Уплотнение сигнала и выделение уплотненного сигнала

Современные средства передачи информации часто бывают многоканальными, т.е. предназначенными для передачи нескольких сигналов: все сигналы передаются по общей линии связи путем уплотнения, или мультиплексирования, сигналов на передающей стороне и их последующего разделения на принимающей стороне.

Рассмотрим основные методы уплотнения и выделения сигнала:

1) частотный. Для уплотнения различным сигналам назначаются непересекающиеся участки частотной шкалы. Например, для передачи двух сигналов используются сигналы-носители с разными частотами (показаны на рисунке жирной и обыкновенной линией):

 

U(t)

 

t

 

Тогда в простейшем случае возможны амплитудный и фазовый методы модуляции для собственно передачи дискретного сигнала. Для выделения нужного сигнала на приемной стороне полученный уплотненный сигнал разделяется частотными фильтрами, что позволяет «направить» разночастотные сигналы-носители разным получателям.

2) временной. Для уплотнения разные сигналы передаются только в определенные отрезки времени, например, для одного получателя сигнал передается от 6 часов утра до полудня, для другого – с полудня до 18 часов и т.д. Для синхронизации сигналов на передающей и принимающей стороне устанавливаются распределители, отсчитывающие время, отведенное под каждый сигнал, – это и есть выделение сигнала при данном методе.

3) кодовый. Для уплотнения каждому сигналу присваивается адрес получателя, указываемый специальным кодом. При выделении сигнала на принимающей стороне декодирующее устройство направляет сигналы согласно их адресам.

Компьютерные сети

Если источником и получателем сообщения являются компьютеры, то такая система передачи информации формирует компьютерную сеть.

Компьютерные сети обладают следующими возможностями, что делает их привлекательными для пользователей:

1) обеспечивают параллельную обработку данных несколькими ЭВМ;

2) поддерживают распределенные базы информации, когда данные, требуемые для решения прикладных задач, а также программы обработки этих данных распределяются по сети, разгружая ресурсы отдельных компьютеров и приближаясь к тем точкам сети, где они наиболее актуальны;

3) обеспечивают возможность специализации отдельных ЭВМ для решения определенных задач;

4) автоматизируют обмен информацией и программами между компьютерами сети;

5) вычислительные мощности и средства передачи информации резервируются на случай выхода из строя отдельных из них;

6) обеспечивают перераспределение вычислительных мощностей между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач;

7) повышают уровень загрузки отдельных компьютеров и дорогостоящего оборудования.

Выполним классификацию компьютерных сетей:

1) по функциональному назначению:

a. информационные сети - обеспечивают лишь обмен информацией любого рода;

b. вычислительные сети решают задачи обработки данных, сопровождаемые обменом данными и программами между компьютерами сети;

c. информационно-вычислительные совмещают обе функции.

2) по способам размещения информации в сети:

a. централизованноехранение данных и программ предполагает использование одного, наиболее мощного компьютера для хранения информации. Этот компьютер называется сервером – server (англ.) - в отличие от остальных ЭВМ сети, называемых рабочими станциями – workstations (англ.).

b. при распределенномхранении информация распределяется по компьютерам сети.

3) по степени территориальной рассредоточенности:

a. глобальные(WAN – W ide A rea N etwork) сети охватывают территорию одной или нескольких стран, а также континентов. Расстояние между узлами сети достигает тысяч километров.

b. региональные (MAN – M etropolian A rea N etwork) соответствуют городу, району. Узлы сети отдалены на десятки и сотни километров.

c. локальные(LAN – L ocal A rea N etwork) распространяются в рамках одного здания, их элементы удалены максимально на несколько километров.

4) по типу используемых ЭВМ:

a. в состав однородныхсетей входят компьютеры одного типа,

b. неоднородныесети такого ограничения не имеют.

5) по методам передачи данных:

a. с коммутацией каналов

b. с коммутацией сообщений,

c. с коммутацией пакетов.

6) по топологии:

a. радиальная

b. кольцевая

c. многосвязная

d. иерархическая

e. общая шина

Топология сетей

Этот классификационный признак определяет схемы соединения компьютеров в сети.

Радиальная топология представлена на рисунке (УК – устройство коммутации – техническое устройство, возможно, компьютер, для сопряжения каналов связи):

 

ЭВМ ЭВМ

 

ЭВМ ЭВМ

Используется в учрежденческих системах управления с централизованным хранением информации, которое выполняет УК (в этом случае в его роли выступает ЭВМ). Эта топология не надежна, так как выход из строя УК разрушает всю сеть. Кроме того, она характеризуется значительным потреблением кабеля, что повышает ее стоимость.

Кольцевая топология:

ЭВМ ЭВМ

 

 

ЭВМ ЭВМ

Обеспечивает передачу информации по кольцу только в одном направлении, что уменьшает надежность сети. Для повышения надежности при неисправности кабеля вводят дополнительное кольцо, что приводит к удорожанию сети.

Многосвязная топология:

ЭВМ ЭВМ

 

 

ЭВМ ЭВМ

Она наиболее сложная и дорогая, применяется очень редко для обеспечения высокой скорости и надежности.

Топология типа общая шина:

 

ЭВМ ЭВМ ЭВМ

 

Использует в качестве обслуживающего устройства одну из ЭВМ, которая обеспечивает централизованный доступ к общей информации и ресурсам. Эта топология характеризуется низкой стоимостью, высокой гибкостью и скоростью передачи данных.

Иерархическая топология:

ЭВМ

 

ЭВМ ЭВМ ЭВМ ЭВМ ЭВМ ЭВМ

Она образуется с помощью нескольких топологий типа «общая шина»: они объединяются в дерево с корнем в виде ЭВМ, где размещаются самые важные компоненты сети. Эта топология используется в сложных системах с десятками и сотнями пользователей.