Основы инфокоммуникационных технологий

 

Федеральное агентство связи

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Реферат

На тему: Сети передачи данных

По дисциплине: Основы инфокоммуникационных технологий

Выполнила: Токумбаева А.О.

Группа: МБТ-43

Вариант: 20

Проверила: Леунова Н. И.

Новосибирск, 2015г.

Содержание

Введение

. Виды электросвязи

. Понятие сетей передачи данных, их виды и классификация

. Телефонные сети

.1 Классификация телефонных сетей

.2 Назначение телефонных сетей

. Компьютерные сети

.1 Назначение компьютерных сетей

.2 Классификация компьютерных сетей

. Проводные сети передачи данных

.1 Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные сети

.2 Использование витой пары и абонентских телефонных проводов для передачи данных

. Беспроводные сети передачи данных

.1 Сети персональной сотовой связи

.2 СВЧ-системы

.3 Спутниковые сети

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Сеть передачи данных - совокупность оконечных устройств (терминалов) связи, объединенных каналами передачи данных и коммутирующими устройствами, обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами. Благодаря возникновению и развитию сетей передачи данных появился новый, высокоэффективный способ взаимодействия между людьми. Первоначально сети использовались главным образом для научных исследований, но затем они стали проникать буквально во все области человеческой деятельности. При этом большинство сетей существовало совершенно независимо друг от друга, решая конкретные задачи для конкретных групп пользователей. В соответствии с этими задачами выбирались те или иные сетевые технологии и аппаратное обеспечение. Построить универсальную физическую сеть мирового масштаба из однотипной аппаратуры просто невозможно, поскольку такая сеть не могла бы удовлетворять потребности всех ее потенциальных пользователей.

Когда возникла задача создания сетей передачи данных, естественным, прежде всего, было обращение к столетнему опыту работы с телеграфными сетями. Так, опыт работы с телеграфными сетями с промежуточным накоплением (переприем телеграмм с переносом перфоленты) пригодился при создании сетей передачи данных с коммутацией сообщений, а с сетями абонентского телеграфа - для создания сетей передачи данных с коммутацией каналов. Важную роль в развитии сетей передачи данных сыграл научно-технический прогресс. Он позволил в течение сравнительно небольшого периода времени перейти от бумажных перфолент и перфокарт к магнитным лентам, а затем к магнитным дискам, полупроводниковым и оптическим запоминающим устройствам.

Одновременно огромный скачок произошел в технике защиты передачи от помех. От простых способов обнаружения ошибок путем проверки перфоленты на четность числа пробитых в ней отверстий удалось перейти к высоконадежным кодам не только обнаруживающим, но и исправляющим ошибки. Самое же главное, была создана микроэлектронная база. Она позволила сделать сложную аппаратуру компактной и экономичной по расходу электроэнергии. Все это открыло возможности построения технических средств передачи с огромной скоростью и ознаменовало наступление новой эпохи развития документальной связи.

1. Виды электросвязи

Электросвязь - передача информации с помощью электрических сигналов по проводам, волоконно-оптическому кабелю или радиоволн. Принцип электросвязи основан на преобразовании сигналов сообщения (звук, оптическая информация) в первичные электрические сигналы. В свою очередь первичные электрические сигналы при помощи передатчика преобразуются во вторичные электрические сигналы, характеристики которых хорошо согласуются с характеристиками линии связи. Далее посредством линии связи вторичные сигналы поступают на вход приёмника. В приемном устройстве вторичные сигналы обратно преобразуются в сигналы сообщения в виде звука или оптической информации.

По виду передачи информации все современные системы электросвязи условно классифицируются на предназначенные для передачи звука, видео, текста. В зависимости от среды передачи выделяют электрическую, оптическую и радио- связь.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на: спутниковые, воздушные, наземные, подводные, подземные. В зависимости от того, подвижны источники/получатели информации или нет, различают стационарную (фиксированную) и подвижную связь (мобильную, связь с подвижными объектами).

По типу передаваемого сигнала различают аналоговую и цифровую связь. В зависимости от назначения сообщений виды электросвязи могут быть квалифицированы на предназначенные для передачи информации индивидуального и массового характера. Также, по временным параметрам виды электросвязи могут быть предназначены для работы в реальном времени или осуществляющие отложенную доставку сообщений.

Основными первичными сигналами электросвязи являются: телефонный, звукового вещания, факсимильный, телевизионный, телеграфный, передачи данных.

Основные виды электросвязи представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Основные виды электросвязи

Телефонная связь - передача на расстояние речевой информации, осуществляемая электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами. Обеспечивает ведение устных переговоров между абонентами, удаленными друг от друга практически на любое расстояние. Начало телефонной связи было положено в 1876 изобретением телефонного аппарата А. Г. Беллом (США) и созданием первой телефонной станции (1878, Нью-Хейвен, США). Различают телефонную связь местную (городскую и сельскую), междугородную и международную, а также внутриведомственную, внутрипроизводственную, телефонную связь с подвижными объектами (радиотелефонная связь). Линии телефонной связи - сложные технические сооружения (например, на некоторых междугородных кабельных линиях число промежуточных усилителей достигает нескольких тысяч). С начала 80-х годов успешно внедряются системы на основе волоконно-оптических кабелей связи. Создаются сети коллективных приемопередатчиков (сотовые сети), обеспечивающих связь между абонентами по радиотелефону. Для дальней связи все шире используются искусственные спутники Земли.

Телеграфная связь - передача на расстояние дискретных (буквенно-цифровых) сообщений - телеграмм - с обязательной записью их в пункте приема. Осуществляется электрическими сигналами, передаваемыми по проводам, или радиосигналами. Телеграфные сообщения передаются при помощи телеграфных аппаратов по каналам телеграфной сети в виде кодовых комбинаций. Основы телеграфной связи были заложены в 1832-44работами П. Л. Шиллинга, Б. С. Якоби (Россия), С. Морзе (США). По назначению и характеру передаваемой информации различают: связь общего пользования, абонентское телеграфирование и факсимильную связь.

Факсимильная связь - передача по телефонным каналам с помощью телефакса изображений, писем, фотографий, документов бумажных носителях.

Телекодовая связь (передача данных) - область электросвязи, охватывающая вопросы передачи информации, представленной в формализованном виде (например, знаками) и предназначенной для обработки ее электронно-вычислительной машиной или уже обработанной ими. Передачу данных осуществляют по телеграфным или телефонным каналам связи, либо по каналам, созданным специально для передачи данных. Вместе с вычислительной техникой каналы передачи данных служат технической базой информационно-вычислительных систем, а также автоматических систем управления.

Видеотелефония - это возможность видеть друг друга во время телефонного общения. Видеосвязь позволяет более продуктивно общаться со своими клиентами, сотрудниками и партнерами (так как посредством голоса передается лишь 20% информации). Самый простой и доступный способ совершать видеозвонки - воспользоваться одним из специализированных интернет-сервисов. Как правило, для использования такого сервиса нужно зарегистрировать аккаунт и установить на свой компьютер программу, с помощью которой возможно звонить и принимать видеозвонки сидя за компьютером. Все что нужно из оборудования - это веб-камера и гарнитура.

Телевизионная связь (телевизионное вещание) - одно из массовых средств информации, воспитания, просвещения, досуга. Первые попытки передачи изображения на расстояние относятся к сер. 1920-х гг. В 1930 г. в России была разработана механическая система, дававшая изображение с разложением на 30 строк. В кон. 1930-х гг. произошёл переход от механического телевидения к электронному. Впервые экспериментальные передачи электронного телевидения в Москве и Ленинграде осуществлены в 1938 г. С появлением электронного телевидения улучшилось качество изображения, возникли условия для создания массового телевизионного вещания. Регулярные передачи электронного телевидения в Москве и Ленинграде начались в 1939 г. Показывали кинофильмы, концерты, театральные спектакли. В 1940 г. были изготовлены первые отечественные экспериментальные электронные телевизоры 17-Т-1 с небольшим экраном, но достаточно чётким изображением. В конце 1940-х годов налажено массовое производство отечественных телевизоров «Москва Т-1», КВН-49, «Ленинград Т-2». В 1948 г. создана система внестудийного вещания, первой внестудийной передачей стала трансляция по телевидению футбольного матча. Первая передача цветного телевидения прошла в 1954 г. Дальнейшее развитие телевизионного вещания было направлено на совершенствование технических средств телевидения, расширение зон, охваченных телевизионным вещанием, создание спутникового и кабельного телевидения, на увеличение числа телевизионных каналов и программ передач и повышение их качества.

Звуковое вещание - представляет собой организационно-технический комплекс, обеспечивающий формирование и передачу звуковой информации общего назначения широкому кругу территориально рассредоточенных абонентов (слушателей). Организацией звукового вещания занимаются Министерство культуры РФ и Министерство информационных технологий и связи РФ. В ведении Министерства культуры находятся вопросы подготовки и формирования программ звукового вещания, определения суточного объема вещания, последовательности передач во времени, выбора технических средств, предоставляемых Министерством информационных технологий и связи РФ для распределения и передачи сформированных программ слушателям. Министерство информационных технологий и связи РФ организует сеть каналов звукового вещания на первичной сети связи страны, а также сети радиопередающих средств и проводного вещания.

2. Понятие сетей передачи данных и их классификация

Сеть передачи данных - совокупность оконечных устройств (терминалов) связи, объединённых каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

Существуют следующие виды сетей передачи данных:

Телефонные сети - сети, в которых оконечными устройствами являются простые преобразователи сигнала между электрическим и видимым/слышимым.

Компьютерные сети - сети, оконечными устройствами которых являются компьютеры.

По принципу коммутации сети делятся на:

Сети с коммутацией каналов - для передачи между оконечными устройствами выделяется физический или логический канал, по которому возможна непрерывная передача информации. Сетью с коммутацией каналов является, например, телефонная сеть. В таких сетях возможно использование узлов весьма простой организации, вплоть до ручной коммутации, однако недостатком такой организации является неэффективное использование каналов связи, если поток информации непостоянный и малопредсказуемый.

Сети с коммутацией пакетов - данные между оконечными устройствами в такой сети передаются короткими посылками - пакетами, которые коммутируются независимо. По такой схеме построено подавляющее большинство компьютерных сетей. Этот тип организации весьма эффективно использует каналы передачи данных, но требует более сложного оборудования узлов, что и определило использование исключительно в компьютерной среде.

Сети передачи данных могут быть проводными, что означает соединение компьютеров с помощью кабелей, или беспроводными, в которых подключения выполняются посредством радиоволн, по воздуху.

Беспроводное соединение позволяет работать на компьютерах в любом месте дома без использования кабелей. Прокладка кабелей - затратный процесс, при этом они выглядят не эстетично и могут быть опасны, если свободно лежат на полу.

Проводные сети передачи данных можно разделить на системы, использующие витую пару телефонных проводов, и системы, использующие оптико-волоконные кабели, - к этой категории также следует отнести системы, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели.

Классификация сетей передачи данных изображена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Классификация сетей передачи данных

Далее рассмотрим все типы сетей и категории сетей более подробно.

сотовый спутниковый телефонный волоконный

3. Телефонные сети

Телефонная сеть общего пользования, ТфОП (англ. PSTN, Public Switched Telephone Network) - это сеть, для доступа к которой используются обычные проводные телефонные аппараты, мини-АТС и оборудование передачи данных.

В PSTN передача сигналов (в том числе и настройка соединения) и сам разговор осуществляется через одну и ту же универсальную линию связи (магистраль) от системы коммутации (СК) источника к СК адресата. Этот процесс занимает каналы связи всех задействованных при соединении СК. То есть, если вызываемый адресат занят, все эти соединения окажутся напрасными.

Обычно PSTN используют звездовидную топологию (главный элемент соединён с множеством второстепенных). Но это не единственный метод.

.1 Классификация телефонных сетей

Совокупность устройств и сооружений, с помощью которых осуществляется телефонная связь, называют телефонной сетью.

Сети связи создаются для передачи информации между абонентами и бывают коммутируемыми и некоммутируемыми. Сеть называется коммутируемой, когда тракт передачи информации создается по запросу абонента на время передачи сообщения, и некоммутируемой, когда тракт передачи информации обеспечивается постоянным соединением между определенными абонентами и нет необходимости в коммутации. Телефонные сети являются коммутируемыми. Общегосударственная телефонная сеть состоит из междугородной телефонной сети и зоновых телефонных сетей. Междугородная телефонная сеть обеспечивает соединение автоматических междугородных телефонных станций (АМТС) различных зон.

Зоновая телефонная сеть состоит из местных телефонных сетей, расположенных на территории зоны и внутризоновой телефонной сети. Местные телефонные сети разделяются на городские, обслуживающие город и ближайшие пригороды (ГТС), и сельские (СТС), обеспечивающие связь в пределах сельского административного района.

Учрежденческо-производственная телефонная сеть (УПТС) служит для внутренней связи предприятий, учреждений, организаций и может быть соединена с сетью общего пользования либо быть автономной.

В состав телефонных сетей входят:

коммутационные устройства (автоматические телефонные станций, узловые станции, подстанции);

линейные сооружения (абонентские линии, соединительные линии, каналы междугородной связи);

гражданские сооружения (здания телефонных станций, подстанций, усилительных пунктов);

телефонные аппараты.

Помимо этого в состав телефонных сетей входят многие вспомогательные устройства и сооружения.

.2 Назначение телефонных сетей

По назначению различают следующие виды телефонных сетей: городские, сельские, учрежденческие, зоновые и междугородные.

Городские телефонные сети (ГТС) обеспечивают телефонную связь на территории города и его пригородной зоны.

Сельские телефонные сети (СТС) обеспечивают телефонную связь на территориях сельских административных районов.

Учрежденческо - пpоизводственные телефонные сети (УПТС) обеспечивают внутреннюю телефонную связь предприятий, учреждений, организаций. Такие сети могут быть либо полностью автономными либо иметь выход на телефонную сеть общего пользования.

Эти три вида телефонных сетей объединяют общим названием: местные телефонные сети.

Зоновые телефонные сети (3TC) - это совокупность местных сетей зоны и устройств и сооружений, предназначенных для установления соединений между абонентами разных местных телефонных сетей, находящихся на территории одной телефонной зоны (внутризоновая сеть}. Признаком зоны является наличие единой 7-значной зоновой нумерации абонентских линий местных сетей данной зоны.

Как правило, территории телефонных зон совпадают с территориями областей, союзных республик (не немеющих областного деления), автономных; республик. На территории некоторых областей предусматривается организация двух телефонных зон.

Междугородная телефонная сеть - это единый для всей России комплекс устройств и сооружений, предназначенных для установления соединений между абонентами местных телефонных сетей, расположенных нa территориях различных зон телефонной нумерации. В состав, междугородной телефонной сети входят автоматические междугородные телефонные станции, узлы автоматической коммутации первого и второго классов и пучки телефонных каналов, связывающих их между собой. Оконечными станциями междугородной телефонной сети являются АМТС, а УАК осуществляют транзитные соединения между АМТС.

4. Компьютерные сети

Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) - система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

.1 Назначение компьютерных сетей

По назначению компьютерные сети распределяются на:

вычислительные - предназначены главным образом для решения заданий пользователей с обменом данными между их абонентами;

информационные - ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям;

смешанные - совмещают функции первых двух.

Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки, выбор которых заключается в том, чтобы выделить из существующего многообразия такие, которые позволили бы обеспечить данной классификационной схеме такие обязательные качества:

возможность классификации всех, как существующих, так и перспективных, компьютерных сетей;

дифференциацию существенно разных сетей;

однозначность классификации любой компьютерной сети;

наглядность, простоту и практическую целесообразность классификационной схемы.

Определенное несоответствие этих требований делает задание по выбору рациональной схемы классификации компьютерной сети достаточно сложной, такой, которая не нашла до этого времени однозначного решения.

В основном компьютерные сети классифицируют по признакам структурной и функциональной организации.

.2 Классификация компьютерных сетей

Компьютерные сети классифицируют по:

территориальной распространенности:(Controller Area Network - сеть контроллеров) - стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков.(Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку - около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.(Metropolitan Area Network) - городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.(Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN - сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.(Personal Area Network) - персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

Термин «корпоративная сеть» также используется для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

типу функционального взаимодействия: клиент-сервер, смешанная сеть, одноранговая сеть, многоранговые сети

типу сетевой топологии: шина, кольцо, двойное кольцо, звезда, ячеистая топология, решетка, дерево, Fat Tree

типу среды передачи: проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель), беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)

функциональному назначению: сети хранения данных, серверные фермы, сети управления процессом, сети SOHO & Домовая сеть

скорости передач: низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

сетевым ОС: на основе Windows, на основе UNIX, на основе NetWare, смешанные

необходимости поддержания постоянного соединения: пакетная сеть, например Фидонет и UUCP, онлайновая сеть, например Интернет и GSM.

5. Проводные системы передачи данных

.1 Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы

Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы изначально создавались для кабельного телевидения и передачи видеосигнала. Благодаря тому, что эти системы по определению являются широкополосными, разрабатывалась именно такая технология, которая позволила бы использовать данное преимущество для высокоскоростной передачи данных, в основном для организации доступа в Интернет частных пользователей.

На рисунке 5.1 показана система, позволяющая организовать высокоскоростную передачу данных в обоих направлениях. Такая двунаправленная система кабельного телевидения позволяет передавать нисходящий поток передачи данных в полосе частот от 50 МГц до 750 МГц, которая поделена на каналы 6 МГц. Полоса частот, выделенная для восходящего потока данных, делится между всеми пользователями, к которым проложен коаксиальный кабель. Обычно это частотный диапазон от 5 МГц до 40 МГц.

Рисунок 5.1 Оптико-волоконная система передачи данных

Один видеоканал, имеющий номинальную полосу частот 6 МГц, может использоваться для передачи данных из сети Интернет со скоростью до 30 Мбит/с. Общая скорость восходящего потока данных до 10 Мбит/с, но практикуемый метод коллективного использования в реальности для каждого отдельного пользователя дает гораздо меньшее значение.

Казалось бы, все хорошо. И почему бы ни развивать оптико-волоконную технологию доступа пользователей в сеть Интернет. Все очень просто. Развитие оптико-волоконной техники и развертывание сетей оптико-волоконных кабелей является очень дорогим удовольствием. Особенно если сравнивать внедрение этой технологии с другими технологиями. Имеет ли смысл прокладывать новые дорогие линии связи до каждого пользователя, если подавляющая часть этих пользователей уже подключена как минимум к одной телекоммуникационной компании - телефонной. Гораздо целесообразней обратить свое основное внимание (не отставая при этом, разумеется, от технического прогресса) на то богатство, которое имеется у нас под ногами - кабельную телефонную сеть, состоящую из витых пар проводов.

.2 Использование витой пары и абонентских телефонных проводов для передачи данных

Витая пара - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара - один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и легкости в монтаже, является самым распространенным решением для построения локальных сетей. Телефонные провода является главным носителем, который в настоящее время используется для подключения всех абонентов (независимо от их юридического статуса) к оборудованию телефонной сети. Одно только это должно вызывать здоровый энтузиазм у разработчиков систем высокоскоростной передачи данных по данному носителю. Каждый абонент телефонной сети имеет отдельную физическую пару проводов в кабеле, идущем от телефонной станции, которая соединяет его телефонный аппарат с коммутационным оборудованием, установленным на телефонной станции. Каждая пара в кабеле является витой (т.е. провода пары свиты друг с другом), что позволяет снизить нежелательные помехи. При осуществлении обычной телефонной связи каждая пара кабеля на абонентском участке кабельной сети поддерживает один голосовой канал. Также витые пары проводов используются для соединения персональных компьютеров в ЛВС (локальных сетях). Существует три основных решения при организации доступа в сеть Интернет по витой паре. Речь идет об аналоговых модемах, предназначенном специально для передачи по телефонным каналам, о ISDN и о технологиях, объединенных под общим названием xDSL. Аналоговые модемы хорошо известны и понятны большинству пользователей современных домашних компьютеров (рисунок 5.2). Принцип их работы основан на использовании диапазона голосовых частот витой пары для передачи данных. Для этого используются технологии передачи, известные как "частотная манипуляция" и "квадратурная амплитудная модуляция". Аналоговый модем позволяет достигать скорости передачи данных до 56 Кбит/с.

Рисунок 5.2 Использование витой пары для доступа в сеть Интернет

Невысокая цена и совместимость практически с любой телефонной линией сделали аналоговые модемы основным выбором индивидуальных пользователей. К сожалению, скорость передачи аналогового модема в значительной мере зависит от качества телефонной линии и установленного соединения. Именно поэтому получить максимальную скорость передачи данных практически невозможно (обычно модем с заявленной скоростью в 33,6 Кбит/с позволяет работать со скоростью 28,8 Кбит/с, в лучшем случае 31,2 Кбит/с). Непрофессиональные пользователи сети Интернет могут использовать и аналоговые модемы, но рано или поздно любой из них сталкивается с проблемами, связанными с низким качеством соединения и перегрузками телефонной сети общего пользования. Эта сеть, в своем существующем на данный момент виде, совершенно не предназначена для того, чтобы передавать трафик сети Интернет. Более высокоскоростной альтернативой аналоговым модемам служит ISDN (рисунок 5.3). ISDN (не совсем по-русски называемая цифровой сетью связи с интеграцией служб) представляет собой цифровую технологию, позволяющую передавать данные со скоростью 144 Кбит/с. Для этого используется схема кодирования 2В1Q. Скорость передачи данных 144 Кбит/с складывается из двух каналов В по 64 Кбит/с каждый, используемых для передачи голоса и данных, и одного служебного канала D 16 Кбит/с для передачи управляющих сигналов. Каналы В могут использоваться как два отдельных голосовых канала, два канала передачи данных со скоростью 64 Кбит/с, как два отдельных канала передачи голоса и данных, а также совместно для передачи данных со скоростью 128 Кбит/с.

Рисунок 5.3 Использование технологии ISDN

Технологии xDSL позволяют значительно увеличить скорость передачи данных по медным парам телефонных проводов, при этом не требуя глобальной модернизации абонентской кабельной сети. Именно возможность преобразования существующих телефонных линий, при условии проведения определенного объема подготовительных технических мероприятий, в высокоскоростные каналы передачи данных и является основным преимуществом технологий xDSL. Данные технологии позволяют значительно расширить полосу пропускания медных абонентских телефонных линий. Любой абонент, пользующийся обычной телефонной связью, является потенциальным кандидатом на то, чтобы с помощью одной из технологий xDSL значительно увеличить скорость своего соединения с сетью Интернет. При этом предусмотрено и сохранение нормальной работы обычной телефонной связи, вне зависимости от "общения" пользователей с сетью Интернет (рисунок 5.4).

Рисунок 5.4 Использование технологии xDSL

Многообразие технологий xDSL позволяет пользователю (с учетом определенных ограничений, связанных с длиной и качеством абонентской линии) выбрать подходящую именно ему скорость передачи данных - от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. Современные технологии xDSL дают возможность организовать высокоскоростной доступ в сеть Интернет для каждого индивидуального пользователя или каждого небольшого предприятия, превращая обычные телефонные кабели в высокоскоростные цифровые каналы. xDSL включает в себя целый набор различных технологий, позволяющих организовать цифровую абонентскую линию, которые различаются по расстоянию, на которое передается сигнал, скорости передачи данных, а также по разнице в скоростях передачи "нисходящего" (от сети к пользователю) и "восходящего" (от пользователя в сеть) потока данных. Технологии xDSL предоставляют телекоммуникационным компаниям возможности, от которых они просто не могут отказаться. Они создают быстрый и недорогой метод дополнительного использования существующей кабельной сети, а также базу для перехода к технологиям будущего. Игнорировать это было бы просто глупо.

6. Беспроводные системы передачи данных

В настоящее время бурное развитие технологий беспроводных сетей открывает для бизнеса новые возможности по эффективной организации корпоративной сети предприятия. Преимущества беспроводных решений:

·низкая стоимость развертывания;

·мобильность, возможность демонтировать оборудование при переезде;

·безопасность, возможность шифрования трафика;

·надежная и качественная телефонная связь;

·высокоскоростной доступ к сети Интернет;

·независимость от кабельной инфраструктуры;

·простота подключения и использования.

Отсутствие проводов и, как следствие, привязки к какому-то конкретному месту всегда было значимо для мобильных пользователей, которым оперативный доступ к информации нужен постоянно, независимо от места их нахождения. Беспроводные сети эффективны, прежде всего, при передаче данных на расстояния до нескольких сот метров, и отличаются низкой стоимостью реализации. Ассортимент беспроводного сетевого оборудования может включать в себя беспроводные видеокамеры и прочие устройства. Развитие беспроводных систем доступа идет в трех основных направлениях. Это спутниковые системы, наземные СВЧ-системы и системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей. Разумеется, каждое из этих средств имеет свои достоинства и недостатки [4, с.56].

6.1 Системы персональной сотовой связи

Доступ в сеть Интернет может быть организован посредством существующей системы сотовой связи с использованием аналоговых модемов (модемов для передачи по телефонным каналам) (рисунок 6.1). Так как каналы сотовой связи имеют достаточно узкую полосу частот, скорость передачи данных будет невелика (в процессе постепенного развития систем сотовой связи и усовершенствования технологий скорость передачи данных также постепенно росла от 9,6 Кбит/с до 19,2 Кбит/с). Определенного увеличения скорости передачи данных можно достичь за счет использования временно свободных каналов (по которым не ведутся телефонные разговоры).

Рисунок 6.1 Система передачи данных по каналам сотовой связи.

Плюсы и минусы использования сотовой связи для доступа в сеть Интернет очевидны. Главное достоинство заключается в мобильности и возможности выхода в сеть Интернет из любого места, а не только из квартиры или офиса, которые с помощью кабеля привязаны к провайдеру. К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость услуг сотовой связи, а также не стопроцентный охват территории компаниями сотовой связи и наличие зон неуверенной связи.

.2 СВЧ-системы

По мере того, как увеличивалась потребность в расширении количества линий междугородней связи, разрабатывались системы, способные удовлетворить такие потребности. Одной из таких систем были радиорелейные линии, в которых в качестве носителя сигнала использовался не кабель, а радиоканал. Работая на сверхвысоких частотах (диапазон СВЧ) одна радиорелейная линия способна поддерживать работу тысяч телефонных каналов и нескольких телевизионных каналов одновременно. Использование данного диапазона частот приводит к необходимости размещать ретрансляторы на небольшом расстоянии друг от друга в пределах прямой видимости (сверхвысокочастотный сигнал не может завернуть за угол или перепрыгнуть даже через небольшую горку). Необходимость строить через определенное расстояние ретрансляционные вышки с антеннами делает данную технологию достаточно дорогой при организации связи на большое расстояние, но данная технология может найти свое применение, например, для организации фиксированного радиодоступа - высокоскоростной передачи данных между двумя зданиями (со скоростью от 2 Мбит/с и выше). Во многих случаях такое решение будет иметь меньшую стоимость по сравнению с прокладыванием между зданиями оптико-волоконного кабеля (например, в городах, где проложить кабель не всегда просто, или в том случае, когда эти здания разделяет река) [3, с.12].

В условиях недостатка частотного ресурса были созданы, успешно применяются и развиваются беспроводные системы фиксированного доступа, работающие в инфракрасной области (на основе ИК светодиодов и полупроводниковых лазеров). Они обеспечивают рабочую дальность от 300 м до 1-3 км при скорости передачи до 155 Мбит/с. Все основные недостатки этих систем (сравнительно высокая стоимость и некоторая зависимость от погодных условий и загрязнения оптики) с лихвой окупаются отсутствием необходимости получения разрешения на использование радиочастоты, а также быстротой и простотой монтажа. На следующим этапом развития систем фиксированного радиодоступа явилось создание таких протоколов обмена информацией между приемо-передатчиками, которые позволили организовать подключение многих объектов к одному (соединение "точка-многоточка"), что наиболее соответствует задачам организации доступа в Интернет (рисунок 6.2). Кроме того, были созданы различные механизмы (например, пакетная передача, работа на изменяющейся частоте), которые позволили увеличить пропускную способность, скорость передачи и эффективность использования частотного ресурса.

Рисунок 6.2 Системы фиксированного радиодоступа

Обеспечивая среднюю скорость передачи данных, системы данного типа позволяют организовать канал передачи на достаточно большое расстояние. В то же время подверженность внешним помехам и зависимость от географических условий (обязательная необходимость прямой видимости) делают применение таких систем не всегда целесообразным.

.3 Спутниковые системы

Для организации передачи данных используются и спутниковые системы. Причем варианты могут быть различными - от низкоскоростных индивидуальных каналов для отдельных пользователей до высокоскоростных каналов, одновременный доступ к которым может иметь большое количество пользователей (коллективный доступ). В первом случае может применяться двунаправленный канал (но это по карману только очень богатым организациям). Во втором случае спутник служит только для передачи нисходящего потока данных, поступающих из сети Интернет к пользователю (рисунок 6.3). Пользователю необходимо обязательно установить спутниковую антенну, СВЧ-ресивер и карту декодера прямо в персональный компьютер. Для организации восходящего потока данных (от пользователя в сеть Интернет) используется линия телефонной связи и модем.

Рисунок 6.3 Спутниковая система

Спутник охватывает большую зону на поверхности Земли и является наиболее "широко охватывающей" технологией доступа в Интернет с географической точки зрения. Спутниковые системы доступа имеют не очень высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и работают не очень быстро. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув на него мышью своего компьютера, вы подали сигнал запроса, который должен пройти по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается на спутник вверх и вниз, что в общей сложности составляет около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, данное средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Это особенно заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени. Несмотря на широкую зону охвата, спутниковые системы имеют ряд недостатков, связанных, в частности, с необходимостью приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования. Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (простой пример - корабль, находящийся посреди океана).

Заключение

Сети передачи данных - сети, предназначенные для передачи информации как внутри различных систем инфраструктуры организации, так и между ними, а также с внешними системами. В работе представлена классификация сетей передачи данных. Сети передачи данных могут быть телефонными и компьютерными, проводными, что означает соединение компьютеров с помощью кабелей, или беспроводными, в которых подключения выполняются посредством радиоволн, по воздуху. Развитие беспроводных сетей доступа идет в трех основных направлениях. Это спутниковые сети, наземные СВЧ-системы и сети персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей. Проводные сети передачи данных можно разделить на сети, использующие витую пару и телефонные провода, и сети, использующие оптико-волоконные кабели, к этой категории также следует отнести сети, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели. Беспроводное соединение позволяет работать на компьютерах в любом месте дома без использования кабелей. Однако за свободу и мобильность беспроводной сети приходится платить: проводные сети работают немного быстрее. Тем не менее, большинству пользователей достаточно скорости беспроводной сети.

Список использованной литературы

1. Бертсекас Д. Сети передачи данных / Д. Бертсекас, Р. Галлагер - пер. с англ. - М.: Мир, 2003. - 562 c.

. Беспроводные сети Wi-Fi / А.В. Пролетарский [и др.]. - Интернет-университет информационных технологий, 2007.

. Григорьев В.А. Сети и системы радиодоступа / В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю.А. Распаев. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 384 с.

. Максим М. Безопасность беспроводных сетей / М. Максим, Д. Полино. - М.: Компания "АйТи"; ДМК Пресс, 2004. - 288 с.

. Олифер В.Г. Основы сетей передачи данных / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер.- Интернет-университет информационных технологий, 2005.

. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для вузов / М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. - М.: Радио и связь, 2001.- 336 с.

. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети / Э.С. Таненбаум - СПб.: Питер, 2003.- 848 с.

. Уэнделл Одом Компьютерные сети. Первый шаг Computer Networking First-step. - М.: «Вильямс», 2005. - 432 с.

Федеральное агентство связи Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Больше работ по теме: