Глобальные сети

Локальные сети обладают множеством достоинств, но они ограничены по физическим размерам, поэтому необходима связь между удаленными ЛВС. Благодаря мостам и маршрутизаторам, а также услугам коммуникационных компаний, ЛВС можно расширить от локального масштаба до сети, охватывающей целые области, страны и даже всю планету. Такие сети называют глобальными вычислительными сетями (ГВС).

Для конечного пользователя ГВС выглядит так же, как и локальная сеть. Большинство глобальных сетей представляет собой комбинацию локальных сетей, соединенных коммуникационными каналами, называемых каналами связи. Обычно каналы связи арендуются у поставщиков коммуникационных услуг. В качестве каналов связи ГВС выступают:

• сети с коммутацией пакетов;

• оптоволоконный кабель;

• микроволновые передатчики;

• спутниковые каналы;

• системы кабельного телевидения.

Для связи между ЛВС используются следующие технологии передачи данных:

• аналоговая;

• цифровая;

• коммутация пакетов.

Рассмотрим более подробно эти технологии передачи данных.

Аналоговая связь

Всемирная телефонная сеть называется общедоступной коммутируемой сетью (Public Service Telephony Network, PSTN). С точки зрения вычислительной среды она представляет собой один большой канал связи ГВС (для передачи речи PSTN предлагает коммутируемые телефонные линии).

Коммутируемые линии. Изначально PSTN создавалась для передачи речи, поэтому она обладает низкой скоростью, а модемы скорость не увеличивают. Поскольку PSTN – сеть с коммутацией каналов, качество соединения неустойчиво. Каждый сеанс связи полностью зависит от качества каналов, подобранных для этого конкретного сеанса. При больших расстояниях качество каналов может резко меняться от сеанса к сеансу. С развитием технологии ADSL обычные телефонные линии станут более эффективными.

Выделенные аналоговые линии. В отличие от коммутируемых линий, которые нужно организовывать для каждого сеанса, выделенные или арендуемые аналоговые линии обеспечивают готовый к немедленному использованию коммуникационный канал. Арендуемая телефонная линия быстрее и надежнее, но дороже.

Выбор линии зависит от продолжительности использования линии, стоимости услуг, необходимостью получить более высокую или более устойчивую скорость с подавлением помех.

Цифровая связь

Если обмен данными с ГВС достаточно интенсивен, временные затраты на их передачу становятся столь большими, что аналоговая связь становится неэффективной и дорогой. Линии цифровой службы передачи данных (DDS) обеспечивают синхронное соединение точка-точка на скоростях 2,4; 4,8; 9,6 или 56 Кбит/с. Цифровые каналы точка-точка – это выделенные линии, которые предоставляют полнодуплексную полосу пропускания при постоянном соединении двух точек. Цифровые линии обеспечивают практически безошибочную (99 %) передачу данных. Цифровые линии доступны в различных формах: DDS, T1, T3, T4 и Switched 56.

Так как служба DDS использует цифровую связь, она не нуждается в модемах. Данные от моста или маршрутизатора DDS передает через устройство, называемое устройством обслуживания канала/устройством обработки данных (CSU/DSU). Оно преобразует стандартные цифровые сигналы, генерируемые компьютером, в биполярные цифровые сигналы, применяемые для синхронной связи.

Линии T1. Это самый распространенный тип цифровой линии, применяемый для высокоскоростной связи. Чтобы осуществлять полнодуплексную передачу данных на скорости 1, 544 Мбит/с, эта технология использует две пары проводов (одна пара для передачи, другая – для приема). T1 позволяет передавать оцифрованную речь, данные и видеосигналы.

Технология T1стандартизована CCITT. При этом в нее были внесены некоторые изменения, что привело к несовместимости американской (стандарт ANSI) и международной версий цифровых сетей. Американская версия распространена кроме США также в Канаде и Японии, а в Европе применяется международный стандарт. Аналогом каналов T в международном стандарте являются каналы типа E1, E2 и E3 с другими скоростями – соответственно 2,048; 8,488 и 34,368 Мбит/с.

Мультиплексирование. T1, разработанная Bell Labs, использует технологию мультиплексирования (уплотнения каналов). Несколько сигналов от различных источников накапливаются в устройстве, которое называется мультиплексором, и передаются по одному кабелю. На принимающей стороне происходит демультиплексирование данных в начальную форму. Этот метод увеличивает пропускную способность телефонных кабелей, которые изначально могли поддерживать только один сеанс связи на линию. Метод, названный T-Carrier network, позволяет передавать одновременно множество разговоров по одной линии.

Деление канала. Канал T1 способен переносить 1, 544 Мбит/с данных (основная единица услуги T-Carrier). T1 делит полосу пропускания на 24 канала и опрашивает каждый канал 8 000 раз/с. Используя этот метод, T1 одновременно передает по двухпроводной паре 24 потока данных. При каждом обращении к каналу передается 8 бит. Так как все каналы опрашиваются 8 000 раз/с, скорость передачи составляет 64 Кбит/с. Этот стандарт скорости называется DS-0. скорость 1,544 Мбит/с известна как DS-1. канал со скоростью DS-1 может быть мультиплексирован, что обеспечивает более высокие скорости передачи, обозначаемые DS-2, DS-3, DS-4. несмотря на различия американской и международной версий технологии для обозначения иерархии скоростей принять использовать одни и те же обозначения – DS-n (Digital Signal n). На практике в основном используются каналы T1/E1 и T3/E3. Для каналов T1 и T2 применяются медные провода, но T3 и T4 требуют высокочастотной среды передачи, например микроволновой или оптоволоконной.

Switched 56 – это коммутация каналов на линии DDS 56 Кбит/с. Преимущество Switched 56 в том, что она используется только по мере необходимости, избавляя клиентов от обязательной оплаты выделенной линии. У каждого абонента необходимо установить устройство CSU/DSU, которое в нужный момент может соединиться с другим абонентом Switched 56.