Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Спутниктік модем немесе спутниктік модем – байланыс спутнигін релелік станция ретінде пайдалана отырып, деректерді жіберу үшін қолданылатын модем. Спутниктік модемнің басты міндеті – кіріс дерек ағынын радиосигналға және керісінше түрлендіру болып табылады. Кейбір құрылғыларда тек демодулятор ғана болады (модуляторы болмайды, сондықтан деректерді спутник арқылы жүктеуге ғана мүмкіндік береді), және олар да "спутниктік модемдер" деп аталады. Мұндай құрылғылар спутниктік интернетке қолжеткізу үшін қолданылады (мұндай жағдайда жіберілген деректер дәстүрлі PSTN модемі немесе ADSL модемі арқылы жіберіледі).
A satellite modem or satmodem is a modem used to establish data transfers using a communications satellite as a relay. A satellite modem's main function is to transform an input bitstream to a radio signal and vice versa. There are some devices that include only a demodulator (and no modulator, thus only allowing data to be downloaded by satellite) that are also referred to as "satellite modems." These devices are used in satellite Internet access (in this case uploaded data is transferred through a conventional PSTN modem or an ADSL modem).
Спутниктік байланыс
Спутниктік модем – байланыс арнасын орнату үшін қажетті жалғыз құрылғы емес. Спутниктік байланыс құру үшін қажетті басқа да жабдықтарға спутниктік антенналар және жиілік түрлендіргіштері жатады. Жіберілуге тиіс деректер деректер терминалынан (мысалы, компьютер) модемге жіберіледі. Модемде әдетте аралық жиілік (IF) шығысы болады (яғни 50-200 МГц), бірақ кейде сигнал тікелей L-диапазонына модуляцияланады. Көбінесе, күшейту және тарату алдында жиілікті жоғары көтеру конвертері арқылы түрлендіру қажет. Модуляцияланған сигнал – символдар тізбегі, қолданылатын модуляция схемасына байланысты бит немесе бірнеше бит сияқты сигнал күйімен көрсетілген деректер бөліктері. Символ сағатын қалпына келтіру (жергілікті символ сағат генераторын қашықтағымен синхронды ету) – демодулятордың ең маңызды міндеттерінің бірі. Сол сияқты, спутниктен алынған сигнал бірінші кезекте төмендетіледі (бұл төмен шулі блок конвертері (LNB) арқылы жасалады), содан кейін модеммен демодуляцияланады және соңында деректер терминалымен өңделеді. LNB әдетте 13 немесе 18 В тұрақты токпен сигнал кабельі арқылы модемнен қуат алады.
A satellite modem is not the only device needed to establish a communication channel. Other equipment that is essential for creating a satellite link include satellite antennas and frequency converters. Data to be transmitted are transferred to a modem from data terminal equipment (e. g. a computer). The modem usually has intermediate frequency (IF) output (that is, 50 200 MHz), however, sometimes the signal is modulated directly to L band. In most cases, frequency has to be converted using an upconverter before amplification and transmission. A modulated signal is a sequence of symbols, pieces of data represented by a corresponding signal state, e. g. a bit or a few bits, depending upon the modulation scheme being used. Recovering a symbol clock (making a local symbol clock generator synchronous with the remote one) is one of the most important tasks of a demodulator. Similarly, a signal received from a satellite is firstly downconverted (this is done by a Low noise block converter LNB), then demodulated by a modem, and at last handled by data terminal equipment. The LNB is usually powered by the modem through the signal cable with 13 or 18 V DC.
Ішкі құрылым
Модемнің жұмыс істеу принципін түсінудің ең оңай жолы – оның ішкі құрылымын қарастыру. Суретте кез келген спутниктік модемнің блок-схемасы көрсетілген.
Probably the best way of understanding how a modem works is to look at its internal structure. A block diagram of a generic satellite modem is shown on the image.
Аналогты жол
Бергіште цифрлық-аналогтық түрлендіруден кейін сигналды қайта құру сүзгісінен өткізеді. Қажет болған жағдайда жиілікті түрлендіру жасалады. Қабылдағыштағы аналогтық тракттың мақсаты – сигналдың жиілігін түрлендіру, автоматты күшін реттеу тізбегі арқылы қуатын реттеу және оның күрделі қабықша компоненттерін алу. Аналогтық трактқа кіріс сигнал аралық жиілікте келеді, кейде L жолағында болады, мұндай жағдайда оны аралық жиілікке (IF) түрлендіру қажет. Содан кейін сигнал төрт квадрантты көбейтуші арқылы үлгіленеді немесе өңделеді, ол гетеродиндік жиілікке көбейту арқылы күрделі қабықша компоненттерін (I, Q) тудырады (супергетеродиндік қабылдағышты қараңыз). Соңында сигнал антиалиасингтік сүзгіден өтеді және үлгі алынады немесе (цифрландырылады).
After a digital to analog conversion in the transmitter, the signal passes through a reconstruction filter. Then, if needed, frequency conversion is performed. The purpose of the analog tract in the receiver is to convert signal's frequency, to adjust its power via an automatic gain control circuit and to get its complex envelope components. The input signal for the analog tract is at the intermediate frequency, sometimes, in the L band, in which case it must be converted to an IF. Then the signal is either sampled or processed by the four quadrant multiplier which produces the complex envelope components (I, Q) through multiplying it by the heterodyne frequency (see superheterodyne receiver). At last the signal passes through an anti aliasing filter and is sampled or (digitized).
FEC кодтамасы
Қателерді түзету әдістері спутниктік байланыс үшін маңызды, себебі спутниктің қуаты шектеулі болғандықтан қабылдағыштағы сигнал-шу қатынасы көбінесе нашар болады. Қателерді түзету деректерді жіберу кезінде дерек ағынына жасанды артық ақпарат қосу арқылы жұмыс істейді және бұл артық ақпаратты шу мен кедергілерден туындаған қателерді түзету үшін пайдаланады. Бұл FEC (Forward Error Correction) кодтаушысы арқылы жүзеге асырылады. Кодтаушы цифрлық ағынға қателерді түзету кодын қолданып, артық ақпарат қосады. FEC декодері сигналда қолданылатын алдын ала қателерді түзету кодын декодтайды. Мысалы, Digital Video Broadcasting стандарты ішкі конволюциялық (стандартты NASA коды, тесілген, жылдамдықтары , , , ,), араластыру және сыртқы Reed-Solomon кодынан тұратын біріктірілген кодты анықтайды (блок ұзындығы: 204 байт, ақпарат блогы: 188 байт, блокта 8 байтқа дейін түзетуге қабілетті).
Error correction techniques are essential for satellite communications, because, due to satellite's limited power a signal to noise ratio at the receiver is usually rather poor. Error correction works by adding an artificial redundancy to a data stream at the transmitting side and using this redundancy to correct errors caused by noise and interference. This is performed by an FEC encoder. The encoder applies an error correction code to the digital stream, thereby adding redundancy. An FEC decoder decodes the Forward error correction code used within the signal. For example, the Digital Video Broadcasting standard defines a concatenated code consisting of inner convolutional (standard NASA code, punctured, with rates , , , , ), interleaving and outer Reed–Solomon code (block length: 204 bytes, information block: 188 bytes, can correct up to 8 bytes in the block).
Дифференциалдық кодтау
Фазалық екінақтылығы бар бірнеше модуляция түрлері бар (мысалы, PSK және QAM), яғни тасымалдағышты әртүрлі тәсілдермен қалпына келтіруге болады. Осы екінақтылықты жою үшін дифференциалдық кодтау қолданылады. Дифференциалдық кодтау қолданылғанда, деректер қазіргі символға ғана емес, сонымен қатар алдыңғы символға да тәуелді етіледі.
There are several modulation types (such as PSK and QAM) that have a phase ambiguity, that is, a carrier can be restored in different ways. Differential coding is used to resolve this ambiguity. When differential coding is used, the data are deliberately made to depend not only on the current symbol, but also on the previous one.
Қосу
Скремблинг – бұл дерек ағынын кездейсоқ ету арқылы ұзақ "0" немесе "1" тізбектерін жою және энергияның біркелкі таралуын қамтамасыз етуге арналған техника. Ұзақ "0" және "1" тізбектері уақытты синхрондау тізбегінің жұмысын қиындатады. Скремблерлер мен дескремблерлер көбінесе сызықтық кері байланыс тізбектік тіркегіштеріне негізделген. Скремблер жіберілген дерек ағынын кездейсоқ етеді. Дескремблер болса, скремблделген дерек ағынынан бастапқы күйін қалпына келтіреді. Скремблингті шифрлаумен шатастырмау керек, себебі ол деректі сыртқы қолсұнушылардан қорғамайды.
Scrambling is a technique used to randomize a data stream to eliminate long '0' only and '1' only sequences and to assure energy dispersal. Long '0' only and '1' only sequences create difficulties for timing recovery circuit. Scramblers and descramblers are usually based on linear feedback shift registers. A scrambler randomizes the transmitted data stream. A descrambler restores the original stream from the scrambled one. Scrambling shouldn't be confused with encryption, since it doesn't protect information from intruders.
Мультиплекстеу
Мультиплексор бірнеше цифрлық ағынды бір ағынға түрлендіреді. Бұл көбінесе 'мультиплекстеу' деп аталады. Жалпы, демультиплексор – бұл бір мультиплекстелген дерек ағынын бірнешеге бөлетін құрылғы. Спутниктік модемдерде көп шығыстар болмайды, сондықтан демультиплексор мұнда таңдау операциясын жүзеге асырады, модемге шығарылатын арналарды таңдауға мүмкіндік береді. Демультиплексор бұл мақсатқа кадрлық синхронизацияны сақтап тұру арқылы жетеді.
A multiplexer transforms several digital streams into one stream. This is often referred to as 'muxing.' Generally, a demultiplexer is a device that transforms one multiplexed data stream into several. Satellite modems don't have many outputs, so a demultiplexer here performs a drop operation, allowing to the modem to choose channels that will be transferred to the output. A demultiplexer achieves this goal by maintaining frame synchronization.