زمانی و اسلات های فرکانس به ترتیب ثابت هستند ، از این رو ظرفیت از نظر تعداد کاربران همزمان محدود است. تعداد مشخصی از کدهای متعامد ، اسلات های زمانی یا باند های فرکانسی وجود دارد که می توانند برای سیستم های CDM ، TDMA و FDMA تخصیص داده شوند که به دلیل ماهیت پیچیده تلفنی و انتقال داده های بسته بندی شده ، مورد استفاده قرار نمی گیرند. هیچ محدودیتی دقیق برای تعداد کاربرانی که می توانند در یک سیستم CDMA ناهمزمان پشتیبانی شوند ، وجود ندارد ، فقط یک حد عملی که با احتمال خطای بیت مورد نظر کنترل می شود ، از آنجایی که SIR (نسبت سیگنال به تداخل) با تعداد کاربران متفاوت است. در یک محیط ترافیک پراکنده مانند تلفن همراه ، مزیتی که CDMA ناهمزمان دارد این است که عملکرد (میزان خطای بیت) مجاز است به صورت تصادفی نوسان کند ، با یک مقدار متوسط که توسط تعداد کاربران تعیین شده بیشتر از درصد استفاده است. فرض کنید کاربرانی 2N وجود دارند که فقط نیمی از زمان را با هم صحبت می کنند ، سپس کاربران 2N می توانند با همان خطای بیت متوسط مشابه با کاربران N که تمام وقت صحبت می کنند ، جای بگیرند. تفاوت اصلی در اینجا این است که احتمال خطای بیت برای کاربران N [color=#222222][size=large][font=2 Zar]که در تمام مدت صحبت می کنند ثابت است ، در حالی که این یک مقدار تصا