Передача в основной полосе частот и широкополосная передача

Шириной используемой полосы частот называют выделенную полосу пропускания среды передачи данных. Общую полосу пропускания среды передачи можно разделить на каналы. Канал представ­ляет собой часть полосы пропускания, которая применяется для передачи данных.

Существуют два способа выделения полосы пропускания среды передачи данных:

• Передача в основной полосе частот (baseband). В этом случае для одного канала используется вся полоса частот. Передача в основной полосе частот обычно применяется для трансляции цифро­вых сигналов, но ее можно использовать и для аналоговых. Такой метод встречается в большинстве локальных сетей;

• Широкополосная передача (broadband). Этот вид передачи предусматривает разделение поло­сы пропускания на отдельные каналы. Поскольку каждый канал может нести свой аналоговый сигнал, сети с широкополосной передачей поддерживают несколько параллельных диалоговых сеансов по одному кабелю.

Узкополосные системы передают данные в виде цифрового сигнала одной частоты. Сигналы пред­ставляют собой дискретные импульсы. При этом вся емкость канала передачи или полосы пропуска­ния используется для передачи одного сигнала. Полоса пропускания – это разница между максималь­ной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю. Каждое устройство в узкополосных системах может передавать данные в обоих направлениях.

Широкополосные системы передают данные в виде аналогового сигнала, который использует некото­рый интервал частот. Сигнал представляет собой непрерывные волны. При таком способе сигналы передаются в одном направлении. В широкополосной системе может одновременно идти вещание нескольких систем, каждой из которых выделяется свой участок полосы пропускания.

В узкополосных системах для восстановления сигнала используются репитеры, а в широкополосных – усилители.

Полудуплексная и полнодуплексная передача

Когда два компьютера обмениваются информацией с помощью ЛВС, обычно в любой момент вре­мени данные перемещаются только в одном направлении, поскольку узкополосная сеть, применяе­мая в большинстве ЛВС, способна передавать только один сигнал. Такая передача называется полу­дуплексной. Если же две системы способны связываться в обоих направлениях одновременно, связь между ними называется полнодуплексной. Наиболее простой пример полнодуплексной системы – телефонная сеть, где обе стороны могут говорить и слушать одновременно.

При наличии соответствующего оборудования в ЛВС определенного типа возможна и полнодуп­лексная передача. Главное условие – отдельный канал для трафика в каждом из двух направлений. Например, коаксиальный кабель состоит из одного проводника и «земли», поэтому двусторонний трафик невозможен физически. А вот витая пара состоит из четырех изолированных проводов в од­ной оболочке, одна из которых предназначена для входящего трафика и еще одна – для исходящего. При этом удваивается пропускная способность сети.

Беспроводные сети

Беспроводная среда не подразумевает полное отсутствие проводов в сети. Обычно беспроводные компо­ненты взаимодействуют с сетью, в которой в роли среды передачи выступает кабель. Такая сеть называется гибридной.

Беспроводная среда предоставляет следующие возможности:

• обеспечивает временное подключение к существующей кабельной сети;

• гарантирует определенный уровень мобильности;

• помогает осуществлять резервное копирование в существующую кабельную сеть;

• позволяет снять ограничения на максимальную протяженность сети.

Беспроводная среда полезна в следующих случаях:

• в изолированных помещениях и зданиях;

• для людей, не работающих в одном месте;

• в помещениях с часто меняющейся планировкой;

• в помещениях, заполненных людьми;

• в памятниках архитектуры, где прокладка кабелей не разрешена.

В зависимости от технологии, беспроводные сети можно разделить на локальные и мобильные (пе­реносные компьютеры) сети. Локальные сети используют технические средства той организации, где функционирует сеть. Мобильные сети используют местные службы.

Локальные вычислительные сети

Трансивер, называемый иногда точкой доступа (access point), обеспечивает обмен сигналами ме­жду ПК с беспроводным подключением и остальной сетью. В беспроводных сетях используются небольшие настенные трансиверы. Они устанавливают радиоконтакт между переносными устрой­ствами. Именно из-за них такую сеть нельзя назвать полностью беспроводной.

Существуют также беспроводные способы передачи:

Инфракрасное излучение. Инфракрасные беспроводные сети используют для передачи инфракрасные лучи. Этот способ по­зволяет осуществлять передачу с большой скоростью, однако подвержен помехам со стороны сильных источ­ников света.

Существуют 4 типа инфракрасных сетей:

• Сети прямой видимости. Передача возможна только в зоне прямой видимости между передатчиком и приемником;

• Сети на рассеянном излучении. При этом сигналы, отражаясь от стен и потолка, достигают приемника. Скорость передачи неве­лика и эффективная область составляет примерно 30 м;

• Сети на отраженном инфракрасном излучении. В этих сетях оптические трансиверы, расположенные рядом с компьютером, передают сиг­налы в определенное место, откуда они переадресовываются получателю;

• Широкополосные оптические сети. Предоставляют широкополосные услуги. Они соответствуют жестким требованиям мультимедий­ной среды и практически не уступают кабельной сети;

Недостатки: Трудности при передаче более чем на 30 м и подверженность помехам со стороны сильных источников света (например, окно).

Лазер. Лазер требует прямой видимости. Если луч прервется, то прервется и передача.

Радиопередача в узком спектре (одночастотная передача). Напоминает вещание обычной радиостанции. Приемник и передатчик настраиваются на одну час­тоту. Прямая видимость необязательна, площадь вещания – около 46 500 м². Сигнал не прони­кает через металлические или железобетонные перекрытия. Доступ к услугам оказывается через поставщика услуг.

Радиопередача в рассеянном спектре. При передаче в рассеянном спектре задействована некоторая полоса частот. Доступные частоты разделены на каналы, или интервалы. Адаптеры в течение определенного промежутка времени на­строены на установленный интервал, затем переключаются на другие интервалы. Переключение всех ПК в сети происходит синхронно. Для защиты данных применяют кодирование. Скорость – около 250 Кбит/с. Есть сети со скоростью до 2 Мбит/с, передающие данные на расстояние 3,2 км на открытом пространстве и до 120 м внутри помещения.

Передача «точка-точка». Применяется радиоканал «точка-точка». Предусматривает обмен данными только между ПК, в от­личие от обмена между ПК и периферийными устройствами. Для организации такой сети требуется использование дополнительных компонентов (одиночных и хост-трансиверов). Их можно устанавливать как на отдельных машинах, так и на сетевых. Сигнал проникает через стены и пере­крытия. Скорость – до 40 Кбит/с, расстояние – до 60 м внутри здания и 500 м – в условиях прямой видимости.

Расширенные локальные сети

Компонент, называемый беспроводным мостом, помогает устанавливать связь между зданиями без участия кабеля. Может использоваться технология радиопередачи в рассеянном спектре. Дальность – около 5 км. Мосты дальнего действия покрывают расстояние до 40 км и используют ту же техноло­гию.

Мобильные сети

В мобильных сетях используются телефонные системы и общественные службы. При этом применяются сотовые сети, пакетное радиовещание и спутниковая связь.

При пакетном радиовещании данные разбиваются на пакеты с адресами источника, приемника и информацией для коррекции ошибок. Пакеты передаются на спутник, который транслирует их в широковещательном режиме. Устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

Сотовые цифровые пакеты данных используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим для передачи речи сетям в те моменты, когда эти сети не за­няты. Это очень быстрая технология связи с задержкой в доли секунды.

В сотовых сетях, как и в других беспроводных, необходим интерфейсный блок, который позволяет подключиться к существующей кабельной сети.

Микроволновая технология помогает организовать взаимодействие в небольших компактных сис­темах, например, в университетских городках.

На сегодняшний день эта технология – наиболее распространенный в США метод