معنای فرستنده و گیرنده نیاز به دانش اولیه دارد

 

 

درک معنای فرستنده گیرنده با یک تعریف ساده شروع می شود: این یک دستگاه الکترونیکی است که فرستنده و گیرنده را در یک واحد ترکیب می کند و آن را قادر می سازد هم سیگنال ها را ارسال و هم دریافت کند. این اصطلاح از ادغام "فرستنده" و "گیرنده" می آید و این دستگاه ها ارتباط دو طرفه- را در رسانه های مختلف از جمله امواج رادیویی، فیبرهای نوری و کابل های شبکه انجام می دهند.

 

 

درک معنای فرستنده گیرنده از طریق ادغام کامپوننت

 

تمایز کلیدی در یکپارچگی نهفته است. در حالی که از نظر تئوری می توانید از واحدهای فرستنده و گیرنده جداگانه برای ارتباط استفاده کنید، یک فرستنده گیرنده هر دو عملکرد را در یک دستگاه بسته بندی می کند. این رویکرد در دهه 1920 پدیدار شد و در دهه 1930 استاندارد شد، در درجه اول برای کاهش هزینه های تولید و نیازهای فضای فیزیکی.

قبل از رایج شدن فرستنده‌ها، دستگاه‌هایی که هم نیاز به ارسال و هم دریافت داده داشتند، به دو جزء مجزا نیاز داشتند. ادغام فقط به خاطر راحتی نبود. فرستنده و گیرنده ها اغلب اجزایی را بین توابع ارسال و گیرنده به اشتراک می گذارند، مانند نوسانگرهای محلی و آنتن ها، که آنها را نسبت به حفظ دو سیستم مجزا کارآمدتر می کند.

ادغام مزایای عملی ایجاد می کند. فرستنده‌های گیرنده مدرن از اجزای مشترک هم برای انتقال و هم برای دریافت استفاده می‌کنند و پیچیدگی سخت‌افزار و نقاط احتمالی خرابی را کاهش می‌دهند. درک معنای فرستنده گیرنده به توضیح اینکه چرا تقریباً همه دستگاه‌های بی‌سیم امروزه، از تلفن‌های هوشمند گرفته تا روترهای Wi{2}}وای فای، به‌جای دریافت جفت‌های فرستنده جداگانه، به معماری فرستنده گیرنده متکی هستند، کمک می‌کند.

 

چگونه فرستنده و گیرنده در واقع کار می کنند

 

فرستنده و گیرنده ها از طریق یک توالی هماهنگ از مراحل پردازش سیگنال عمل می کنند. هنگام ارسال، دستگاه یک سیگنال تولید می کند، مدولاسیون را برای رمزگذاری اطلاعات اعمال می کند و آن را از طریق آنتن یا کابل پخش می کند. هنگام دریافت، سیگنال های دریافتی را می گیرد، آنها را برای استخراج داده ها تغییر شکل می دهد و آن اطلاعات را به سیستم متصل تحویل می دهد.

سوال مهم این است: آیا یک فرستنده و گیرنده می تواند همزمان ارسال و دریافت کند؟ درک معنای فرستنده گیرنده از نظر حالت های دوبلکس به این سوال پاسخ می دهد. بستگی به حالت دوبلکس دارد.

نیمه-عملیات دوبلکس

گیرنده های نیمه دوبلکس می توانند ارسال یا دریافت کنند اما نه هر دو را همزمان، زیرا فرستنده و گیرنده هر دو با استفاده از یک سوئیچ الکترونیکی به یک آنتن متصل می شوند. واکی-نمونه این حالت است. وقتی دکمه گفتگو را فشار می دهید، دستگاه را به حالت انتقال تغییر می دهید. آن را رها کنید و دستگاه به حالت دریافت برمی گردد.

سیستم‌های نیمه دوبلکس با استفاده از یک کانال ارتباطی که بین جهت‌ها متناوب است، پهنای باند را حفظ می‌کنند. مبادله توان عملیاتی است. اگر نیاز به پاسخ سریع به اطلاعات دریافتی دارید، تعویض اجباری تاخیر ایجاد می کند.

کامل-عملیات دوبلکس

فرستنده‌های{0}دوبلکس کامل به فرستنده و گیرنده رادیویی اجازه می‌دهند که به صورت موازی کار کنند، با ارسال و دریافت در فرکانس‌های رادیویی مختلف. تلفن همراه شما به این شکل کار می کند. در حین تماس، هم شما و هم طرف مقابل می توانید به طور همزمان بدون انتظار برای نوبت صحبت کنید.

فول-دورو معمولاً به دو فرکانس یا کانال مجزا برای انتقال صدا یا جریان داده همزمان در هر جهت نیاز دارد. این نیاز به سخت افزار و تخصیص طیف پیچیده تری دارد، اما جریان گفتگوی طبیعی را که از دستگاه های ارتباطی مدرن انتظار داریم، ارائه می دهد.

 

معنی فرستنده گیرنده در دسته بندی های مختلف فناوری

 

درک انواع فرستنده گیرنده کمک می کند تا مشخص شود این دستگاه ها کجا در اکوسیستم های فناوری مدرن قرار می گیرند. معنای فرستنده گیرنده در دسته های مختلف کمی تغییر می کند، اما اصل اصلی ثابت می ماند.

فرستنده و گیرنده RF (فرکانس رادیویی).

فرستنده های RF در مودم ها و روترهای باند پایه برای انتقال آنالوگ و دیجیتال و همچنین در شبکه های ارتباطی ماهواره ای استفاده می شوند. اینها ارتباط بی سیمی را که دائماً با آن روبرو می شوید کنترل می کنند. تلفن‌های همراه، تلفن‌های{2}}واکی، رادیوهای CB و روترهای بی‌سیم همگی به فرستنده‌های RF وابسته هستند.

دسته RF به انواع آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شود. فرستنده‌های آنالوگ از مدولاسیون فرکانس استفاده می‌کنند و در سیستم‌های ارتباطی اضطراری به‌طور قابل‌اطمینانی کار می‌کنند، در حالی که فرستنده‌های دیجیتال داده‌های باینری را از طریق امواج رادیویی ارسال می‌کنند و ارتباطات ویدئویی و رمزگذاری‌شده را که معمولاً توسط پلیس و ادارات آتش‌نشانی استفاده می‌شود، فعال می‌کنند.

گیرنده های نوری

فرستنده‌های نوری از فناوری فیبر نوری برای تبدیل سیگنال‌های الکترونیکی به سیگنال‌های نوری استفاده می‌کنند و دستگاه‌های انتقال سریع- هستند. این دستگاه ها ستون فقرات زیرساخت اینترنت مدرن را تشکیل می دهند.

فرآیند تبدیل به صورت دو طرفه کار می کند. هنگام انتقال، فرستنده نوری سیگنال های الکتریکی را می گیرد و از لیزر یا LED برای تبدیل آنها به پالس های نوری استفاده می کند که از طریق کابل های فیبر نوری عبور می کنند. هنگام دریافت، سیگنال های نور ورودی را می گیرد و آنها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند که دستگاه شما می تواند پردازش کند.

تکامل از GBIC (تبدیل رابط گیگابیتی) در سال 1995 به استانداردهای مدرن QSFP-DD پیشرفت سریعی را نشان می‌دهد. QSFP{3}}DD از سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه تا 800 گیگابیت بر ثانیه با تعداد دو برابر کانال پشتیبانی می‌کند و سرعت بی‌سابقه‌ای را برای برنامه‌های کاربردی شبکه ارائه می‌دهد.

فرستنده های اترنت

فرستنده‌های اترنت برای اتصال دستگاه‌های الکترونیکی در مدارهای اترنت استفاده می‌شوند و به عنوان واحدهای دسترسی رسانه نیز شناخته می‌شوند. اینها در کارت های رابط شبکه قرار دارند و لایه فیزیکی ارتباطات شبکه را مدیریت می کنند.

در شبکه‌های محلی، فرستنده و گیرنده سیگنال‌ها را از طریق سیم شبکه ارسال می‌کند و سیگنال‌های الکتریکی را که از آن عبور می‌کنند، تشخیص می‌دهد، اگرچه برخی از انواع شبکه‌ها به فرستنده‌های گیرنده خارجی نیاز دارند. شبکه‌های اترنت مدرن عمدتاً در حالت دوطرفه کامل- کار می‌کنند و از جفت‌های سیم مجزا برای ارتباط دوطرفه همزمان استفاده می‌کنند.

فرستنده و گیرنده های بی سیم

فرستنده‌های بی‌سیم فناوری را در فرستنده‌های اترنت و RF ترکیب می‌کنند تا سرعت انتقال Wi-فای را بهبود بخشند. این ها فاصله بین زیرساخت های سیمی و دستگاه های تلفن همراه را پر می کند.

آداپتور Wi{0}Fi لپ تاپ شما یک فرستنده گیرنده بی سیم است. بسته های داده را از روتر شما (که حاوی یک فرستنده گیرنده نیز می باشد) دریافت می کند و درخواست های شما را به عقب ارسال می کند. کل تبادل در فرکانس های تعیین شده برای ارتباطات Wi{3}}، معمولاً باندهای 2.4 گیگاهرتز یا 5 گیگاهرتز انجام می شود.

 

 

منظور از فرستنده و گیرنده برای ارتباطات مدرن چیست؟

 

فراگیر بودن فرستنده‌های گیرنده به این معنی است که شما احتمالاً هر روز با ده‌ها نفر تعامل دارید، اغلب بدون اینکه متوجه شوید.

تلفن های همراه مکالمات تلفنی را با استفاده از امواج رادیویی برای برقراری ارتباط با دکل های تلفن همراه ارسال و دریافت می کنند، در حالی که تلفن های بی سیم از فرستنده گیرنده در گوشی و ایستگاه پایه استفاده می کنند. هر بار که با تلفن خود تماس برقرار می کنید، پیامی ارسال می کنید یا وب را مرور می کنید، فرستنده و گیرنده جریان داده دو طرفه را مدیریت می کنند.

فرستنده های ماهواره ای داده های مخابراتی دیجیتال را از ایستگاه های زمینی دریافت کرده و مجدداً به ایستگاه های زمینی دیگر ارسال می کنند. این شبکه های ارتباطی جهانی، تلویزیون ماهواره ای و سیستم های GPS را فعال می کند.

هواپیماها فرستنده های مایکروویو خودکاری به نام فرستنده را حمل می کنند که وقتی توسط رادار کنترل ترافیک هوایی فعال می شوند، سیگنال های رمزگذاری شده را برای شناسایی هواپیما ارسال می کنند. این سیستم پایه و اساس ایمنی و ردیابی هوانوردی را تشکیل می دهد.

زیرساخت شبکه به شدت به فرستنده گیرنده ها متکی است. فیبر{1}}گیگابیت نوری و اترنت 10/40/100 گیگابیتی از GBIC، SFP، SFP+، QSFP، XFP و دیگر سیستم‌های فرستنده گیرنده استفاده می‌کنند. هر مرکز داده، شبکه شرکتی، و اتصال ستون فقرات اینترنت به این دستگاه‌ها برای حفظ اتصال با سرعت بالا بستگی دارد.

 

درک تمایز فرستنده در مقابل فرستنده

 

سردرگمی بین فرستنده‌ها و فرستنده‌های مستقل اغلب بروز می‌کند. تفاوت اصلی در توانایی است.

یک فرستنده فقط سیگنال می فرستد. جریان یا امواج فرکانس رادیویی تولید می کند و آنها را پخش می کند، اما نمی تواند پاسخ دریافت کند. به تجهیزات پخش یک ایستگاه رادیویی فکر کنید. سیگنال‌های صوتی را به گیرنده‌ها (رادیو ماشین شما) می‌فرستد، اما نمی‌تواند سیگنال‌ها را از طریق همان کانال دریافت کند.

یک فرستنده جریان فرکانس رادیویی یا امواج رادیویی مورد استفاده در سیستم های ارتباطی را برای انتقال داده ها مانند صدا و تصویر تولید می کند، در حالی که یک فرستنده و گیرنده می تواند سیگنال های دیجیتال را ارسال و دریافت کند.

ممکن است تعجب کنید که چرا کسی یک فرستنده را انتخاب می‌کند-تنها زمانی که فرستنده‌ها قابلیت دوطرفه را ارائه می‌دهند. پاسخ شامل هزینه، پیچیدگی و الزامات برنامه است. فرستنده‌ها برای طراحی ساده‌تر، تولید ارزان‌تر هستند و می‌توان آنها را برای حداکثر قدرت پخش در زمانی که به قابلیت پاسخگویی نیازی نیست، بهینه کرد. سیستم های پخش، کنترل از راه دور و شبکه های حسگر خاص از این سادگی سود می برند.

 

چارچوب حالت ارتباطی

 

برای درک صحیح عملکرد فرستنده گیرنده، حالت های ارتباطی را در دو بعد در نظر بگیرید: جهت و زمان. معنای فرستنده و گیرنده زمانی واضح تر می شود که بفهمید این حالت ها چگونه کار می کنند.

سیمپلکسسیستم ها فقط در یک جهت ارسال می کنند. صفحه کلیدی که ورودی را به کامپیوتر می فرستد نمونه ای از ارتباطات سیمپلکس است. صفحه کلید انتقال می دهد، کامپیوتر دریافت می کند، اما هیچ ارتباط معکوس از طریق همان کانال رخ نمی دهد.

نیمه-دوبلکسارتباط دو طرفه را امکان پذیر می کند، اما فقط یک جهت در یک زمان. با استفاده از نیمه دوطرفه، داده‌ها را می‌توان بین دستگاه‌ها از هر دو طرف ارسال کرد، اما می‌توان آن را در هر زمان در یک جهت با استفاده از یک کانال ارتباطی برای عملکردهای ارسال و دریافت، ارسال کرد. این حالت با اعمال چرخش-از برخورد جلوگیری می‌کند.

دوبلکس کامل-امکان ارتباط دو طرفه همزمان را فراهم می کند. دوبلکس کامل به این معنی است که هر دو دستگاه می توانند به طور همزمان داده ها را ارسال و دریافت کنند، با استفاده از کانال های ارتباطی متعدد که اساسا ظرفیت توان عملیاتی را بدون خطر برخورد داده ها دو برابر می کند.

اکثر فرستنده‌های گیرنده مدرن از عملیات دوبلکس کامل-پشتیبانی می‌کنند، اگرچه پیاده‌سازی متفاوت است. تلفن های همراه از تقسیم فرکانس (فرکانس های مختلف برای هر جهت) استفاده می کنند، در حالی که برخی از سیستم ها از تقسیم زمان (تغییر سریع که به طور همزمان برای کاربران به نظر می رسد) یا کانال های فیزیکی جداگانه (مانند رشته های فیبر نوری مجزا) استفاده می کنند.

 

ملاحظات فنی که مهم است

 

هنگام کار با فرستنده گیرنده، چندین عامل فنی بر عملکرد و مناسب بودن تأثیر می گذارد.

محدوده فرکانستعیین می کند که فرستنده گیرنده در چه طیفی کار می کند. فرستنده‌ها معمولاً از طیف وسیعی از فرکانس‌های ضروری برای عملکرد دوگانه پشتیبانی می‌کنند، در حالی که فرستنده‌ها برای محدوده‌های فرکانس محدود یا ثابت بهینه‌سازی شده‌اند. این توضیح می دهد که چرا یک فرستنده وای فای نمی تواند با یک شبکه سلولی ارتباط برقرار کند-در باندهای فرکانسی کاملاً متفاوتی کار می کند.

مصرف برقبسته به نوع و حالت به طور قابل توجهی متفاوت است. فرستنده‌های-دوبلکس کامل بیش از نصف-معادل‌های دوبلکس انرژی مصرف می‌کنند زیرا هم مدارهای انتقال و هم دریافت را به طور همزمان تامین می‌کنند. این توجه به‌ویژه برای دستگاه‌های{4}}با باتری مانند تلفن‌های هوشمند و حسگرهای اینترنت اشیا اهمیت دارد.

محدودیت های محدودهاز عملکرد ترکیبی ناشی می شود. محدوده انتقال گیرنده به توان خروجی، طراحی آنتن، فرکانس و عوامل محیطی بستگی دارد. همین عوامل بر حساسیت دریافت تأثیر می گذارد. در برخی کاربردهای تخصصی، استفاده از فرستنده‌ها و گیرنده‌های بهینه‌سازی شده جداگانه ممکن است برد بهتری نسبت به یک فرستنده گیرنده یکپارچه فراهم کند، اگرچه این کار، سادگی را با عملکرد عوض می‌کند.

مدیریت تداخلدر سیستم‌های{0}دوبلکس کامل بسیار مهم می‌شود. هنگامی که یک فرستنده و گیرنده به طور همزمان ارسال و دریافت می کند، سیگنال فرستنده می تواند در توانایی گیرنده برای تشخیص سیگنال های دریافتی اختلال ایجاد کند. طراحی‌های اخیر برای تکنیک‌های لغو تداخل آنالوگ و دیجیتال با هم تا 110 دسی‌بل{5}}لغو تداخل خود را در فرستنده‌های فرستنده و گیرنده‌های تک آنتن{{7} دوطرفه ارائه می‌دهند. این پیشرفت، ارتباطات دوطرفه-فول باند{10}}را که سال‌ها پیش عملی نبود، ممکن می‌سازد.

 

سوالات متداول

 

آیا فرستنده و گیرنده می تواند بدون آنتن کار کند؟

فرستنده‌های سیمی مانند اتصالات اترنت از آنتن استفاده نمی‌کنند. آنها سیگنال های الکتریکی را از طریق کابل ارسال و دریافت می کنند. فرستنده‌های بی‌سیم برای پخش و ضبط امواج رادیویی به آنتن نیاز دارند. آنتن به عنوان رابط بین مدارهای الکتریکی فرستنده گیرنده و امواج الکترومغناطیسی که در هوا حرکت می کنند عمل می کند.

چرا برنامه‌های واکی{0}}به گفتن «over» نیاز دارند؟

واکی{0}}در حالت نیمه دوطرفه با یک دکمه-به-فشار-کار می‌کنند. وقتی دکمه را فشار می دهید، دستگاه به حالت انتقال می رود و نمی تواند دریافت کند. گفتن "over" نشان می دهد که شما ارسال را تمام کرده اید تا طرف مقابل بداند که می تواند دکمه خود را فشار داده و پاسخ دهد. بدون این کنوانسیون، مکالمات شامل مکث های ناخوشایند و عدم اطمینان در مورد اینکه نوبت صحبت کردن به چه کسی است خواهد بود.

آیا گوشی‌های هوشمند نیمه دوبلکس-دوبلکس هستند یا کامل-؟

تلفن‌های همراه مدرن در حالت FDD دستگاه‌های کامل-دوبلکس هستند که برای حمل همزمان کانال‌های صوتی در هر جهت به دو فرکانس نیاز دارند. این امکان مکالمه طبیعی را فراهم می کند که در آن هر دو نفر می توانند همزمان صحبت کنند. با این حال، برخی از شبکه‌های 4G و 5G از حالت TDD (-تقسیم دوطرفه زمانی) استفاده می‌کنند که از نظر فنی نیمه{6}}دوبلکس است، اما آنقدر سریع بین ارسال و دریافت سوئیچ می‌کند که برای کاربران احساس پر-دوروی می‌کند.

تفاوت بین فرستنده و گیرنده و مودم چیست؟

یک مودم سیگنال‌ها را ارسال و دریافت می‌کند اما از مدولاسیون و دمدولاسیون استفاده می‌کند-سیگنال در حال ارسال را مدوله می‌کند و سیگنال دریافتی را تغییر شکل می‌دهد. در حالی که هر دو ارتباط دو طرفه را انجام می دهند، مودم ها به طور خاص داده های دیجیتال را برای انتقال از طریق خطوط تلفن یا سیستم های کابلی به سیگنال های آنالوگ تبدیل می کنند، سپس سیگنال های آنالوگ دریافتی را به دیجیتال تبدیل می کنند. فرستنده‌های گیرنده در سیستم‌های بی‌سیم لزوماً این تبدیل دیجیتال آنالوگ را انجام نمی‌دهند.

 

نگاهی به تحولات مدرن

 

میدان فرستنده گیرنده به سرعت در حال تکامل است، که ناشی از تقاضا برای سرعت های بالاتر و تاخیر کمتر است.

شبکه‌های 5G طرح‌های فرستنده گیرنده پیشرفته‌ای را معرفی کردند که پیکربندی‌های عظیم MIMO (چند-ورودی، چند-خروجی) را مدیریت می‌کنند. این فرستنده‌های گیرنده ده‌ها اتصال همزمان را با استفاده از آرایه‌های آنتن و پردازش سیگنال پیچیده مدیریت می‌کنند. نتیجه این است که توان داده به طور چشمگیری در مقایسه با فناوری های سلولی قبلی بالاتر است.

فرستنده‌های نوری به سمت 800 گیگابیت بر ثانیه و فراتر از آن در برنامه‌های مرکز داده پیش می‌روند. این تقاضا ناشی از بارهای کاری هوش مصنوعی و محاسبات ابری است که نیاز به جابجایی مجموعه داده های عظیم بین سرورها دارد. هر نسل از فرستنده‌های نوری پهنای باند بیشتری ارائه می‌کنند و در عین حال سازگاری با زیرساخت فیبر موجود را حفظ می‌کنند.

رادیو تعریف شده{0}}نرم افزار مرز دیگری را نشان می دهد. این فرستنده‌ها از سخت‌افزار و نرم‌افزار قابل تنظیم مجدد برای تطبیق پارامترهای عملیاتی خود به صورت پویا استفاده می‌کنند. به جای ساختن فرستنده‌های گیرنده مجزا برای باندهای فرکانس یا پروتکل‌های مختلف، یک رادیو تعریف‌شده نرم‌افزاری{3}}می‌تواند از طریق برنامه‌نویسی بین حالت‌های مختلف جابجا شود. این انعطاف‌پذیری از برنامه‌های ارتباطی نظامی، تحقیقاتی و اضطراری پشتیبانی می‌کند، جایی که سازگاری بیش از بهینه‌سازی هزینه اهمیت دارد.

اینترنت اشیا توسعه فرستنده‌های-کم-فوق‌العاده را هدایت می‌کند. حسگرهای{3}}باطری به فرستنده‌هایی نیاز دارند که میکرووات مصرف می‌کنند و در عین حال ارتباطات قابل اعتمادی را حفظ می‌کنند. محققان در حال توسعه گیرنده‌های بیدار{5} هستند که سیگنال‌های دریافتی را کنترل می‌کنند در حالی که تقریباً هیچ برقی مصرف نمی‌کنند، سپس فرستنده اصلی را فقط در صورت نیاز فعال می‌کنند.

---

فرستنده و گیرنده ها فاصله بین دستگاه های ایزوله و سیستم های متصل به هم را پر می کنند. درک معنای فرستنده گیرنده-این دستگاه‌ها چگونه انتقال و دریافت را در یک بسته ترکیب می‌کنند، در حالت‌های دوبلکس مختلف کار می‌کنند و برنامه‌های کاربردی متفاوتی را ارائه می‌دهند-به درک فناوری ارتباطی اطراف ما کمک می‌کند. از تلفن همراه در جیب شما تا ماهواره های بالای سر، فرستنده و گیرنده ها تبادل اطلاعات دو طرفه را فعال می کنند که اتصال مدرن را تعریف می کند.