3. Передача сигналов в модулированной форме. Методы модуляции.

При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования - на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ часто называется также модуляцией или аналоговой модуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.

Применение синусоиды приводит к спектру гораздо меньшей ширины при той же скорости передачи информации. Однако для реализации синусоидальной модуляции требуется более сложная и дорогая аппаратура, чем для реализации прямоугольных импульсов.

Аналоговая модуляция является таким способом физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. Основные способы аналоговой модуляции показаны на рис. 2.13. На диаграмме (рис. 2.13, а) показана последовательность бит исходной информации, представленная потенциалами высокого уровня для логической единицы и потенциалом нулевого уровня для логического нуля. Такой способ кодирования называется потенциальным кодом, который часто используется при передаче данных между блоками компьютера.

При амплитудной модуляции (рис. 2,13, б) для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля - другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции - фазовой модуляцией.

При частотной модуляции (рис. 2.13, в) значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой - f0 и f1. Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с.

При фазовой модуляции (рис. 2.13, г) значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, нос различной фазой, например 0 и 180 градусов или 0,90,180 и 270 градусов.

В скоростных модемах часто используются комбинированные методы модуляции, как правило, амплитудная в сочетании с фазовой.

Экзаменационный билет № 10

1.	Совмещение технологии АТМ с традиционными технологиями локальных сетей. Спецификация LANE. Программные компоненты LEC и LES. Использование технологии АТМ.
2.	Принципы конструирования тензометрических датчиков. Выбор материала упругого элемента.
3.	Протоколы TCP и UDP.

1. Совмещение технологии атм с традиционными технологиями локальных сетей. Спецификация lane. Программные компоненты lec и les. Использование технологии атм.

Сосуществование АТМ с традиционными технологиями локальных сетей.

Технология АТМ разработана качестве самостоятельной без учёта одного фактора, что в существующие технологии вложены большие средства и поэтому никто не будет отказываться от устроенного и работающего оборудования, даже если появляется более совершенное. Это обстоятельство оказывается не столь важным для территориальных сетей, которые в случае необходимости могут предлагать свои оптоволокнистые каналы, проложенные на большие расстояния чаще превышающие стоимость основного сетевого оборудования переход на технологию АТМ, связанного с заменой коммутаторов во многих случаях являлся экономически оправданным.

Для локальных сетей, в которых замена коммутаторов и сетевых адаптеров равнозначно созданию новой сети, переход на новую технологию может быть вызван только очень серьёзными причинами, поэтому гораздо привлекательнее является совмещение сосуществующей технологии с технологией АТМ путём постепенного внедрения АТМ в существующую сеть.

При таком подходе фрагменты сети, работающие по новой технологии должны работать с другими частями сети, построенными на основе существующих технологий. Это позволяет улучшить характеристики сети там, где это нужно, а остальные группы работают в прежнем виде.

Эту проблему решает протокол Classical IP. Но необходимо решить две проблемы:

1. Во всех сетях требуется поддержка этого протокола

2. Требуется установка некоторого количества соответствующих маршрутизаторов.

Из этого вытекала задача согласования технологии АТМ с технологиями локальных сетей без привлечения сетевого уровня, поэтому была разработана специализация LANE (LAN emulation) – эмуляция локальных сетей, которая призвана обеспечивать совместимость традиционных протоколов и оборудования локальных сетей с технологией АТМ. Эта технология обеспечивает совместную работу разделения технологий на конечном уровне. В этом случае коммутаторы АТМ работают в качестве высокоскоростных коммутаторов магистрали локальных сетей, обеспечивая не только скорость, но гибкость соединений коммутаторов АТМ между собой. В этом случае поддерживается произвольная топология, а не только древовидная Спецификация LAN предусматривает преобразование кадров и адресов МАС уровня (управление доступом к сети), традиционных технологий локальных сетей в ячейки CEUS и коммутированного виртуального соединения SVC, технологии АТМ, а также способ обратного преобразования.

Всю работу по преобразованию протоколов выполняют специальные компоненты, встраиваемые в обычные коммутаторы локальных сетей. Поэтому ни коммутаторы АТМ, ни рабочие станции не замечают, что они работают с чуждыми им технологиями. Этим была достигнута главная цель по разработке спецификации LAN emulation. Т.к. эта спецификация предусматривает только канальный уровень взаимодействия, то с помощью коммутаторов АТМ и компонентов эмуляции LAN можно образовать только виртуальные сети, называемые эмулированными. Для соединения таких сетей можно использовать обычные маршрутизаторы.

О сновными элементами, реализующими спецификацию, являются программируемые компоненты LEC (LANE client) и LEC (LANE server). Компоненты LEC выполняют роль пограничного элемента, работающего между сетью АТМ и станциями сети, подсоединёнными к АТМ. На каждую подсоединённую к сети АТМ локальную сеть приходится один компонент LEC. Сервер LES ведёт общую таблицу соответствия МАС-адресов станций локальных сетей и АТМ-адресов пограничных устройств с установленными на них компонентами LEC, к которым присоединяются локальные сети, содержащие эти станции. Таким образом для каждого присоединения локальной сети сервер LES хранит один МАС-адрес пограничного устройства с компонентом LEC и несколько МАС-адресов станций этой сети. Клиентские части LEC автоматически регистрируют серверы LES МАС-ареса каждой заново подключённой станции. Программируемые компоненты LEC и LES могут быть реализованы в любых устройствах (коммутаторах, маршрутизаторах и даже рабочих станциях). Когда элемент LEC хочет послать пакет через сеть АТМ станции других локальных сетей также присоединяются к АТМ, они посылают запрос на установление соединения, проверяя соответствие между МАС-адресом и указывая часть пограничного устройства LEC, к которому присоединяется сеть, содержащая станцию назначения. Зная АТМ адрес устройство LEC исходной сети самостоятельно устанавливает виртуальное соединение SVC через сеть АТМ обычным способом. После установления связи кадры МАС локальной сети преобразовываются в ячейки АТМ, каждым элементом LEC с помощью стандартных функций сборки/разборки пакетов.

В спецификации LANE есть также программа для эмуляции в сети АТМ широковещательных пакетов локальных сетей, а также пакетов с неизвестными адресами для так называемого сервера BUS. Этот сервер распространяет такие пакеты во все пограничные коммутаторы, присоединившие свои сети к эмулируемой сети. В рассматриваемом примере пограничные коммутаторы образуют одну эмулируемую сеть. Если необходимо образовать несколько эмулируемых сетей, невзаимодействующих прямо между собой, то для каждой такой сети необходимо активизировать собственные серверы LES и BUS, а в пограничных коммутаторах активизировать по одному элементу LEC для каждой эмулируемой сети. Для хранения информации о количестве активизированных эмулируемых сетей, а также АТМ адресов соответствующих серверов LES и BUS, вводится ещё один сервер – сервер конфигурации LECS.

Спецификация LANE существует в двух версиях. Вторая версия устранила недостаток первой, связанный с отсутствием механизма резервирования серверов LES и BUS, что необходимо для надёжной работы крупной сети, а также добавила поддержку разных классов трафика.

Использование технологии АТМ

Технология АТМ расширяет своё присутствие в локальных и глобальных сетях приблизительно на 20-30% год. В локальных сетях технология АТМ применяется обычно в магистралях, где проявляются такие её качества, как масштабирование скорости, качество обслуживания, виртуальное соединение, которые позволяют повысить пропускную способность и обеспечить резервирование каналов связи.

Основной соперник АТМ в локальных сетях – это технология Gigabit Ethernet. Она превосходит АТМ в скорости передачи данных, а также затратах на единицу скорости. Там где коммутаторы АТМ используются только высокоскоростные устройства, а возможности поддержки различных видов трафика не нужны, технологию АТМ может заменять технология Gigabit Ethernet, где качество обслуживания необходимо, останется АТМ.

Для объединения персональных компьютеров технология АТМ, вероятно, ещё долго не будет использоваться, так как серьёзную конкуренцию составляет Fast Ethernet.

В глобальных сетях АТМ применяется там, где frame relay не справляется с большим объемом трафика и там, где необходимо обеспечить низкий уровень задержек для передачи информации в реальном режиме времени.

В настоящее время основным потребителем АТМ является Интернет.

Территориальные коммутаторы АТМ используются как гибкая среда коммутации виртуальных каналов.