Средства коммуникации Рассмотрим основные средства и среды каналы

Средства коммуникации. Рассмотрим основные средства и среды (каналы) телекоммуникации (первичной сети связи). К ним относятся: . кабельные каналы (витая пара и коаксиальные кабели); . оптоволоконные каналы; . радиоканалы.

• Основным параметром всякого канала связи является его пропускная способность, определяющая максимальное количество информации, передаваемое в единицу времени без потерь и искажений. • Общепринятой мерой измерения пропускной способности является бод, или 1 бит/с. • Например, низкокачественная телефонная связь обеспечивает не более 2400 бод, высококачествен ная до 32 килобод (Кбод), цифровая телефония до 64 Кбод и т. д.

Уровень пропускной способности определяется двумя характеристиками: • частотный диапазон канала интервал частот «широкополосность» синусоидальных колебаний, передаваемых без повреждений; • динамический диапазон или отношение «сигнал/шум» , измеряемое обычно в децибелах (д. Б).

Кабельные каналы для целей телекоммуникаций исторически использовались первыми. • Витая пара. Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение, часто называемое «витой парой» (или скрученная пара, twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, однако отличается слабой устойчивостью к помехам. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с.

Различают два типа данного кабеля: . экранированная витая пара ; . неэкранированная витая пара .

Оба типа состоят из пары витых медных проводов. • Кабель «неэкранированная витая пара» стал наиболее популярным благодаря своей низкой стоимости, гибкости и простоте установки. Единственным недостатком такого кабеля является уязвимость к электрическим помехам и шумам в линии. • Экранирование проводов витой пары увеличивает стоимость и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель 1 - центральный проводник; 2 - изолятор; 3 - проводник-экран; 4 - внешний изолятор : Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехо защищен и применяется для связи на относительно большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Оптоволоконные линии Наиболее дорогими являются оптические проводники, называемые оптоволоконным кабелем. а б Сечение оптоволоконного кабеля (а); многожильный кабель (6): 1 клэдинг; 2 покрытие; 3 волоконная жила; 4 защитная оплетка; 5 стальной трос При построении сетей используются многожильные кабели. Свет вводится в оптоволокно с помощью светоизлучающего диода или полупроводникового лазера. В центре кабеля помещается стальной трос, который используется при прокладке кабеля. С внешней стороны кабель защищается стальной оплеткой и герметизируется эластичным полимерным покрытием.

• Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. Вероятность ошибки при передаче по оптическому волокну составляет менее 10 10, что во многих случаях делает не нужным контроль целостности сообщений. Допустимое удаление более 50 км. • Оптоволоконные линии связи работают в частотном диапазоне 1013 1016 , что на 6 порядков больше, чем в радиочастотных каналах. (теоретически пропускная способность 50 000 Гбит/сек)

• В настоящее время оптоволоконный кабель поддерживает пакетную скорость передачи данных 10, 100 или 1000 Мбит/сек. Это связано с ограниченным быстродействием оборудования, преобразующего оптический сигнал в электрический и обратно. • В ближайшие годы следует ожидать увеличение быстродействия таких устройств в 1000 раз. • Сегодня увеличение протяженности оптоволоконной сети происходит со скоростью 1000 км в день.

Беспроводные каналы Применение радиоволн для телекоммуникаций имеет более чем столетнюю историю. • Радиоканалы для целей передачи информации используют частотный диапазон 902 928 Мгц (расстояния до 10 км. пропускная способность до 64 кбит/сек). 2, 4 ГГц и 12 ГГц(до 50 км. , до 8 Мбит/сек). Они используются там , где не существует кабельных или оптоволоконных каналов или их создание невозможно или дорого.

Сетевые аппаратные средства Сети базируются на аппаратных средствах и программном обеспечении. Сетевые аппаратные средства обеспечивают физические связи между различными узлами сети и типично включают: • Модемы • сетевые интерфейсные платы, одна на каждый ПК; • сетевые устройства (концентраторы, мосты, маршрутизаторы, переключатели и т. д. ). Предназначены для того, чтобы подключать различные сегменты сети и для того, чтобы гарантировать, что пакеты информации посылают предназначенному адресату; • сетевые кабели, которые соединяют каждую сетевую карту с концентратором или переключателем.

• Моде м (аббревиатура, составленная из слов модулятор демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс.

• Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). • Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. При этом формирование данных для передачи и обработку принимаемых данных осуществляет персональный компьютер.

Типы модемов для компьютеров По исполнению: • внешние — подключаются через COM, USB порт или стандартный разъем в сетевой карте. • внутренние — устанавливаются внутрь компьютера. • встроенные — являются внутренней частью устройства, например ноутбука.

По виду соединения: Модемы для коммутируемых телефонных линий — наиболее распространённый тип модемов. • Кабельные — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, через кабель коллективного телевидения. • Радио • Сотовые — работают по протоколам сотовой связи GPRS, EDGE, 3 G, 4 G и т. п. Часто имеют исполнения в виде USB брелока. • Спутниковые

Сетевые карты (адаптеры). • Сетевые интерфейсные платы (Network lnterface Card NIC) устанавливаются на настольных и портативных ПК, используются, чтобы подключать ПК к сети, и обеспечивают физическую связь между сетевой средой и внутренней шиной компьютера. • Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования к производительности. Характеризуются скоростью передачи данных и способами подключения к сети.

Концентраторы. • Концентраторы. Все входящие в сеть ПК взаимодействуют с концентратором (Ни. Ь или «хаб» ) В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют пассивные (Passive Ни. Ь) и активные (Active Ни. Ь) концентраторы. • Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения 4, 8, 16 или 32 рабочих станций. • Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Максимальное расстояние от концентратора до рабочей станции составляет 100 метров, при этом скорость передачи данных такая же, как и для коаксиального кабеля, 1 О Мбит в секунду.

Коммутаторы. Осуществляют управление потоком данных, обеспечивая физическую адресацию и управляя доступом к физической среде. Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент.

Маршрутизаторы. Маршрутизация – управление перемещением информации через множество сетей от источника до адресата. Она противопоставляется коммутации (соединению), которая исполняет подобную же функцию. Различие заключается в том, что соединение происходит на уровне 2 (уровень связи) , тогда как маршрутизация на уровне 3 (сетевой).