3. Цифровые каналы передачи данных

Биты данных могут передаваться в виде аналоговых или цифровых сигналов. Для передачи информации обычно используется одна из характеристик сигнала: амплитуда, частота, фаза. При использовании аналоговых сигналов, характеристика (например, амплитуда) может принимать любое значение из некоторого непрерывного интервала. При использовании цифровых сигналов, характеристика может принимать значения только из некоторого конечного набора (в простейшем случае, одно из двух значений).

На этом уровне вместо битовой скорости (бит/с) используют понятие скорости изменения сигнала в линии или бодовой скорости (бод, baud). Эта скорость представляет собой число изменений различаемых состояний линии за единицу времени. В случае двухуровневого кодирования битовая и бодовая скорости совпадают, но с увеличением количества различимых уровней, битовая скорость растет, а бодовая остается постоянной.

Передача данных может происходить по кабелю (в этом случае говорят об ограниченной среде передачи и проводных линиях связи) и с помощью электромагнитных волн той или иной природы – инфракрасных, микроволн, радиоволн, – распространяющихся в пространстве (неограниченная среда передачи, беспроводные линии связи).

3.1. Частотное и временное разделение каналов

Коммутаторы должны обеспечивать использование соединяющих их каналов для одновременной передачи нескольких абонентских составных каналов. Для этого применяются разнообразные техники мультиплексирования абонентских каналов, среди которых частотное мультиплексирование (FDM, Frequency Division Multiplexing) и мультиплексирование с разделением времени (TDM, Time Division Multiplexing, или синхронный режим передачи – STM, Synchronous Transfer Mode).

Частотное мультиплексирование сводится к разделению диапазона частот на полосы, каждая из которых отведена для передачи данных одного абонентского канала. Коммутатор выполняет перенос частоты каждого канала в выделенную для него полосу (обычно путем модуляции высокочастотной несущей низкочастотным сигналом данных).

При мультиплексировании с разделением времени мультиплексор в каждый момент времени выдает в общий канал данные единственного абонентского канала, отдавая ему всю полосу пропускания, но чередуя абонентские каналы через равные промежутки времени. Мультиплексирование с разделением времени ориентировано на дискретный характер передаваемых данных и цифровые каналы.

3.2. Проводные линии связи и их характеристики

Кабели являются наиболее распространенной физической средой передачи информации в сетях. Используется несколько типов кабелей. Они отличаются толщиной, скоростью передачи данных, ценой и т.п. В различных ситуациях могут потребоваться различные типы кабелей. При выборе конкретного кабеля для данной сети следует учитывать требуемый тип кабеля и приложения, которые будут функционировать в создаваемой сети. Требования существующих приложений можно свести в пять классов:

• Класс А. Передача голоса и низкоскоростная передача в диапазоне частот до 100 кГц;

• Класс В. Передача данных в диапазоне до 1 МГц;

• Класс С. Передача данных с высокой скоростью – до 16 МГц;

• Класс D. Передача данных с сверхвысокой скорость – до 100 МГц;

• Оптический. Оптический кабель используется, как правило, для передачи данных с высокой и сверхвысокой скоростью; можно считать что ширина полосы практически неограниченна.

Анализ работы локальных сетей показывает, что большая доля возникающих сбоев и отказов приходится на кабельные системы. согласно данным, приводящимися многими специалистами, из–за повреждений кабелей происходит примерно 70% аварий в сетях. В этой связи вопросам прокладки кабеля, выбора типа кабеля, тестирования, управления кабельной системы и т.д. следует уделять (и уделяется) чрезвычайно большое внимание.