Jei kada nors dirbote su radijo imtuvais, „Wi{0}}Fi moduliais, šviesolaidinėmis nuorodomis ar net senąja eterneto aparatine įranga, su siųstuvais-imtuvais{1}}svarbu, ar supratote tai, ar ne. Terminas yra tiesiog „siųstuvas + imtuvas“, tačiau inžinerinėje praktikoje siųstuvas-imtuvas yra daug daugiau nei dvi grandinės, supakuotos į vieną korpusą. Tai kruopščiai sukurta RF arba optinė posistemė, valdanti signalo generavimą, aptikimą, filtravimą ir konvertavimą esant griežtiems veikimo apribojimams.

Daugelis žmonių siųstuvus-imtuvus sieja su belaidžiais įrenginiais, tačiau juos rasite praktiškai kiekviename ryšio sluoksnyje-nuo vytos-poros vario iki tolimų{2}}optinių tinklų.

 

 

---

KodėlSiųstuvai-imtuvaiEgzistuoti

 

Inžinieriai nesujungė siuntimo ir priėmimo funkcijų vien norėdami sutaupyti vietos. Tikroji motyvacija buvo sistemos vientisumas.

Kai siuntimas ir priėmimas vyksta atskirose dėžutėse, galvos skausmą sukelia keli dalykai:

Varžos neatitikimai

Daugiau jungčių → daugiau įterpimo praradimo

Sunkesnė izoliacija tarp TX ir RX kelių

Didesnė MK ir didesnė gamybos kaina

Integravus abu kelius į vieną valdomą įrenginį, RF elgesys tampa daug labiau nuspėjamas. Gaunate žinomus signalo lygius, apibrėžtus triukšmo rodiklius, stabilų perjungimo laiką ir švaresnį dvipusį spausdinimą.

Taip pat sumažėja erdvės plokštėje{0}}, kuri buvo svarbi ankstyvoms LAN kortelėms, o šiandien – dar svarbesnė telefonams, daiktų interneto įrenginiams ir nešiojamiesiems įrenginiams.

 

---

Kur iš tikrųjų pasirodo siųstuvai-imtuvai

 

 

Bet kuriai sistemai, kuriai reikalingas dvipusis{0}}ryšis, reikalingas siųstuvas-imtuvas. Keli inžineriniai{2}}pavyzdžiai:

1. RF ir belaidės sistemos

Išmanieji telefonai (daugia{0}}dažčių LTE/5G siųstuvų-imtuvai)

„Wi{0}}“ maršruto parinktuvai ir prieigos taškai

Bluetooth ir BLE moduliai

racijos, TR radijo imtuvai, SDR platformos

„LoRa“, „Zigbee“, „Z{0}}Wave“ ir kiti „IoT“ radijo imtuvai

Šiuolaikiniai mobilieji RF siųstuvai-imtuvai gali valdyti daugybę dažnių juostų, kelias moduliavimo schemas ir galios valdymo kilpas{0}}visa tai yra nago dydžio pakuotėje.

2. Varinės tinklo sąsajos

Ankstyvajame Ethernet (10BASE-5, 10BASE-2) siųstuvai-imtuvai dažnai buvo atskiri moduliai, sujungti AUI kabeliais. Dabar jie integruoti į NIC ir jungiklius:

PHY + MAC + siųstuvas-imtuvas viename luste

Integruotas-automatinis-derėjimas, aido panaikinimas, FEC ir kt.

3. Šviesolaidinės sistemos

SFP / SFP+

QSFP / QSFP28

CFP, XFP

Bi-dioptiniai siųstuvai-imtuvai

Šie moduliai paverčia elektrinius signalus į optinius impulsus ir atgal, tuo pat metu tenkindami griežtus saitų biudžetus ir temperatūros stabilumo reikalavimus.

 

---

Siųstuvas ir imtuvas: tikslus skirtumas

 

A siųstuvastik stumia informaciją į išorę.
A siųstuvas-imtuvasvaldo abi puses, tačiau inžinerinis niuansas yra toks:

Siųstuvui nereikia izoliavimo ar dvipusio spausdinimo.

Tai daro siųstuvas-imtuvas. Ir čia slypi sudėtingumas:

Perjungimas tarp TX ir RX(TDD sistemos)

Vienalaikis TX/RX skirtingais dažniais(FDD sistemos)

Skersinio pokalbio ir nuotėkio kontrolė

Dinaminis stiprinimo valdymas ir filtravimas

Tai ne tik dvi grandinės, esančios šalia--greta-, tai suderinta RF sistema.

 

 

---

Kas yra siųstuvo-imtuvo viduje

 

Priklausomai nuo terpės (RF, vario, optinės), siųstuvą-imtuvą gali sudaryti:

Vietinis generatorius ir PLL

Moduliatorius / demoduliatorius (QPSK, QAM, OFDM ir kt.)

Maišytuvai ir IF pakopos

LNA ir PA su grįžtamojo ryšio kilpomis

Band-praėjimo ir anti-slapyvardžio filtrai

ADC/DAC skaitmeninei bazinei juostai

Automatinės stiprinimo valdymo grandinės

Optinės tvarkyklės + fotodiodai (pluošto moduliams)

Kitaip tariant, siųstuvas-imtuvas yra sistemos dalis, kuri atlieka sunkų darbą,{0}}paverčiant duomenis fiziniais signalais ir atkuriant tuos signalus priėmimo pusėje.

 

---

Kodėl siųstuvai-imtuvai svarbūs šiuolaikinėse sistemose

 

Inžinieriai pasitiki siųstuvais-imtuvais, nes jie siūlo:

Stabilus RF veikimas kompaktiškoje formoje

Mažesnis energijos suvartojimas

Geresnė triukšmo ir trukdžių kontrolė

Nuspėjamas dvipusis veikimas

Sumažintas lentos sudėtingumas

Be siųstuvų-imtuvų šiuolaikiniai belaidžiai įrenginiai netilptų į kišenę, o duomenų centrai negalėtų išplėsti savo šviesolaidinės infrastruktūros.

 

---

Išvada

 

Siųstuvas-imtuvas yra ne tik siųstuvas ir imtuvas. Tai ryšio variklis, valdantis moduliavimą, stiprinimo valdymą, dvipusį spausdinimą ir signalo konvertavimą RF, vario ir optinėse sistemose. Tobulėjant belaidėms technologijoms ir plečiantis šviesolaidiniams tinklams, siųstuvai-imtuvai išlieka vienu iš tylių, bet būtinų šiuolaikinės inžinerijos elementų.