Файл: В россии в xvixvii веках появилось намного более передовое изобретение.docx

Структура, функции и характеристики систем телекоммуникации.

Телекоммуникационная система –  это совокупность аппаратно и программно совместимого оборудования, соединенного в единую систему с целью передачи данных из одного места в другое. На рисунке 7.1 показаны компоненты типичной телекоммуникационной системы. Телекоммуникационная система способна передавать текстовую, графическую, голосовую или видеоинформацию.



Рис. 7.1. Структура телекоммуникационной системы

В состав типичной коммуникационной системы входят серверы, пользовательские компьютеры, каналы связи (на рисунке они обозначены красными линиями), а также активное оборудование модемы, концентраторы и пр.

Основные компоненты телекоммуникационной системы:

1. 
   Серверы, хранящие и обрабатывающие информацию.
   
2. 
   Рабочие станции и пользовательские ПК, служащие для ввода запросов к базам данных, получения и обработки результатов запросов и выполнения других задач конечных пользователей информационных систем.
   
3. 
   Коммуникационные каналы – линии связи, по которым данные передаются между отправителем и получателем информации. Коммуникационные каналы используют различные типы среды передачи данных: телефонные линии, волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель, беспроводные и другие каналы связи.
   
4. 
   Активное оборудование – модемы, сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы и проч. Эти устройства необходимы для передачи и приема данных.
   
5. 
   Сетевое программное обеспечение, управляющее процессом передачи и приема данных и контролирующее работу отдельных частей коммуникационной системы.
   

Функции телекоммуникационной системы

Чтобы передать информацию из одного пункта и получить ее в другом, телекоммуникационной системе нужно выполнить некоторые операции, которые главным образом скрыты от пользователей.

Прежде, чем телекоммуникационная система передаст информацию, ей необходимо установить соединение между передающей (sender) и принимающей (receiver) сторонами, рассчитать оптимальный маршрут передачи данных, выполнить первичную обработку передаваемой информации (например, необходимо проверить, что ваше сообщение передается именно тому, кому вы его отослали) и преобразовать скорость передачи компьютера в скорость, поддерживаемую линией связи. Наконец, телекоммуникационная система управляет потоком передаваемой информации (трафиком).

---

 

Протоколы

Телекоммуникационная сеть обычно содержит разнообразные аппаратные и программные компоненты, которым необходимо работать совместно, чтобы передавать информацию. Различные компоненты сети "общаются" друг с другом, придерживаясь ряда правил, что и позволяет им работать всем вместе. Такой набор правил, регулирующий процесс передачи данных между двумя точками сети, называется протоколом (protocol).

Каждое устройство в сети должно правильно "понимать" протокол другого устройства.
Главные функции сетевых протоколов следующие: идентифицировать каждое устройство, участвующее в передаче данных, проверить, не нуждаются ли данные в повторной передаче, выполнить повторную передачу, если произошла ошибка.

Типы сигналов. Модемы.

Поток информации в телекоммуникационной системе передается в виде электронных сигналов. Сигналы бывают двух типов аналоговые и цифровые. Аналоговый сигнал представляет собой непрерывные колебания синусоидальной формы. Аналоговые сигналы используются в основном при передаче голоса.
Цифровой сигнал, в отличие от аналогового, является дискретным и имеет импульсную форму. С помощью цифровых сигналов информация передается, предварительно закодированная двумя дискретными значениями сигнала: 0 и Но в большинстве коммуникационных каналах нельзя передавать цифровые данные без некоторого преобразования – все цифровые сигналы должны быть преобразованы в аналоговые, прежде чем быть переданными по каналу связи.

Одним из устройств, применяющихся для преобразования сигналов, является модем (modem– MODulation/DEModulation, модуляция/демодуляция).
Модемы обычно применяют для передачи данных через обычные телефонные линии .

Схема работы модема приведена на рисунке 7.2.

На передающей стороне модем преобразует цифровые сигналы, идущие от компьютера, в аналоговые, которые можно передавать по телефонной линии. На принимающей стороне модем выполняет преобразование аналоговых сигналов в цифровые, понятные принимающему компьютеру, сигналы.

---

Рис. 7.2 Схема работы модема

Модем – это устройство, преобразующее цифровые сигналы, передаваемые компьютером, в аналоговую форму. На принимающей стороне модем выполняет обратное преобразование сигнала – из аналоговой формы в цифровую.

По исполнению модемы бывают внешними (internal) и внутренними (external).

Внешний модем представляет собой небольшую коробочку, на передней панели которого расположен блок индикаторов работы устройства. На задней панели находятся два гнезда для подключения кабеля, соединяющего модем с компьютером.

Модем обычно подключается к последовательному порту компьютера. Для соединения с компьютером используется кабель RS-232. Для подключения к телефонной сети используется кабель с разъемами RJ-11

Внутренний модем вставляется в свободный слот расширения как любая другая карта, например, видеоадаптер

Каналы связи

Каналы связи – это линии связи, по которым одно сетевое устройство передает данные другому.

Канал связи может использовать различные виды среды передачи данных: витую пару, коаксиальный кабель, волоконную оптику, радио- и инфракрасные волны, спутниковые линии связи. Каждый из типов каналов связи имеет свои преимущества и недостатки. Обычно высокоскоростные каналы боле дороги, зато по ним можно быстро передавать большие объемы данных (что снижает значение показателя цена/бит ).

• 
  Телефонные линии
  

В телефонных линиях в качестве среды передачи применяется двухжильный медный кабель.

Существуют два типа телефонных линий, по которым может осуществляться модемная связь.

Первый тип – это каналы общедоступной коммутируемой (dial-up) телефонной связи. Это самые обычные телефонные линии Они медленны, не очень надежны и требуют, чтобы пользователь вручную устанавливал соединения для каждого сеанса связи. Скорость передачи в обычных телефонных линиях невысока, от 14 до 56 Кбит/с. Тем не менее, именно телефонные линии, благодаря своей повсеместной распространенности, составляют основу многих сетей, в том числе мировой глобальной сети Интернет Некоторые организации практикуют установку временной связи по коммутируемой линии для передачи файлов или обновления баз данных.

Другой вид телефонных линий – арендуемые, или выделенные (dedicated)линии. От обычных телефонных линий их отличает то, что такой канал используется только для организации связи между двумя определенными пунктами. В случае использования выделенной линии нет

---

необходимости набирать номер абонента, с которым вы хотите связаться – у вас с ним проведена прямая линия связи, которая всегда к вашим услугам . Качество связи по выделенной линии обычно выше, чем связь по коммутируемой телефонной линии. Скорость передачи в выделенных линиях несколько выше – от 64 до 512 Кбит/с. Обычно владелец выделенной линии платит за ее использование некоторую постоянную сумму. Но нужно учитывать, что использовать выделенный канал можно только для передачи данных – для других целей, например для голосовой связи, он не подходит.

• 
  Коаксиальный кабель
  

Коаксиальный кабель (coaxial cable), используемый в телекоммуникационных сетях, очень похож на тот, который применяется в телевидении. Он содержит одну медную жилу в изоляции и металлической оплетке, выполняющей функцию экрана. Экран необходим для защиты от помех, что позволяет использовать этот тип кабеля на больших расстояниях, чем кабель типа витая пара. Этот вид кабеля нашел применение в локальных сетях Ethernet. Сегодня коаксиальный кабель постепенно выходит из употребления, главным образом из-за высокой стоимости и относительно небольшой скорости передачи данных (10 – 20 Мбит/с).

• 
  Кабель витая пара
  

Кабель типа витая пара (twisted pare) содержит несколько пар медных проводов. На сегодня этот тип кабеля наиболее распространен в локальных сетях. Многие новые здания строятся с заранее готовой кабельной системой, в которой используется кабель витая пара. При этом неиспользуемые для передачи цифровых данных пары проводов могут быть применены в других целях (например, для голосовой связи или сигнализации). Скорость передачи данных в сетях, где используется кабель витая пара, составляет от 10 Мбит/с до 100 Мбит/с.

Чаще всего применяется кабель типаUTP5 (UnscrewedTwistedPare) – неэкранированная витая пара, категория 5). В тех случаях, когда необходима защита данных от помех (например, от сильных электромагнитных полей), применяют экранированную витую пару. Кабель типа витая пара применяется в локальных сетях, создаваемых на основе технологий Ethernet и Fast Ethernet.

• 
  Волоконная оптика
  

Волоконно-оптический (fiber optic) кабель содержит тысячи стекловолокон

---

, каждая из которых тоньше человеческого волоса. Для передачи данные преобразуются не электрические сигналы, а в световые импульсы, которые передаются по оптоволокну с помощью лазерного устройства со скоростью от 500 Кбит до нескольких гигабит в секунду.

С одной стороны, волоконно-оптические линии связи значительно быстрее, легче и намного прочнее, чем медные провода, поэтому волоконная оптика используется в качестве каналов связи в тех системах, где нужно быстро передавать большие массивы данных.

С другой стороны, волоконно-оптический кабель требует больших затрат при прокладке, кроме того он более дорог. Его лучше всего использовать для магистральных линий (backbone), а для подключения к сети компьютеров пользователей применять витую пару. Впрочем, оптоволоконный кабель находит применение и в локальных сетях, где требуется высокая степень защиты данных от несанкционированного использования (например, в банках), так как подключиться к оптоволокну с цель перехвата данных невозможно.

• 
  Беспроводные каналы
  

Беспроводные каналы связи, использующие в качестве среды передачи радио или инфракрасные волны, не осуществляют физический контакт с передающими и принимающими устройствами. На сегодня такие каналы связи являются главной альтернативой контактным способам передачи данных на основе телефонных линий, витой пары и оптоволокна. Наиболее часто использующиеся сегодня устройства беспроводной передачи данных – пейджеры, сотовые телефоны, радиотелефоны, системы спутникового телевидения, системы микроволновой связи.

 К устройствам беспроводной связи также относятся пульты дистанционного управления бытовыми устройствами и другие системы инфракрасной (ИК) связи. Мы рассмотрим только те технологии, которые применяются в телекоммуникационных сетях передачи данных, а именно системы радиосвязи, спутниковой связи, а также ИК-устройства.


К системам микроволновой радиосвязи (microwave systems) относятся в основном наземные радиорелейные линии, которые в телекоммуникационных системах используются для передачи больших объемов информации между двумя пунктами. Микроволновые сигналы распространяются в пространстве по прямой линии, что ограничивает дальность передачи 40 – 50 километрами из-за кривизны земной поверхности. Еще один недостаток этих систем – зависимость от погодных условий.
Спутниковые системы связи (satellite communication systems) лишены недостатков, присущих радиорелейным линиям. В спутниковой системе сигналы

---