Кіріспе
Бірнеше терминалдың бір орта арқылы байланысу құралдары
Телекоммуникация және компьютерлік желілерде арнаға қол жеткізу әдісі немесе көптеген қол жеткізу әдісі бір тарату ортасына қосылған екіден астам терминалға оны пайдалануға және сыйымдылығын бөлісуге мүмкіндік береді. Ортақ физикалық орталардың мысалдары – сымсыз желілер, шина желілері, сақина желілері және жартылай дуплекс режимінде жұмыс істейтін нүктеден нүктеге байланыстар. Арнаға қол жеткізу әдісі мультиплекстеуге негізделген, ол бірнеше дерек ағынының немесе сигналдың бір байланыс арнасын немесе тарату ортасын пайдалануына мүмкіндік береді. Осы контексте мультиплекстеуді физикалық қабат қамтамасыз етеді. Арнаға қол жеткізу әдісі көптеген қол жеткізу протоколының және басқару механизмінің, сондай-ақ ортаға қол жеткізу басқаруының (MAC) бөлігі болуы мүмкін. Ортаға қол жеткізу басқаруы адрестеу, әртүрлі пайдаланушыларға мультиплекс арналарын тағайындау және қақтығыстарды болдырмау сияқты мәселелермен айналысады. Ортаға қол жеткізу басқаруы – OSI моделінің деректер байланысы қабатының кіші қабаты және TCP/IP моделінің байланыс қабатының құрамдас бөлігі.
Жиілікті бөле отырып, бірнеше рет қол жеткізу
Жиілік бөлудің көптеген кіру (FDMA) арнаға кіру схемасы – әртүрлі дерек ағындарына әртүрлі жиілік жолақтарын бөлетін жиілік бөлудің мультиплекстеу (FDM) схемасына негізделген ең стандартты аналогтық жүйе. FDMA жағдайында жиілік жолақтары әртүрлі түйіндерге немесе құрылғыларға тағайындалады. FDMA жүйелерінің мысалы – бірінші буын 1G ұялы телефон жүйелері, онда әрбір телефон қоңырауы белгілі бір жоғары жиілікті арнаға және басқа төмен жиілікті арнаға тағайындалған. Әрбір хабарлама сигналы (әрбір телефон қоңырауы) белгілі бір тасымалдаушы жиілігінде модуляцияланады. Бұл техниканың туысқан түрі – толқын ұзындығы бойынша бөлінген көптеген кіру (WDMA), ол толқын ұзындығы бойынша бөлінген мультиплекстеуге (WDM) негізделген, онда әртүрлі дерек ағындары оптикалық талшықты байланыста әртүрлі түстерге ие болады. WDMA жағдайында автобус немесе хаб желісіндегі әртүрлі желілік түйіндер әртүрлі түске ие болады. FDMA-ның жетілдірілген түрі – жиілікті бөлуге арналған ортогоналды көптеген кіру (OFDMA) схемасы, мысалы, 4G ұялы байланыс жүйелерінде қолданылады. OFDMA-да әрбір түйін бірнеше субтасымалдаушыларды пайдалана алады, бұл әртүрлі пайдаланушыларға әртүрлі қызмет сапасын (әртүрлі деректер жылдамдығын) ұсынуға мүмкіндік береді. Пайдаланушыларға субтасымалдаушыларды тағайындау ағымдағы радиоарна жағдайларына және трафик жүктемесіне байланысты динамикалық түрде өзгертілуі мүмкін. Бір тасымалдаушы FDMA (SC FDMA), әйтпесе сызықтық түрде алдын ала кодталған OFDMA (LP OFDMA), бір тасымалдаушы жиілік доменін теңестіруге (SC FDE) негізделген.
Уақытты бөлу арқылы бірнеше рет қол жеткізу
Уақыт бөлісіне көп қатынау (TDMA) арнасына қатынау схемасы уақыт бөлісіне көп қатынау (TDM) схемасына негізделген. TDMA циклдік түрде қайталанататын кадр құрылымында әртүрлі таратушыларға әртүрлі уақыт тілімдерін ұсынады. Мысалы, 1-торап 1-уақыт тілімін, 2-торап 2-уақыт тілімін және т.б. пайдалана алады, содан кейін соңғы таратушыдан бастап цикл қайта басталады. Оның жетілдірілген түрі – динамикалық TDMA (DTDMA), онда әрбір кадрда таратушыларды уақыт тілімдеріне тағайындау өзгереді. Көп жиілікті уақыт бөлісіне көп қатынау (MF TDMA) уақыт және жиілік бөлісіне көп қатынауды біріктіреді. Мысалы, 2G ұялы байланыс жүйелері TDMA және FDMA комбинациясына негізделген. Әрбір жиілік арнасы сегіз уақыт тіліміне бөлінеді, оның жетісі жеті телефон қоңыраулары үшін, ал біреуі – сигналдық деректер үшін қолданылады. Статистикалық уақыт бөлісіне көп қатынау әдетте уақыт домендік мультиплекстеуге негізделген, бірақ циклдік түрде қайталанататын кадр құрылымында емес. Кездейсоқ сипатына байланысты, оны статистикалық мультиплекстеу әдістеріне жатқызуға болады және динамикалық ені бөлуге қабілетті. Бұл үшін медиаға қол жеткізуді басқару (MAC) протоколы қажет, яғни тораптардың арнада кезекпен жұмыс істеуі және қақтығыстарды болдырмауы үшін қағида. Көп қолданылатын мысалдар – Ethernet шиналық желілері мен хаб желілерінде қолданылатын CSMA/CD және IEEE 802.11 сияқты сымсыз желілерде қолданылатын CSMA/CA.
Кодты бөлу арқылы бірнеше рет қол жеткізу және кеңінен таралған спектр арқылы бірнеше рет қол жеткізу
Кодты бөлудің көптеген қолжетімділік (CDMA) схемасы кең спектрлілік принципіне негізделген, яғни жеке биттік ағындардың дерек жылдамдығынан артық радиоарна жолақтығы қолданылады, сондай-ақ бірнеше хабарлама сигналдары бірдей тасымалдаушы жиілігі арқылы бір уақытта, әртүрлі тарату кодтарын пайдалана отырып беріледі. Шеннон-Хартли теоремасына сәйкес, кең жолақтың болуы сигнал-шу қатынасы 1-ден (0 дБ-дан аз) әлдеқайда төмен болғанда сигналды жіберуге мүмкіндік береді, яғни тарату қуаты шу деңгейінен және басқа хабарлама сигналдарынан туындаған кедергі деңгейінен төмендетілуі мүмкін. Оның бір түрі – тікелей тізбекті CDMA (DS CDMA), ол тікелей тізбекті кең спектрлілікке (DSSS) негізделген, мысалы, 3G ұялы телефон жүйелерінде қолданылады. Әрбір ақпараттық бит (немесе әрбір символ) бірнеше импульстардан тұратын ұзын кодтық тізбекпен бейнеленеді, олар чиптер деп аталады. Осы тізбек – тарату коды, ал әрбір хабарлама сигналы (мысалы, әрбір телефон қоңырауы) әртүрлі тарату кодын пайдаланады. Тағы бір түрі – жиілікті ауыстыру CDMA (FH CDMA), ол жиілікті ауыстыру кең спектрлілігіне (FHSS) негізделген, онда арна жиілігі тарату кодын құрайтын тізбекке сәйкес жылдам өзгертіледі. Мысалы, Bluetooth байланыс жүйесі жиілікті ауыстыру және деректерді жіберу үшін CSMA/CA статистикалық уақытты бөлу мультиплекстеуімен (немесе аудио беру үшін TDMA) үйлесімділігіне негізделген. Бір пайдаланушыға (бір пикожетке) тиесілі барлық түйіндер бір жиілікті синхронды түрде пайдаланады, яғни бір жиілікті арнада сигнал жібереді, бірақ VPAN ішінде соқтығыстарды болдырмау үшін CDMA/CA немесе TDMA қолданылады. Bluetooth жиілікті ауыстыруды түрлі VPAN-дердегі түйіндер арасындағы қиылысу және соқтығысу ықтималдығын азайту үшін пайдаланады. Басқа техникаларға OFDMA және көп тасымалдағыш кодты бөлудің көптеген қолжетімділігі (MC CDMA) жатады.
Ғимаратты бөлудің бірнеше кіруі
Ғарыш бойынша көптеген кіру (SDMA) әртүрлі физикалық кеңістіктерде әртүрлі ақпаратты жібереді. Мысалдарға қарапайым ұялы радио жүйелері, сондай-ақ кеңістіктік тарату үлгілерін жақсарту үшін бағытталған антенналар мен қуат модуляциясын пайдаланатын жетілдірілген ұялы жүйелер жатады.
Қуатты бөлудің бірнеше кіруі
Қуатты бөлудің көптеген кіру схемасы (PDMA) арнадағы қолжетімді қуатты бөлісу үшін пайдаланушылар арасындағы өзгермелі беріліс қуатын пайдалануға негізделген. Мысалы, спутниктік транспондердегі бірнеше SCPC модемдерін қарастыруға болады, онда пайдаланушылар жоғары жылдамдықпен деректерді тарату үшін қажет болғанда қуат бюджетінің үлкен бөлігін ала алады.
Пакет режіміндегі әдістер
Пакеттік режимдегі арнаға қол жеткізу әдістері пакеттің берілу барысында бір желілік таратушыны таңдайды. Кейбір әдістер сымды байланысқа, ал басқалары сымсыз байланысқа көбірек сәйкес келеді. CDMA-ның бастауы 1940 жылдарға дейін жетеді, онда ол АҚШ үкіметімен патенттелген және Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде хабарларды тарату үшін пайдаланылған. Бірақ соғыс аяқталғаннан кейін патент мерзімі бітіп, CDMA қолданылуы азайды және оның орнына TDMA кеңінен қолданыла бастады. Qualcomm компаниясы құрылған кезде Джейкобс әскери байланыс мәселелерін шешу үшін цифрлық технологияны пайдаланып, спектрдің сыйымдылығын арттыру бойынша жұмыс істеп жүрген. Qualcomm CDMA сымсыз байланыстың тиімділігі мен қолжетімділігін едәуір арттыратынын білген, бірақ сымсыз байланыс индустриясы TDMA-ға миллиондаған доллар инвестициялағандықтан күдікпен қарады. Джейкобс және Qualcomm бірнеше жыл бойы инфрақұрылымды жақсартуға, сондай-ақ CDMA-ны сынау және демонстрациялауға жұмсады. 1993 жылы CDMA сымсыз индустрия стандарты ретінде қабылданды. 1995 жылға қарай CDMA сымсыз индустрияда 2G негізі ретінде коммерциялық түрде қолданыла бастады.