Виды каналов связи

Понятие о системе связи

Доклад

на тему:

Виды каналов передачи данных

Выполнила: студентка 3 курса

факультета журналистики

группа ДКЖБ 3-1

Стеклова Е.А

Научный руководитель: доцент

кафедры информатики и информационных технологий

Иванько А. Ф.

Москва, 2016 г.

Электрические сигналы.

Мы помним, что сигналы могут быть представимы в аналоговом и цифровом виде. Аналоговый сигнал представляет собой непрерывную функцию времени с бесконечным множеством состояний. Особенность аналогового сигнала является то, что он определен и может измениться в любой момент времени, и значение, которое принимает амплитуда аналогового сигнала, также их бесконечное множество из определенного диапазона возможных значений. То есть амплитуда аналогового сигнала ограничена только по диапазону: от минимального до максимального значения. Как правило, аналоговый сигнал может быть представлен в виде набора простейших синусоидальных колебаний, или еще говорят гармоний, с различными частотами. Представление сигнала в виде набора коэффициентов, каждый из которых характеризует мощность соответствующей гармоники в общей мощности сигнала, принято называть спектром или частотным представлением сигнала. Временное представление сигнала и частотное представление сигнала взаимообратимы: то есть из одного можно получить другое. Для такого преобразования используются специальный алгоритм.

Чем отличается цифровой сигнал от аналогового?

1. Цифровой сигнал определен и может изменяться только в определенный момент времени, который, как правило, берется с одинаковым интервалом, называемым интервалом дискретизации.

2. Для цифрового сигнала характерно то, что амплитуда сигнала кодируется некоторым числовым значением. Количество возможных значений, используемых для кодирования или представления амплитуды,определяется количеством битов, отводимых для представлений каждого отчета. Процесс преобразования из аналоговой формы в цифровую называется аналогово-цифровым преобразованием или АЦП, обратный процесс называется цифро-аналоговым преобразованием или ЦАП.

Непосредственный обмен данными между несколькими компьютерами называют компьютерными или телекоммуникационными системами.

Компьютерные системы делятся по следующим признакам:

1. Если речь идет о кодировании информации, то выделяют аналоговые и цифровые

2. Если же главное - коммуникационный факт, то компьютерные каналы делятся на выделенные и коммутируемые.

3. По способу передачи информации выделяют оптические, проводные, беспроводные.

Что касается аналоговых каналов, то информация в них предстает в непрекращающейся форме, она там в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины.

Цифровые каналы - это те, в которых пересылаемая информация передается в виде дискретных сигналов определенной физической природы.

Коммутируемые каналы - это те, которые созданы из отдельных участков только на время передачи по ним информации, после того как связь приходит к концу, он начинает разрываться.

Каналы выделенные - это каналы, организованные на длительное время. Они, как правило, имеют постоянные характеристики по длине и пропускной способности.

Что мы относим к основным характеристикам каналов связи?

1. Это, безусловно, скорость передачи информации. Также это стоимость, резервы развития, надежность. Скорость передачи информации измеряется в битах в секунду, а также в бодах.

Количество изменений информационного параметра сигнала в секунду измеряется в бодах.

Бодом называется скорость, когда отправляется один сигнал в секунду независимо от величины его изменения. Единичному изменению сигнала в канале связи соответствует единица измерения бит в секунду. Также соответствует единица измерения бит в секунду при простых методах кодирования сигнала.

Если данный элемент можно может быть представлен большим количеством значений какого-либо параметра сигнала, значение 1 бод будет больше 1 бит в секунду.

Передача информации без потерь и изменений - это надежность.

Приемник и передатчик -это аппаратура передачи данных, источник и приемник тесно взаимосвязаны между собой, они служат каналу связи, являются его основополагающими элементами.

Сетевые карты, адаптеры, модемы -все это приемы аппаратуры передачи данных.

Чтобы качество сигнала повысить, используют вспомогательную аппаратуру: маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы, повторители, мультиплексоры. Как правило, их используют на больших расстояниях.

Это золотые правила, вошедшие в классификацию, учитывающую пропускную способность канала связи:

1.

там, где скорость передачи составляет от 50 до 200 бит / -это низкоскоростные каналы связи.

2. скорость передачи составляет от 300 до 9600 бит / с -это каналы связи средней скорости. в новых стандартах правда они составляют

около 56000 б/ с

3. Широкополосные каналы связи, еще их называют высокоскоростные, у них скорость передачи информации составляет больше 50000 бит / с

Важным моментом является то, что скорость еще очень часто зависит от используемых кабелей. Их сейчас мы и рассмотрим.

Есть коаксильный кабель. Используется для передачи данных.

Он очень хорошо экранирован, может он передавать данные на дальние расстояния с высокой скоростью. Часто применяются два кабеля. Один используется для передачи цифрового сигнала, а другой для для аналогового. Коаксиальный кабель покрыт твердым медным проводом, который покрыт изоляцией, расположен он в центре. Есть у него и защитный слой. Конструкция коаксиального кабеля обеспечивает высокую пропускную способность и отличную помехозащищенность.

Для телекоммуникаций коаксиальные кабели делятся на два типа:

1) толстые коаксиалы

2) тонкие коаксиалы

Толстый кабель же намного лучше, чем тонкий, потому что у него есть толстый проводник, а у него хорошая электрические и механические характеристики.

Использовать в сетях передачи данных коаксиальный кабель не всегда возможно, потому что он доставляет определенное неудобство при работе с ним. Скорость, конечно, у него высокая. И стоимость у него весьма значительная. Тонкий коаксиальный кабель, в отличие от толстого, дешевле и удобнее в работе, но проводник там дает плохие электрические и механические характеристики. Скорость передачи данных по коаксиальному кабелю не превышает 10 мбит в секунду. Коаксиальные кабели часто применялись в телефонных системах.

Есть витая пара – это медные провода, попарно свитые один вокруг другого в виде спирали. Самое распространенное применение витой пары- телефонная линия. Витые пары используются для передачи аналоговых и цифровых сигналов. Витые пары делятся на два типа

1. Неэкранированные витые пары

2. Экранированные витые пары

Первые же очень удобны в работе, в заземлении не нуждаются, цена у них небольшая. Очень распространены.

Неэкранированная витая пара не применяется в локальной сети, ибо она может усилить напряженность поля.

Экранированные витые пары обладают хорошей технической характеристикой, но они очень высоки по цене, совершенно неудобны в работе и требуют заземления. Такой вид кабеля применяется в сетях с ограниченным доступом информации.

Есть еще оптоволоконные кабели, напоминающие чем-то витую пару. Основа у них –стеклянная сердцевина, по которой распространяется свет, сердцевина эта окружена твердым заполнителем и помещана в защитную оболочку.

В интернете оптоволоконный кабель используется на ответственных участках. Возможности таких кабелей безграничны: лишь по одному оптоволоконному кабелю можно одновременно организовать несколько сот тысяч телефонных каналов, также огромное количество видеотелефонных каналов и около тысячи телевизионных каналов. Сейчас же очень популярны беспроводные виды связи: радиоканалы, инфракрасные и миллиметровые излучения.

Также существует радиоканал - беспроводной канал связи, прокладываемый через эфир. Система передачи данных включает в себя радиопередатчик и радиоприемник, настроенные на один и тот же радиоволной диапазон. Этот диапазон определяет частотной полосой электромагнитного спектра, используемый для передачи данных.

Рассмотрим беспроводные системы передачи данных.

Это, конечно, же сети Wi -Fi. Конкретные локальные сети. Помимо этого существуют глобальные сети, бывают системы уровня города. Такие, как всем известные системы сотовой связи GSM, CDM и т.д.

Есть персональные сети: к ним относится блютуз, сети зигби. Беспроводные сети размещаются в каком-то частотном диапазоне, сети wi-fi, как и блютуз находятся в нелицензированном диапазоне. На западе принято, что этот диапазон не надо лицензировать, то есть любые системы связи, данные которых использует этот диапазон частот, их не нужно регистрировать, потому что они могут свободно использоваться. Государство дает право, чтобы люди могли запросто занимать этот диапазон. В нашей стране же иначе. Грубо говоря, все оборудование, в том числе наши ноутбуки, которые имеют встроенные wi-fi адаптеры, которые работают в конкретном диапазоне, нужно регистрировать.

Wi -Fi помимо диапазона 2.4 занимает диапазон 5 гиго герц.

Диапазон 2.4. - это что-то вроде золотой середины, он позволяет покрыть территорию в рамках нескольких помещений. Если прямо говорить, то Wi-Fi -это торговая марка, которая обладает ассоциацией wi-fi альянс, в которое ходит большое количество компаний, международных, такие как" Майкрософт", "Моторола"и другие, которые занимаются поддержкой. Они выступают в роли спонсоров и лицензируют продукцию.

Первый стандарт был выпущен в девяностые годы, он работает на диапазоне 2.4. гиго герц, а также он включает иннфокрасный диапазон.

Основная цель всех сетей -это передача данных от одного пользователя к другому. Есть семь уровней, которые отвечают за разделение задач. На самом верхнем уровне находится мейл агент- текст, который вы передаете. Все что опускается до сетевого уровня, до третьего уровня- это чисто логический уровень. То есть вы передаете данные в цифровой форме, это просто набор байт, и вас не заботит то, как соединены компьютеры в сети вообще. Протокол айпи обеспечивает маршрутизацию, адресацию. Вы должны знать адрес и отправить соответствующие данные на этот компьютер. Все, что находится ниже третьего уровня- сетевого, привязано к аппаратуре. Вот, например, технология wi-fi определяет, как без использования проводов можно соединить два компьютера. wi fi создавался как аналог изернета. Когда создавался wi-fi, основная цель была -соединение с изернет сетями. У wi-fi даже есть еще одно название -беспроводной изернет. Сама технология wi-fi состоит из двух слоев: это канальный уровень(второй уровень) и физический уровень. Если говорить подробно о каждом из этих уровней, то они должны учитывать специфику той среды, того способа физического подключения, которое вы используете для обмена данными. В случае изернета у вас голый провод, вы можете спокойно передать данные от одного узла к другому при прямом подключении и вас не будет заботить то, что у вас будут какие-то помехи. Помехи, конечно, будут, но так или иначе по сравнению с радиоэфиром, который использует wi-fi, провод значительно лучше защищен. Когда дело доходит до передачи в виде радиосигнала, соответственно, у нас есть большой диапазон помех. По аналогии с изернетом здесь используется общая среда передачи данных. При wi-fi есть единая среда передачи, в которой распространяется сигнал и соответственно когда вы передаете какой-то сигнал, любой из участников сети прослушивает среду и определяет направлен этот пакет для данного устройства или нет.

Если пакет предназначен для этого устройства, то он его так или иначе обрабатывает, если нет, то он его отбрасывает.

Таким образом, вторая задача- это разделение доступа к среде. У вас есть единая среда, вам нужно заставить устройства работать в сети так, чтобы они друг другу не мешали. Как раз дополнительная проблема, которая возникает в этом смысле -это то, что в изернете по проводам сигнал передается и каждое устройство может прослушивая среду может определить есть ли сигнал или нет. Если сигнала нет, значит среда свободна. То, что касается wi-fi- это в принципе невозможно. Ни одно устройство не может определить есть ли фактический сигнал или его нет, потому что сигнал может быть, но он может быть искажен. Еще одна из задач -обеспечить оптимальное энергопотребление, то есть заставить устройство работать от батареек гораздо дольше.

Какие еще задачи?

1. Доступ к среде определяет wi-fi технологию.

2. Защита данных. Данные передаем по открытому пространству. Мы используем открытый общий доступ к эфиру, соответственно, любая станция, которая находится в зоне действия вашей сети и которая настроена на тот же канал частотный, что и ваша сеть, в принципе может послушать ваши данные. Это означает, что никакой гарантии, никакой защищенности от прослушивания у вас нет. То есть любой, кто подойдет к вашей сети, допустим, если вы общаетесь через тот же мейл агент, может прослушать через эфир и буквально прочитать ваши сообщения. Это сегодня является проблемой, которую нужно решать. Wi -Fi предлагает решать эту проблему аутентификацией и шифрованием данных.

Существуют также выделенные и коммутируемые каналы.

Постоянный или выделенный канал-это тот, в котором между двумя абонентами установлена постоянная связь. Такой канал может быть собственным или абонируемым.

Если соединение между абонентами происходит непосредственно при передаче данных, то это - коммутируемый канал. Для этих каналов существует три уровня передачи данных:

1. Первый -установка соединения

2. Передача данных

3. Отключение соединения, разрыв после передачи данных

У выделенного канала высокая скорость передачи данных, хорошее качество сигналов, отсутствие блокировок, требуется не очень много времени для установки соединения между абонентами сети. Коммутируемый канал же отличается невысокой стоимостью передачи данных, из недостатков, конечно, блокировки.

По направлению передачи каналы делятся на такие виды:

1. Симплексные каналы

2. Полудуплексные каналы

3.Дуплексные каналы

Симплексные -это радио и телеканалы, у них передача данных осуществляется в одном направлении.

Полудуплексные -это каналы, у которых передача информации осуществляется по двум направлениям, только по очереди.

Дуплексные - каналы, по котором передача осуществляется одновременно. Это можно сделать с помощью телефона, так как там проводная связь, либо с использованием различных частот.

Дата добавления: 2017-01-14