ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 49
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Узел – монитор используется для запуска маркера и очистки кольца от мусора в том случае, если отправитель по каким-то причинам не удалил свои пакеты. В его роли может выступать любая их станций.
Идея создания такой топологии связана с желанием уменьшить зависимость сети от центрального узла в топологии “звезда”, обеспечив при этом высокую скорость передачи данных. Действительно, вместо коммуникации всего управления сетью в центральном узле, здесь узлы сети выполнены в виде достаточно простых повторителей.
В кольцевых сетях передача информации выполняется в одном направлении - это объясняется тем, что для такой передачи требуются более простые повторители и протоколы передачи. Значит, чем проще устройство в исполнении, тем выше надежность. В отличие от других топологий, маршрутизация в сетях “кольцо” осуществляется до тех пор, пока пакет не будет принят или удален каким-либо из узлов.
Вследствие однонаправленности передачи такая сеть идеально подходит для использования оптоволокна. Стоимость монтажа сетей этой топологии зависит от используемой среды передачи сигнала. В качестве среды передачи можно использовать любые известные средства кроме радиосигнала.
Надежность сети зависит от надежности повторителей и каждой отдельной линии. Для повышения надежности используют обходные пути.
Но, при выходе из строя двух смежных участков, этот способ может быть недопустим вследствие превышения максимально допустимой длины кабеля между повторителями.
Достоинства кольцевых ЛВС:
· отсутствует зависимость от центрального узла;
· простое обнаружение отказа узлов;
· скорость передачи выше, чем у “звезды”;
· простая маршрутизация;
· малая вероятность ошибок;
· возможность использования смешанной среды передачи.
Недостатки:
· повторители вносят задержку сигнала;
· ограниченное расстояние между повторителями;
· трассировка кабеля может быть сложной.
· остановка сети при добавлении новой станции.
1.2.3. Петлевая топология.
Петлевая сеть по форме похожа на кольцевую и отличается от нее методом разделения передающей среды. Здесь один из узлов (контроллер) полностью определят, какой узел может использовать сеть и для каких целей. Это достигается циклическим опросом каждого узла.
Петлевые сети наилучшим образом подходит для работы с низкоскоростными устройствами, например с терминалами в системе с разделением времени. Контроллер сети отвечает за работу терминалов, и может являться частью другой сети, например звезды, располагаясь на одном из радиусов.
Вследствие концентрированности управления в одном месте, приоритеты устройств устанавливаются просто. Повторители используются по причине централизованного контроля доступа.
Достоинства:
· удобны для связи устройств с малыми вычислительными возможностями;
· имеют низкую стоимость установки кабеля;
· легко подключаются новые устройства.
Недостатки:
· функционирование сети зависит от контроллера;
· низкие скорости передачи;
· взаимодействие типа “устройство-устройство” подменяется взаимодействием “устройство-контроллер”.
1.2.4. Шинная топология.
Эта сеть представляет собой сегмент кабеля не замкнутый в кольцо. Устройства подключены к шине с некоторыми интервалами. Места врезки в кабель и подключения и подключения устройств называются узлами.
В такой сети существует два способа передачи информации в шину:
· широковещательный (немодулированный сигнал) - информация поступает через узел в шину и распространяется во все стороны со скоростью ¾ скорости света. Ее могут принимать все узлы. То есть шина является как бы “эфиром” куда передатчик передает информацию антенну, а принимает эту передачу настроенный на нее приемник.
· Модулированный сигнал – здесь несколько передатчиков работает в собственных частотных диапазонах. Приемники также настраиваются на определенную волну. Если диапазоны не очень близки, то помехи между ними не существенны.
Шинная сеть с передачей немодулированных сигналов.
В такой сети сигнал не модулируется и сигнал предается в виде серии импульсов (нулей и единиц). Временной интервал разделяется между всеми пользователями, в каждый момент передачу может вести только один узел. Если это не соблюдается, то информация будет искажена. Способ выделения тактов и составляет суть разделения методов, применяемых в таких сетях.
Среда передачи является, полностью пассивной и в ней нет активных элементов, таких как преобразователи, повторители и т.п. На обоих концах кабеля обычно располагаются терминаторы (сопротивления) препятствующих появлению паразитных сопротивлений волны.
Типичный метод подключается с такой сети и имеет вид:
Врезка обеспечивает электрические или электронные подключения к передающей среде. Она является эквивалентом радиоантенны. Интерфейсный модуль выполняет преобразование данных, поступающих от подключенного устройства: помещает их в пакет, снабжает его адресами получателя и отправителя, информацией, позволяющей осуществить контроль ошибок и другой управляющей информацией. Затем в положенное время передает его в сеть. Интерфейс также осуществляет повторную передачу в случае возникновения ошибок. Отправленную таким образом информацию “слышат” все устройства, находящиеся в сети. Интерфейс выделяет адресованные для устройства блоки и игнорирует все остальные.
Предающей средой в таких сетях является обычно коаксиальный кабель, который позволяет производить врезку без разрыва.
Достоинства:
· среда полностью пассивна;
· легко подключаются новые устройства;
· к одному интерфейсному модулю могут быть подключены несколько медленно действующих устройств;
· монтаж сети прост.
Недостатки:
· имеющий соответствующее оборудование может прослушивать передачи, не будучи обнаруженным;
· для связи со средой требуется “интеллектуальное” устройство;
· обычные терминалы подключаются только через сложные модули;
· иногда происходит интерференция сообщений в шине;
· нет автоматического подтверждения приема.
Шинная сеть с передачей модулированных сигналов.
Как уже говорилось ранее, такая сеть очень похожа на радиоканал, в котором для различия служб выделены различные частоты. В сети радиоэфир заменяется кабелем, по которому и осуществляется передача на радиочастоте, при соответствующем модулировании радиочастот.
Подобный метод используется в кабельном телевидении. По одному кабелю передается несколько телеканалов. Такая сеть может охватывать широкое пространство, вследствие несложного усиления сигнала. Оборудование для подобных сетей отличается простотой и надежностью, а ширина полосы пропускания может быть разделена для передачи речи, изображений, данных и т.п.
Достоинства:
· может быть охвачена большая территория;
· сеть легко развивать;
· установка и трассировка кабеля легко осуществима;
· возможна совместная передача данных, изображения и речи.
Недостатки:
· радиочастотные модемы дороги;
· линейные усилители или повторители должны быть постоянно обеспечены электроэнергией.
1.2.5 Древовидная сеть.
Древовидная сеть представляет собой несколько шин соединенных друг с другом. Обычно имеется магистральная шина, к которой и подключаются боковые. Древовидная шина такого вида наиболее подходит для передача модулированных сигналов. Одна частота используется для передачи, а другая для приема сигнала. Средой передачи является коаксиальный кабель.
Значительно сложнее организовать древовидную шину с передачей не модулированных сигналов – необходим тщательный подбор кабельных ответвлений, поскольку в противном случае сигналы в ответвлениях будут проходить с различными скоростями и отражаться различным образом. Подобная сеть имеет значительно боле низкую скорость передачи, чем сеть с единственной шиной. В качестве передающей среды используют многожильный кабель. Примером немодулированной древовидной сети является Ethernet. Достоинства и недостатки древовидных сетей аналогичны достоинствам и недостаткам сетей с обычной шинной архитектурой.
1.2.6. Смешанная и полносвязная сети.
Если узлы сети соединены более сложным способом, который нельзя классифицировать как один из вышерассмотренных, то сеть – смешанная. Если каждый узел сети непосредственно соединен с любым другим узлом каналом, то сеть называют полносвязной.
1.3. Физическая среда передачи сигнала.
Любая физическая среда, способная передавать информацию с помощью электромагнитных колебаний может использоваться в локальной сети. В основном применение нашли витые пары проводов, коаксиальные и волоконно-оптические кабели. При выборе конкретного вида передающей среды важную роль играют такие критерии как стоимость монтажа, скорость передачи, максимальная длина линии без повторителей, информационная безопасность и т.п.
Рассмотрим подробнее характеристики и свойства каждого вида:
Витая пара проводов.
Витая пара используется в телефонных соединениях. Внутри изоляционной оболочки кабеля находится четыре пары проводников диаметром 1 мм. Каждая пара свита в виде спирали для обеспечения постоянности и предсказуемости характеристик канала. Витые пары применяются, в основном, для передачи аналоговых сигналов, но могут быть применены и для цифровых данных, особенно в кольцевых сетях, где затухание сигнала и его рассеивание можно скомпенсировать более частым размещением повторителей (в Cambridge ring ). В ЛВС пары применяются, как правило, для передачи немодулированных сигналов, причем часть пар при этом отводится для передачи сигналов оповещения о передаче данных, одна пара – для передачи, и одна – для приема данных. Ширина полосы пропускания витой пары достаточно велика, поскольку они создавались для аналоговой телефонии. Скорость передачи может быть 10 и 100 Мбит/с в зависимости от качества витой пары. В настоящее время существуют тонкие витые пары 3-й и 5-й категории, экранированные и нет. Предназначаются они для внутренней проводки. Чем выше категория кабеля, тем плотнее скручены пары и выше помехоустойчивость. Для внешней проводки и соединения в монтажных шкафах применяют толстый экранированный кабель, содержащий до 150-и и более витых пар. Существенным недостатком пары является то, что даже заключенная в экранирующую оболочку, она подвержена влиянию электрических полей, что существенно ограничивает применение такого кабеля в промышленности. Например, расстояние между силовым кабелем и параллельно идущей витой парой должно быть не меньше 1м. При изгибе на 90 градусов радиус изгиба должен быть больше 3-х радиусов кабеля.
Но топологии сети, в которых можно применять разнородную среду передачи, к примеру “кольцо”, частично снимает проблему помех, поскольку участки, подверженные электрическому воздействию, могут быть заменены коаксиальным кабелем или оптоволокном.
Коаксиальный кабель.
Он состоит из центрального проводника, окруженного слоем изоляционного материала, который отделяет центральный проводник от внешнего проводящего экрана, покрытого слоем изоляции.
Экран представлять собой как сплошной металлический цилиндр, так и (что чаще) один или больше слоев плетеной проволоки. Центральный провод может быть как одножильным, так и многожильным. Коаксиальный кабель с многожильным центральным проводником лучше подходит для монтажа врезкой и имеет меньшее сопротивление. Коаксиальный кабель удобен для передачи как модулированных, так и немодулированных сигналов. Он легко поддается разрезанию на куски и прокладыванию специальными врезками, причем это не влияет на его электрические характеристики. Поэтому, коаксиальный кабель дороже витой пары, имеет лучшие электрические свойства, а простота монтажа позволяют использовать его в большинстве сетей.
Волоконно–оптический кабель.
Кабель состоит из светопроводящего наполнителя на кремниевой или пластмассовой основе, заключается в материал низким коэффициентом преломления светового луча. Передача осуществляется при помощи видимого или инфракрасного излучения. Оптоволоконные кабеля используются для внутренней проводки и прокладки внешней трассы между зданиями. Кабеля для внешнего монтажа как и витая пара могут быть многожильными и оснащаются внутри стальным тросом с усилием разрыва в несколько тонн. Для подключения одного ПК необходимо два световода, один для приема, а другой для передачи луча. Это обусловлено тем, что передача в оптической жиле может идти только в одном направлении.
Передаваемая информация преобразуется в излучение с помощью светодиода или лазера, а на противоположном конце кабеля находится фотодетектор с АЦП, производимый обратное преобразование. Для увеличения пропускной способности канала возможна передача в одном направлении нескольких лучей одновременно.
Волоконно-оптические кабеля могут быть одноммодовые и многомодовые (мод - луч). Многомодовый кабель содержит оптические жилы диаметром 50 мкм и может передавать в одном направлении несколько лучей света различной длины. Одномодовый кабель имеет диаметр жилы 8-10 мкм, и, естественно может передавать толь один луч. Одномодовые кабеля дороже, но для их