Сетевой уровень.

Служит для образования единой системы передачи данных, объединяющих несколько сетей (интерсеть). Отвечает за доставку информации между сетями. Единицей передачи является пакет. Если канальный уровень обеспечивает передачу данных только в пределах единой сетевой технологии, то сетевой уровень обеспечивает передачу пакетов между сетями с различной организацией. Сетевой уровень использует числовые составные адреса. Основной задачей сетевого уровня является выбор оптимального маршрута передачи пакетов, а также преобразование числовых составных адресов в аппаратные.

Транспортный уровень.

Отвечает за надежность доставки данных между сетями интерсети.

Протоколы транспортного уровня делятся на 2 вида:

1. Протоколы с установлением соединения (Перед обменом отправитель и получатель должны сначала установить соединение и возможно выбрать некоторые параметры передачи данных. После завершения диалога они должны по правилам разорвать соединение.)

2. Протоколы без предварительного установления соединения (Отправитель, подготовив пакет, передает сообщение получателю, предварительно не убедившись в том, что получатель готов к приему информации.)

С точки зрения надежности 1 вид более надежный, но более медленный. 2 вид более быстрый, но более надежный.

Сеансовый уровень.

Обеспечивает управление диалогом между отправителем и получателем, фиксирует какая из сторон, в настоящий момент, является активной, предоставляет средства синхронизации (расстановка контрольных точек). Синхронизация – в длинные передачи данных вставляются контрольные точки, для того, чтобы в случае прерванной передачи можно было бы возобновить посылку данных с последней контрольной точки, вместо того, чтобы начинать всю передачу с самого начала. На практике сеансовый уровень реализуется редко, иногда отдельные функции сеансового уровня реализуются в протоколах прикладного уровня.

Представительный уровень.

Не меняя содержание передаваемой по сети информации, приводит ее к виду, пригодному для предоставления пользователю на различных компьютерных платформах (компьютер + ОС). За счет этого уровня передаваемая информация от одной компьютерной системы всегда понятна для компьютерной системы приемника. Этот уровень отвечает за преодоление различных семантических и синтаксических различий (ASCII, KOИ-8, Unicode). Этот же уровень отвечает за степень секретности передаваемых данных.

Прикладной уровень.

Включает набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам (файлы, принтеры и т.д.), а также организуют свою совместную работу. Прикладной программист пишет программы именно на прикладном уровне. На прикладном уровне организовано большое количество разнообразных служб: FTP (служба передачи файлов), e-mail (почта), WWW, TelNet (телеконференции) и т.д.

17. Определите, в чем заключается физическое кодирование передаваемой по сети информации. Укажите различие между единицами скорости: «бод» и «бит/с».

Физическое кодирование применяется для преобразования бит к напряжению, либо перевод в импульсный код.

Применяется 2 основных типа физического кодирования:

1. На основе синусоидального несущего сигнала. Называется аналоговой модуляцией (или просто модуляцией). Применяется для передачи дискретных данных с узкой полосой частот. Обычно это каналы телефонных линий связи.

2. На основе последовательности прямоугольных импульсов. Называется цифровым кодированием. Применяется при передаче данных с использованием несущей в виде последовательности прямоугольных импульсов. При цифровом кодировании применяют 2 типа кодов:

• Потенциальные (для представления логических 1 и 0 используется только значение потенциала сигнала)

• Импульсные (используются перепады сигнала в определенном направлении)

Существует несколько способов цифрового кодирования, поэтому при проектировании сетей стоит проблема выбора определенного способа. Критерии:

• Способ кодирования при заданной битовой скорости передачи данных должен иметь наименьшую ширину спектра результирующего сигнала.

• Способ кодирования должен обеспечивать высокий уровень битовой синхронизации между передатчиком и приемником.

• Способ кодирования должен по возможности исключать в передаваемом сигнале постоянные составляющие.

	0		1		0		1		1
							Потенциальный NRZ
3В
0В
3.3В
0В
-3.3В						Биполярный импульсный

Потенциальные коды обладают низкой синхронизацией и в принципе могут иметь большое значение постоянной составляющей. Однако спектр результирующего сигнала у них узкий, поэтому тактовая частота несущей может быть выше, а следовательно битовая скорость передачи тоже высокая.

Импульсные коды имеют высокую синхронизацию, в них отсутствует постоянная составляющая. Однако спектр передаваемого сигнала широкий  или скорость передачи данных будет невысокой, или для того, чтобы увеличить скорость передачи данных необходимо использовать более дорогие кабели, имеющие более широкую полосу пропускания.

В прошлом основным способом кодирования был импульсный (M II – Манчестер 2). Он применялся в сетях User net. Скорость 10 Мбит/с, но при этом использовался дорогой коаксиальный кабель. В настоящее время в высокоскоростных сетях передачи используются потенциальные коды, для которых нужен более дешевый кабель (витая пара), но при этом потенциальный код улучшают. Улучшение состоит в следующем: допустим на 10 переданных нулей всегда передается одна 1 (вставка в постоянную составляющую импульсов, которые ее прерывают).

Примеры потенциальных кодов:

• NRZ (not return zero)

• NRZ 1

• AMI

2B1Q (кодируется порциями по 2 бита  скорость выше, 2 бита на 1 квант изменения)

Методы аналоговой модуляции:

Аналоговая модуляция является таким способом физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы несущей синусоиды.

При амплитудной модуляции для логической 1 выбирается один уровень несущей синусоиды, а для логического 0 – другой. Этот способ в настоящее время не используется из-за низкой помехоустойчивости.

При частотной модуляции значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой. Этот способ широко применялся в первых моделях, передававших информацию со скоростью передачи 1200 бит/с (конец 70-х гг.).

0	А1	000
0	А2	001
90	А1	010
90	А2	011
180	А1	100
180	А2	101
270	А1	110
270	А2	111

При фазовой модуляции значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы с одинаковой амплитудой и частотой, но с различной фазой. На рис. 0 и 180, но бывают более сложные комбинации (Например:0 - 00; 90 - 01; 180 - 10; 270 - 11).

В скоростных модемах используется комбинированный способ модуляции – фазовое в сочетании с амплитудным. Этот метод носит название квадратурной амплитудной модуляции.

Современные протоколы передачи V 32, V 32 БИС, V 92 используют различные модификации квадратурной амплитудной модуляции и передают информацию со скоростями 36600 бит/с, 56000 бит/с и выше.

Бод (англ. baud) в связи и электронике — единица измерения символьной скорости, количество изменений информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду.[1] Названа по имени Эмиля Бодо, изобретателя кода Бодо — кодировки символов для телетайпов.

Зачастую, ошибочно, считают, что бод — это количество бит, переданное в секунду. В действительности же это верно лишь для двоичного кодирования, которое используется не всегда. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная модуляция (КАМ), и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации. Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.

Кроме этого, бодами выражают полную ёмкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например битами в секунду (бит/c, bps).

Бод- это количество передач (изменений напряжения) в течении одной секунды. В аналоговой технике передачи данных бод и бит/с не одно и то же. Для прояснения этого тезиса стоит рассмотреть внимательнее физический уровень работы модема.

Электрический сигнал, распространяющийся по каналу, характеризуется тремя параметрами - амплитудой, частотой и фазой. Именно изменение одного из этих параметров, или даже совместно некоторой их совокупности в зависимости от значений информационных бит и составляет физическую сущность процесса модуляции. Каждому информационному элементу соответствует фиксированный отрезок времени, на котором электрический сигнал имеет определенные значения своих параметров, характеризующих значение этого информационного элемента. Этот отрезок времени называют бодовым интервалом. Если кодируемый элемент соответствует одному биту информации, который может принимать значение 0 или 1, то на бодовом интервале параметры сигнала соответственно могут принимать одну из двух предопределенных совокупностей значений амплитуды, частоты и фазы. В этом случае модуляционная скорость (еще ее называют линейной или бодовой) равна информационной, т.е. 1 бод = 1 бит/с. Но кодируемый элемент может соответствовать не одному, а, например, двум битам информации. В этом случае информационная скорость будет вдвое превосходить бодовую, а параметры сигнала на бодовом интервале могут принимать одну из четырех совокупностей значений, соответствующих 00, 01, 10 или 11.