Особливості фізичних середовищ передачі даних.

Як фізичне середовище передачі можуть виступати кабелі зі скрученими парами проводів (кручені пари), коаксіальні кабелі, волокняно-оптичні кабелі, радіо-, інфрачервоні ІЧ- та НВЧ-канали.

У перелік параметрів середовища передачі мереж зв’язку входять смуга перепускання і швидкість передачі, здатність до двоточкової, багатоточкової і (чи) широкомовної передачі (тобто припустимі застосування), максимальна довжина і число таких, що підключаються кінцевих систем, топологічна гнучкість і трудомісткість прокладання, стійкість до перешкод та вартість.

Середовищем, що з’єднує передавач і приймач, інформація передається у виді сигналів, які можуть бути аналоговими чи дискретними (цифровими).

Смуга перепускання - область частот гармонійних коливань, що проходять середовищем передачі. Ширина смуги перепускання середовища повинна бути достатньою для проходження суттєвих амплітуд частотного спектра сигналів. При перевищенні спектром сигналів смуги перепускання, наприклад, за рахунок збільшення частоти зміни сигналів, середовище не встигає змінювати свій енергетичний стан, що приводить до перекручувань сигналів. Смуга перепускання виміряється в герцах, а швидкість передачі середовищем - у бітах за секунду. Швидкість залежить не тільки від смуги перепускання, але і від способів модуляції і кодування. Різні середовища передачі мають різну смугу перепускання і, відповідно, швидкості передачі.

Важливою характеристикою середовища передачі є здатність до широкомовлення, що залежить від її конструкції і реалізації. Наприклад, кручена пара більш придатна для зв’язку точка в точку, а грубіший коаксіальний кабель - для широкомовлення.

Сигнал у ході поширення середовищем утрачає свою потужність через розсіювання чи випромінювання. Загасання сигналу визначає максимально припустиму довжину середовища. Для збільшення довжини середовища звичайно застосовуються підсилювачі і повторювачі, що відновлюють рівень потужності сигналів.

Чим грубший кабель, тим сутужніше його прокладати через великий радіус заокруглення. Із іншого боку, грубіший кабель (вірніше, його центральна жила) має менше загасання і допускає велику максимальну довжину без підсилювачів сигналів.

Завадостійкість середовища визначається відношенням потужності сигналу до потужності шуму (виміряється в децибелах). Чим більше це відношення, тим вища завадостійкість.

Вартість середовища передачі складається з вартості власне її устаткування, вартості планування прокладання і розгортання середовища, вартості її експлуатації.

Основною перевагою кручених пар є низька вартість. Однак вони забезпечують відносно невисокі швидкості передачі даних (звичайно не більше 1 Мбіт/с), тому їх застосовують, як правило, для побудови мереж персональних ЕОМ автоматизованих установських інформаційних систем. Кручені пари піддаються електромагнітним наведенням, тому вони мало придатні для застосування в цехах промислових підприємств.

Кабельна система фірми ІBM для ЛВС персональних ЕОМ є спеціальний варіант стрічкової крученої пари. Вона має достатню гнучкість і легко прокладається, як і кожна кручена пара. Але вона дозволяє передавати дані з більшою швидкістю і може мати більшу довжину, ніж проста кручена пара (наприклад, зі швидкістю до 10 Мбіт/с на відстань до 1 км).

Коаксіальні кабелі володіють більш високою, ніж кручені пари, завадостійкістю. Існують тонкі вузькосмугові коаксіальні кабелі, що дозволяють передавати інформацію на відстань до 10 км зі швидкістю до 50 Мбіт/с, і товсті широкосмугові кабелі, що забезпечують передачу інформації зі швидкістю до 300-500 Мбіт/с на відстань до 50 км. Коаксіальні кабелі дорожче кручених пар, але вони мають кращі параметри.

Волокняно-оптичні кабелі застосовуються для передачі оптичних сигналів видимого й інфрачервоного (ІЧ) діапазонів із дуже високою швидкістю (до декількох Гбіт/с) і невеликих втрат (до 2 дб/км) на відстань до 5 км. Волокняно-оптичні кабелі дорожчі звичайних металевих і набагато менш зручні при монтажі. Крім того, для серійного виробництва не відпрацьована технологія розгалуження таких кабелів, що змушує застосовувати їх поки тільки для двоточкових з’єднань. Проте у тих випадках, коли необхідно забезпечити завадостійкий зв’язок і (чи) передачу гібридного трафіка, що складається з мови, даних і зображень, переваги таких кабелів є безперечними.

ОСНОВНІ ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ

1. Iнформацiйна мережа - [Information network, Информационная сеть]: Сукупнiсть мережi ЕОМ та взаємодiючих через мережу ЕОМ вiддалених реальних кiнцевих систем, що забезпечує доступ прикладних процесiв, якi розмiщеннi в цiй системi, до її iнформацiйних, обчислювальних, комунiкацiйних ресурсiв, та колективне їх використання.

2. Архiтектура мережi - [Network architecture, Сетевая архитектура]: Логiчна структура i принципи роботи iнформацiйної мережi.

3. Зiркова мережа - [Star network, Звездообразная сеть]: Мережа, в якiй є тiльки один промiжний вузол.

4. Зiрко-кiльцева локальна мережа - [Star-ring network, Звездно-кольцевая локальная сеть]: Кiльцева мережа з однонапрямленим передаванням, органiзована так, що декiлька станцiй згрупованi i приєднанi до кiльцевої мережi за допомогою iнтерфейсного з’єднувача з середовищем.

5. Кабель - [Cable, Кабель]: Один чи декiлька паралельних провiдникiв у загальнiй оболонцi.

6. Кабель зв’язковий - [Communication cable, Кабель связи]: Кабель для передачi сигналiв.

7. Кабельна секцiя - [Cable section, Кабельная секция]: Вiдрiзок кабелю зi з’єднувачами на кiнцях.

8. Кабельний сегмент - [Cable segment, Кабельный сегмент]: Частина магiстрального кабелю, що складається з одної чи бiльше кабельних секцiй, електрично завершена на кожному кiнцi термiнаторами.

9. Канал (зв’язковий канал) - [Channel, Канал (Канал связи) ]: Сукупнiсть технiчних засобiв для одностороннього передавання даних вiд одного пристрою до iншого. Математична модель каналу, що використовується в теорiї iнформацiї.

10. Канал абонентський - [User link, Абонентский канал]: передавальний канал даних, що з’єднує абонентську систему з комунiкацiйною системою.

11. Канал локально ї мережi прямий - [Forward LAN channel, Прямой канал локальной сети]: Канал широкосмугової локальної мережi, видiлений для передавання даних вiд основного перетворювача до станцiї.

12. Канал магiстральний - [Trunk line, Магистральный канал]: Передавальний канал даних, що з’єднує абонентську мережу з комунiкацiйною системою.

13. Канал передавальний даних - [Data circuit, Канал передачи данных]: Метод двостороннього обмiну даних, що є сукупнiстю апаратури закiнчення каналу даних i передавальної лiнiї.

14. Мережa локальна основосмугова - [Baseband LAN, Оcновополосная локальная сеть]: Локальна мережа, в якiй данi кодуються i передаються без застосування несучої частоти.

15. Мережi вiдновлення - [Network recovery, Восстановление сети]: Сукупнiсть дiй, що виконується для вiдновлення роботи iнформацiйної мережi пiсля порушення її нормального функцiонування.

16. Мережi гiлка - [Branch, Ветвь сети]: Шлях, що з’єднує два сумiжних вузли i не включає промiжнi вузли.

17. Мережа ЕОМ неоднорiдна - [Heterogeneous computer network, Неоднородная сеть ЗВМ]: Iнформацiйна мережа, в якiй ЕОМ мають рiзноманiтну архiтектуру.

18. Мережа комiрчата - [Mesh network, Ячеистая сеть]: Мережа, яка мiстить у собi принаймi два вузли, що мають два чи бiльше шляхiв мiж ними.

19. Мережа локальна з маркерним кiльцем - [Token-ring network, Локальная сеть с маркерным кольцом]: Кiльцева мережа з однонапрямленим передаванням даних мiж станцiями, яка використовує процедури передавання маркеру через передавальне середовище i передбачає повернення даних на передавальну станцiю.

20. Мережа локальна множинного доступу з контролем носiя i запобiганням зiткнень - [Carier-sense multiple access with collision detection network (CSMA/CD network), Локальная сеть множественного доступа с контролем носителя и избежанием столкновений]: Шинна локальна мережа, в якiй протокол керування доступом до середовища потребує контролю носiя i виключнi ситуацiї, викликанi зiткненнями, усуваються шляхом повторної реалiзацiї.

21. Мережа локальна передавання даних - [Local area network (LAN), Локальная сеть передачи данных]: Мережа передавання даних, що знаходиться у приватному вiданнi користувача i розмiщена на обмеженiй територiї (будiвля, пiдприємство, установа).

22. Мережа локальна широкосмугова - [Broadband LAN, Широкополосная локальная сеть]: Локальна мережа, в якiй данi кодуються, мультиплексуються i передаються, використовуючи модуляцiю несучої частоти.

23. Мережа передавання даних територiальна - [Wide area network (WAN), Территориальная сеть передачи данных]: Мережа передавання даних, що охоплює значний географiчний обшир (регiон, державу, декiлька країн).

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Базові топології мереж: зіркоподібна, кільцева, шинна, змішана чи багатозв’язна та деревоподібна.

2. Що таке відкрита обчислювальна мережа (ОМ).

3. Волокняно-оптичні кабелі.

4. Деревоподібна топологія.

5. Еталонна модель ВВС/МОС.

6. Зіркоподібна топологія.

7. Змішана топологія.

8. Кабельна система.

9. Кільцева топологія.

10. Класифікація мереж. Топологія мереж.

11. Коаксіальні кабелі.

12. Маркерне кільце.

13. Мережеві прикладні задачі.

14. Міжнародні організації зі стандартизації мереж.

15. Особливості фізичних середовищ передачі даних у мережах.

16. Прошарки еталонної моделі ВВС/МОС.

17. Тактоване кільце.

 

ТЕМА 5