Волоконная оптика

Волоконно-оптический (fiber optic) кабель содержит тысячи стекловолокон, каждая из которых тоньше человеческого волоса. Для передачи данные преобразуются не электрические сигналы, а в световые импульсы, которые передаются по оптоволокну с помощью лазерного устройства со скоростью от 500 Кбит до нескольких гигабит в секунду. С одной стороны, волоконно-оптические линии связи значительно быстрее, легче и намного прочнее, чем медные провода; поэтому волоконная оптика используется в качестве каналов связи в тех системах, где нужно быстро передавать большие массивы данных. С другой стороны, волоконно-оптический кабель требует больших затрат при прокладке, кроме того он более дорог. Его лучше всего использовать для магистральных линий (backbone), а для подключения к сети компьютеров пользователей применять витую пару. Впрочем, оптоволоконный кабель находит применение и в локальных сетях, где требуется высокая степень защиты данных от несанкционированного использования (например, в банках), так как подключиться к оптоволокну с цель перехвата данных невозможно.

Беспроводная связь

Беспроводные каналы связи, использующие в качестве среды передачи радио или инфракрасные волны, не осуществляют физический контакт с передающими и принимающими устройствами. На сегодня такие каналы связи являются главной альтернативой контактным способам передачи данных на основе телефонных линий, витой пары и оптоволокна. Наиболее часто использующиеся сегодня устройства беспроводной передачи данных – пейджеры, сотовые телефоны, радиотелефоны, системы спутникового телевидения, системы микроволновой связи. К устройствам беспроводной связи также относятся пульты дистанционного управления бытовыми устройствами и другие системы инфракрасной (ИК) связи. Мы рассмотрим только те технологии, которые применяются в телекоммуникационных сетях передачи данных, а именно системы радиосвязи, спутниковой связи, а также ИК-устройства. К системам микроволновой радиосвязи (microwave systems) относятся в основном наземные радиорелейные линии, которые в телекоммуникационных системах используются для передачи больших объемов информации между двумя пунктами. Микроволновые сигналы распространяются в пространстве по прямой линии, что ограничивает дальность передачи 40 – 50 километрами из-за кривизны земной поверхности. Еще один недостаток этих систем – зависимость от погодных условий. Спутниковые системы связи (satellite communication systems) лишены недостатков, присущих радиорелейным линиям. В спутниковой системе сигналы передаются с наземной станции на спутник, который служит ретранслятором. В качестве принимающего устройства применяется обычная параболическая антенна. Спутники связи весьма эффективны по стоимости при передаче больших массивов данных на большие расстояния, поэтому системы связи этого типа используются в больших, географически распределенных организациях, а также там, где нельзя применить кабельные или радиорелейные линии связи. Например, сеть аптек Rite Aide использует системы спутниковой связи для организации быстрой двусторонней связи между региональными сладами и корпоративным мэйнфреймом, расположенным в Кэмп Хилле (Camp Hill), Пенсильвания. В каждом складе установлен сервер, который обслуживает кассовые аппараты, локальную сеть компьютеров работников аптек и менеджеров, а также проверяет наличие необходимых препаратов и оборудования. Сервер может связаться с мэйнфреймом через спутник для передачи отчетов о продажах, для получения доступа к базе данных компании, для составления расписания. В последнее время получили распространение системы доступа к Интернет, базирующиеся на использовании систем спутниковой связи. Поскольку передающее оборудование стоит довольно дорого, многие компании используют системы DirecPC. Чаще всего при работе с Интернет входящий трафик (то есть, "из Интернет") гораздо выше исходящего. Системы DirecPC в качестве приемных устройств используют спутниковые антенны (см. Рис. 4.3), а передают информацию от пользователей в Интернет по обычным наземным каналам связи. Обычные спутники связи находятся на стационарных орбитах на высоте примерно 35 км над Землей. Новые низкоорбитальные спутники (low-orbit satellites) работают на орбитах, максимально приближенных к земной поверхности, что позволяет им принимать сигналы даже от маломощных передатчиков. Такие спутники потребляют меньше энергии, а их запуск и эксплуатация обходится значительно дешевле традиционных спутниковых систем связи. Использование низкоорбитальных спутников делает возможным пользоваться услугами связи, находясь в любой точке земного шара.

Рис. 4.3 Спутниковая антенна системы DirecPC

Системы инфракрасной (ИК-) связи (infrared /IR-/ systems) используются, как правило, в небольших офисах для организации беспроводной связи между различными устройствами. Например, можно легко связать компьютер с принтером или соединить в локальную сеть от двух до шести компьютеров, находящихся друг от друга на небольшом расстоянии (1 – 8 м). Эти системы находят применение в мобильных офисах, когда нет необходимости или возможности прокладывать кабель. Сети, построенные на базе систем ИК-связи, быстро разворачиваются и настраиваются, но имеют низкую скорость передачи данных и не очень надежны.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КОММУНИКАЦИОННЫХ КАНАЛОВ

Характеристики используемого канала связи помогают определить эффективность и возможности телекоммуникационной системы. К этим характеристикам относятся скорость передачи, направление, в котором могут следовать сигналы, а также режим передачи.