اگر تا به حال با رادیوها، ماژول‌های Wi{0}}وای فای، پیوندهای فیبر یا حتی سخت‌افزار اترنت قدیمی کار کرده‌اید، چه متوجه شده باشید یا نه با فرستنده‌های گیرنده سروکار داشته‌اید. این اصطلاح به سادگی "فرستنده + گیرنده" است، اما در عمل مهندسی، یک فرستنده و گیرنده بسیار بیشتر از دو مدار بسته بندی شده در یک محفظه است. این یک زیرسیستم RF یا نوری است که با دقت طراحی شده است که تولید سیگنال، تشخیص، فیلتر کردن و تبدیل را تحت محدودیت های عملکرد سخت مدیریت می کند.

بیشتر مردم فرستنده‌های گیرنده را با دستگاه‌های بی‌سیم مرتبط می‌دانند، اما آنها را تقریباً در هر لایه ارتباطی-از شبکه‌های نوری تابیده-جفت مسی گرفته تا{2}}شبکه‌های نوری طولانی{2}} تعبیه شده‌اند.

 

 

---

چرافرستنده و گیرندهوجود داشته باشد

 

مهندسان عملکردهای ارسال و دریافت را تنها برای صرفه جویی در فضا ترکیب نکردند. انگیزه واقعی یکپارچگی سیستم بود.

هنگامی که انتقال و دریافت در جعبه های جداگانه زندگی می کنند، چندین چیز باعث سردرد می شوند:

عدم تطابق امپدانس

اتصالات بیشتر → از دست دادن بیشتر درج

جداسازی سخت تر بین مسیرهای TX و RX

BOM بزرگتر و هزینه ساخت بالاتر

ادغام هر دو مسیر در یک واحد کنترل شده، رفتار RF را بسیار قابل پیش بینی تر می کند. سطوح سیگنال شناخته شده، ارقام نویز تعریف شده، زمان سوئیچینگ پایدار و عملکرد دوبلکس تمیزتر را دریافت می کنید.

همچنین فضای برد را کاهش می‌دهد-که برای کارت‌های LAN اولیه اهمیت داشت و امروزه برای تلفن‌ها، دستگاه‌های IoT و ابزارهای پوشیدنی اهمیت بیشتری دارد.

 

---

جایی که فرستنده و گیرنده در واقع ظاهر می شوند

 

 

هر سیستمی که نیاز به ارتباط دو طرفه دارد، نیاز به یک گیرنده دارد. چند مثال مهندسی- مرتبط:

1. RF و سیستم های بی سیم

تلفن‌های هوشمند (فرستنده‌های چند باند LTE/5G)

روترها و نقاط دسترسی Wi-

ماژول های بلوتوث و BLE

واکی-رادیوهای PTT، پلتفرم‌های SDR

LoRa، Zigbee، Z-Wave و سایر رادیوهای IoT

فرستنده‌های RF سیار مدرن می‌توانند ده‌ها باند فرکانس، طرح‌های مدولاسیون متعدد، و حلقه‌های کنترل توان را-در داخل بسته‌ای به اندازه یک ناخن کنترل کنند.

2. رابط های شبکه مس

در اترنت اولیه (10BASE-5، 10BASE-2)، فرستنده گیرنده ها اغلب ماژول های جداگانه ای بودند که از طریق کابل های AUI متصل می شدند. اکنون آنها در NIC ها و سوئیچ ها ادغام شده اند:

PHY + MAC + فرستنده و گیرنده در یک تراشه

داخلی-مذاکره خودکار-، لغو اکو، FEC و غیره.

3. سیستم های فیبر نوری

SFP / SFP+

QSFP / QSFP28

CFP، XFP

گیرنده های نوری Bi-

این ماژول‌ها سیگنال‌های الکتریکی را به پالس‌های نوری و برگشتی تبدیل می‌کنند، در حالی که بودجه‌های دقیق پیوند و الزامات پایداری دما را برآورده می‌کنند.

 

---

فرستنده در مقابل فرستنده گیرنده: تفاوت دقیق

 

A فرستندهفقط اطلاعات را به بیرون هل می دهد.
A فرستنده گیرندههر دو جهت را کنترل می کند، اما تفاوت مهندسی این است:

یک فرستنده نیازی به جداسازی یا دوبلکس شدن ندارد.

یک فرستنده و گیرنده انجام می دهد. و اینجاست که پیچیدگی نهفته است:

جابجایی بین TX و RX(سیستم های TDD)

TX/RX همزمان در فرکانس های مختلف(سیستم های FDD)

تداخل و کنترل نشت

کنترل بهره دینامیکی و فیلترینگ

این فقط دو مدار در کنار هم نیست-این یک سیستم RF هماهنگ است.

 

 

---

چه چیزی در داخل یک فرستنده گیرنده است

 

بسته به رسانه (RF، مس، نوری)، یک فرستنده گیرنده ممکن است شامل موارد زیر باشد:

نوسان ساز محلی و PLL

مدولاتور/دمولاتور (QPSK، QAM، OFDM، و غیره)

میکسرها و مراحل IF

LNA و PA با حلقه های بازخورد

فیلترهای باند-گذر و ضد{1}}

ADC/DAC برای باند پایه دیجیتال

مدارهای کنترل بهره خودکار

درایورهای نوری + دیودهای نوری (برای ماژول های فیبر)

به عبارت دیگر، یک فرستنده و گیرنده بخشی از سیستم است که کار سنگین کردن{0}}تبدیل داده ها به سیگنال های فیزیکی و بازیابی آن سیگنال ها در انتهای گیرنده را انجام می دهد.

 

---

چرا فرستنده گیرنده ها در سیستم های مدرن اهمیت دارند؟

 

مهندسان بر فرستنده گیرنده تکیه می کنند زیرا آنها ارائه می دهند:

عملکرد RF پایدار در فاکتورهای فرم فشرده

مصرف برق کمتر

کنترل بهتر صدا و تداخل

عملکرد دوبلکس قابل پیش بینی

کاهش پیچیدگی برد

بدون فرستنده‌ها، دستگاه‌های بی‌سیم مدرن در جیب شما جا نمی‌شوند و مراکز داده نمی‌توانند زیرساخت فیبر خود را مقیاس‌بندی کنند.

 

---

نتیجه گیری

 

فرستنده و گیرنده فقط یک فرستنده و گیرنده نیست که در کنار هم قرار گرفته باشند. این یک موتور ارتباطی است که مدولاسیون، کنترل افزایش، دوبلکس کردن و تبدیل سیگنال را در سیستم‌های RF، مسی و نوری مدیریت می‌کند. همانطور که فناوری‌های بی‌سیم تکامل می‌یابند و شبکه‌های فیبر گسترش می‌یابند، فرستنده‌های گیرنده یکی از بلوک‌های ساختمانی آرام اما ضروری مهندسی مدرن باقی می‌مانند.