русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Бит-ориентированный метод.


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 927; Нарушение авторских прав


Классификация каналов связи.

Уровень приложения.

Уровень представления.

Уровень сессии.

Позволяет пользователям на различных машинах устанавливать сессии. Сессия позволяет передавать данные как это может делать транспортный уровень. Однако уровень имеет более сложный сервис, полезный в некоторых приложениях, например, вход в удаленную систему или передачу файлов между двумя приложениями. Один из видов услуг – управление диалогом. Потоки данных здесь могут быть разрешены в обоих направлениях либо поочередно в одном направлении. Другой вид сервиса – управление маркером. Для некоторых протоколов недопустимо выполнение одной и той же операции на обоих концах соединения одновременно. Для этого уровень сессии выделяет активной стороне маркер, а потому операцию может выполнять тот, кто владеем маркером. Другой услугой уровня является синхронизация. Например, нужно переслать файл, однако его пересылка должна занимать много времени. Однако время работы на отказ не гарантирует работу в течение этого времени. Эта проблема решается установлением контрольных точек. В случае отказа одной из машин передача продолжается с последней точки.

Уровень представления дает возможность решать некоторые проблемы пользователя, в основном это вопросы синтаксиса и семантики передаваемой информации (работает с информацией, а не с битами). Типичный пример – кодировка данных. Разные способы представления целых, нумерация битов.

Обеспечивает нужные часто используемые протоколы. Например, существуют сотни различных типов терминалов, разные механизмы именования, представление текстовых строк и тд. Для передачи файлов между разными системами это нужно преодолеть.

В модели OSI центральными являются 3 понятия: сервис, интерфейс и протокол. Сервис определяет, что делает уровень, но ничего не говорит о том, как он это делает. Интерфейс уровня определяет для вышележащего уровня доступ к сервису. Протокол определяет реализацию сервиса.



LLC – подуровень управления логическим каналом

MAC –подуровень упрал=вления доступом к среде.

Обычно адрес сетевого оборудования – адрес подуровня MAC. Его описывают в шестнадцатеричном виде.

 

Между пятым и шестым уровнями находятся порты. На первом находится повторитель.

Уровни Ключевое слово Ответственность
Прикладной уровень Разделение Предоставление сетевого сервиса
Уровень представления Форматирование Трансляция данных, шифрование, сжатие,
Сеансовый уровень Диалог Управление сессией, контроль ошибок, обработка транзакция, поддержка вызовов удаленных процедур
Транспортный уровень Надежность Надежность передачи, мультиплексирование сессий верхнего уровня, гарантирование доставки
Сетевой уровень Дейтаграмма Маршрутизация логических адресов, создание и ведение таблиц маршрутизации, фрагментация и сборка данных, неориентированная на соединение и ненадежная доставка
Канальный уровень Кадр Окончательная доставка по физическому адресу устройства, доступ к среде передачи, синхронизация карт.
Физический уровень бит Синхронизация битов, сигнализация аналоговая или цифровая, электрическая или механическая спецификации.

 

Под сетевой архитектурой обычно понимается общая логическая и физическая организация ЭВМ, которая обычно представляется совокупностью программных и аппаратных решений, методов доступа к ресурсам сети и используемых для этого протоколов.

Функционирование сетей принято изображать в терминах процессов.

Процесс – динамический объект, реализующий целенаправленный акт обработки данных. Процесс порождается программой или пользователем и связан с входными и выходными данными и необходимыми для этого вычислительными ресурсами. Ввод\вывод данных из процессв производится в форме сообщений

Сообщение – последовательность данных, имеющих законченное смысловое значение. Ввод и вывод из процесса происходит через программно-организованные точки, называемые соответственно входными и выходными портами (между 6 и 5 уровнями).

6-7 уровень – процессы.

1-6 уровень – сетевой метод доступа.

 

Стек OSI.

Следует различать стек протоколов osi и модель протоколов OSI. Модель OSI концептуально определяет процедуру взаимодействия открытых систем, декомпозируя задачу на 7 уровней, стандартизируя название каждого уровня, вводя стандартные названия этих уровней. Стек OSI – это набор конкретных спецификаций протоколов, которые создают согласованных стек протоколов. Этот стек протоколов поддерживается правительством США. Протоколы OSI требуют больших затрат вычислительно мощности процессора, что делает их более подходящими для мощных машин, а не для ПК.

 

X400 X500 VT FTAM JTM
---------------//----------------
---------------//----------------
---------------//----------------
ES-ES IS-IS
ETHERNET OSI RP623 IEEE 802.3 TOKENRING Х.25 HDLC LAP-1 ISDN FDDI ISD 9814
---------------//----------------

 

X.400 – семейство рекомендаций CCITT, в которых описываются системы пересылки электронных сообщений.

Х.500 – выработка стандартов глобальной справочной службы.

VT – решает проблемы несовместимости эмуляции терминалов.

FTAM – доступ к фалам как к локальным так и к удаленным.

JTM – протокол пересылки и управления работами.

 

HTTP SNMP FTP TELNET SNTP TFTP I
---------------//---------------- I
TCP UDP II
---------------//---------------- II
IP ICMP RIP OSPF III
  IV
  IV

 

IV) Этот уровень протокола не регламентируется.

III) Уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей дейтаграмм с использованием различных локальных сетей. В качестве основного протокола используется IP, который изначально использовался как протокол передачи пакетов в составных сетях, поэтому он хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность линий связи.

К уровню межсетевому взаимодействию относятся и протоколы, связанные с составлением таблиц маршрутизации. К ним относятся протоколы сбора маршрутной информации и OSPF, а также протоколы межсетевых управляющих сообщений, которые используются для обмена информации об ошибках.

II) На нем функционирует TCP и протоколы дейтограмм. TCP обеспечивает устойчивый соединения между удаленными прикладными процессами с другой стороны UDP обеспечивает передачу пакетов без установления виртуального соединения, потому не требует прикладных расходов.

I) Прикладной. За долгие годы использования накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня (FTP, SNTP, TELNET).

 

Стек IPX/SPX

SAP NCP
---------------//----------------
---------------//----------------
SPX
IPX RIP NLSP
 
 

 

На сетевом уровне работает протокол IPX а также протоколы обмена маршрутной информации. IPX – протокол, который занимается вопросами адресации и маршрутизации пакетов в сетях NOVELL. Протокол IPX поддерживает только дейтограммный способ обмена сообщениями засчет чего экономно расходует ресурсы. На транспортном уровне работает протокол ISPX, который осуществляет передачу сообщения с установление соединения. На прикладном, представительном и сеансовом работают NCP (взаимодействие сервера Netware с рабочей станцией), SAR протокол концептуально подобен протоколу RIP, дает возможность сетевым устройствам обмениваться информацией об имеющихся сетевых сервисах.

Стек NETBIOS

SMB
---------------//----------------
NET BIOS
---------------//----------------
---------------//----------------
 
 

 

Фирмы Майкрософт и ИБМ совместно разработали этот стек в 1984 году. Может обеспечивать сервис более высокого уровня, чем IPX, однако не обладает способностью к маршрутизации, что ограничивает применение протокола локальными сетями. NETBIOS содержит много полезных сетевых функций. SMB регламентирует взаимодействие сервера с рабочей станцией: управление сессиями, файловый доступ, сервис печати, сервис сообщений.

К лабе: нарисовать схему домашней сети, 2 – скриншоты (подключения по локальной сети – свойства, хотя бы 2 подключения, 2 скриншота), 3- нарисовать таблицы, показывающие результаты ipconfig \all, сравнить количество сетевых подключений, полученных через командную строку и серез свойства сетевы подключений. (можно использовать утилиту tcpview)

 

Сети ЭВМ с рассредоточенными и сосредоточенными ресурсами.

(Вставка)

Абонентские системы ориенторованы либо на потребление ресурсов, либо на предоставление ресурсов. Каждый тип сетей имеет свои достоинства и недостатки, что в свою очередь определяет их функциональные возможности в сфере их применения.

Одноранговые сети

Одноранговая сеть ЭВМ – это ИВС (информационно-выч сеть), в которой её ресурсы рассредоточены по всем абонентским системам. Все ЭВМ имеют равные возможности доступа к ресурсам друг друга. При это прользователи с помощью программных настроек имеют возможность ограничивать или запрещать доступ к отдельным ресурсам собственных абонентских систем. В одноранговых сетях вычислительные средства функционируют под управлением локальных однотипных ОС. Сферой применения одноранговых ИВС главным образом являются небольшие организации, где количество абоонентских систем не превышает 20 и между ними отсутствует интенсивный траффик. К основным достоинствам одноранговых ИВС относят:

1) Простота и малые затраты при развертывании, настройке и эксплуатации.

2) Функциональные возможности отдельных абонентских систем не зависят друг от друга.

3) Не требуется централизованного администрирования, так как коллектив, содержащий < 20 человек в состоянии договориться об использовании общих ресурсов.

4) Пользователи абонентских систем имеют возможность индивидуальной настройки конфигураций.

Недостатки:

1) Резкое снижение эффективности функционирования сети при увеличении числа абонентских систем.

2) При интенсивном обращении к разделяемым ресурсам возникают существенные задержки в обслуживании запросов.

3) Отключение от сети отдельных абонентских систем приводит к потере их программно-аппаратных ресурсов.

4) Отсутствие централизованного управления усложняет организацию сетевых ресурсов и организацию их безопасного использования.

 

Сети ЭВМ типа Клиент-сервер – сети, в которых основная часть ресурсов сосредоточена в сервисных абонентских системах (серверах) и которые обслуживают запросы клиентских абонентских систем (клиентов). На серверы устанавливаются серверные ОС, направленные на коллективное обслуживание клиентов. Клиенты работают под управлением клиентских систем.

При наличии в сети большого количества клиентов интенсивность запросов может быть очень значительной, а значит серверы должны справляться с ними без существенных задержек, поэтому в качестве серверов используют компььютеры с мощьной аппаратной платформой и ОС, оптимизированной для серверных функций. К основным свойствам серверных ОС можно отнести:

1) Поддержка аппаратных платформ, в том числе и мультипроцессорных.

2) Поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений.

3) Наличие в составе ОС компонентов централизованного администрирования, например, справочные службы, службы аутентификации и авторизации пользователей сети.

4) Более широкий набор сетевых служб.

Клиентские ОС обычно освобождаются от серверных функций, что значительно удешевляет их. Это в свою очередь позволяет расширить возможности пользовательского интерфейса. В то же время существуют и универсальные клиенты, которые поддерживают широкий набор служб, позволяющий им работать практически со всеми серверами сети.

 

 

Телекоммуникационные сети строятся на основе различных технических и программных средств и используются для передачи информационных сигналов в различных физических средах, которые обычно называются линиями связи, поэтому знания основных параметров и особенностей функционирования всех компонентов может способствовать выбору и заданию наиболее рациональных режимов их использования по назначению.

Основные характеристика каналов связи:

Основная функция телекоммуникационной сети заключается в обеспечении информационного обмена между всеми абонентскими системами сети, причем обмен осуществляется по каналам связи.

Канал связи – совокупность физической среды и аппаратуры передачи данных. Канал связи и физическая линия связи это не одно и то же. В общем случае на основе одной линии связи может быть организованно несколько каналов. Каналы связи современных телекоммуникационных сетей различаются разнотипностью физической среды передачи данных.

К основным характеристикам линий связи относятся:

1) Амплитудно-частотные характеристики.

2) Полоса пропускания.

3) Затухание.

4) Помехоустойчивость.

5) Перекрестные наводки на ближайшем конце линии связи.

6) Пропускная способность.

7) Достоверность передачи данных.

8) Удельная стоимость.

 

Любой периодический процесс можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различных частот и различных амплитуд. Каждая составляющая синусоида называется гармоника, а набор всех гармоник – спектральное разложение исходного сигнала. Непериодический сигнал можно представить в виде группы синусоидальных сигналов. Искажения передающим каналом синусоиды какой-либо частоты приводит к искажению передаваемого сигнала любой формы, особенно, если синусоиды различных частот искажаются неодинаково.

Амплитудно-частотная характеристика. Особенность искажения синусоидальных сигналов линиями связи оценивается с помощью АЧХ, с помощью половы пропускания и затухания на определенной частоте. АЧХ показывает как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на её входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Вместо амплитуды часто используют параметр мощности сигнала. Знание АЧХ реальной линии позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала. Однако необходимо произвести огромное число экспериментов, поэтому для просты вместо АЧХ применяют полосы пропускания и затухания.

Полоса пропускания – это непрерывный диапазон частот для которых отношение «амплитуда выходная к амплитуде входной» >= 0,5, т е сигнал передается по линии связи без искажений. Ширина полосы пропускания влияет на максимально возможную скорость передачи данных по линии связи.

Затухание – это одна точка из АЧХ линии связи. Вычисляется по следующей формуле:

А = 10*log10*(Pвхы/Pвх) (Дб)

 

Пропускная способность линии связи зависит от её характеристик: АЧХ, полосы пропускания и полосы затухания.

Выбор способа представления дискретной информации в виде сигналов, подаваемых на линию связи называется физическим кодированием (линейным кодированием). От выбора способа кодирования зависит спектр сигналов, а также пропускная способность линии. Если сигнал изменяется так, что можно различить только 2 его состояния, то любое его изменение будет соответствовать наименьшей единице информации, т е биту. Если же сигнал может иметь более двух различных состояний, то любое его изменение будет нести несколько бит информации. Количество изменения информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах. Расстояния между соседними изменениями исходного сигнала называются тактами работы передатчика. Кроме того на его работу влияет и логическое программирование, т е замену исходной информации последовательностью бит, несущей ту же информацию, но обладающую дополнительными свойствами.

(рис)

М – количество различимых состояний информационного параметра.

Помехоустойчивость линии связи – её способность уменьшать воздействие помех в среде на внутренних проводниках. В зависимости от типа физической среды, а также от экранирующий и подавляющих помехи средств самой линии. Одни из самых плохих линий – радиолинии, далее – кабельные линии, самые устойчивые – оптоволоконные. Для уменьшения помех, появляющихся из-за внешних ЭМ полей проводники экранируют или скручивают.

Перекрестные наводки на ближайшем конце. Определяют помехоустойчивость линии связи к внутренним источникам помех.

(рис)

Чем меньше NEXT тем лучше кабель. Витай пара 10ой категории на частоте 100ГГЦимеет N менее 27 ДБ.

Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажений для каждого вида данных. BER – интенсивность битовых ошибок (10(-4)) – 10(-9)).

 

Могут иметь различную физическую природу, поэтому для их классификации используется несколько признаков.

1) Физическая природа канала связи.

А) Оптические. Передают световой сигнал.

Б) Электромагнитные.

Обе категории могут быть проводными и беспроводными. Проводные используют для передачи сигнала проводниковые линии связи (электрические провода, кабели, световоды). Беспроводные – радиоканалы, инфракрасные каналы, т е использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, распространяющиеся по эфиру.

2) Форма передаваемой информации.

А) Аналоговые. Сигналы представлены в непрерывной форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-то физической величины.

Б) Цифровые. Информация представлена в виде дискретных сигналов той или иной физической природы.

3) Направление передаваемой информации.

А) Дуплексные. Позволяют вести передачу информации в прямом и обратном направлении.

Б) Симплексный. Позволяет передавать информацию только в одном направлении.

В) Полудуплексные каналы связи обеспечивают попеременную передачу данный в одном или другом направлении.

4) Пропускная способность каналов связи.

А) Низкоскоростные. Скорость передачи информации 50-500 бит/сек. Обычно это телеграфные каналы связи.

Б) Среднескоростные. 300 – 56000 бит/сек. Обычно это телефонные аналоговые линии связи.

В) Высокоскоростные. >56000 бит/сек.

5) Наличие коммутации.

А) Коммутируемые. Создаются из отдельных сегментов только на время передачи по ним информации. Только по окончании передачи по ним информации этот канал ликвидируется.

Б) Некоммутируемые. Создаются на длительное время, имеют постоянные характеристики по длине, пропускной способности, помехозащищенности.

 

Дисперсия сигнала. Длительность информационного сигнала по мере его распространения по линиям связи – увеличивается, поэтому сигналы, посылаемые с высокой частотой имеют тенденцию к слиянию, что приводит к затруднению их селекции. Таким образом дисперсия ограничивает максимальную длину передачи сигналов. Помеха – это непредсказуемое изменение сигнала, поступающего на вход приемника. Источниками помех могут быть например тепловое движение электронов в проводниках и изменение количества фотонов, излучаемых оптическим генератором или электромагнитные волны, которые генерируются другим источником и принимаются приемником. В отсутствии помех передачи информации сигналов возможна практически с той скоростью, которую определяет быстродействие приемопередающей аппаратуры.

Обычно по проводным линиям сигнал распространяется непрерывно вдоль распространяющейся среды. Для передачи электрических сигналов между двумя точками необходимо организовать замкнутую электрическую цепь. Сигналы по проводникам могут передаваться как в потенциальном, так и в токовом представлении. При потенциальном представлении информационным является уровень напряжения сигнала. Подобное представление может быть асимметричным и симметричным. При асимметричной передаче один из проводов назначается общим. Его потенциал относительно земли остается более или менее постоянным. Информационным является потенциал на сигнальном проводе относительно общего. При симметричной передаче (дифференциальной или балансной) оба провода равноправны, а информативна разность потенциалов между ними. Симметрия подразумевает совпадение характеристик цепей для обоих проводов. При токовом представлении информативно наличие или отсутствие тока или импульса в цепи. Все провода, используемые для передачи данных являются длинными линиями со всеми их характерными особенностями. Кабель имеет набор параметров, распределенных по всей его длине. Обычно это емкость и сопротивление изоляции между проводниками, и индуктивность и сопротивление проводников. Эти параметры определяют частотные характеристики кабеля, а также скорость распространения электрического сигнала вдоль линии. Каналы должны иметь нормированные частотные параметры. Волновое сопротивление (характеристический импеданс) зависит от геометрии проводников и диэлектрической проницаемости материала изоляции. С повышением частоты затухание увеличивается. Развитие событий после достижения конца некой линии зависит от импеданса нагрузки приемника. Если импеданс приемника совпадает с импедансом линии, то вся энергия поглотится приемником. При несовпадении импедансов приемника и линии, часть энергии или её часть отразится и вернется к источнику. В теории связи это получило название «линия звенит». Такие же процессы отражения происходят в местах с аномалией импеданса. Аномалии сигнала приводят к искажениям приема. Таким образом, кабель должен быть однородным. К аномалиям импеданса приводят нарушения геометрии проводников.

 

Лаб р: дана сеть на предприятии, необходимо разбить её на подсети, выделить сегменты для ip адресов + маршрутизаторы.

 

Первоначально протоколы методов доступа к сетям привязывались исключительно к определенному типу кабеля.

Коаксиальный кабель (co axis) – металл, который окружен изоляцией. Далее идет тонкий металлический экран. Ось кривизны экрана совпадает с осью кривизны внутреннего провода. Снаружи – пластиковое покрытие. Преимущества:

- Относительно высокая помехоустойчивость.

- Способность переносить сигналы на достаточно большое расстояние.

 

Классификация:

- толстый (1,27) – способен передавать данный на 500 метров; более сложное подключение.

- тонкий (0, 64) – способен передавать данный на 185 метров. Используется чаще. В свое время был стандартом для офисных систем. Скорость 10Мбит.

Стандарты:

RG 58 U – сплошная медная жила

RG 58 А/U – переплетенные проводники

RG 58 С/U – военный стандарт

RG 59, RG 6, RG 62 – телевизионный стандарт.

 

Витая пара – применялась раньше, чем коаксиальный кабель, однако использовалася только для передачи звуковых сигналов. Скорость – 100Мбит. Преимущества:

- дешевизна.

 

Неэкранированные витые пары (UTP)– обычно с проводниками из меди.

Подразделяется на 7 категорий (типов):

Категории Полоса частот
0,1
6* 200(256)
7*

 

Применение:

1) Аналоговая телефония – используется только для передачи речи (2 пары).

2) Цифровая телефония (ISDN) – 4 витых пары, скорость до 4 Мбит/с .

3) 10BaseT (Ethernet) – 4 витые пары, 9 витков на метр, скорость до 16 Мбит/с.

4) TokenRing – скорость до 20Мбит/сек (16Мбит/с).

5) 100BaseTX (FastEthernet) – 4 витых пары, скорость до 100Мбит/с.

5c) 1000BaseTX (Gigabit Ethernet).

 

Экранированные витые пары (STP) – может быть одна или несколько обмоток из фольги.

Типы:

1) Экранированная витая пара для компьютеров и модулей множественного доступа.

2) Витая пара для передачи речи и данных (4 витые пары).

3) Витая пара только для передачи речи (неэкранированные 4 витые пары).

5) Оптоволокно – 2 кабеля размерами 62,5х125мк,что является промышленным стандартом.

6) Коммутационный кабель – 2 витые пары с двойным слоем фольги и оплеткой.

7) Не определен.

8) Ковровый кабель.

9) Пленумный кабель – 2 экранированные пары, огнеупорный.

 

T4 – Счетверенная витая пара

TX – Сдвоенная витая пара

 

Скин-эффект – ток протекающий по проводам тяготеет к наружной поверхности этого провода, используя при этом меньшую часть поперечного сечения, что вызывает дополнительное затухание сигналов. На высоких частотах возрастают потери мощности сигналов, вызванные эффектом радиации электронов.

Оптическая передача. В основе лежит эффект полного внутреннего отражения луча, падающего на границу двух сред с различными показателями преломления. Световод представляет собой тонкий двуслойный стеклянный стержень, у которого показатель преломления внутреннего слоя больше, чем наружного, а потому если в торец такого стержня ввести световой луч под углом к оси, не превышающего некоторый критический угол, то луч будет полностью отражаться от поверхности раздела слоев и распространяться вдоль световода. При этом световод можно изгибать в определенных пределах, проходящий световой поток также будет изгибаться. В световодах управляемый источник света и фотодетектор образуют канал оптической передачи данных. В большинстве случаев световод пропускает свет, соответствующий видимому спектру и инфракрасному спектру. Потенциальная возможность достижения скорости передачи информации – 10Террабит/сек.

Оптоволокно в зависимости от траектории распространения света различают:

- одномодовое. Имеет диаметр сердцевины 8 или 9,5 микрометра при диаметре оболочки 125 микрометра.

- многомодовое. Имеет диаметр сердцевины 50 или 62,5 микрометра при таком диаметре оболочки или внутренний диаметр 100 мкм и оболочка 140 мкм.

 

Для того чтобы луч распространялся вдоль световода он должен входить в него под углом не более некоторого критического, то есть попадать в воображаемый входной конус. Синус этого критического угла есть числовая апертура (отверстие) световода. Многомодовое волокно имеет синус этого угла от 0,2 до 0,3, что соответствует углу 12-18 градусов от ости, а одномодовое – 7 градусов. Чем больше апертура, тем легче ввести луч в волокно, но увеличивается модовая дисперсия и сужается полоса пропускания.

Световоды, источники, приемники должны быть согласованы друг с другом. Световой луч, проходя по волокну, из-за явления дисперсии рассеивется, иными словами, пучок света размазывается.

3 вида дисперсии:

1) Модовая дисперсия. (из-за разности длин путей лучей с различными модами.

2) Спектральная дисперсия (волны с разной длиной распространяются в одной и той же среде с различной скоростью; поскольку источник излучает не одну волну, а спектр, лучи различной длины будет достигать приемника неодновременно).

3) Волноводная дисперсия (обусловлена разностью скоростей распространения волн по сердцевине и оболочке).

 

Источники излучения:

1) Светодиоды.

2) Полупроводниковые лазеры.

 

По количеству волокон:

1) Симплексные (одножильные).

2) Дуплексные (2 волокна).

3) Многожильные (от 4 до нескольких сотен).

 

Обычно применяют кабели наружной, внутренней и универсальной прокладки. Беспроводные линии связи используются в тех случаях. Когда требуется организовать оперативную связь с подвиными абонентами, или необходимо избежать затраты на прокладку кабельных линий. Беспроводные линии связи реализуются на основе наземной и спутниковой связи. Идеи беспроводной среды давно привлекала человечество. Основные компоненты беспроводной связи обеспечивают временное подключение к кабельной сисетме, гарантируют определенный уровень мобильности, позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые медными или оптоволоконными кабелями. Особенно полезна беспроводная связь для людей без постоянного рабочего места в изолированных помещениях и зданиях, в помещениях, где очень часто меняется планировка, и в строениях, где прокладка кабеля невозможна из-за физической окружающей среды.

 

Способы передачи в безпроводной среде:

1) Инфракрасное излучение.

2) Лазерное излучение.

3) Радиопередача в узком диапазоне (одночастотная передача).

4) Радиопередача в рассеянном спектре (на несеольких частотах).

5) Пакетное радиосоединение (данные делятся на пакеты, передаются на спутник, который транслирует их в широковещательном режиме).

6) Сотовые сети (сотовые цифровые пакеты данных, использует технологию сотовых телефонов).

7) Микроволновые системы.

 

Аппаратура передачи данных по радиолиниям включает в себя радиопередатчик и радиоприемник, который необходимо настроить на один и тот же радиоволновый диапазон. Часто такую аппаратуру передачи данных наывают просто радиоканалом. Скорости передачи данных по радиоканалу ограничиваюстя исключительно полосой пропускания приемопередающей аппаратуры. Беспроводные каналы обладают плохой помехозащищенностью, но обеспечивают максимальную мобильность.

 

120-400км Космическое пространство
70км Ионосфера
50 км 40 км Стратосфера
10-12 км Тропосфера
Земля

 

Считается, что плотные слои атмосферы заканчиваются на высоте 25 км.

 

Атмосферные шумы, доминируют на низких частотах вплоть до 2МГЦ. Ученые предложили понятие – галактический шум, т е нечто приходящее из вне.

 

Иногда необходима направленная антенна или прямая видимость между приемником и источником – канал «точка-точка». Возможно и многоточечное соединение. На аппаратном уровне здесь используется радиорелейное оборудование, радиомодемы.

При проектировании канала на основе радиорелейной связи следует учитывать возможность из взаимного влияния.

А – площадь направленной параболической антенны.

Л – длина несущей волны (лямбда).

G – усиление сигнала.

G = 4PiA/л2

 

Чем больше радиус угла излучения, тем больше усиление. Предельные расстояния для радиоканалов приводятся поставщиками в предложениях.

При ряде топологий каналов нужно по возможности выполнять требования на минимальное расстояние между принимающими антеннами. Оно должно быть больше определенного значения, зависящего от аппертуры антенны и расстояния между передатчиком и приемником. Это расстояние определяется расходимостью радиолуча и используемой длиной волны. Если это требование невыполнимо, следует в смежных каналах использовать разные длины волн.

 

Спутники.

Транспондер приема передач. Имеет определенную частоту. В сумме они позволяют сформировать поток данных до 50Мбит/сек. = 1600 высококачественных телефонных канала (по 32 Кбит/сек). Современные спутники используют узкоаппертурную технологию (VSAT). Такие терминалы используют антенны диаметром 1 метр с выходной мощностью около 1 Ватта. При этом канал к спутнику имеет пропускную способность более 19Кб\сек, а со спутника более 512Кбит/сек. Непосредственно такие терминалы не могут работать друг с другом, а только через спутник. Для этого используются наземные антенны с большим усилением, что увеличивает задержку. Для обеспечения постоянной коммуникации используются геостационарные спутники. Якобы, спутники работающие на одной и той же частоте должны быть разнесены как минимум по углу 2 градуса, следовательно число таких спутников не может быть больше 180. Реально орбита переполнена спутники разных частот и разной национальной принадлежности. Обычно спутники помещаются географической долготой, над которой они висят. Угловой размер восьмерки, должен укладываться в рабочую аппертуру антенны, в противном случае антенна должна иметь сервопривод, обеспечивающий автоматическое слежение за спутником. Из-за энергетических проблем телекоммуникационный спутник не может обеспечить высокий уровень сигнала, поэтому наземная антенна должна иметь большой диаметр, а приемная аппаратура – низкий уровень шума. Это особенно важно для северных областей, для которых угловое положение спутника над горизонтом невысока, а сигнал проходит толстый слой атмосферы и заметрно ослабляется. Спутниковые каналы могут быть рентабельны для областей отстоящих друг от друга более, чем на 500км. Правильный выбор спутника и его долготы может заметно снизить стоимость канала. Число позици спутников ограничено. Применяют низколетящие спутники, эти спутники движутся по эллиптическим орбитам и каждый из них не в состоянии гарантировать стационарный канал, но в совокупности эта система обеспечивает весь спектр услуг. Из-за малой высоты полета наземные станции могут иметь небольшие антенны и малую стоимость.

 

Лаб р 3 Маршрутизация в сетях windows.

 

<лекц>

 

Для повышения надежности передачи данных между компьютерами часто используется стандартный прием, который называется подсчет контрольной суммы и передача этой контрольной суммы по линиям связи или после каждого байта или после некоторого блока байтов. Часто в протокол обмена данными включается как обязательный элемент – сигнал-квитанция, который подтверждает или отрицает правильность приема данных и посылается от получателя отправителю. Задача надежного обмена сигналами данных в вычислительных сетях решаются определенным классом оборудования. В локальных сетях – это сетевые адаптеры или сетевые карты, в глобальных сетях – это аппаратура передачи данных, к которой относятся, например, устройства, выполняющие модуляцию и демодуляцию (модемы). Это оборудование кодирует и декодирует каждый информационный бит, проверяет правильность передачи по контрольной сумме. Сетевые адаптеры обычно рассчитываются на работу с определенной средой.

 

(рис)

 

Проблемы:

1) Сигнал передается через усилители и другие преобразователи. Передающая функция должна быть линейной насколько это возможно. Линейность означает то, что форма волны, передающей сигнал, сохраняет его характеристики на протяжении всего канала, однако это невозможно. Все дополнительные компоненты, включаемые в процесс передачи данных увеличивают нелинейность сигнала.

2) Шум в канале. Электрический сигнал представляет направленное движение электронов. Тепловой шум создается в проводах случайными движениями электронов. Шумы слышны в телефонных линиях. Особенно хорошо слышны в радиопередачах из-за некоторых атмосферных явлений.

3) Если сигнал записывается в некую запоминающую среду, например, ленту, диск, сама среда становится источником шума, например, шероховатость поверхности диска (размеры магнитных доменов).

4) Все сигналы ослабевают во времени передачи. Это ведет к тому, что приемник перестанет понимать, что за сигналы к нему пришли. Высококачественная среда с большими диаметрами проводников обычно смягчает этот эффект. Якобы цифровые системы передачи преодолевают эти проблемы, давая представление аналогового сигнала в виде двоичных образов. Экономически не выгодно подключать цифровую технику к аналоговым сетям. Необходимо строить дискретные сети связи и к их требованиям приспосабливать передаваемую информацию. В связис этим в мире появилось множество переходников: аналогово-дискретных и дискретно-аналоговых преобразователей.

 

Преимущества дискретных каналов связи:

1) Высокая помехоустойчивость, связанная с возможностью регенерации передаваемого сигнала и исправления ошибок в нем.

2) Экономичность, связанная с тем, что для передачи 0 или 1 не требуется высокое качество ретрансляторов.

3) Широкие возможности сжатия информации.

 

(рис)

 

Этими преобразованиями обычно занимаются импульсно-кодовые модемы. Шаги модулирования: съем значений, оцифровывание, кодирование. (Котельников-Найквист).

Если аналоговый сигнал отображается на регулярном интервале с частотой не менее, чем в 2 раза выше максимальной частоты исходного сигнала в канале, то отражение будет содержать информацию достаточную для восстановления исходного сигнала. Принятая частота – 8000 отображений в секунду. Это позволяет реконструировать канал с частотой 4кгц. Для того, чтобы увеличить надежность нужно увеличивать число отображений, для чего нужно увеличивать мощность ЭВМ и объем памяти.

Основными назначениями для модемов является согласование частотных характеристик данных с частотными характеристиками каналов связи. Дополнительные назначения:

1) Синхронизация

2) Контроль качества сигналов.

3) коррекция формы.

Характеристики возможностей модема:

1) Скорость передачи данных (низко, средне, высокоскоростные).

2) По типу модуляции (амплитудная, частотная, фазовая, комбинированная).

3) По методу передачи сигнала (синхронные и асинхронные).

4) По стыку с каналом связи они бывают последовательными и параллельными.

5) По способу работы (симплексные, полудуплексные, полнодуплексные).

 

В 1876 году Белл запатентовал телефон вместе с телефонной связью.

 

 

Любой передаваемый кадр может содержать любое количество битов.

Передача с установлением соединением и без установления соединения.

При передаче на канальном уровне используют как дейтаграммные процедуры, так и процедуры с предварительным установлением логического соединения. При дейтограммной передаче кадр посылается в сеть без предупреждения и никакой ответственности за его утерю протокол не несет, но предполагается, что сеть всегда готова принять кадр. Дейтограммный метод работает быстро. Однако при таком методе очень трудно организовать отслеживание факта доставки кадра узлу назначения. Этот метод не гарантирует доставку пакета.

Передача с установлением соединения более надежна, но требует больше времени для передачи данных и вычислительных затрат от конечных узлов.

Этапы:

1) Запрос на установление соединения.

2) Прием запроса на установление соединения.
3) Подтверждение установления соединения.

4) Пересылка данных.

5) Подтверждение или отрицательное подтверждение пересылки файла (на основе контрольной последовательности кадров).

6) Запрос на разрыв соединения.

7) Подтверждение на запрос о разрыве соединения.

 

Процедура установления соединения может использоваться для различных вцелей, но в большинстве случаев для аутентификации пользователей и оборудования, для согласования протоколов, для обнаружения и коррекции ошибок. Большинство протоколов канального уровня выполняют только обнаружение ошибок, тем самым заставляют корректировать ошибки протоколы верхнего уровня. Но существуют протоколы канального уровня типа ДДС2б LAP-B, которые самостоятельно решают задачу восстановления искаженных и потерянных кадров. Для сетей, в которых искажения и потери кадров являются очень редкими событиями разрабатываются протоколы, в которых не предусматриваются процедуры устранения ошибок, а это требует от конечных узлов дополнительных sddsxbckbntkmys[ затрат. Если же искажения и потери в сети случаются довольно часто, то желательно на канальном уровне использовать протокол коррекции ошибок. Каждый протокол должен работать в тез условиях, для которых он разработан.

Методы обнаружения ошибок:

1) Усовершенствованное управление ошибками, при котором каждый переданный символ или кадр содержит дополнительную информацию, позволяющую приемному устройству не только установить наличие ошибки, но и сделать предположение о том, какой должна быть неискаженная информация.

2) Управление ошибками с обратной связью, при котором каждый символ или кадр содержит дополнительную информацию, достаточную для обнаружения тех случаев, когда поступившая информация содержит ошибку, после чего следует использовать повторную передачу с запросом о посылке ново не содержащей ошибок копии искаженной информации. В настоящее время на практике число дополнительных битов, обеспечивающих надежное управление ошибками, быстро растет.

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Транспортный уровень. | Основы Электропривода


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.035 сек.