Аппаратные средства локальных сетей

Тема 4.2 Аппаратные средства локальных сетей

Спутниковая система связи

Спутниковая система связи используется почти повсеместно на Земле. Преимуществом спутниковой связи является отсутствие ограничений по привязке к конкретной местности Земли.

Современные спутники используют узкоапертурную технологию передачи VSAT (Very Small Aperture Terminals). Такие терминалы используют антенны диаметром 1 метр и выходную мощность около 1 Вт. При этом канал к спутнику имеет пропускную способность 19,2 Кбит/с, а со спутника 512 Кбит/с. Связь осуществляется через терминальные антенны VSAT с диаметром 1 – 1,5 м с мощностью излучения 1 – 4 Вт и обеспечивают широкополосный доступ в 64 Кбит/с.

Структура системы спутниковой связи включает следующие составляющие:

- космический сегмент, состоящий из нескольких спутников - ретрансляторов;

- наземный сегмент, содержащий центр управления системой, центр запуска космического аппарата, командно-измерительной станции, центр управления связью и шлюзовыми станциями;

- пользовательский сегмент, осуществляющий связь с помощью персональных спутниковых терминалов;

- наземной сети связи, с которыми через интерфейс сопрягаются шлюзовые станции космической связи.

Сегодня используются три группы круговых орбит, отличающихся высотой над Землей:

- геостационарная орбита – 35863 км;

- средневысотная орбита – 5000 – 15000 км;

- маловысотная орбита – 100 – 1000 км.

Геостационарный спутник висит над определенной точкой экватора, следуя за вращением Земли, при этом четверть Земли оказывается в зоне прямой видимости, задержка сигнала достигает 280 мс.

Средневысотные спутники обеспечивают диаметр покрытия от 10000 до 15000 км и задержку распространения сигнала 50 мс. Наиболее известной услугой является глобальная система навигации (GPS) в состав этой системы входят 24 спутника и служит для определения координат месторасположения объекта. В России аналогичной является система ГЛОНАСС, которая в данное время еще находится в стадии развития и к 2009 г. планируется вывести на орбиту 24 спутника.

Низкоорбитальные спутники используются для поддержки мобильной связи, так как период оборота данных спутников составляет 1,5 – 2 ч, а время видимости 20 мин, зона покрытия 8000 км.

Наиболее известной низкоорбитальной спутниковой системой является система спутников Iridium вращающихся по 6 орбитам, проходящих через полюса Земли и содержащая 66 спутников.

Линии связи состоят не только из среды передачи, но и аппаратуры. Даже в том случае, когда линия связи не проходит через первичную сеть, а основана на кабеле, в ее состав входит аппаратура передачи данных.

Аппаратура передачи данных (Data Circuit Equipment, DCE) в компьютерных сетях непосредственно присоединяет компьютеры или коммутаторы к линиям связи и является пограничным оборудованием. Аппаратуру передачи данных включают в состав линии связи. Примерами DCE являются модемы (для телефонных линий), терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства для подключения к цифровым каналам первичных сетей.

DCE работает на физическом уровне модели OSI, отвечая за передачу информации в физическую среду (в линию) и прием из нее сигналов нужной формы, мощности и частоты. Аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая непосредственно к аппаратуре передачи данных, носит обобщенное название оконечное оборудование данных (Data Terminal Equipment, DTE). Примером DTE могут служить компьютеры, коммутаторы и маршрутизаторы. Эту аппаратуру не включают в состав линии связи.

Для подключения устройств DCE к устройствам DTE (то есть компьютерам или коммутаторам/маршрутизаторам) существует несколько стандартных интерфейсов. Работают эти устройства не коротких расстояниях друг от друга (несколько метров).

Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Она решает две основные задачи:

- улучшение качества сигнала;

- создание постоянного составного канала связи между двумя абонентами сети.

В локальных сетях промежуточная аппаратура может не использоваться, если протяженность физической среды – кабелей или радиоэфира - позволяет одному сетевому адаптеру принимать сигналы непосредственно от другого сетевого адаптера без дополнительного усиления. В противном случае применяется промежуточная аппаратура, роль которой выполняют повторители и концентраторы.

В глобальных сетях необходимо обеспечить качественную передачу сигналов на расстояния в сотни тысяч километров. Поэтому без усилителей (повышающих мощность сигнала) и регенераторов (восстанавливают форму импульсного сигнала), установленных через определенные расстояния, построить территориальную линию связи не возможно.

В первичных сетях необходима промежуточная коммутационная аппаратура – мультиплексоры (MUX), демультиплексоры и коммутаторы. Эта аппаратура создает между двумя абонентами сети постоянный составной канал из отрезков физической среды – кабелей с усилителями.

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры все линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях промежуточная аппаратура предназначена для усиления аналогового сигнала, то есть сигналов, которые имеют непрерывный диапазон значений. Такие линии связи традиционно применялись в телефонных сетях для связи телефонных коммутаторов между собой. Для создания высокоскоростных каналов, которые мультиплексируют несколько низкоскоростных аналоговых абонентских каналов, при аналоговом подходе обычно используется техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM).

В цифровых линиях связи передаваемые сигналы имеют конечное число состояний. Как правило, элементарный сигнал, передаваемый за один такт работы передающей аппаратуры, имеет 2, 3 или 4 состояния, который в линиях связи воспроизводятся импульсами или потенциалами прямоугольной формы. С помощью таких сигналов передаются компьютерные данные, так и речь и изображение. В цифровых линиях связи используется специальная промежуточная аппаратура – регенераторы, которые улучшают форму импульсов и восстанавливают период их следования. Промежуточная аппаратура мультиплексирования и коммутации первичных сетей работает по принципу временного мультиплексирования каналов (Time Division Multiplexing, TDM).

Дата добавления: 2014-01-07