IV. Уровень сетевых интерфейсов

Уровень сетевых интерфейсов в стеке TCP/IP отвечает за организацию взаимодействия с технологиями сетей, входящими в составную сеть. Этот уровень в стеке TCP/IP не регламентируется. Он поддерживает все популярные технологии (Ethernet, TokenRing и т.д.). Обычно при появлении новой сетевой технологии она быстро включается в стек TCP/IP путем разработки соответствующей документации

                      Единицы передачи данных для протоколов различных уровней

                                        

11. Типы и характеристики оптических волокон
	Оптические волокна производятся разными способами, обеспечивают передачу оптического излучения на разных длинах волн, имеют различные характеристики и выполняют разные задачи.
Все оптические волокна делятся на две основные группы: многомодовые MMF (multi mode fiber) и одномодовые SMF (single mode fiber). Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые (step index multi mode fiber) и градиентные (graded index multi mode fiber). Одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые волокна (step index single mode fiber) или стандартные волокна SF (standard fiber), на волокна со смещенной дисперсией DSF (dispersion-shifted single mode fiber), и на волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (non-zero dispersion-shifted single mode fiber) Типы и размеры волокон приведены на рис. 2.1. Каждое волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина, по которой происходит распространение светового сигнала, изготавливается из оптически более плотного материала. При обозначении волокна указываются через дробь значения диаметров сердцевины и оболочки. Волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины. У многомодового градиентного волокна и одномодового волокна со смещенной дисперсией показатель преломления сердцевины зависит от радиуса. Такой более сложный профиль делается для улучшения технических характеристик или для достижения специальных характеристик волокна.

12. Параметры оптических волокон: дисперсия, затухание, ПМД.

Потери на рассеяние αрас. Основной причиной потерь из-за рассеяния является так называемое рэлеевское рассеяние, которое вызывается наличием в оптическом волокне неоднородностей микроскопического масштаба. Свет, попадая на такие неоднородности, рассеивается в разных направлениях. В результате часть его теряется в оболочке. Эти неоднородности неизбежно появляются во время изготовления волокна. Потери из-за рэлеевского рассеяния зависят от длины волны по закону λ-4 и сильней проявляются в области коротких длин волн. Рис. 3.14 Релеевское рассеяние Кабельные потери (αкаб) обусловлены скруткой, деформациями и изгибами волокон, возникающих при наложении покрытий и защитных оболочек при производстве кабеля, а также в процессе его прокладки. Дисперсия. Импульсы света, последовательность которых определяет информационный поток, при распространении по волокну расплываются. Расплывание импульса приводит к перекрыванию крыльев соседних импульсов, как изображено на рис. 3.15. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приёме. Вследствие этого импульсы трудно отличить один от другого, а заключенная в них информация теряется. Рис. 3.15 Искажения формы импульсов из-за дисперсии Дисперсия - это расплывание светового импульса по мере его движения по оптическому волокну. Дисперсия ограничивает ширину полосы пропускания и информационную емкость кабеля. Уменьшение дисперсии приводит к увеличению полосы пропускания. Наличие дисперсии объясняется тремя основными факторами:  Различными скоростями распространения направляемых мод в волокне (межмодовая дисперсия τмод).  Различными направляющими свойствами световодной структуры (волноводная дисперсия τвол).  Зависимостью свойств материала оптического волокна от длины волны (материальная дисперсия τмат). Рис. 3.16 Виды дисперсии Межмодовая дисперсия свойственна только многомодовым волокнам. Различные моды имеют различные фазовые и групповые скорости и их максимумы энергии достигают детектор в различные моменты времени. Лучи проходят различные пути и, следовательно, достигают противоположного конца волокна в различные моменты времени. Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне. Однако наиболее отчётливо она проявляется в одномодовом волокне из-за отсутствия в нём межмодовой дисперсии. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны. Волноводная (внутримодовая) дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Внутримодовая дисперсия, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника Δλ. Рис. 3.17 Хроматическая дисперсия Поляризационная модовая дисперсия (τпол) возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды. Рис. 3.18 Поляризационная модовая дисперсия Результирующая дисперсия в ООВ включает в себя все виды дисперсии и ограничивает максимальную скорость передачи информации по линиям связи. Информационную емкость ОВ различных типов принято характеризовать полосой пропускания и коэффициентом широкополосности. Полоса пропускания определяется как диапазон частот, в пределах которого значение АЧХ больше или равно половине максимального значения. Это соответствует снижению уровня оптической мощности сигнала на границах полосы пропускания на 3 дБ. Коэффициент широкополосности равен полосе пропускания ОВ длиной L = 1 км и выражается в МГц*км. Полоса пропускания ОВ (в мегагерцах) обратно пропорциональна длине L линии связи. Многомодовое ОВ имеет коэффициент широкополосности 200…1000 МГц*км и используется, в основном, во внутриобъектовых системах связи и в структурированных кабельных системах (СКС). Одномодовое ОВ является весьма широкополосным  (10-100 ГГц) и позволяет реализовать огромные скорости передачи на большие расстояния (сотни км).

13. Частотное разделение каналов, Мультиплексирование с разделением по частоте (англ. Frequency-Division Multiplexing, FDM)

Разделение каналов осуществляется по частотам. Так как радиоканал обладает определённым спектром, то в сумме всех передающих устройств и получается современная радио связь. Например: спектр сигнала для мобильного телефона 8 МГц. Если мобильный оператор даёт абоненту частоту 880 МГц, то следующий абонент может занимать частоту 880+8=888 МГц. Таким образом, если оператор мобильной связи имеет лицензионную частоту 800—900 МГц, то он способен обеспечить около 12 каналов, с частотным разделением.

Частотное разделение каналов применяется в технологии X-DSL. По телефонным проводам передаются сигналы различной частоты: телефонный разговор-0,3-3,4 кГц а для передачи данных используется полоса от 28 до 1300 кГц.

Очень важно фильтровать сигналы. Иначе будут происходить наложения сигналов, из-за чего связь может сильно ухудшиться.

14. Временное уплотнение каналов возможно только при импульсной передаче информации. Поэтому радиорелейные линии с временным уплотнением не применяются для передачи телевизионных программ и используются только для передачи телефонных переговоров. Временное уплотнение каналов имеет ряд преимуществ перед частотным. Аппаратура временного уплотнения значительно проще, чем частотного, в ней отсутствуют сложные полосовые фильтры. [2]

Временное уплотнение канала связи заключается в том, что сигналы различных сообщений передаются последовательно во времени. Установленные на передающей и приемной сторонах коммутаторы, работающие синхронно, обеспечивают подключение соответствующих сообщений к своим приемным устройствам. Выбор частоты переключения определяется из условия точности восстановления сообщений с учетом ограниченной полосы частот, пропускаемых каналом связи. [3]

Особенность временного уплотнения канала связи заключается в том, что сигналы различных сообщений передаются последовательно во времени. Установленные на передающей и приемной сторонах коммутаторы, работающие синхронно, обеспечивают подключение соответствующих сообщений к своим приемным устройствам. Выбор частоты переключения коммутаторов определяется из условия точности восстановления сообщений с учетом ограничений по полосе частот, пропускаемых каналом связи. Согласно теореме Котельникова, непрерывная функция времени x ( t), спектр которой не содержит частот более / тах, полностью определяется последовательностью дискретных отсчетов, если интервал Д / между двумя отсчетами удовлетворяет условию At l / 2 / mav - Восстановление сообщения по зарегистрированным дискретным сообщениям в темпе приема сигналов осуществляется с помощью фильтра нижних частот.

Системы с временным уплотнением каналов ( временной м у л ь-т и н леке) сравнительно не чувствительны к нелинейности трактов передачи, так как последняя не создает здесь, как в системах с частотным уплотнением, переходных помех, а лишь искажения в отдельных каналах; переходные помехи возникают лишь тогда, когда из-за переходных процессов в селективных системах от импульса одного канала в следующем канале действуют остаточные напряжения. Для передатчиков радиорелейных линий с временным уплотнением каналов используются однокаскадные и многокаскадные схемы. Большее распространение имеют однокаскадные передатчики. По сравнению с многокаскадными передатчиками они дешевле, проще в управлении и эксплуатации, более надежны. [6]

Каналообразующая аппаратура Думка работает по принципу временного уплотнения канала ТЧ. Состоит из мультиплексора, устройства преобразования сигналов, устройства защиты от ошибок и устройства питания. Внедрение ее дает возможность заменить на телеграфной сети старую аппаратуру уплотнения более совершенной. [7]

Вероятно, наиболее защищенным и эффективным способом координации является временное уплотнение канала ( фиг. При этом в передающем коде не используются все биты и управляющие комбинации либо же учитываются возможные телетайпные кодовые комбинации. [8]

В передатчике третьего типа, в котором используются демодуляция, временное уплотнение каналов и повторная модуляция, искажения, вносимые в телефонный канал, можно рассчитать по методике, принятой для аналогичного типа радиорелейных систем связи. [9]

Этот метод многоточечных измерений, аналогичный известному в радиотехнике методу временного уплотнения каналов с большим периодом коммутации, разрабатывался в двух вариантах - с переключением сигналов от многих датчиков на малое число измерительных линий вблизи основного места их расположения и с переключением лишь вблизи места расположения блоков усиления и регистрации. В последнем случае при измерениях на вращающихся деталях требуется применять токосъемник с большим числом колец в соответствии с количеством применяемых датчиков. Кроме того, здесь требуется выполнять большое количество соединительных линий от датчиков к усилительным и регистрирующим блокам измерительных каналов. Исходя из особенностей многоточечных измерений измерительные каналы деформаций, давлений и вибраций расчленены на отдельные блоки, каждый из которых имеет свои характеристики, определяемые общей задачей и характеристиками смежных блоков, а также амплитудно-частотными характеристиками регистрируемых механических параметров. [10]

В книге изложены вопросы теории и расчета радиопередатчиков небольшой мощности, являющихся предметом массового производства; рассмотрены принципы их построения; схемы и работа усилителей и генераторов всех диапазонов; генераторы и усилители оптического диапазона и их использование для связи; разобраны схемы стабилизации частоты с синтезаторами, принципы амплитудной, частотной и фазовой модуляций, однополосная работа передатчиков, принципы и схемы многоканальной ( релейной) связи счастотным и временным уплотнением каналов, импульсная работа передатчиков.

Временное мультиплексирование (англ. Time Division Multiplexing, TDM) — технология аналогового или цифрового мультиплексирования, в котором несколько сигналов или битовых потоков передаются одновременно как подканалы в одном коммуникационном канале.

Передача данных в таком канале разделена на временные интервалы (таймслоты) фиксированной длины, отдельные для каждого канала. Например: некоторый блок данных или подканал 1 передается в течение временного интервала 1, подканал 2 во временной интервал 2 и т. д. Один фрейм TDM состоит из одного временного интервала, выделенного одному определенному подканалу. После передачи фрейма последнего из подканалов происходит передача фрейма первого подканала и т. д. по порядку.

Была версия^{[источник не указан 989 дней]}, что в будущем TDM может уступить место ATM (хотя данная технология внедрялась крайне медленно, и на сегодняшний день развитие ATM полностью прекращено); более реалистичным представляется^[кому?], что TDM может уступить место IP; но на сегодня TDM — это преобладающая технология местного доступа.