Maǵlıwmatlar baylanısı

Maǵlıwmat baylanısı, yamasa maǵlıwmatlar kommunikaciyası sonıń ishinde maǵlıwmat jiberiw hám maǵlıwmat qabıllaw ‒ bul noqattan-noqatqa yamasa noqattan-kóp noqatqa baylanıs kanalı arqalı jiberiletuǵın hám qabıllanatuǵın maǵlıwmatlardı jetkerip beriw bolıp tabıladı. Bunday kanallarǵa mıs sımlar, optikalıq talshıqlar, radio spektrin paydalanıw arqalı sımsız baylanıs, saqlaw quralları hám kompyuter shinaları mısal bola aladı. Maǵlıwmatlar elektromagnit signalı túrinde, mısalı elektr kernewi, radiotolqın, mikrotolqın yamasa infraqızıl signal túrinde kórsetiledi.

Analog tasıw - bul dawıs, maǵlıwmat, súwret, signal yamasa video informaciyanı ózgermeli shamaǵa proporcional túrde amplitudası, fazası yamasa basqa qásiyeti ózgeretuǵın úziliksiz signal arqalı jetkeriw usılı. Xabarlar sızıq kodı arqalı impulsler izbe-izligi túrinde (bazalıq sızıq tasıwı) yamasa cifrlı modulyaciya usılın qollanıp, sheklengen úziliksiz ózgeretuǵın tolqın formaları jıynaǵı (ótkiziw sızıǵı tasıwı) arqalı kórsetiledi. Ótkiziw sızıǵı modulyaciyası hám oǵan sáykes demodulyaciya modem quralı arqalı ámelge asırıladı.

Cifrlı baylanıslar, sonıń ishinde cifrlı tasıw hám cifrlı qabıllaw, bul ya cifrlasqan analog signalın, yamasa tuwma-cifrlı bit aǵımın tasıwdı óz ishine aladı. Eń keń tarqalǵan anıqlamaǵa muwapıq, bazalıq sızıq hám ótkiziw sızıǵı bit aǵımı komponentleriniń ekewi de cifrlı signaldıń bir bólegi bolıp esaplanadı; alternativ anıqlama tek bazalıq polosa signalın cifrlı dep esaplaydı, al cifrlı maǵlıwmatlardı ótkiziw polosası arqalı tasıwdı cifrlıdan analogqa túrlendiriwdiń bir túri dep qaraydı.

Baylanıslı pánler arasındaǵı ayırmashılıq

Maǵlıwmat tasıw, sonday-aq cifrlı jetkerip beriw hám cifrlı baylanıslar tarawındaǵı kurslar hám oqıw qollanbaları uqsas mazmunǵa iye.

Cifrlı tasıw yamasa maǵlıwmat tasıw dástúrli túrde telekommunikaciya hám elektr injeneriyasına tiyisli. Maǵlıwmat tasıwdıń tiykarǵı principleri kompyuter ilimi yamasa kompyuter injeneriyasınıń maǵlıwmat baylanısları páni sheńberinde de qamtıp ótiliwi múmkin, oǵan kompyuter tarmaqları qollanılıwları hám baylanıs protokolları, mısalı, marshrutlaw, kommutaciya hám processler aralıq baylanıs ta kiredi. Tasıwdı basqarıw protokolı (TCP) jetkerip beriwdi óz ishine alsa da, TCP hám basqa tasıw qatlamı protokolları kompyuter tarmaqları páninde qamtıp ótiledi, biraq maǵlıwmat tasıw haqqındaǵı oqıw qollanbasında yamasa kursında talqılanbaydı.

Kópshilik oqıw qollanbalarında, analog tasıw termini tek ǵana analog xabar signalın (cifrlastırıwsız) analog signal arqalı tasıwdı ańlatadı, ol ya modulyaciyalanbaǵan tiykarǵı polosa signalı sıpatında, ya bolmasa AM yamasa FM sıyaqlı analog modulyaciya usılın qollanıp ótkizgish polosa signalı retinde bolıwı múmkin. Oǵan impuls keńligi modulyaciyası sıyaqlı analogtan analogqa impulsli modulyaciyalanǵan tiykarǵı polosa signalları da kiriwi múmkin. Kompyuter tarmaqları dástúrindegi bir neshe kitaplarda, analog tasıw termini FSK, PSK hám ASK sıyaqlı cifrlı modulyaciya usılların qollanıp bit aǵımların ótkizgish polosada tasıwdı da óz ishine aladı.

Maǵlıwmat tasıwdıń teoriyalıq aspektleri informaciya teoriyası hám kodlaw teoriyası tárepinen qamtıp alınǵan.

Protokol qatlamları hám qosımsha temalar

Maǵlıwmatlardı tasıw tarawındaǵı kurslar hám oqıw qollanbaları ádette tómendegi OSI modeli protokol qatlamları hám temaların qamtıydı:

1-qatlam, fizikalıq qatlam:
- Kanal kodlaw, sonıń ishinde
  - Cifrlı modulyaciya sxemaları
  - Sızıq kodlaw sxemaları
  - Aldın-ala qátelerdi dúzetiw (FEC) kodları
- Bit sinxronizaciyası
- Multiplekslew
- Teńlestiriw
- Kanal modelleri
2-qatlam, maǵlıwmat baylanıs qatlamı:
- Kanalǵa kiriw sxemaları, mediaǵa kiriwdi basqarıw (MAC)
- Paket rejimindegi baylanıs hám kadr sinxronizaciyası
- Qátelerdi anıqlaw hám avtomatik qayta soraw (ARQ)
- Aǵım basqarıwı
6-qatlam, prezentaciya qatlamı:
- Derek kodlaw (cifrlastırıw hám maǵlıwmatlardı qısıw) hám informaciya teoriyası
- Kriptografiya (hár qanday qatlamda bolıwı múmkin)

Sonday-aq, bul úsh qatlamnıń aralıq qatlam dizaynın qarastırıw da keń tarqalǵan.

Qollanılıwı hám tariyxı

Maǵlıwmat (tiykarınan, biraq tek ǵana emes, informaciyalıq) kommunikaciyanıń payda bolıwınan baslap elektron emes (mısalı, optikalıq, akustikalıq, mexanikalıq) usıllar arqalı jiberilip kelgen. Analog signal maǵlıwmatları telefonnıń payda bolıwınan baslap elektron jollar menen jiberilgen. Degen menen, házirgi waqıtta maǵlıwmatlardı elektromagnitlik tasıwdıń dáslepki qollanılıwları elektr telegrafı (1809) hám teletayplar (1906) bolıp, olardıń ekewi de cifrlı signallar bolǵan. XX ásirdiń baslarında Garri Naykvist, Ralf Xartli, Klod Shennon hám basqalar tárepinen maǵlıwmat tasıw hám informaciya teoriyası boyınsha islengen tiykarǵı teoriyalıq jumıslar usı qollanılıwlardı názerde tutıp ámelge asırılǵan.

1960-jıllardıń basında Pol Baran arzan elektronika qurılmaların qollanıp, dawıs xabarların cifrlı baylanıs arqalı jiberiw ushın tarqatılǵan beyimlesiwshi xabar bloklı kommutaciyanı oylap taptı.^[1] Donald Devis 1965-67 jıllar aralıǵında zamanagóy maǵlıwmat baylanısın oylap taptı hám ámelge asırdı, oǵan paketli kommutaciya, joqarı tezlikli marshrutizatorlar, baylanıs protokolları, ierarxiyalıq kompyuter tarmaqları hám ushınan-ushına principiniń mánisi kiredi. Barannıń jumısı baǵdarlamalıq támiyinlew kommutatorları hám baylanıs protokolları bar marshrutizatorlardı, sonday-aq tarmaqtıń ózi emes, al paydalanıwshılar isenimlilikti támiyinleydi degen ideyanı óz ishine almaǵan edi. Bul ekewi de kompyuter tarmaqlarınıń rawajlanıwına tásir etken áhmiyetli úlesler boldı.

Maǵlıwmat jiberiw kompyuterlerde kompyuter shinalarında hám RS-232 (1969), FireWire (1995) hám USB (1996) sıyaqlı parallel hám izbe-iz portlar arqalı periferiya qurılmaları menen baylanısıw ushın qollanıladı. Maǵlıwmat jiberiw principleri 1951-jıldan baslap qátelerdi anıqlaw hám dúzetiw ushın saqlaw qurılmalarında da qollanıladı. Qabıllawshı tárepinen cifrlı kodtı paydalanıp maǵlıwmatlardı anıq qabıl etiw máselesin sheshiwdiń birinshi ámeliy usılı 1952-jılı Ronald Xyu Barker tárepinen oylap tabılǵan hám 1953-jılı járiyalanǵan Barker kodı boldı.^[2] Maǵlıwmat jiberiw modemler (1940), lokal tarmaq (LAN) adapterleri (1964), qaytalaǵıshlar, qaytalaǵısh xablar, mikrotolqınlı baylanıslar, sımsız tarmaqqa kiriw noqatları (1997) hám t.b. sıyaqlı kompyuter tarmaǵı qurılmalarında qollanıladı.

Telefon tarmaqlarında cifrlı baylanıs puls-kod modulyaciyası (PCM) hám waqıt bólisiw multipleksori (TDM) (1962) kombinaciyası arqalı bir mıs kabel yamasa optikalıq kabel arqalı kóplegen telefon qońırawların jiberiw ushın qollanıladı. Telefon stanciyaları cifrlı hám baǵdarlama arqalı basqarılatuǵın boldı, bul kóplegen qosımsha qunlı xızmetlerdi ámelge asırıwǵa múmkinshilik berdi. Mısalı, birinshi AXE telefon stanciyası 1976-jılı usınıldı. 1980-jıllardıń aqırında Integraciyalanǵan Xızmetler Cifrlı Tarmaǵı (ISDN) xızmetlerin paydalanıp aqırǵı paydalanıwshıǵa cifrlı baylanıs jetkeriw múmkin boldı. 1990-jıllardıń aqırınan baslap ADSL, kabelli modemler, imaratqa deyin jetkerilgen optika (FTTB) hám úyge deyin jetkerilgen optika (FTTH) sıyaqlı keń polosalı kiriw texnologiyaları kishi keńseler hám úy-jaylarda keń tarqaldı. Házirgi tendenciya dástúrli telekommunikaciya xızmetlerin IP-telefoniya hám IPTV sıyaqlı paketlik rejimdegi baylanıs penen almastırıwdan ibarat.

Analog signallardı cifrlı túrde jiberiw signaldı kóbirek qayta islew múmkinshiligin beredi. Baylanıs signalın qayta islew múmkinshiligi tosınnan processler sebepli júz bergen qátelerdi anıqlaw hám dúzetiwge imkaniyat beredi. Cifrlı signallardı úziliksiz baqlaw ornına úlgi alıw múmkin. Bir neshe cifrlı signallardı multiplekslew analog signallardı multiplekslewge salıstırǵanda ádewir ańsat. Usı barlıq artıqmashlıqlar sebepli, kompyuter maǵlıwmatların jiberiwge bolǵan úlken talap hám cifrlı baylanıstıń bunı isley alıw uqıplılıǵı sebepli, hámde keń polosalı baylanıs kanalları hám qattı deneli elektronika tarawındaǵı sońǵı jetiskenlikler injenerlerge bul artıqmashlıqlardı tolıq ámelge asırıwǵa múmkinshilik bergenligi sebepli, cifrlı baylanıslar tez ósti.

Cifrlı revolyuciya sonday-aq maǵlıwmat jiberiw principleri qollanılatuǵın kóplegen cifrlı telekommunikaciya qollanbalarınıń payda bolıwına alıp keldi. Oǵan mısallar ekinshi áwlad (1991) hám onnan keyingi uyalı telefoniya, video konferenciya, cifrlı televidenie (1998), cifrlı radio (1999) hám telemetriyanı óz ishine aladı.

Maǵlıwmat jiberiw, cifrlı jiberiw yamasa cifrlı baylanıs - bul maǵlıwmatlardı noqattan-noqatqa yamasa noqattan-kóp noqatqa baylanıs kanalı arqalı jiberiw. Bunday kanallarǵa mısallar mıs sımlar, optikalıq talshıqlar, sımsız baylanıs kanalları, saqlaw quralları hám kompyuter shinaların óz ishine aladı. Maǵlıwmatlar elektromagnit signalı túrinde, máselen, elektr kernewi, radio tolqın, mikrotolqın yamasa infraqızıl nur sıyaqlı kóriniste kórsetiledi.

Analog jiberiw úziliksiz ózgerip turatuǵın analog signalın analog kanalı arqalı jiberiw bolsa, cifrlı baylanıs - bul ayırım xabarlardı cifrlı yamasa analog kanalı arqalı jiberiw. Xabarlar ya sızıq kodı arqalı impulsler izbe-izligi túrinde (bazalıq polosa jiberiwi), ya bolmasa cifrlı modulyaciya usılın qollanıp, sheklengen úziliksiz ózgeriwshi tolqın formaları jıynaǵı (ótkiziw polosası jiberiwi) arqalı kórsetiledi. Ótkiziw polosası modulyaciyası hám oǵan sáykes demodulyaciya (sonday-aq anıqlaw dep te ataladı) modem quralı arqalı ámelge asırıladı. Cifrlı signaldıń eń keń tarqalǵan anıqlamasına muwapıq, bit aǵımların kórsetetuǵın bazalıq polosa hám ótkiziw polosası signallarınıń ekewi de cifrlı jiberiw dep esaplanadı, al alternativ anıqlama tek bazalıq polosa signalın cifrlı dep esaplaydı hám cifrlı maǵlıwmatlardı ótkiziw polosası arqalı jiberiwdi cifrlıdan analogqa túrlendiriwdiń bir túri dep qaraydı.

Jiberilgen maǵlıwmatlar maǵlıwmat dereginen, máselen, kompyuter yamasa klaviaturadan kelip shıqqan cifrlı xabarlar bolıwı múmkin. Sonday-aq, ol telefon qońırawı yamasa video signal sıyaqlı analog signalı bolıwı múmkin, ol impuls-kod modulyaciyasın (PCM) yamasa jetilisken derek kodlaw sxemaların (analogtan cifrlıǵa túrlendiriw hám maǵlıwmatlardı qısıw) paydalanıp bit aǵımına cifrlanadı. Bul derek kodlaw hám dekodlaw kodek quralı arqalı ámelge asırıladı.

Izbe-iz hám parallel jiberiw

Telekommunikaciyada, izbe-iz jiberiw - bul háriplerdi yamasa basqa maǵlıwmat birligin kórsetetuǵın topardıń signal elementlerin izbe-iz jiberiw. Cifrlı izbe-iz jiberiwler - bul bitlerdi bir sım, jiyilik yamasa optikalıq jol arqalı izbe-iz jiberiw. Ol parallel jiberiwge qaraǵanda az signal qayta islewdi talap etetuǵını hám qáte jiberiw itimallıǵı azıraq bolǵanı ushın, hár bir jeke joldıń ótkiziw tezligi joqarıraq bolıwı múmkin. Bul uzaǵıraq aralıqlarda qollanılıwı múmkin hám tekseriw sanı yamasa juplıq biti maǵlıwmatlar menen birge ańsat jiberiledi.

Parallel jiberiw - bul baylanıslı signal elementlerin eki yamasa onnan kóp bólek jollar arqalı bir waqıtta jiberiw. Bir neshe elektr sımları qollanıladı, olar bir waqıtta bir neshe bitti jibere aladı, bul izbe-iz jiberiwge qaraǵanda joqarıraq maǵlıwmat ótkiziw tezligine erisiwge múmkinshilik beredi. Bul usıl ádette kompyuterdiń ishinde, máselen, ishki shinalarda hám geyde sırtqı qurılmalarda, mısalı, printerlerde qollanıladı. Waqıt boyınsha jıljıw bul sistemalarda áhmiyetli másele bolıwı múmkin, sebebi parallel maǵlıwmat jiberiwde qollanılatuǵın sımlar sózsiz azǵana ózgeshe qásiyetlerge iye boladı, sonlıqtan ayırım bitler basqalarınan burın kelip, xabardı buzıwı múmkin. Bul másele aralıq uzayǵan sayın kúsheyiwge beyim, bul parallel maǵlıwmat jiberiwdi uzaq aralıqlar ushın kemirek isenimli etedi.

Baylanıs kanalları

Ayırım baylanıs kanallarınıń túrlerine tómendegiler kiredi:

Maǵlıwmat jiberiw shınjırı
Tolıq dupleks
Yarım dupleks
Simpleks
Kóp noqatlı:
- Shina tarmaǵı
- Tor tarmaǵı
- Saqıyna tarmaǵı
- Juldız tarmaǵı
- Sımsız tarmaq
Noqattan-noqatqa

Asinxron hám sinxron maǵlıwmat jiberiw

Asinxron izbe-iz baylanıs jiberiwdiń baslanıwın hám tamamlanıwın bildiriw ushın baslanıw hám toqtaw bitlerin qollanadı.^[3] Jiberiwdiń bul usılı maǵlıwmatlar úziliksiz aǵımǵa qarama-qarsı úzik-úzik jiberilgende qollanıladı.

Sinxron jiberiw qabıllawshı hám jiberiwshi táreptegi jiberiw tezliklerin saat signalları járdeminde sinxronlaydı. Saat bólek signal bolıwı yamasa maǵlıwmatlarǵa engizilgen bolıwı múmkin. Sońınan eki túyin arasında maǵlıwmatlardıń úziliksiz aǵımı jiberiledi. Baslanıw hám toqtaw bitleri bolmaǵanlıqtan, maǵlıwmat jiberiw tezligi kóbirek nátiyjeli bolıwı múmkin.

Derekler

↑ „Paul Baran and the Origins of the Internet“ (en). RAND Corporation. Qaraldı: 15-fevral 2020-jıl.
↑ Barker, RH. Group Synchronisation of Binary Digital Systems. Communication Theory: Butterworth, 1953 — 273–287 bet.
↑ "What is Asynchronous Transmission? - Definition from Techopedia" (in en). Techopedia.com. https://www.techopedia.com/definition/6051/asynchronous-transmission.

[1] „Paul Baran and the Origins of the Internet“ (en). RAND Corporation. Qaraldı: 15-fevral 2020-jıl.

[2] Barker, RH. Group Synchronisation of Binary Digital Systems. Communication Theory: Butterworth, 1953 — 273–287 bet.

[3] "What is Asynchronous Transmission? - Definition from Techopedia" (in en). Techopedia.com. https://www.techopedia.com/definition/6051/asynchronous-transmission.

[1]

[2]

[3]