Системаи алоқаи бисёрнуқтаӣ
Дар ҷаҳони телекоммуникатсия ва шабакаҳои компютерӣ, зарурати пайваст кардани дастгоҳҳои сершумор ҳамзамон афзоиш меёбад. Дар ҳоле ки қаблан муошират аз нуқта ба нуқта (як фиристанда ба як қабулкунанда) буд, бисёр сенарияҳо ҳоло як роҳи муоширатро талаб мекунанд, ки онро дастгоҳҳои сершумор муштарак истифода бурда метавонанд. Дар ин ҷо мафҳуми системаи муоширати бисёрнуқтаӣ муҳим мегардад. Ин система ба гиреҳҳои сершумор - хоҳ компютерҳо, хоҳ сенсорҳо, дастгоҳҳои IoT ё терминалҳои алоқа - имкон медиҳад, ки як воситаи интиқолро истифода баранд, ки ин имкон медиҳад муоширати самараноктар, арзонтар ва чандиртар дар миқёси калон таъмин карда шавад.
Фаҳмидани системаҳои бисёрнуқтаии коммуникатсионӣ
Системаи алоқаи бисёрнуқтаӣ як навъи алоқаи додаҳо мебошад, ки дар он зиёда аз ду дастгоҳ пайваст карда шуда, бо истифода аз як василаи интиқол муошират мекунанд. Ин василаи интиқол метавонад симӣ (масалан, коаксиалӣ, ҷуфти печида ё нахи оптикӣ) ё бесим (Wi-Fi, радио, мобилӣ) бошад. Бар хилофи нуқта ба нуқта, ки роҳи махсусро байни ду дастгоҳ таъмин мекунад, бисёрнуқтаӣ як роҳи муштаракро барои дастгоҳҳои сершумор истифода мебарад.
Азбаски васоити ахбори омма муштарак аст, системаҳои бисёрнуқтаӣ барои пешгирии бархӯрдҳои додаҳо ба механизми идоракунӣ ниёз доранд ва қоидаҳо дар бораи он ки кӣ метавонад фиристад, кай бояд фиристад ва чӣ гуна гирифтани додаҳо аз ҷониби дастгоҳи мақсаднок вуҷуд дорад.
Хусусиятҳои Утама
Якчанд хусусиятҳои муҳим мавҷуданд, ки системаҳои бисёрнуқтаро аз дигар моделҳои коммуникатсионӣ фарқ мекунанд:
1. ВАО-и муштарак
Бисёре аз дастгоҳҳо як каналро истифода мебаранд, аз ин рӯ, агар баъзе дастгоҳҳо аксар вақт "хомӯш" бошанд ва танҳо гоҳ-гоҳ интиқол диҳанд, самаранокӣ метавонад афзоиш ёбад.
2. Протоколи назорати дастрасӣ лозим аст
Азбаски роҳ муштарак аст, бояд барои пешгирӣ аз халалдор шудани интиқолҳо ба якдигар, идоракунӣ мавҷуд бошад. Мисолҳо интиқоли токен, CSMA/CD, CSMA/CA, TDMA, пурсиш ва ғайраро дар бар мегиранд.
3. Миқёспазирӣ
Multipoint барои зиёд кардани шумораи дастгоҳҳо бидуни илова кардани хатҳои ҷисмонӣ ҳар дафъа ҳангоми илова кардани дастгоҳи нав мувофиқ аст, гарчанде ки ин миқёспазирӣ маҳдудиятҳо дорад, зеро медиа бештар серодам мешавад.
4. Самаранокии хароҷот
Аз нигоҳи насб ва маводҳои кабелӣ/дастгоҳ, бисёрнуқтаӣ аксар вақт нисбат ба эҷоди пайвасти нуқта ба нуқта барои ҳар як ҷуфт дастгоҳ арзонтар аст.
Чӣ тавр он дар маҷмӯъ кор мекунад
Дар бисёрнуқтаҳо, ҳамаи дастгоҳҳо ба як василаи ягона пайваст карда мешаванд. Вақте ки як дастгоҳ маълумот мефиристад, сигнал дар тамоми василаи иттилоот "паҳн мешавад" ва аз ҷониби дигар дастгоҳҳо "дида мешавад". Барои он ки маълумот ба макони дурусти худ расад, ба он одатан суроға таъин карда мешавад. Дастгоҳҳое, ки суроғаҳои мувофиқ доранд, маълумотро қабул ва коркард мекунанд, дар ҳоле ки дастгоҳҳои дигар онро нодида мегиранд.
Аммо, мушкили асосӣ вақти дастрасӣ ба медиа аст. Агар ду дастгоҳ ҳамзамон интиқол диҳанд, сигналҳо метавонанд бо ҳам бархӯранд. Барои ҳалли ин масъала, системаҳои бисёрнуқтаӣ аз усулҳои назорати дастрасии медиа (MAC) истифода мебаранд.
Усулҳои назорати дастрасӣ дар бисёрнуқтаҳо
Инҳоянд баъзе аз усулҳои маъмултарин:
1. CSMA/CD (Дастрасии бисёрҷонибаи Carrier Sense бо муайянкунии бархӯрд)
Ин усул дар Ethernet-и кӯҳна, ки ба кабелҳо ё марказҳои коаксиалӣ асос ёфтаанд, маъмул буд. Дастгоҳ аввал ба медиа "гӯш" мекунад. Агар он ройгон бошад, он интиқол медиҳад. Агар бархӯрд рух диҳад, дастгоҳ бархӯрдро муайян мекунад ва пеш аз кӯшиши такрорӣ муддати тасодуфӣ интизор мешавад. CSMA/CD дар Ethernet-и муосир кам истифода мешавад, зеро шабакаҳои коммутатсионӣ бархӯрдҳоро кам мекунанд.
2. CSMA/CA (Пешгирӣ аз бархӯрд)
Дар Wi-Fi истифода мешавад. Азбаски муайян кардани бархӯрд дар муҳити бесим душвор аст, Wi-Fi бо истифода аз механизмҳо ба монанди фосилаи байни кадрҳо ва вақти бозгашт аз бархӯрдҳо пешгирӣ мекунад. Ин барои алоқаи бисёрнуқтаии бесим, ки дар он бисёр дастгоҳҳо барои дастрасӣ ба интерфейси ҳавоӣ рақобат мекунанд, мувофиқ аст.
3. Гузаронидани токен
Дар ин усул, байни дастгоҳҳо "токен" интиқол дода мешавад. Танҳо дастгоҳе, ки токенро дорад, метавонад интиқол диҳад. Ин усул имкон медиҳад, ки дастрасии бештар танзимшаванда бошад ва бархӯрдҳоро ба ҳадди ақалл расонад, аммо токенҳо бояд дуруст идора карда шаванд, то аз гум шудан ё садамаҳо пешгирӣ карда шаванд.
4. Раъйдиҳӣ (марказонидашуда)
Як контроллер (асосӣ) мавҷуд аст, ки ҳар як дастгоҳро алоҳида пурсиш мекунад, то бубинад, ки оё он мехоҳад интиқол диҳад. Ин усул содда ва барои баъзе шабакаҳои саноатӣ мувофиқ аст, аммо агар шумораи дастгоҳҳо аз сабаби хароҷоти пурсиш зиёд бошад, он метавонад камтар самаранок бошад.
5. TDMA (Дастрасии сершумори тақсимоти вақт)
Медиа ба фосилаҳои вақт тақсим мешавад. Барои интиқол ба ҳар як дастгоҳ фосилаи вақти муайян ҷудо карда мешавад. TDMA дар системаҳои радиои мобилӣ ва рақамӣ маъмул аст. Бартарии он пешгӯишавандагӣ аст; нуқсонаш дар он аст, ки агар дастгоҳ маълумот надошта бошад, фосила метавонад беҳуда сарф шавад.
Топологияҳои маъмулан истифодашаванда
Системаҳои бисёрнуқтаӣ аксар вақт дар якчанд топологияҳои шабакавӣ пайдо мешаванд:
1. Автобус
Ҳамаи дастгоҳҳо ба як сими асосӣ пайваст мешаванд. Ин як мисоли классикии шабакаи бисёрнуқтаӣ аст. Камбудии он: агар сими асосӣ вайрон шавад, тамоми шабака вайрон мешавад.
2. Ситора (бо марказ ё нуқтаи дастрасӣ)
Аз ҷиҳати ҷисмонӣ, он ситора аст, аммо аз ҷиҳати мантиқӣ, он метавонад бисёрнуқтаӣ бошад, зеро ҳамаи дастгоҳҳо як дастгоҳи марказиро истифода мебаранд. Дар Wi-Fi, нуқтаи дастрасӣ ба якчанд муштарӣ дар як канали радиоӣ хидмат мерасонад.
3. Бисёрнуқтаи бесим
Як интиқолдиҳанда ё истгоҳи асосӣ ба якчанд дастгоҳ хизмат мерасонад. Мисолҳо: шабакаҳои мобилӣ, Wi-Fi, радиои транкингӣ ё шабакаҳои IoT, ки бар асоси LoRaWAN асос ёфтаанд.
Намунаҳои татбиқи ҷаҳони воқеӣ
Системаҳои алоқаи бисёрнуқтаӣ доираи васеи истифода доранд, аз ҷумла:
– Шабакаи Wi-Fi дар хона/офис: як нуқтаи дастрасӣ ба ноутбукҳо, телефонҳои мобилӣ, принтерҳо, телевизорҳои интеллектуалӣ ва дастгоҳҳои IoT хизмат мерасонад.
– Шабакаи мобилӣ: як BTS ба бисёр корбарон дар як ячейка бо идоракунии канал ва вақт/басомад хизмат мерасонад.
– Системаҳо ва сенсорҳои IoT: бисёр сенсорҳо маълумотро ба дарвоза бо истифода аз протоколи мушаххас мефиристанд.
– Шабакаҳои саноатӣ (SCADA/PLC): бисёр дастгоҳҳои саҳроӣ тавассути шинаи алоқа бо контроллер муошират мекунанд.
– Конфронси бисёрнуқтаӣ: муоширати аудио/видеоии бисёрҷониба, ки одатан барои идоракунии ҷараёни медиа аз сервер ё MCU (Воҳиди идоракунии бисёрнуқтаӣ) истифода мешавад.
Бартариҳои системаҳои алоқаи бисёрнуқтаӣ
1. Инфрасохтори иқтисодӣтар
Як васоити ахборро дастгоҳҳои сершумор истифода бурда метавонанд, ки ниёз ба кабелҳо ва портҳоро кам мекунад.
2. Барои илова кардани гиреҳҳо чандир аст
Илова кардани дастгоҳи нав аксар вақт нисбат ба илова кардани пайвасти нуқта ба нуқта осонтар аст.
3. Барои маълумоти пароканда мувофиқ аст
Масалан, сенсоре, ки танҳо чанд байтро ба таври даврӣ мефиристад. Медиаи муштарак самаранок мешавад.
4. Моделҳои пахш ва бисёрпаҳнкуниро дастгирӣ мекунад
Маълумотро ҳамзамон ба дастгоҳҳои гуногун фиристодан мумкин аст (масалан, эълонҳо, навсозиҳо ё ҳамоҳангсозӣ).
Камбудиҳо ва мушкилот
1. Эҳтимолияти бархӯрд ва бандшавии роҳ
Ҳар қадар дастгоҳҳо фаъолтар бошанд, хатари бархӯрдҳо ё навбатҳо ҳамон қадар зиёдтар аст.
2. Амният ва махфият
Аз сабаби медиаи муштарак, агар рамзгузорӣ ва тасдиқи хуб вуҷуд надошта бошад, маълумот осонтар "дида мешавад".
3. Маҳдудиятҳои паҳнои банд
Паҳнои умумии банд муштарак аст. Агар як корбар аз ҳад зиёд истифода барад, ба дигар корбарон таъсир расонида метавонад.
4. Вобастагӣ аз қоидаҳои дастрасӣ
Фаъолияти бисёрнуқтаӣ асосан аз ҷониби протоколи MAC ва конфигуратсияи шабака муайян карда мешавад.
5. Ҳалли мушкилот мураккабтар аст
Қатъ шудани кор бо васоити ахбори муштарак метавонад дар як вақт ба якчанд дастгоҳ таъсир расонад.
Муқоиса бо Нуқта ба Нуқта
Нуқта ба нуқта, канали истисноӣ ду дастгоҳро мепайвандад. Бартарии он устувории бештар ва иқтидори кафолатдодашуда барои ин ҷуфт аст. Аммо, бо шумораи зиёди дастгоҳҳо хароҷот меафзояд, зеро пайвастҳои сершумор лозиманд. Мулти-нуқта баръакс аст: он барои бисёр гиреҳҳо арзон ва чандир аст, аммо идоракунии дастрасӣ ва мубодилаи иқтидорро талаб мекунад.
Ба ибораи содда, нуқта ба нуқта барои муоширати шадид байни ду нуқта (масалан, шабакаи байниидоравӣ) мувофиқ аст, дар ҳоле ки бисёрнуқта барои муҳитҳое, ки дастгоҳҳояшон зиёд ва нақшаҳои гуногуни ҳаракати нақлиёт доранд (масалан, шабакаи офисӣ, Wi-Fi-и ҷамъиятӣ ё системаи сенсорӣ) мувофиқ аст.
Penutup
Системаҳои алоқаи бисёрнуқтаӣ асоси муҳим барои шабакаҳои муосир, аз Wi-Fi ва мобилӣ то системаҳои IoT ва саноатӣ мебошанд. Бо истифода аз васоити ахбори муштарак, бисёрнуқтаӣ самаранокии хароҷот ва осонии васеъкуниро пешниҳод мекунад, аммо барои таъмини муоширати мураттаб, бехатар ва баландсифат протоколҳои боэътимоди назорати дастрасиро талаб мекунад. Фаҳмидани мафҳумҳои бисёрнуқтаӣ на танҳо барои муҳандисони шабака, балки барои ҳар касе, ки мехоҳад системаҳои алоқаеро тарҳрезӣ кунад, ки қодиранд ба дастгоҳҳои сершумор дар давраи имрӯзаи пайвастшавии бузург самаранок хидмат расонанд, муҳим аст.
Агар шумо хоҳед, ман метавонам намунаҳои диаграммаҳои топология, таҳқиқоти мавридӣ (масалан, Wi-Fi ё шабакаҳои сенсории кампус)-ро илова кунам ё муҳокимаро ба протоколҳои мушаххас, ба монанди Ethernet, LoRaWAN ё меъмории конфронси видеоии бисёрнуқтаӣ, васеъ кунам.
