Перешкодостійкість і вірогідність

Перешкодостійкість лінії визначає її здатність зменшувати рівень перешкод, які створюються в зовнішньому середовищі, на внутрішніх провідниках. Перешкодостійкість лінії залежить від типу фізичного середовища, яке використовується, а також від екрануючих і придушуючиш перешкоди засобів самої лінії. Найменше перешкодостійкими є радіолінії, гарною стійкістю володіють кабельні — волоконно-оптичні, вони малочутливі до зовнішнього електромагнітного випромінювання. Звичайно для зменшення перешкод, що з'являються через зовнішні електромагнітні поля, провідники екранують і скручують. Перехресні наведення на ближньому кінці (Near End Cross Talk — NEXT) визначають перешкодостійстійкість кабелю до внутрішніх джерел перешкод, коли електромагнітне поле сигналу, переданого виходом передавача по одній парі провідників, наводить на іншу пару провідників сигнал перешкоди. Якщо до другої пари буде підключений приймач, то він може прийняти наведену внутрішню перешкоду за корисний сигнал. Показник NEXT, виражений у децибелах, дорівнює

10log Р _вих/ Р _нав,
де Р _вих — потужність вихідного сигналу,
Р _нав — потужність наведеного сигналу.
Чим менше значення NEXT, тим краще кабель. Так, для кручений пари категорії 5 показник NEXT повинен бути менше -27дб на частоті 100Мгц.

Показник NEXT звичайно використовується до кабелю, що складає з декількох кручених пар, тому що в цьому випадку взаємні наведення однієї пари на іншу можуть досягати значних величин. Для одинарного коаксіального кабелю (тобто складає з однієї екранованої жили) цей показник не має сенсу, а для подвійного коаксіального кабелю він також не застосовується унаслідок високого ступеня захищеності кожної жили. Оптичні волокна також не створюють скільки-небудь помітних перешкод друг для друга. У зв'язку з тим, що в деяких нових технологіях використовується передача даних одночасно по декількох кручених парах, останнім часом став застосовуватися показник PovserSUM, що є модифікацією показника NEXT. Цей показник відбиває сумарну потужність перехресних наведень від усіх передавальних пар у кабелі. Вірогідність передачі даних характеризує імовірність перекручування для кожного переданого біта даних. Іноді цей же показник називають інтенсивністю бітових помилок (Bit Error Rate, BER). Величина BER для каналів зв'язку без додаткових засобів захисту від помилок (наприклад, для кодів що самокоректуються чи протоколів з повторною передачею перекручених кадрів) складає, як правило, 10^-10-10^-10, в оптично-волоконних лініях зв'язку — 10^-9. Значення вірогідності передачі даних, наприклад, у 10⁴говорить про те, що в середньому з 10 000 біт спотворюється значення одного біта. Перекручування біт відбуваються як через наявність перешкод на лінії, так і через перекручування форми сигналу обмеженою смугою пропущення лінії. Тому для підвищення вірогідності переданих даних потрібно підвищувати ступінь перешкодозахищеності лінії, знижувати рівень перехресних наведень у кабелі, а також використовувати більш широкополосні лінії зв'язку.

8) Безпровідні мережі?

Ідея цифрового безпровідного зв'язку не нова. Вже в 1901 році італійський фізик Гульельмо Марконі (Guglielmo Marconi) продемонстрував телеграфний зв'язок між кораблем і берегом за допомогою азбуки Морзе, що складається з крапок і тире що вельми схоже на двійковий код. Сьогоднішні цифрові радіосистеми володіють вищою продуктивністю, проте в їх основі лежить та ж ідея. У першому наближенні безпровідні мережі можна розбити на наступних три категорії:

• взаємодіючі системи;

• безпровідні ЛВС (LAN);

• безпровідні глобальні мережі (WAN).

Під взаємодіючими системами розуміється перш за все скріплення між собою компонентів комп'ютера з використанням радіохвиль малого радіусу дії. Майже будь-який комп'ютер складається з декількох частин: монітора клавіатури, миші, принтера... Кожен з цих зовнішніх пристроїв, як відомо під'єднується до системного блоку за допомогою кабелів. А знаєте, скільки проблем з підключенням цієї техніки виникає у новачків, не дивлячись на маркування роз'ємів і детальне керівництво по експлуатації? Недаремно ж більшість, що торгують комп'ютерами, пропонують послуги технічної служби що полягають тільки в з'єднанні компонентів системи. Декілька компаній одна за одною прийшли до ідеї створення безпровідної системи Bluetooth призначеною для того, щоб позбавити компоненты комп'ютера від кабелів і роз'ємів. Окрім стандартних пристроїв, за допомогою Bluetooth можна підключати до комп'ютера цифрові камери, гарнітури, сканери і ін. Тобто тепер практично будь-які цифрові пристрої, розташовані недалеко від системного блоку, можна з'єднати з ним безпровідною мережею. Жодних дротів, ніяких роз'ємів, жодних драйверів. Потрібно просто принести пристрій, включити його, і воно працюватиме. Для багатьох початкуючих користувачів така простота - великий плюс. У простому випадку взаємодія усередині системи підкоряється принципу «головний - підлеглий». Системний блок найчастіше виступає в ролі головного пристрою, а всі інші - в ролі підлеглих. У чому полягає це головність? Саме системний блок призначає адреси пристроїв, визначає моменти, в яких вони можуть «віщати», обмежує час передачі, задає діапазони робочих частот і так далі. Наступним кроком в розвитку цього напряму сталі безпровідні ЛОС (локальні обчислювальні мережі). У них кожен комп'ютер обладнаний радіомодемом і антеною, з їх допомогою він може обмінюватися даними з іншими комп'ютерами. Інколи є загальна антена, розташована на стелі, і передача даних відбувається через неї, але якщо робочі станції мережі розташован досить близький, то зазвичай використовують однорангову конфігурацію. Беспро- відні мережі все ширше використовуються в бізнесі і для домашніх цілей, де прокладати Ethernet немає жодного сенсу, а також в старих будівлях, що орендуються під офіси, в кафетеріях, в офісних центрах, конференц-залах і інших місцях. Стандарт безпровідних мереж має маркіровку IEEE 802.11, і саме він частіший всього реалізується і стає усе більш популярним. Третій тип безпровідних мереж використовується в глобальних мережах. Прикладом може служити система стільникового зв'язку, що є насправді низькоппродуктивною цифровою безпровідною мережею. Виділяють вже цілих три покоління стільникового зв'язку. Перші стільникові мережі були аналоговими і призначалися лише для передачі мови. Друге покоління було вже цифровим, але нічого окрім мови, передавати як і раніше було не можна. Нарешті, нинішнє, третє покоління - цифрове, причому з'явилася можливість передачі як голоси, так і інших даних. В деякому розумінні, стільникові мережі - це ті ж безпровідні ЛОС, різниця лише в зоні обхвату і нижчої швидкості передачі. Якщо звичайні безпровідні мережі можуть працювати з швидкістю до 50 Мбіт/с на відстані десятків метрів, то стільникові системи передають дані на швидкості 1 Мбіт/с, але відстань від базової станції до комп'ютера або телефону обчислюється кілометрами, а не метрами. Зараз розвиваються не лише низько, але і високопродуктивні глобальні безпровідні мережі. Початкова установка така: необхідно організувати доступ в Інтернет з нормальною швидкістю, аби при цьому не був задіяний телефон. Таку послугу інколи називають локальною багатовузловою системою розподіли. Вона вже навіть має свій стандарт, IEEE 802.16, Майже всі безпровідні мережі в якомусь місці мають шлюз, що забезпечує звязок із звичайними комп'ютерними мережами, інакше просто неможливо було би організувати, допустимий, доступ в Інтернет.. Конфігурація є звичайною локальною мережею, з тією різницею, що зв'язок із зовнішнім світом здійснюється не по кабелю, а по радіо. Багато хто вірить в те, що саме за безпровідними технологіями майбутнє мережевих технологій, проте є принаймні одна людина, яка з цим не згодна. Так, наприклад, винахідник Ethernet Боб Меткалф (Bob Metcalfe) писав в 1995 го- ду: «Переносні безпровідні комп'ютери подібні до переносних душових кабінок без труб. Вони будуть вельми популярні на транспортних засобах, будмайданчиках і рок-концертах. Але я раджу вам протягнути кабель до свого будинку і залишатися там».

9) Методи передачі наних?

Будь-який сигнал можна розглядати як функцію часу, або як функцію частоти. У першому випадку ця функція показує, як міняються згодом параметри сигналу, наприклад, напруга або струм. Якщо ця функція має безперервний характер, то говорять про безперервний сигнал. Якщо ця функція має дискретний вигляд, то говорять про дискретний сигнал. Частотне подання функції засноване на тім факті, що будь-яка функція може бути представлена у вигляді ряду Фур'є

g(t)= (1),

де f= - частота, a_n,b_n – амплітуди n- ой гармоніки.

Характеристику каналу, що визначає спектр частот, які фізичне середовище, з якого зроблена лінія зв'язку, що утворить канал, пропускає без істотного зниження потужності сигналу, називають смугою пропуcкання. Максимальну швидкість, з якої канал здатний передавати дані, називають пропускною здатністю каналу або бітовою швидкістю. В 1924 Найквист відкрив взаємозв'язок між пропускної здатностью каналу й шириною його смуги пропущення.

 

Теорема Найквиста

V _{max data rate} = 2H log₂M біт/сек,

де V _{max data rate} – максимальна швидкість передачі H - ширина смуги пропускання каналу, виражена в Гц, М - кількість рівнів сигналу, що використовуються при передечі. Наприклад, із цієї формули твиходить, що канал зі смугою 3 КГц не може передавати дворівневі сигнали швидше 6000 біт/сек. Ця теорема також показує, що, наприклад, безглуздо сканувати лінію частіше, ніж подвоєна ширина смуги пропускання. Дійсно, всі частоти вище цієї відсутні в сигналі, а тому вся інформація, необхідна для відновлення сигналу буде зібрана при такому скануванні.Однак, теорема Найквиста не враховує шум у каналі, що вимірюється як відношення потужності корисного сигналу до потужності шуму: S/N. Ця величина виміряється в децибелах: 10log₁₀(S/N) dB. Наприклад, якщо відношення S/N дорівнює 10, то говорять про шум в 10 dB, якщо відношення дорівнює 100, то - 20 dB. На випадок каналу із шумом є теорема Шенона, по якій максимальна швидкість передачі даних по каналу із шумом дорівнює:

H log₂ (1+S/N) біт/сек,

де S/N - співвідношення сигнал-шум у каналі.

 

Тут уже не важлива кількість рівнів у сигналі. Ця формула встановлює теоретичну межу, яка рідко досягається на практиці. Наприклад, по каналу зі смугою пропущення в 3000 Гц і рівнем шуму 30 dB (це характеристики телефонної лінії) не можна передати дані швидше, ніж зі швидкістю 30 000 біт/сек.