Все про каналах зв'язку. Мережеві технології, канали зв'язку і їх основні характеристики. Відсутність інформаційної підтримки

Використовують наступні характеристики каналу

• Ефективно передана смуга частот $\backslash \backslash \; Delta\; F$;
• динамічний діапазон $D\; \backslash u003d\; 10\; \backslash \backslash \; lg\; (P\_\; (max)\; \backslash \backslash \; over\; P\_\; (min))$;
• перешкодозахищеність $A$;
• Об `єм $V\_k$.

перешкодостійкість

перешкодозахищеність $A\; \backslash u003d\; 10\; \backslash \backslash \; lg\; (P\_\; (min\; ~\; signal)\; \backslash \backslash \; over\; P\_\; (noise))$. де $(P\_\; (min\; ~\; signal)\; \backslash \backslash \; over\; P\_\; (noise))$ - мінімальне відношення сигнал / шум;

обсяг каналу

обсяг каналу $V$ визначається за формулою: $V\_k\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; Delta\; F\_k\; \backslash \backslash \; cdot\; T\_k\; \backslash \backslash \; cdot\; D\_k$,

де $T\_k$ - час, протягом якого канал зайнятий переданим сигналом;

Для передачі сигналу по каналу без спотворень обсяг каналу $V\_k$ повинен бути більше або дорівнює обсягу сигналу $V\_s$, тобто $V\_k\; \backslash \backslash \; geqslant\; ~\; V\_s$. Найпростіший випадок вписування обсягу сигналу в обсяг каналу - це досягнення виконання нерівностей $\backslash \backslash \; Delta\; F\_k\; \backslash \backslash \; geqslant\; ~\; \backslash \backslash \; Delta\; F\_s$, $T\_k\; \backslash \backslash \; geqslant\; ~\; T\_s$\u003e і $\backslash \backslash \; Delta\; D\_k\; \backslash \backslash \; geqslant\; ~\; \backslash \backslash \; Delta\; D\_s$. Проте, $V\_k\; \backslash \backslash \; geqslant\; ~\; V\_s$ може виконуватися і в інших випадках, що дає можливість досягти необхідних характеристик каналу зміною інших параметрів. Наприклад, зі зменшенням діапазону частот можна збільшити смугу пропускання.

Класифікація

Існує безліч видів каналів зв'язку, серед яких найбільш часто виділяють канали дротового зв'язку (повітряні, кабельні, світловодні і ін.) І канали радіозв'язку (тропосферні, супутникові та ін.). Такі канали в свою чергу прийнято кваліфікувати на основі характеристик вхідного і вихідного сигналів, а також по зміні характеристик сигналів в залежності від таких явищ, що відбуваються в каналі, як завмирання і загасання сигналів.

За типом середовища поширення канали зв'язку діляться на провідні, акустичні, оптичні, інфрачервоні і радіоканали.

Канали зв'язку також класифікують на

• безперервні (на вході і виході каналу - безперервні сигнали),
• дискретні або цифрові (на вході і виході каналу - дискретні сигнали),
• безперервно-дискретні (на вході каналу - безперервні сигнали, а на виході - дискретні сигнали),
• дискретно-безперервні (на вході каналу - дискретні сигнали, а на виході - безперервні сигнали).

Канали можуть бути лінійними і нелінійними, тимчасовими і просторово-часовими. Можлива класифікація каналів зв'язку за діапазоном частот.

Моделі каналу зв'язку

Канал зв'язку описується математичною моделлю, завдання якої зводиться до визначення математичних моделей вихідного і вхідного $S\_2$ і $S\_1$, А також встановлення зв'язку між ними, що характеризується оператором $L$, тобто

$S\_2\; \backslash u003d\; L\; (S\_1)$.

Моделі безперервних каналів

Моделі безперервних каналів можна класифікувати на модель каналу з адитивним гауссовским шумом, модель каналу з невизначеною фазою сигналу і адитивним шумом і модель каналу з межсимвольной інтерференцією і адитивним шумом.

Модель ідеального каналу

Модель ідеального каналу використовується тоді, коли можна знехтувати наявністю перешкод. При використанні цієї моделі вихідний сигнал $S\_2$ є детермінованим, тобто

$S\_2\; (t)\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; gamma\; ~\; S\_1\; (t-\; \backslash \backslash \; tau)$

де γ - константа, яка визначає коефіцієнт передачі, τ - постійна затримка.

Модель каналу з невизначеною фазою сигналу і адитивним шумом

Модель каналу з невизначеною фазою сигналу і адитивним шумом відрізняється від моделі ідеального каналу тим, що $\backslash \backslash \; tau$ є випадковою величиною. Наприклад, якщо вхідний сигнал $S\_1\; (t)$ є вузькосмуговим, то сигнал $S\_2\; (t)$ на виході каналу з невизначеною фазою сигналу і адитивним шумом визначається наступним чином:

$S\_2\; (t)\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; gamma\; (cos\; (\backslash \backslash \; theta)\; u\; (t)\; -sin\; (\backslash \backslash \; theta)\; H\; (u\; (t))\; +\; n\; (t)$,

де враховано, що вхідний сигнал $S\_1\; (t)$ може бути представлений у вигляді:

$S\_1\; (t)\; \backslash u003d\; cos\; (\backslash \backslash \; theta)\; u\; (t)\; -sin\; (\backslash \backslash \; theta)\; H\; (u\; (t))$,

Моделі дискретно-безперервних каналів зв'язку

Також існують моделі дискретно-безперервних каналів зв'язку

Див. також

Напишіть відгук про статтю "Про з'єднання"

Примітки

література

• Зюко А. Г., Кловський Д.Д., Коржик В. І., Назаров М.В.,. Теорія електричного зв'язку / Под ред. Д. Д. Кловського. - Підручник для ВНЗ. - М.: Радио и связь, 1999. - 432 с. - ISBN 5-256-01288-6.
• Радіотехніка / Под ред. Мазора Ю.Л., Мачусского Е.А., Правди В.І .. - Енциклопедія. - М.: ВД «Додека-XXI», 2002. - С. 488. - 944 с. - ISBN 5-94120-012-9.
• Прокис, Дж. Цифрова зв'язок \u003d Digital Communications / Кловський Д. Д .. - М.: Радио и связь, 2000. - 800 с. - ISBN 5-256-01434-X.
• Скляр Б. Цифрова зв'язок. Теоретичні основи і практичне застосування \u003d Digital Communications: Fundamentals and Applications. - 2-е вид. - М.: Вільямс, 2007. - 1104 с. - ISBN 0-13-084788-7.
• Феєр К. Бездротова цифрова зв'язок. Методи модуляції і розширення спектра \u003d Wireless Digital Communications: Modulation and Spread Spectrum Applications. - М.: Радио и связь, 2000. - 552 с. - ISBN 5-256-01444-7.

посилання

• Канал зв'язку - стаття з Великої радянської енциклопедії.

Уривок, що характеризує Канал зв'язку

- Де Анферова! - сказала баба. - Анферова ще з ранку поїхали. А це або Марії Миколаївни, або Іванови.
- Він каже - жінка, а Марія Миколаївна - бариня, - сказав дворовий людина.
- Та ви знаєте її, зуби довгі, худа, - говорив П'єр.
- І є Марія Миколаївна. Вони пішли в сад, як тут вовки то ці налетіли, - сказала баба, вказуючи на французьких солдатів.
- О, господи помилуй, - додав знову диякон.
- Ви пройдіть ось туди то, вони там. Вона і є. Все побивалася, плакала, - сказала знову баба. - Вона і є. Ось сюди то.
Але П'єр не слухав бабу. Він уже кілька секунд, не зводячи очей, дивився на те, що робилося в декількох кроках від нього. Він дивився на вірменське сімейство і двох французьких солдатів, що підійшли до вірменам. Один з цих солдатів, маленький верткий чоловічок, був одягнений в синю шинель, підперезаний мотузкою. На голові його був ковпак, і ноги були босі. Інший, який особливо вразив П'єра, був довгий, сутулуватий, білявий, худий чоловік з повільними рухами і ідіотичним виразом обличчя. Цей був одягнений в фризовий капот, в сині штани і великі рвані ботфорти. Маленький француз, без чобіт, у синій шипіли, підійшовши до вірменам, негайно ж, сказавши що то, взявся за ноги старого, і старий одразу ж поспішно став знімати чоботи. Інший, в капоті, зупинився проти красуні вірменки і мовчки, нерухомо, тримаючи руки в кишенях, дивився на неї.
- Візьми, візьми дитину, - промовив П'єр, подаючи дівчинку і владно і поспішно звертаючись до баби. - Ти віддай їм, віддай! - закричав він майже на бабу, саджаючи закричав дівчинку на землю, і знову озирнувся на французів і на вірменське сімейство. Старий уже сидів босий. Маленький француз зняв з нього останній чобіт і поплескував чобітьми один про інший. Старий, схлипуючи, говорив що то, але П'єр тільки мигцем бачив це; вся увага його була звернена на француза в капоті, який в цей час, повільно розгойдуючись, посунувся до молодої жінки і, вийнявши руки з кишень, взявся за її шию.
Красуня вірменка продовжувала сидіти в тому ж нерухомому положенні, з опущеними довгими віями, і ніби не бачила і не відчувала того, що робив з нею солдат.
Поки П'єр пробіг ті кілька кроків, які відділяли його від французів, довгий мародер в капоті вже рвав з шиї вірменки намисто, яке було на ній, і молода жінка, хапаючись руками за шию, кричала пронизливим голосом.
- Laissez cette femme! [Залиште цю жінку!] - шаленим голосом прохрипів П'єр, схоплюючи довгого, сутоловатого солдата за плечі і відкидаючи його. Солдат впав, підвівся і побіг геть. Але товариш його, кинувши чоботи, вийняв тесак і грізно насунувся на П'єра.
- Voyons, pas de betises! [Ну ну! Чи не дури!] - крикнув він.
П'єр був у тому захваті сказу, в якому він нічого не пам'ятав і в якому сили його подесятеряє. Він кинувся на босого француза і, перш ніж той встиг вийняти свій тесак, вже збив його з ніг і молотив по ньому кулаками. Почувся схвальний крик оточувала натовпу, в той же час з за рогу показався кінний роз'їзд французьких уланів. Улани риссю під'їхали до П'єру і французу і оточили їх. П'єр нічого не пам'ятав з того, що було далі. Він пам'ятав, що він бив кого то, його били і що під кінець він відчув, що руки його пов'язані, що натовп французьких солдатів коштує навколо нього і обшукує його плаття.
- Il a un poignard, lieutenant, [Поручик, у нього кинджал,] - були перші слова, які зрозумів П'єр.
- Ah, une arme! [А, зброє!] - сказав офіцер і звернувся до босому солдату, який був узятий з П'єром.
- C "est bon, vous direz tout cela au conseil de guerre, [Добре, добре, на суді все розкажеш,] - сказав офіцер. І слідом за тим повернувся до П'єру: - Parlez vous francais vous? [Кажеш чи по французьки? ]
П'єр озирався навколо себе налівшіміся кров'ю очима і не відповідав. Ймовірно, особа його здалося дуже страшно, тому що офіцер що то пошепки сказав, і ще чотири улана відділилися від команди і стали по обидва боки П'єра.
- Parlez vous francais? - повторив йому питання офіцер, тримаючись далеко від нього. - Faites venir l "interprete. [Покличте перекладача.] - Через рядів виїхав маленький чоловічок в штатському російською плаття. П'єр по шати і говору його відразу впізнав в ньому француза одного з московських магазинів.
- Il n "a pas l" air d "un homme du peuple, [Він не схожий на простолюдина,] - сказав перекладач, оглянувши П'єра.
- Oh, oh! ca m "a bien l" air d "un des incendiaires, - змастив офіцер. - Demandez lui ce qu" il est? [О, о! він дуже схожий на палія. Запитайте його, хто він?] - додав він.
- Ти хто? - запитав перекладач. - Ти повинна відповідати начальство, - сказав він.
- Je ne vous dirai pas qui je suis. Je suis votre prisonnier. Emmenez moi, [Я не скажу вам, хто я. Я ваш полонений. Виводьте мене,] - раптом по французьки сказав П'єр.
- Ah, Ah! - промовив офіцер, насупившись. - Marchons!
Близько улан зібрався натовп. Ближче всіх до П'єру стояла ряба баба з дівчинкою; коли об'їзд рушив, вона посунулася вперед.
- Куди ж це ведуть тебе, голубчику ти мій? - сказала вона. - Дівчинку то, дівчинку то куди я подіну, коли вона не їхня! - говорила баба.
- Qu "est ce qu" elle veut cette femme? [Чого їй треба?] - запитав офіцер.
П'єр був як п'яний. Захоплене стан його ще посилилося при вигляді дівчинки, яку він врятував.
- Ce qu "elle dit? - промовив він. - Elle m" apporte ma fille que je viens de sauver des flammes, - промовив він. - Adieu! [Чого їй треба? Вона несе дочку мою, яку я врятував з вогню. Прощай!] - і він, сам не знаючи, як вирвалася у нього ця безцільна брехня, рішучим, урочистим кроком пішов між французами.
Роз'їзд французів був один з тих, які були послані за розпорядженням Дюронеля по різних вулицях Москви для припинення мародерства і особливо для упіймання паліїв, які, за загальним, в той день проявився, думку у французів вищих чинів, були причиною пожеж. Об'їхавши кілька вулиць, роз'їзд забрав ще чоловік п'ять підозрілих російських, одного крамаря, двох семінаристів, мужика і дворового людини і кількох мародерів. Але з усіх підозрілих людей підозріліше всіх здавався П'єр. Коли їх всіх привели на нічліг до великого будинку на Зубовском валу, в якому була заснована гауптвахта, то П'єра під строгим караулом помістили окремо.

У Петербурзі в цей час у вищих колах, з великим запалом ніж коли небудь, йшла складна боротьба партій Румянцева, французів, Марії Федорівни, цесаревича і інших, заглушається, як завжди, трубеніем придворних трутнів. Але спокійна, розкішна, заклопотана тільки примарами, відображеннями життя, петербурзька життя йшло по старому; і через ходу цьому житті треба було робити великі зусилля, щоб усвідомлювати небезпеку і те скрутне становище, в якому перебував російський народ. Ті ж були виходи, бали, той же французький театр, ті ж інтереси дворів, ті ж інтереси служби та інтриги. Тільки в самих вищих колах робилися зусилля для того, щоб нагадувати труднощі цього положення. Розповідалося пошепки про те, як протилежно одна одній надійшли, в настільки важких обставинах, обидві імператриці. Імператриця Марія Теодорівна, заклопотана добробутом підвідомчих їй богоугодних і виховних установ, зробила розпорядження про відправку всіх інститутів в Казань, і речі цих закладів вже були укладені. Імператриця ж Єлизавета Олексіївна на питання про те, які йому до вподоби зробити розпорядження, з властивим їй російським патріотизмом зволила відповісти, що про державні установи вона не може робити розпоряджень, так як це стосується государя; про те ж, що особисто залежить від неї, вона зволила сказати, що вона остання виїде з Петербурга.
У Ганни Павлівни 26 го серпня, в самий день Бородінської битви, був вечір, квіткою яких мало бути читання листа преосвященного, написаного при посилці государеві образу преподобного угодника Сергія. Лист це шанувалося зразком патріотичного духовного красномовства. Прочитати його повинен був сам князь Василь, який славився своїм мистецтвом читання. (Він же читав і у імператриці.) Мистецтво читання вважалося в тому, щоб голосно, співучо, між оточенням завиванням і ніжним гомоном переливати слова, абсолютно незалежно від їх значення, так що абсолютно випадково на одне слово потрапляло завивання, на інші - нарікання. Читання це, як і всі вечори Ганни Павлівни, мало політичне значення. На цьому вечорі повинно було бути кілька важливих осіб, яких треба було присоромити за їх поїздки до французького театр і надихнути до патріотичного настрою. Вже досить багато зібралося народу, але Анна Павлівна ще не бачила в вітальні всіх тих, кого потрібно було, і тому, не приступаючи ще до читання, заводила загальні розмови.

Чи знаєте ви, що таке уявний експеримент, gedanken experiment?
Це неіснуюча практика, потойбічний досвід, уява того, чого немає насправді. Уявні експерименти подібні снам наяву. Вони народжують чудовиськ. На відміну від фізичного експерименту, який є досвідченою перевіркою гіпотез, "уявний експеримент" фокусніческі підміняє експериментальну перевірку бажаними, що не перевіреними на практиці висновками, маніпулюючи логікообразнимі побудовами, реально порушують саму логіку шляхом використання недоведених посилок в якості доведених, тобто шляхом підміни. Таким чином, основним завданням заявників "уявних експериментів" є обман слухача або читача шляхом заміни реального фізичного експерименту його "лялькою" - фіктивними міркуваннями під чесне слово без самої фізичної перевірки.
Заповнення фізики уявними, "уявними експериментами" призвело до виникнення абсурдною сюрреалістичної, заплутано-заплутаною картини світу. Справжній дослідник повинен відрізняти такі "фантики" від справжніх цінностей.

Релятивісти і позитивісти стверджують, що "уявний експеримент" вельми корисний Інтрументи для перевірки теорій (також виникають в нашому розумі) на несуперечливість. У цьому вони обманюють людей, так як будь-яка перевірка може здійснюватися лише незалежним від об'єкта перевірки джерелом. Сам заявник гіпотези не може бути перевіркою свого ж заяви, так як причина самого цієї заяви є відсутність видимих \u200b\u200bдля заявника протиріч в заяві.

Це ми бачимо на прикладі СТО і ОТО, що перетворилися на своєрідний вид релігії, керуючої наукою і громадською думкою. Ніяке кількість фактів, що суперечать їм, не може подолати формулу Ейнштейна: "Якщо факт не відповідає теорії - змініть факт" (В іншому варіанті "- Факт не відповідає теорії? - Тим гірше для факту").

Максимально, на що може претендувати "уявний експеримент" - це тільки на внутрішню несуперечливість гіпотези в рамках власної, часто аж ніяк не істинної логіки заявника. Відповідність практиці це не перевіряє. Справжня перевірка може відбутися тільки в дійсному фізичному експерименті.

Експеримент на те і експеримент, що він їсти не витончені думки, а перевірка думки. Несуперечлива всередині себе думка не може сама себе перевірити. Це доведено Куртом Геделем.

Для того щоб передавати різну інформацію, Спочатку повинна бути створено середовище її поширення, яка представляє собою сукупність ліній, або ж каналів передачі даних зі спеціалізованим приймально-передавальним устаткуванням. Лінії, або ж канали зв'язку, представляють собою сполучну ланку в будь-який сучасній системі передачі даних, і з точки зору організації поділяються на два основних типи - це лінії і канали.

Лінія зв'язку є безліч кабелів або ж проводів, за допомогою яких об'єднуються пункти зв'язку між собою, а абоненти об'єднуються з найближчими вузлами. При цьому канали зв'язку можуть бути створені самим різним чином в залежності від особливостей певного об'єкта і схеми.

Якими вони можуть бути?

Вони можуть являти собою фізичні провідні канали, які грунтуються на використанні спеціалізованих кабелів, а також можуть бути хвильовими. Хвильові канали зв'язку формуються для організації в певному середовищі всіляких видів радіозв'язку з використанням антен, а також виділеної смуги частот. При цьому як оптичні, так і електричні канали зв'язку також поділяються на два основних типи - це провідні та безпровідні. У зв'язку з цим оптичний і електричний сигнал може передаватися через дроти, ефір, а також безліч інших способів.

У телефонній мережі після того як буде набрано номер, канал утворюється на той час, поки буде присутній з'єднання, наприклад, між двома абонентами, а також поки буде підтримуватися сеанс голосового зв'язку. Провідні канали зв'язку формуються за допомогою використання спеціалізованого обладнання ущільнення, за допомогою якого можна протягом тривалого або ж короткого часу передавати через лінії зв'язку інформацію, яка подається з величезної кількості різних джерел. Такі лінії включають в себе одну або ж одночасно кілька пар кабелів і надають можливість передачі даних на досить велику відстань. Незалежно від того, які види каналів зв'язку розглядаються, в радіозв'язку вони представляють собою середовище передачі даних, яка організовується для якогось певного або ж одночасно декількох сеансів зв'язку. Якщо мова йде саме про декілька сеансах, то в такому випадку може застосовуватися так зване частотне розподіл.

Які є види?

Точно так же, як і в сучасних засобах зв'язку, існують різні види каналів зв'язку:

• Цифрові.
• Аналогові.
• Аналогово-цифрові.

цифрові

Даний варіант є на порядок більш дорогим у порівнянні з аналоговими. За допомогою таких каналів досягається гранично висока якість трансляції даних, а також з'являється можливість впровадження різних механізмів, за допомогою яких досягається абсолютна цілісність каналів, висока ступінь захищеності інформації, а також використання цілого ряду інших сервісів. Для того щоб забезпечити передачу аналогової інформації через технічні канали зв'язку цифрового типу, Ця інформація спочатку перетвориться в цифрову.

В кінці 80-х років минулого століття з'явилася спеціалізована цифрова мережа з інтеграцією послуг, більш відома сьогодні багатьом як ISDN. Передбачається, що така мережа з плином часу зможе перетворитися в глобальну цифрову магістраль, яка забезпечує з'єднання офісних і домашніх комп'ютерів, забезпечуючи їм чималу швидкість транслювання даних. Основні канали зв'язку даного типу можуть бути:

• Факс.
• Телефон.
• Пристрої передачі даних.
• Спеціалізоване обладнання для проведення телеконференцій.
• І безліч інших.

Як конкуренції таких засобів можуть виступати сучасні технології, Які сьогодні активно використовуються в мережах кабельного телебачення.

інші різновиди

Залежно від того, яка забезпечується швидкість передачі каналів зв'язку, вони поділяються на:

• Низькошвидкісні. До цієї категорії входять всілякі телеграфні лінії, які відрізняються надзвичайно низькою (майже відсутньої за нинішніми мірками) швидкістю передачі даних, яка досягає максимум 200 біт / с.
• Середньошвидкісні. Тут присутні аналогові телефонні лінії, що забезпечують швидкість передачі до 56000 біт / с.
• Високошвидкісні або ж, як їх ще називають, широкосмугові. Передача даних по каналах зв'язку даного типу здійснюється на швидкості понад 56000 біт / с.

Залежно від того, які передбачаються можливості організації напрямків передачі даних, канали зв'язку можуть поділятися на такі типи:

• Сімплексні. Організація каналів зв'язку даного типу забезпечує можливість транслювання даних тільки в якомусь певному напрямку.
• Напівдуплексні. Використовуючи такі канали, дані можуть передаватися як в прямому, так і в зворотному напрямках.
• Дуплексні або ж повнодуплексні. Використовуючи такі канали зворотнього зв'язку, Дані можуть одночасно транслюватися в прямому і зворотному напрямках.

провідні

Провідні канали зв'язку включають в себе масу паралельних або ж скручених мідних проводів, волоконно-оптичних ліній зв'язку, а також спеціалізованих коаксіальних кабелів. Якщо розглядати, які канали зв'язку використовують кабелю, варто виділити кілька основних:

• Кручена пара. Забезпечує можливість передачі інформації на швидкості до 1 Мбіт / с.
• Коаксіальні кабелі. До цієї групи належать кабелі формату TV, включаючи як тонкий, так і товстий. В даному випадку швидкість передачі даних вже досягає 15 Мбіт / с.
• Оптоволоконні кабелі. Найбільш сучасний і продуктивний варіант. Канали зв'язку передачі інформації даного типу передбачають швидкість близько 400 Мбіт / с, що значно перевищує всі інші технології.

Кручена пара

Являє собою ізольовані провідники, які між собою попарно звиваються для того, щоб значно знизити наведення між парами і провідниками. Варто зазначити, що на сьогоднішній день існує сім категорій кручених пар:

• Перша і друга застосовуються для того, щоб забезпечити низкоскоростную передачу даних, причому перша являє собою стандартний, добре відомий всім телефонний дріт.
• Третя, четверта та п'ята категорії використовуються для забезпечення швидкостей передачі до 16, 25 і 155 Мбіт / с, при цьому різні категорії передбачають різну частоту.
• Шоста і сьома категорії є найбільш продуктивними. Мова йде про можливість передачі даних на швидкості до 100 Гбіт / с, що представляє собою найпродуктивніші характеристики каналів зв'язку.

Найбільш поширеною на сьогоднішній день є третя категорія. Орієнтуючись на різні перспективні рішення, що стосуються необхідності постійно розвивати пропускну здатність мережі, найбільш оптимальним буде використовувати мережі зв'язку (канали зв'язку) п'ятої категорії, які забезпечують швидкість транслювання даних через стандартні телефонні лінії.

Коаксіальний кабель

Спеціалізований мідний провідник полягає всередину циліндричної екрануючої захисної оболонки, яка в'ється з досить тонких жилок, а також є повністю ізольованою від провідника за допомогою діелектрика. Від стандартного телевізійного кабелю такої відрізняється тим, що в ньому присутня хвильовий опір. Через такі інформаційні канали зв'язку дані можуть передаватися на швидкості до 300 Мбіт / с.

Даний формат кабелів підрозділяється на тонкий, який має товщину 5 мм, а також товстий - 10 мм. В сучасних ЛВС найчастіше прийнято використовувати тонкий кабель, так як він відрізняється простотою в прокладанні і монтажу. Гранично висока вартість при непростий прокладці досить сильно обмежують можливості використання таких кабелів в сучасних мережах передачі інформації.

Мережі кабельного телебачення

Такі мережі грунтуються на застосуванні спеціалізованого коаксіальногокабелю, аналоговий сигнал через який може транслюватися на відстань до декількох десятків кілометрів. Типова мережа кабельного телебачення відрізняється деревовидної структурою, в якій основний вузол отримує сигнали з спеціалізованого супутника або ж через ВОЛЗ. На сьогоднішній день активно використовуються такі мережі, в яких використовується волоконно-оптичний кабель, за допомогою якого забезпечується можливість обслуговування великих територій, а також транслювання більш об'ємних даних, зберігаючи при цьому гранично висока якість сигналів при відсутності повторителей.

При симетричній архітектурі зворотний і прямий сигнали транслюються за допомогою єдиного кабелю в різних діапазонах частот, і при цьому з різними швидкостями. Відповідно, зворотний сигнал повільніше прямого. У будь-якому випадку, використовуючи такі мережі, можна забезпечити швидкість передачі даних в кілька сотень разів більше в порівнянні зі стандартними телефонними лініями, В зв'язку з чим останні вже давним-давно перестали використовувати.

В організаціях, в яких встановлюються власні кабельні мережі, найбільш часто використовуються симетричні схеми, так як в даному випадку як пряма, так і зворотна передача даних здійснюється з однаковою швидкістю, яка становить приблизно 10 Мбіт / с.

Особливості використання проводів

Кількість проводів, які можуть використовуватися для об'єднання домашніх комп'ютерів і різної електроніки, збільшується з кожним роком. Згідно зі статистикою, отриманою в процесі досліджень професійними фахівцями, в 150-метровій квартирі прокладається приблизно 3 км різних кабелів.

У 90-ті роки минулого століття британська компанія UnitedUtilities запропонувала досить цікаве рішення даної проблеми за допомогою власної розробки під назвою DigitalPowerLine, більш відомої сьогодні по скороченню DPL. Компанія запропонувала використовувати стандартні силові електромережі в якості середовища для забезпечення високошвидкісного транслювання даних, здійснюючи передачу пакетів інформації або ж голоси через звичайні електричні мережі, напруга яких становило 120 або 220 В.

Найбільш успішною з цієї точки зору є ізраїльська компанія під назвою Main.net, яка першою випустила технологію PLC (PowerlineCommunications). За допомогою даної технології передача голосу або ж даних здійснювалася зі швидкістю до 10 Мбіт / с, при цьому потік інформації розподілявся на кілька низькошвидкісних, які передавалися на окремих частотах, і в кінцевому підсумку знову об'єднувалися в єдиний сигнал.

Використання технології PLC на сьогоднішній день є актуальним тільки в умовах транслювання даних на невеликій швидкості, в зв'язку з чим використовується в домашній автоматиці, різних побутових пристроях і іншому обладнанні. За допомогою такої технології досягається можливість виходу в інтернет на швидкості близько 1 Мбіт / с для тих додатків, яким потрібна висока швидкість з'єднання.

При невеликій відстані між будівлею і проміжної приймально-передавальної точкою, якої служить трансформаторна підстанція, швидкість транслювання даних може досягати 4.5 Мбіт / с. Використання даної технології активно здійснюється при формуванні локальної мережі в якомусь житловому будинку або ж невеликому офісі, так як мінімальна швидкість передачі забезпечує можливість покриття відстані до 300 метрів. За допомогою цієї технології забезпечується можливість реалізації різних послуг, пов'язаних з дистанційним моніторингом, охороною об'єктів, а також управлінням режимами об'єктів і їх ресурсами, що входить в елементи інтелектуального будинку.

Оптоволоконний кабель

Даний кабель складається зі спеціалізованого кварцового сердечника, діаметр якого становить всього лише 10 мікронів. Цей сердечник оточується унікальною відбиває захисною оболонкою, зовнішній діаметр якої становить близько 200 мікрон. Передача даних здійснюється за допомогою трансформації електричних сигналів в світлові, використовуючи, наприклад, який-небудь світлодіод. Кодування даних здійснюється за допомогою зміни інтенсивності світлового потоку.

Здійснюючи передачу даних, промінь, який відбивається від стінок волокна, в якому підсумку надходить на приймальний кінець, маючи при цьому мінімальне загасання. За допомогою такого кабелю досягається гранично високий ступінь захисту від впливу з боку будь-яких зовнішніх електромагнітних полів, а також досягається досить висока швидкість передачі даних, яка може досягати 1000 Мбіт / с.

Використовуючи оптоволоконний кабель, є можливість одночасної організації роботи відразу декількох сотень тисяч телефонних, відеотелефон, а також телевізійних каналів. Якщо говорити про інші переваги, властивих таким кабелям, варто відзначити наступні:

• Гранично висока складність несанкціонованого підключення.
• Максимально високий ступінь захисту від будь-яких загорянь.
• Досить висока швидкість передачі даних.

Однак якщо говорити про те, які недоліки мають такі системи, варто виділити те, що вони є досить дорогими і обумовлюють необхідність в трансформації світлових лазерів в електричні і навпаки. Використання таких кабелів в переважній більшості випадків здійснюється в процесі прокладки магістральних ліній зв'язку, а унікальні властивості кабелю зробили його ще і досить поширеним серед провайдерів, які забезпечують організацію мережі інтернет.

комутація

Крім усього іншого, канали зв'язку можуть бути комутованими або ж некомутованими. Перші створюються тільки на певний час, поки потрібно передавати дані, в той час як некомутовані виділяються абоненту на конкретний проміжок часу, і не мають ніякої залежності від того, протягом якого часу здійснювалася передача даних.

WiMAX

Такі лінії, на відміну від традиційних технологій радіодоступу, можуть функціонувати також на відбитому сигналі, який не перебуває у прямої видимості тієї чи іншої базової станції. Думка експертів сьогодні однозначно сходиться в тому, що такі мобільні мережі розкривають для користувачів величезні перспективи в порівнянні з фіксованим WiMAX, який є призначеним для корпоративних замовників. У цьому випадку інформація може транслюватися на досить велику відстань (до 50 км), при цьому характеристики каналів зв'язку даного типу включають в себе швидкість до 70 Мбіт / с.

Супутникові

Супутникові системи передбачають використання спеціалізованих антен СВЧ-діапазону частот, які використовуються для прийому радіосигналів від будь-яких наземних станцій, і потім ретранслюють отримані сигнали назад на інші наземні станції. Варто зазначити, що такі мережі передбачають використання трьох основних видів супутників, розташованих на середніх або низьких, а також геостаціонарних орбітах. У переважній більшості випадків прийнято запускати супутники групами, так як, розносячись один від одного, з їх допомогою забезпечується охоплення всієї поверхні нашої планети.

Для оцінки якості каналів передачі даних можна використовувати такі характеристики:

швидкість передачі даних по каналу зв'язку;

пропускну здатність каналу зв'язку;

достовірність передачі інформації;

надійність каналу зв'язку.

Швидкість передачі даних. Розрізняють Бодов (модуляційну) і інформаційну швидкості (bit rate). Інформаційна швидкість - визначається кількістю бітів, що передаються по каналу зв'язку за одну секунду біт / с, що в англомовному варіанті позначається як bps.

Бодов швидкість вимірюється в бодах (baud). Ця одиниця швидкості отримала свою назву за прізвищем французького винахідника телеграфного апарату Emilie Baudot - Е. Бодо. Бод - це число змін стану середовища передачі в секунду (або числом змін сигналу в одиницю часу). Саме Бодов швидкість визначається смугою пропускання лінії. Швидкість передачі інформації 2400 бод означає, що стан переданого сигналу змінювалося 2400 разів в секунду, що еквівалентно частоті 2400 Гц.

Для ілюстрації цих понять звернемося до передачі цифрових даних по звичайних телефонних каналах зв'язку. У самих ранніх моделях модемів, ці дві швидкості збігалися. Сучасні модеми кодують кілька бітів даних в одну зміну стану аналогового сигналу і очевидно, що швидкість передачі даних і швидкість роботи каналу в цьому випадку не збігаються. Якщо на бодовом інтервалі (між сусідніми змінами сигналу) передається N біт, то число значень модулируемого параметра несучої (переносника) дорівнює 2 N. Наприклад, при числі градацій 16 і швидкості 1200 бод одному боду відповідає 4 біт / с і інформаційна швидкість складе 4800 біт / с, тобто бітрейтом в секунду перевищує швидкість в бодах. Зокрема, модеми на 2 400 і 1 200 біт / с передають 600 бод, а модеми на 9 600 і 14 400 біт / с- 2 400 бод.

В аналогових телефонних мережах швидкість передачі даних визначається типом протоколу який підтримують обидва модему, що беруть участь в з'єднанні. Так, сучасні модеми працюють по протоколах V.34 + зі швидкістю до 33600 біт / с або по протоколу асиметричного обміну даними V.90 зі швидкістю передачі до 56 Kbps.

Стандарт V.34 + дозволяє працювати по телефонних лініях практично будь-якої якості. Первісне з'єднання модемів відбувається по асинхронному інтерфейсу на мінімальній швидкості 300 біт / с, що дозволяє працювати на найгірших лініях. Після тестування лінії вибираються основні параметри передачі (частота несучої 1,6-2,0 КГц, спосіб модуляції, перехід в синхронний режим) які в наслідку можуть динамічно змінюватися без розриву зв'язку, адаптуючись до зміни якості лінії.

Протокол V.90 був прийнятий Міжнародним Союзом Електрозв'язку (МСЕ) в лютому 1998 р Відповідно до цього стандарту модеми, встановлені у користувача, можуть приймати дані від провайдера мережі (вхідний потік - Downstream) на швидкості 56 Kbps, а посилати (вихідний потік - Upstream) - на швидкості до 33,6 Kbps. Досягається це за рахунок того, що дані на вузлі мережі, підключеного до цифрового каналу, піддаються тільки цифровому кодуванню, а не аналого-цифровому перетворенню, яке завжди вносить шум дискретизації і квантування. На стороні користувача через "останньої аналогової милі" відбувається і цифро-аналогове (в модемі) і аналого-цифрове перетворення (на АТС), тому збільшення швидкості неможливо. Очевидно, що застосувати таку схему вдається тільки там, де один з модемів має доступ до цифрового каналу. Практично тільки провайдер мережі Інтернет може бути пов'язаний з АТС користувача цифровим каналом.

Для з'єднань типу абонент-абонент по комутованої телефонної мережі загального користування нова технологія непридатна і робота можлива тільки на швидкості не вище 33,6 Kbps.

Швидкості передачі цифрової інформації для ЛВС різних типів приведені в таблиці 2.1, а для глобальних мереж в таблиці 2.2.

Таблиця 2.1

Тип мережі (протокол канального рівня)	Вид лінії передачі даних
	Товстий коаксіальний кабель (10Base-5) Тонкий коаксіальний кабель (10base-2) Неекранована кручена пара UTP категорії 3 (10Base-T) Оптоволокно (10Base-F)
	Оптоволокно (100Base-FX)
Gigabit Ethernet	Багатомодове оптоволокно (1000Base-SX) Одномодовое оптоволокно (1000Base-LX) Твінаксіальний кабель (1000Base-СX)
Token Ring (High Speed Token Ring)	оптоволокно
FDDI (Fiber Distributed Data Interface)	оптоволокно

Таблиця 2.2

Ієрархія швидкостей цифрових каналів глобальних мереж

Тип мережі	Тип інтерфейсу і лінії передачі даних		Швидкість передачі даних, Мбіт / с
	T1 / E1, кабель з 2-ух кручених пар T2 / E2, коаксіальний кабель T3 / E3, коаксіальний і оптичний кабель або радіолінії СВЧ
	STS-3, OC-3 / STM-1 STS-9, OC-9 / STM-3 STS-12, OC-12 / STM-4 STS-18, OC-18 / STM-6 STS-24, OC-24 / STM-8 STS-36, OC-36 / STM-12 STS-48, OC-48 / STM-16
	BRI (базовий) PRI (спеціальний)
	Абонент-мережу (Upstream) Мережа-абонент (Downstream)

На ВОЛЗ досягнуті рекордні швидкості передачі інформації. В експериментальній апаратурі з використанням методу мультиплексування з поділом каналів по довжинах хвиль (WDM - Wavelengths Division Multiplexing) досягнута швидкість 1100 Гбіт / с на відстані 150 км. В одній з діючих систем на основі WDM передача йде зі швидкістю 40 Гбіт / с на відстані до 320 км. У методі WDM виділяється кілька несучих частот (каналів). Так, в останній згаданій системі є 16 таких каналів поблизу частоти 4 * 10 5 ГГц, віддалених один від одного на 10 3 ГГц, в кожному каналі досягається швидкість 2,5 Гбіт / с.

Максимально можлива інформаційна швидкість, пропускна спроможністьC (bandwidth) пов'язана з пропускною здатністю F (точніше з верхньої частотою смуги пропускання) каналу зв'язку формулою Хартлі-Шеннона. Нехай N - число можливих дискретних значень сигналу, наприклад число різних значень модулируемого параметра. Тоді на одну зміну величини сигналу, відповідно до формули Хартлі, доводиться не більше I \u003d log 2 N біт інформації.

Максимальну інформаційну швидкість передачі можна визначити як

С \u003d log 2 N / t,

де t - тривалість перехідних процесів, приблизно рівна (3-4) Т В, а Т В \u003d 1 / (2πF). тоді

біт / с,(2.1)

У разі каналу з перешкодами кількість помітних значень модульованого сигналу N повинно бути ≤ 1 + A, де A - відношення потужностей сигналу і перешкоди.

Для користувачів обчислювальних мереж значення мають не абстрактні біти в секунду, а інформація, одиницею виміру якої є байти або знаки. Тому більш зручною характеристикою каналу є його реальна або ефективна швидкість, Яка оцінюється кількістю знаків (символів), переданих по каналу за секунду (cps, character per second), не включаючи службову (наприклад, біти початку і кінця блоку, заголовки блоків і контрольні суми).

Ефективна швидкість залежить від ряду факторів, серед яких не тільки швидкість передачі даних, але і спосіб передачі, і якість каналу зв'язку, і умови його експлуатації, і структура повідомлень. Наприклад, так як в середньому, при асинхронному методі передачі даних через модем кожним 10 переданим бітам відповідає 1 байт або 1 символ повідомлення, то 1 cps \u003d 10 bps. Для підвищення ефективної швидкості передачі використовуються різні методи стиснення інформації, що реалізуються як самими модемами, так і комунікаційним ПО.

Істотною характеристикою будь-якої комунікаційної системи є достовірність переданої інформації. Достовірність передачі інформації або рівень помилок (Error ratio) оцінюють або як ймовірність безпомилкової передачі блоку даних, або як відношення кількості помилково переданих бітів до загальної кількості переданих бітів (одиниця виміру: кількість помилок на знак - помилок / знак) Наприклад, ймовірність 0,999 відповідає 1 помилку на 1000 біт (дуже поганий канал). Необхідний рівень достовірності повинні забезпечувати як апаратура каналу, так і стан лінії зв'язку. Недоцільно використовувати дорогу апаратуру, якщо лінія зв'язку не забезпечує необхідних вимог по завадостійкості.

При передачі даних в обчислювальних мережах цей показник повинен лежати в межах 10 -8 -10 -12 помилок / знак, тобто допускається не більше однієї помилка на 100 мільйонів переданих бітів. Для порівняння, допустима кількість помилок при телеграфного зв'язку становить приблизно 3 · 10 -5 на знак.

Нарешті, надійність комунікаційної системи визначається або часткою часу справного стану в загальному часу роботи, або середнім часом безвідмовної роботи в годинах. Друга характеристика дозволяє більш ефективно оцінити надійність системи.

Для обчислювальних мереж середній час безвідмовної роботи має бути досить великим і складати, як мінімум, кілька тисяч годин

Мережеві технології, канали зв'язку і їх основні характеристики.

Ц їли:

Навчати основам мережевих технологій.

Розвивати пізнавальний інтерес.

Виховувати інформаційну культуру.

П роверка домашнього завдання.

Х од уроку:

мережева технологія - це узгоджений набір стандартних протоколів та програмно-апаратних засобів (наприклад, мережевих адаптерів, Драйверів, кабелів і роз'ємів), достатній для побудови обчислювальної мережі.
Сьогодні Інтернет - це об'єднання великої кількості мереж. Кожна мережа складається з десятків і сотень серверів. Сервери з'єднані між собою безпосередньо різними лініями зв'язку: кабельними, наземної радіозв'язком, супутникової радіозв'язком. До кожного серверу підключається велика кількість комп'ютерів і локальних комп'ютерних мереж, Які є клієнтами мережі. Клієнти можуть з'єднуватися з сервером не тільки по прямих лініях, а й по звичайних телефонних каналах.
каналами зв'язку називають технічні засоби, що дозволяють здійснювати передачу даних на відстані. У розглянутому нами контексті каналами зв'язку будемо називатизасоби встановлення зв'язку для передачі інформації між віддаленими комп'ютерами . В якості технічних засобів передачі інформації можуть використовуватися звичайні канали зв'язку (телефонні, телеграфні, супутникові та т. д.). Зараз більш прогресивними засобами вважаються канали зв'язку, побудовані спеціально для передачі цифрової інформації. До таких належать, наприклад, оптоволоконні мережі.

Основними характеристиками каналів зв'язку єпропускна спроможність ізавадостійкість . Пропускна спроможність відображає здатність каналу передавати задану кількість повідомлень за одиницю часу. даний параметр залежить від фізичних властивостей каналу зв'язку. Іншими словами,пропускна спроможність - це обсяг даних, переданих модемом в одиницю часу, без урахування додаткової службової інформації, наприклад стартового і стопового бітів, початкових кінцевих записів Стоків і т. Д.
перешкодостійкість задає параметр рівня спотворення переданої інформації. Для того щоб уникнути зміни або втрати інформації при її передачі, використовують спеціальні методи, що дозволяють скоротити вплив шумів.

Класифікація комп'ютерних каналів зв'язку:

за способом кодування:цифрові іаналогові ;

за способом комунікації:виділені (Постійне з'єднання) ікомутовані (Тимчасове з'єднання);

за способом передачі сигналу:кабельні (Кручена пара, коаксіальний кабель, оптико-волоконні, оптичні (світловоди), радіорелейні, бездротові, супутникові;телефонні , радіо (Радіорелейні, супутникові).

Кручена пара складається з двох ізольованих проводів, свити між собою. Скручування дротів зменшує вплив зовнішніх електромагнітних полів на сигнали, що передаються.

Коаксіальний кабель в порівнянні з кручений парою володіє більш високу механічну міцність, перешкодозахищеність.

Оптоволоконний кабель - ідеальна передає середовище, він не схильний до дії електромагнітних полів і сам практично не має випромінювання.

Лінії зв'язку:
Радіорелейні лінії зв'язку (РРЛ) призначені для передачі сигналів в діапазонах дециметрових, сантиметрових і міліметрових хвиль. Передача ведеться через систему ретрансляторів, розташованих на відстані прямої видимості.

Бездротове мережеве обладнання призначене для передачі по радіоканалах інформації між комп'ютерами, мережними та іншими спеціалізованими пристроями.

Супутникові лінії зв'язку працюють в 9 - 11 діапазонах частот і, в перспективі, в оптичних спектрах. У цих системах сигнал з земної станції посилається на супутник, який містить приймально-передавального апаратуру, там посилюється, обробляється і надсилається назад на Землю, забезпечуючи зв'язок на великі відстані і перекриваючи великі площі.

Канали зв'язку діляться насімплексні ідуплексні . В одному випадку інформація передається тільки в одному напрямку, що є менш ефективним засобом. В іншому випадку інформація передається в двох напрямках, причому одночасно можуть передаватися кілька повідомлень.

Як фізичного процесу, який здійснює передачу даних на відстані, використовуютьсигнали . На цей процес можуть впливати різні явища, що створюютьперешкоди (Наприклад, це може бути напруга стороннього походження, що з'являється в каналах зв'язку і обмежує дальність передачі корисних сигналів).

Залежно від джерела виникнення і від характеру їх впливу перешкоди діляться на:

власні перешкоди каналу зв'язку;

взаємні , Створювані впливом каналів один на одного;

зовнішні - від сторонніх електромагнітних полів.

Практика показала, що позбавлення від шумів (перешкод) неможливо через природні (непереборних) причин їх виникнення. Тоді була запропонована ідея пошуку можливості захисту в самому переданому тексті (К.Е. Шеннон). Найкращим способом стало використання надлишкового коду. Функція захисту інформації при передачі по каналах зв'язку включає три компоненти:підтвердження , виявлення помилок іповідомлення про них, повернення в початковий стан. Інформація кодується відповідним чином, разом з основним змістом передається інформація про розмір переданої інформації. При отриманні інформації звіряється інформація про довжину повідомлення з вихідним станом, При розбіжності значень в пункт передачі інформації передається сигнал про необхідність повторної пересилки.

Проксі-сервер - проміжний, транзитний веб-сервер, який використовується як посередник між браузером і кінцевим веб-сервером. Основна причина використання проксі-сервера - економія обсягу передачі інформації і збільшення швидкості доступу за рахунок кешування. Наприклад, якщо більшість співробітників компанії часто користуються одним і тим же веб-сервером, що містить актуальний курс валют, то ця інформація збережеться в проксі, і, таким чином, сторінки будуть запитані з оригінального сервера всього 1 раз. При використанні проксі компанії потрібен всього один публічний IP-адресу.

Протокол (protocol) - сукупність правил, що регламентують формат і процедури обміну інформацією між двома незалежними процесами або пристроями.

Протокол мережевий (network protocol) - сукупність правил і угод, що використовуються при передачі даних.

Розрізняють три основних типи протоколів, що працюють в різних мережах і з різними операційними системами: Novell IPX (Inter Packet Exchange), TCP / IP, NetBEUI (Network BIOS User Interface).
Протокол управління передачею / міжмережевий протокол TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) - набір протоколів, розроблений для Інтернету і став його основою. TCP гарантує, що кожен посланий байт дійде до одержувача без втрат. IP привласнює локальні IP-адреси фізичним мережевих адрес, забезпечуючи тим самим адресний простір з яким працюють маршрутизатори.

У сімейство TCP / IP входять:

протокол Telnet, який дозволяє віддаленим терміналам підключатися до віддалених вузлів (комп'ютерів);

система доменної адресації DNS, що дає можливість користувачам адресуватися до вузлів мережі по символьному доменному імені замість цифрового IP-адреси;

протокол передачі файлів FTP, який визначає механізм зберігання і передачі файлів;

протокол передачі гіпертексту HTTP.

Запитання і завдання

Що називається мережевими технологіями?

Що таке канали зв'язку?

Назвіть основні характеристики каналів зв'язку.

Наведіть класифікацію каналів зв'язку.

Що таке проксі-сервер?

Що таке протоколи?

Яку функцію виконує протокол TCP / IP?

Домашнє завдання : Конспект.