Οπτικές ασύρματες επικοινωνίες - part 3

Πάμε τώρα στο τρομερό πρόβλημα Νο 2.
Ο πομπός λοιπον, βάζει μπρος το ρολόι του και με τη βοήθεια του ρολογιού του, αρχίζει και στέλνει τα bit τακτικά και ωραία με το ρυθμό του ρολογιού. Ας πούμε ένα bit ανά δευτερόλεπτο. 

Τεμπέλικο ρολόι, αλλά εντάξει!

Σήμερα όμως είναι η άτυχη μέρα του δέκτη. Δεν καταφέρνει να ξεκινήσει το ρολόι του ταυτόχρονα με τον πομπό. Κι ακόμα χειρότερα: δεν το ξέρει! 

Δεν έχει τρόπο να μάθει ότι το δικό του ρολόι πάει ας πούμε λίγο μπροστά ή λίγο πίσω! Οπότε η κατάσταση σύντομα γίνεται χαοτική! Είναι σαν ο δέκτης να μην βλέπει καθαρά, ιδίως όταν το μήνυμα έχει πολλά συνεχόμενα ίδια bit. Φτάνουν ας πούμε 3 συνεχόμενα μηδέν και ο δέκτης νομίζει ότι έφτασαν 2. Φτάνουν ας πούμε 4 συνεχόμενα ένα και ο δέκτης νομίζει ότι έφτασαν 5. 

Και φυσικά, τα μηνύματα δεν βγάζουν πλέον νόημα! H ζωή έχει αναποδογυρίσει!

Ποια είναι η λύση στο τρομερό πρόβλημα Νο 2? Ο κανόνας Νο 2. 

Αυτός ο κανόνας λέει: Τα bit δεδομένων ταξιδεύουν σε μικρές παρέες, συγκεκριμένου πλήθους, και πριν ξεκινήσει η επόμενη παρέα στέλνεται μία ομάδα προσκόπων να ενημερώσει κ συντονίσει τον δέκτη.

Μόλις η ομάδα προσκόπων αναγνωριστεί από τον δέκτη, ο δέκτης είναι πλέον συντονισμένος και ξέρει πόσα είναι τα bit της παρέας που έρχεται.

Καλό θα ήταν βέβαια, ο πομπός να είχε φροντίσει ώστε τα bit της παρέας να παρουσιάζουν εναλλαγές, να μην υπάρχουν δηλαδή πολλά συνεχόμενα 0 ή πολλά συνεχόμενα 1. Αυτό όμως είναι μια άλλη ιστορία που ονομάζεται Κωδικοποίηση. 

Ίσως ασχοληθούμε κάποια άλλη φορά.

Έτσι λοιπόν, με αυτό το απλό πρωτόκολλο, λύθηκαν τα δύο σημαντικά ζητήματα της επικοινωνίας, το πως δηλ θα συντονιστούν ο πομπός και ο δέκτης και πως ο δέκτης θα γνωρίζει αν το μήνυμα που έλαβε είναι αυτό που όντως έστειλε ο πομπός.

Τι είναι λοιπόν ένα πρωτόκολλο; Είναι ένα σύνολο από κανόνες που τους γνωρίζουν και τους τηρούν αυστηρά και ο πομπός και ο δέκτης. Στον κόσμο των επικοινωνιών και των υπολογιστών γενικότερα υπάρχουν πάαααρα πολλά πρωτόκολλα. Πρωτόκολλα παντού! Ούτε οι βασιλιάδες των παραμυθιών δεν τηρούσαν τόσα πολλά πρωτόκολλα!!

Το απλό πρωτόκολλο επικοινωνίας που παρουσιάσαμε σε αυτή τη σειρά αποτελείται από τρεις κανόνες.
Κανόνας 1ος: Τα bit δεδομένων χωρίζονται σε ομάδες (frames) πριν μεταδοθούν.
Κανόνας 2ος: Ανάμεσα στα bit δεδομένων τοποθετούνται bit ελέγχου, για ανίχνευση λαθών.
Κανόνας 3ος: Μπροστά σε κάθε frame μπαίνει η ίδια πάντα ομάδα προσκόπων (preample bits).

Ο πομπός αρχικά χωρίζει τα bit δεδομένων σε ομάδες, υπολογίζει τα bit ελέγχου, και προσθέτει τα preample bits.

Έπειτα, διαμορφώνει ένα φωτεινό κύμα, δηλ. αλλάζει τη μορφή του κύματος σύμφωνα με τα ψηφιακά bit του frame, και στέλνει το φωτεινό κύμα στον δέκτη.

Ο δέκτης λαμβάνει το φωτεινό κύμα (αρκεί να μην έχει ομίχλη και να μην κάνουν πάρτι τα περιστέρια) και αποδιαμορφώνει το φωτεινό κύμα, δηλ. αναγνωρίζει τα ψηφιακά bit από την μορφή του κύματος. Αν καταφέρει να αναγνωρίσει τα preample bits, τότε όλα είναι καλά! Ξέρει σε ποιες θέσεις θα βρει τα bit ελέγχου. Υπολογίζει λοιπόν τις ισοτιμίες των bit ελέγχου, κι αν όλες είναι σωστές αποδέχεται το μήνυμα, δηλ. κρατάει τα bit δεδομένων.

Και σκεφθείτε: σε όλη αυτή την ιστορία η διάδοση των πληροφοριών γίνεται με την ταχύτητα του φωτός! Και τα ορατά φωτεινά κύματα δεν κάνουν κακό σε κανέναν! Και δεν χρειάζεται να αγοράσει κανείς αυτές τις φωτεινές συχνότητες, όπως συμβαίνει για παράδειγμα με τις ραδιοσυχνότητες, διότι το φως είναι για όλους!

Πραγματικά, πολύ ενδιαφέρουσα τεχνολογία! Και μάλλον τα 5 κ 6G δίκτυα την ονειρεύονται!

Κάπου εδώ, λοιπόν, ολοκληρώνεται η εισαγωγή μας στις οπτικές ασύρματες επικοινωνίες. Σας ευχαριστούμε που μας παρακολουθήσατε! Περιμένουμε τα σχόλια ή τις απορίες σας.