Средства коммуникации в сети

Каналы связи в сети делятся на проводные и беспроводные. Среди проводных средств коммуникации различают телефонную связь, витe. парe, коаксиальный кабель или оптоволоконный кабель. При выборе типа кабеля учитывают такие показатели, как стоимость монтажа и обслуживания, скорость передачи информации, ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополни­тельных усилителей-повторителей), безопасность передачи данных.

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двух­жильное или трехжильное про­водное соединение часто называемое "витой парой". Она позволяет пе­редавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако явля­ется помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимущест­вами являются низкая цена и беспроблемная уста­новка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экраниро­ванную ви­тую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и при­ближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применя­ется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации до 100 Мбит/с, а в некоторых случаях и выше. Ко­аксиальный кабель используется для основ­ной и широкополосной передачи инфор­мации.

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко на­ращива­ется, но цена его высокая. Скорость передачи информации порядка 500 Мбит/с. При пе­редачи информации в базисной полосе частот на рас­стояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстоя­ние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласую­щий резистор (терминатор).

Наиболее дорогим является оптопроводник, называемый также стекловоло­конным кабелем. Скорость распространения информации по нему достигает нескольких гигабит в секунду. Длина кабеля не ограничена. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требу­ется передача информа­ции на очень большие расстояния без использования повтори­телей. Они обладают противоподспушивающими свойствами, так как техника ответвле­ний в оптоволоконных кабелях очень сложна.

Показатели трех типовых сред для передачи приведены в таблице.

Показатели	Среда передачи данных
Двухжильный кабель - витая пара	Коаксиальный кабель	Оптоволоконный кабель
Цена	Невысокая	Относительно высокая	Высокая
Наращивание	Очень простое	Проблематично	Сложное
Защита от прослушивания	Незначительная	Хорошая	Высокая
Проблемы с заземлением	Нет	Возможны	Нет
Восприимчивость к помехам	Средняя	Слабая	Отсутствует

Беспроводная радиосвязь в зависимости от частоты радиоволн имеет различное дальнодействие. Связь WiFi на низкой частоте предназначена для соединения в пределах локальной сети. Связь на средних частота предназначается для соединения локальных сетей между собой и требует использования стационарных ретрансляторов. Радиоволны на высоких частотах позволяют связываться с оборудованием, установленным на спутниках.

Спу́тниковая свя́зь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными. Так как зона его видимости спутника велика, то необходимость в длинной цепочке ретрансляторов отпадает — в большинстве случаев достаточно одного.

Для передачи через спутник сигнал должен быть модулирован. Модуляция производится на земной станции. Модулированный сигнал усиливается, переносится на нужную частоту и поступает на передающую антенну.

Принято делить спутники на высокоорбитные, среднеорбитные и низкоорбитные. В зависимости от угла наклона орбиты спутников делятся на экваториальные, наклонные и полярные. Орбиты могут быть круговыми и эллиптическими. В последнем случае высота над землей может сильно колебаться. Ограничения на орбиты спутников накладывают пояса ионизации вокруг Земли, которые могут создавать сильные помехи радиосвязи.

Высокоорбитные спутники называют также геостационарными. Орбита геостационарного спутника лежит в экваториальной плоскости, она круговая, и высота ее (около 35800 км) подобрана таким образом, чтобы время обращения спутника составляло ровно одни сутки. В результате спутник висит над постоянной точкой экватора. Это значительно упрощает работу следящих устройств ретрансляционных станций. Для покрытия всего земного шара достаточно четырех спутников. Они практически не тормозятся атмосферой и могут находиться на орбите десятки лет. Однако они дороги, и на одной орбите их не может быть слишком много. Кроме того, временная задержка при трансляции больше, чем у спутников с меньшей орбитой.

Среднеорбитные спутники (MEO – Middle Earth Orbit) летают на высоте 4-20 тыс. км. Они находятся в пределах видимости одной точки земного шара 4-8 часов, поэтому для выполнения своих функций их должно быть много. Например, для GPS используется 24 спутника, которые летают на 6 орбитах (по 4 спутника на орбите), на высоте около 20 тыс. км. Для системы Глонасс предусмотрено 30 спутников на высоте около 19 тыс. км. В этом случае в каждой точке Земли в каждый момент времени будет видно не менее 4 спутников, что необходимо для точного определения координат точки.

Спутники на низких орбитах (LEO – Low Earth Orbit) характеризуются высотой орбиты от 100 до 1500 км. На этих высотах летают управляемые аппараты и космические станции. Низкоорбитные спутники к нам ближе и для того, чтобы связываться с ними, нужна более слабая аппаратура, чем для геостационарных спутников. Но вместе с этим близость к Земле этих спутников порождает проблемы в эксплуатации. Во-первых, они движутся в атмосфере, следовательно, появляются помехи. Кроме того, существует некоторая неустойчивость орбиты – спутник начинает «плавать», что усложняет работу наземных устройств слежения (требуются более мощные устройства слежения). Предназначены для сотовой связи, для Интернета, для телевидения.

Среднеорбитные спутники (MEO – Middle Earth Orbit) летают на высоте 10-16 тыс. км. Их угловая скорость также больше скорости земли. Таких спутников достаточно 12.

С развитием волоконно-оптических сетей последние начали вытеснять спутниковую связь с рынка магистральной связи. Спутниковая связь находит применение в организации «последней мили» (канала связи между интернет-провайдером и клиентом), особенно в местах со слабо развитой инфраструктурой. Данные от провайдера к клиенту передаются, как правило, в соответствии со стандартом цифрового вещания DVB, что позволяет использовать одно и то же оборудование как для доступа в сеть, так и для приема спутникового телевидения.

Дата добавления: 2014-10-17