Виды каналов связи

Содержание

 

1. Коммуникационные каналы и их использование…………………..3

2. Типы коммуникационных систем…………………………………...5

3. Средства административно-управленческой связи. Характеристика систем административно-управленческой связи………………….12
4. Системы передачи недокументированной информации………….17
5. Системы передачи документированной информации…………….27
6. Список использованной литературы……………………………….35 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Канал связи, канал передачи, технические устройства и тракт связи, в котором сигналы, содержащие информацию, распространяются от передатчика к приёмнику. Технические устройства (усилители электрических сигналов, устройства кодирования и декодирования сигналов и др.) размещают в промежуточных (усилительных или переприёмных) и оконечных пунктах связи. В качестве тракта передачи пользуются разнообразными линиями - проводными (воздушными и кабельными), радио и радиорелейными, радиоволноводными и т.д. Передатчик преобразует сообщения в сигналы, подаваемые затем на вход канала связи: по принятому сигналу на выходе канала связи приёмник воспроизводит переданное сообщение. Передатчик, канал связи и приёмник образуют систему связи, или систему передачи информации. По назначению системы, в состав которой входят каналы связи, различают: каналы телефонные, звукового вещания, телевизионные, фототелеграфные (факсимильные), телеграфные, телеметрические, телекомандные, передачи цифровой информации; по характеру сигналов, передачу которых обеспечивают каналы связи, различают каналы непрерывные и дискретные как по значениям, так и по времени. В общем случае канал связи. имеет большое число входов и выходов, может обеспечивать двустороннюю передачу сигналов. 
 
 

КОММУНИКАЦИОННЫЕ  КАНАЛЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

 
 
 
Коммуникационный  канал соединяет передатчик и приемник в сети передачи данных. Соединение может осуществляться по линии (например, телефонным проводам, коаксиальному оптоволоконному кабелю), которая физически соединяет два устройства, или может использовать спутниковую, микроволновую, сотовую радиосвязь, инфракрасные лучи.  

Характеристики  каналов

 
Каждый тип коммуникационного  канала использует свои линии связи, приемно-передающие устройства и способы  передачи сообщений, имеющие различные  характеристики и применяется при  различных требованиях к передаче данных. Рассмотрим некоторые из этих характеристик. 
 
1.Аналоговый или цифровой сигнал. В аналоговом канале цифровой сигнал передается в форме модулированной по частоте или амплитуде гармоники. На рис.1 показаны примеры. Если аналоговый сигнал находятся в звуковом диапазоне, то при модулировании по частоте можно было бы услышать чередующиеся высокие (1) и низкие (0) тона, а при амплитудной – громкие (1) и тихие (0) звуки одного тона. Цифровая передача является более быстрой и эффективной, при этом происходит меньше ошибок, не нужны модемы, поскольку не требуется модуляция/демодуляция. Чтобы улучшить передачу данных, разработаны цифровые телефонные линии. Однако они еще не очень распространены.  
 
 
 
 
 
Рис.1- Цифровой и аналоговый сигналы 
 
2.Последовательная и параллельная передача. При последовательной передаче биты передаются один за другим. При параллельной передаче два или более бита идут одновременно по отдельным линиям. Конечно, параллельные каналы обеспечивают большую скорость, однако и более дороги, поэтому используются, если увеличение скорости передачи более важно, чем уменьшение затрат. 
 
 
 
 
Рис. 2 Последовательная и параллельная передача данных 
 
3.Асинхронная и синхронная передача. При передаче сообщений важна синхронная работа передающего и приемного устройства, иначе полученный сигнал не может быть правильно интерпретирован, т.к. принимающая сторона не сможет определить, где начинается и заканчивается сообщение. При асинхронной передаче каждый символ посылается отдельно и снабжается двумя дополнительными битами - в начале (start bit) и в конце (stop bit), которые обозначают границы символа и таким образом служат для синхронизации. При синхронной передаче начальным и конечным битами снабжаются не каждый символ, а целые блоки символов, пакеты. Асинхронная передача менее дорога, проще в технической реализации и используется на низкоскоростных каналах. Синхронная передача дороже, но более быстра и эффективна и используется на высокоскоростных каналах. 
 
 
 
 
Рис.3 Асинхронная и синхронная передача 
 
 
4.Симплексная и дуплексная передача. Симплексный канал (simplex) позволяет передавать сообщения только в одну сторону.Полудуплексные каналы (half-duplex) позволяют вести передачу в обоих направлениях, но не одновременно, а по очереди. Такие каналы применяются для низкоскоростной передачи данных или когда не требуется немедленный ответ. Полнодуплексные каналы (full-duplex) позволяют передавать данные в обоих направлениях одновременно. Такие каналы используются для высокоскоростной передачи или когда требуется обработка данных на удаленном компьютере и получение ответов от него в реальном времени. 
 
5.Полоса пропускания канала (bandwidth) - это разница между наибольшей и наименьшей частотой, которые могут быть использованы для передачи данных в канале. Чем шире полоса пропускания, тем больше различных частот может использоваться и тем больше данных может передаваться в единицу времени. Узкополосные линии не применяются для передачи звукового или голосового сигнала. Среднеполосные линии используются для передачи голоса и данных. Широкополосные линии используются для высокоскоростной передачи данных между компьютерными системами.  

Типы коммуникационных каналов

 
Коммуникационные каналы оказывают  значительное влияние на производительность, надежность, стоимость и безопасность информационной системы. Поэтому необходимо понимать различия между ними и знать  их основные характеристики. В таблице 5.1 приведена упрощенная классификация коммуникационных каналов по типу используемых линий связи и на качественном уровне сравниваются их основные характеристики.  
 
Телефонные линии. Большинство телефонных линий используют два изолированных медных провода. Скрученные спирально, они называются витой парой. Большое количество таких пар сводятся в кабели, имеющие защитную оболочку. Телефонные линии удобны по той причине, что они проведены во многих местах и уже готовы к использованию. Витые пары используются и в локальных вычислительных сетях. Для улучшения качества связи и ускорения передачи данных телефонные компании США разработали стандарт ISDN (Integrated Services Digital Network) на цифровые телефонные линии, которые используют три витые пары и позволяют работать без использования модема на скорости 128Kbps (28.8Kbps - обычная скорость с на аналоговых телефонных линиях). 
 
Коаксиальный кабель. Используется для междугородних телефонных линий и в локальных сетях. По такому кабелю можно передавать как аналоговый, так и цифровой сигнал. Он представляет из себя медные проводники, окруженные алюминиевой оплеткой. За счет такой изоляции коаксиальный кабель меньше подвержен внешним шумовым воздействиям, поэтому возможно его использование на более высоких скоростях передачи данных.  
 
Оптическое волокно. Оптоволоконный кабель может состоять из тысяч тонких нитей из стекла или пластика, по которым передаются сигналы в виде световых волн. Такой кабель обладает намного большей пропускной способностью, чем коаксиальный. Он практически не подвержен внешним помехам и поэтому дает наименьший процент ошибок при передаче. Сообщения, передаваемые по такому кабелю практически невозможно перехватить, поэтому он обеспечивает высокий уровень безопасности передачи.  
 
Микроволновая радиосвязь. Используется для передачи данных или голоса на большие расстояния. Каналы микроволновой связи состоят из сети радиорелейных (ретрансляционных) станций, отстоящих друг от друга на расстояние до 40 км. Каждая станция имеет вышку с гиперболическими антеннами, получает сигнал, усиливает его и передает на следующую станцию. 
 
Спутниковая связь. Спутники связи работают как ретранслятор. В отличие от других каналов, стоимость передачи через спутник не зависит от расстояния, на которое передается сообщение. 
 
Сотовая радиосвязь. Предназначена для обслуживания мобильных абонентов. Территория, обслуживаемая такой связью, делится на ячейки диаметром до 20 км. Каждую ячейку обслуживает специальная станция, соединенная с общим центром управления. При пересечении границы ячеек абонент автоматически переключается на новую станцию. Задача центра управления - координировать работу станций и управлять переключениями.  
 
Таблица 1 - Качественное сравнение коммуникационных каналов

Тип канала		Качество  передачи		Скорость, относит. ед.		Полоса  пропускания
Телефонные линии		Плохое		1		Средняя
Коаксиальный кабель		Хорошее		25		Широкая
Оптическое волокно		Высокое		2000		Широкая
Микроволновая радиосвязь		Хорошее		20		Широкая
Спутниковая связь		Хорошее		20		Широкая

 

Тип канала	Стоимость	Простота  установки	Простота  обслуживания
Телефонные линии	Низкая	Просто	Просто
Коаксиальный кабель	Средняя	Средняя	Средняя
Оптическое волокно	Высокая	Трудно	Просто
Микроволновая радиосвязь	Средняя	Трудно	Просто
Спутниковая связь	Средняя	Трудно	Просто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По различным признакам - по принадлежности, способам организации сети, по типам  решаемых задач, по территориальным  масштабам - сети принято делить на локальные, региональные и глобальные. 

Локальные сети

 
Локальные вычислительные сети (ЛВС) возникли с появлением микроЭВМ в 80-х годах. Они строятся организациями или объединениями, расположенными на небольшой территории. Для построения локальных сетей в настоящее время используется стандартизованные комплексы оборудования. Самым распространенным стандартом является EtherNet, различные варианты которого позволяют строить сети, работающие на скоростях от 10 до 200Mbps.  

Компоненты

 
Локальные сети состоят из семи основных компонент: 

•  
  Сетевые клиенты. Это компьютеры или терминалы, которые подключаются к сети, чтобы использовать ее ресурсы. 
•  
  Сетевые серверы. Один или несколько компьютеров сети могут играть роль серверов. В разных ЛВС роль серверов может быть разная: файловый сервер, серверы баз данных и т.д. Серверы могут выполнять и роль клиентов в сети.
•  
  Сетевые ресурсы. Это принтеры, устройства дисковой памяти, базы данных, модемы, которые могут находиться на одном из серверов или подключаться к сети самостоятельно. По сути, это устройства, которые предоставляются клиентам в общее пользование и ради которых строится локальная сеть.
•  
  Сетевое программное обеспечение. Его назначение - управлять сетью. Программы, установленные на серверах, позволяют им разделять свои ресурсы с клиентами. Клиентские программы позволяют получать доступ к сетевым ресурсам.
•  
  Кабели. Физически соединяют узлы ЛВС (клиенты, серверы, сетевые ресурсы). В стандартах EtherNet используются витая пара, коаксиальный, и оптоволоконный кабели. 
•  
  Сетевой интерфейс. Это устройства, предназначенные для подсоединения узлов к сети. 
•  
  Коммуникационное оборудование. Поскольку разные сети имеют разные стандарты общения и разные ограничения, в локальных сетях для выхода во внешний мир используются шлюзы (gateway) - для соединения с региональными сетями, повторители (repeater) - для соединения с аналогичными локальными сетями и мосты (bridge) - для соединения с ЛВС другого типа. 

Топологии

 
Пять основных способов соединения сетевых устройств в единую сеть показаны на рис.5.10. Здесь в качестве узлов сети (A-H) могут выступать  не только компьютеры-клиенты и терминалы, но и серверы, сетевые принтеры, устройства хранения данных и другие распределяемые в данной сети ресурсы. 
 
Следует отметить, что топология каждого типа обеспечивается отдельным комплексом оборудования, кабелей, соединяющих устройств, методов маршрутизации и служебного программного обеспечения. Выбор той или иной топологии может быть обусловлен несколькими причинами - структурой организации, взаимным территориальным расположением сетевых ресурсов, используемым способом обработки данных (централизованный или распределенный) и просто техническими характеристиками оборудования. 
 
 
 
 
Рис. 4 - Топологии распределенных сетей. 
 
 
В топологии “звезда” роль центрального блока может играть либо отведенный для этого компьютер, либо специальное коммуникационное устройство, называемое hub. “Звезда” часто используется при централизованной обработке данных и когда компьютеры разбросаны территориально, например, в разных помещениях здания. В “кольце” данные циркулируют по кругу в одном направлении от одного компьютера к другому, пока не найдут своего получателя. Иерархическая топология обычно повторяет структуру организации, когда главная ЭВМ находится в центральном офисе (A), а рабочие места пользователей (D-H) подключаются к ЭВМ, отвечающим за обработку данных в своих подразделениях (B,C). Шина применяется, если необходимо соединить в сеть компьютеры, находящиеся близко друг от друга, например, в одном помещении. Однако развитые сети в большинстве организаций строятся на основе гибридной топологии. Особенно часто в локальных сетях встречаются гибриды “звезды” (для соединения компьютеров в отдельных офисах) и “шины” (для соединения рабочих мест внутри одного офиса).