23. Принципы построения локальных сетей(Ethernet)

Локальная сеть (LAN) — это группа компьютеров, подключенных друг к другу на определенной территории, способных связываться друг с другом и использовать общие ресурсы, такие как принтеры. Данные отправляются в виде пакетов, для управления передачей пакетов могут использоваться различные технологии. Наиболее широко используемой технологией является технология Ethernet и специализированный стандарт IEEE 802.3 При работе сети Ethernet используется топология «звезда», в которой каждый узел (устройство) соединен по сети с другим узлом с помощью активного сетевого оборудования, такого как коммутатор. Число объединенных в сеть LAN устройств может варьироваться от двух до нескольких тысяч.

Физической средой для организации канала передачи данных в проводной сети LAN служат кабели, чаще всего витая пара или оптоволоконный кабель. Витая пара состоит из восьми проводов, образующих четыре витых пары медных проводов. Максимальная длина кабеля при использовании витой пары составляет 100 м, в то же время при использовании оптоволоконного кабеля его длина может составлять от 10 км до 70 км в зависимости от типа оптоволокна. В зависимости от типа витой пары или оптоволокна скорость передачи данных может варьироваться в диапазоне от 100 Мбит/с до 10 000 Мбит/с.

На практике рекомендуется строить сеть большей пропускной способности, чем требуется в данный момент. Для обеспечения возможности дальнейшего расширения сети желательно проектировать ее таким образом, чтобы в начальный момент времени использовать не более 30 % пропускной способности. В настоящее время все больше приложений работают с использованием сети, требуется все более и более высокая производительность сети. Сетевые коммутаторы после нескольких лет работы довольно легко усовершенствовать, кабели же обычно заменить значительно сложнее.

Типы сетей Ethernet Fast Ethernet

Fast Ethernet — это сеть Ethernet, предназначенная для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с. Сеть может быть построена на основе витой пары или оптоволоконного кабеля.

Gigabit Ethernet

Технология Gigabit Ethernet, которую можно реализовывать на основе оптоволоконного кабеля, предназначена для передачи данных со скоростью 1 000 Мбит/с (1 Гбит/с). Данная технология становится очень популярной

10 Gigabit Ethernet

Технология 10 Gigabit Ethernet — это технология последнего поколения, позволяющая передавать данные на скорости 10 Гбит/с (10 000 Мбит/с).

Оценка производительности сети сводиться к эффективности использования физической скорости передачи сети, то есть размер пакета должен быть максимально большим для уменьшения избыточности служебной информации, тогда эффективность сети будет около 98%.

22. РРЛ прямой видимости и тропосферные.

РР связью называется наземная радио связь, основанная на ретрансляции радио сигналов на дециметровые и более коротких волнах.

3 признака РРсв: 1)наличие ретрансляции радио сигналов, 2)использование диапазона УКВ, 3)наземная радио связь

Для обеспечения РРсв, строятся РРЛ.

Принцип РРЛ связи заключается в последовательной передачи сообщений от одной к другой РР станции для обеспечения заданной дальности.

РРЛ называют совокупность техн. ср-в и среды распространения, в качестве техн. средств выступают РРст.

РРст входящие в РРЛ делятся на 3 группы:-оконечные,-узловые,-промежуточные.

На оконечной радиорелейной станции начинается и заканчивается тракт передачи. Аппаратура ОРС осуществляет преобразование сигналов, поступающих от разных источников информации (телефонные сигналы от междугородней телефонной станции, телевизионные сигналы от междугородней телевизионной аппаратной и т.д.) в сигналы, передаваемые по радиорелейной линии, а также обратное преобразование сигналов, приходящих по РРЛ, в сигналы телерадиовещания или телефонии. Радиосигналы ОРС с помощью передающего устройства и антенны излучаются в направлении следующей, обычно промежуточной, радиорелейной станции.

Промежуточные радиорелейные станции предназначены для приема сигналов от предыдущей станции радиорелейной линии, усиления этих сигналов и излучения в направлении последующей станции РРЛ.

По механизму распространения р/волны РРЛ делятся: -РРЛ прямой видимости,- РРЛ тропосферные.

РРЛ прямой видимости наз. линии в которой соседние станции расположены на расстоянии обеспечивая радио связь прямой видимости.

Тропосферные РРЛ. Соседние станции расположены дальше предела прямой видимости за счет явления дальнего тропосферного рассеяния УКВ.

Особенности РРЛ связи обусловлены особенностями диапазона УКВ: 1)большая частотная емкость(-возможность передачи больших объемов информации, - возможность использования широкополосных методов модуляции колебания передачи), 2)крайне низкий уровень атмосферных помех(-возможность обеспечения высокого качества связи), 3)малая дифракционная способность р.волн(необходимость многократной ретрансляции р.сигнала), 4)малые длины волн.

21. Принципы построения радиорелейных (РРЛ) и спутниковых систем связи (ССС).

В РРСП прямой видимости для увеличения расстояния между станциями радиорелейных линий антенны ретрансляторов подвешивают на высокие сооружения (мачты, опоры, высотные строения и т.д.). В условиях равнинной местности высота поднятия антенн 60… 100 метров позволяют организовать уверенную связь на расстояниях 40… 60 километров.

Цепочку радиорелейной линии составляют радиорелейные станции трех типов: оконечные радиорелейные станции (ОРС), промежуточные радиорелейные станции (ПРС), узловые радиорелейные станции (УРС). Условная радиорелейная линия связи схематично представлена на рисунке 8.1.

Рис. 8.1 Радиорелейная линия связи

На оконечной радиорелейной станции начинается и заканчивается тракт передачи. Аппаратура ОРС осуществляет преобразование сигналов, поступающих от разных источников информации (телефонные сигналы от междугородней телефонной станции, телевизионные сигналы от междугородней телевизионной аппаратной и т.д.) в сигналы, передаваемые по радиорелейной линии, а также обратное преобразование сигналов, приходящих по РРЛ, в сигналы телерадиовещания или телефонии. Радиосигналы ОРС с помощью передающего устройства и антенны излучаются в направлении следующей, обычно промежуточной, радиорелейной станции.

Промежуточные радиорелейные станции предназначены для приема сигналов от предыдущей станции радиорелейной линии, усиления этих сигналов и излучения в направлении последующей станции РРЛ.

На каждой промежуточной радиорелейной станции установлены по две антенны, ориентированные на соседние РРСП. Каждая из антенн является приемопередающей, то есть используется и для приема, и для передачи сигналов. Одним из преимуществ работы радиорелейной линии связи в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне является возможность применения высоконаправленных антенн с малыми габаритами. Небольшие размеры антенн упрощают их установку на высоких сооружениях. Хорошие направленные свойства антенн СВЧ диапазона позволяют облегчить требования к характеристикам приемопередающего тракта.

При проектировании радиорелейных линий следует учитывать и возможные изменения условий распространения радиоволн. Так, при повышенной рефракции (искривление направления распространения радиоволн) сигналы могут распространяться далеко за горизонтом. Поэтому колебания, излучаемые радиорелейной станцией с частотой, например, f1, могут быть приняты не только соседней станцией, но и станцией, отстоящей от нее через три пролета. Но для последней станции это будет паразитным сигналом, так как она должна принимать сигналы только от ближайшей станции. Нежелательные сигналы от всех других станций будут вызывать ухудшение качества приема.

Для устранения подобных явлений ретрансляторы радиорелейной линии связи располагают не по прямой линии, а зигзагом, так, чтобы не совпадали главные направления соседних участков трассы, использующих одинаковые частоты. При этом используют направленные свойства антенн. Радиорелейные станции разносят от генерального направления радиорелейной линии связи таким образом, чтобы направлению на станцию, отстоящую через три пролета, соответствовали минимальные уровни диаграммы направленности антенны. На рисунке 8.4 показаны три пролета участка трассы РРЛ. На крайних пролетах используются одинаковые частоты. На такой трассе даже при сильной рефракции радиоволн сигналы от станций с номерами ПРС_i и ПРС_i+2 практически не влияют друг на друга. На рисунке заметно, что антенны практически не воспринимают радиоволны, приходящие с направления, лежащего на прямой, связывающей эти станции.Рис. 8.4 Схема расположения ретрансляторов на трассе радиорелейной линии связи

Тропосферные радиорелейные системы передачи используют локальные объемные неоднородности атмосферы, вызываемыми различными физическими процессами, происходящими в околоземном пространстве. Эти неоднородности способны отражать и рассеивать электромагнитные колебания при их распространении в атмосфере. Поскольку неоднородности располагаются на значительной высоте, то и рассеиваемые ими радиоволны могут распространяться на большие расстояния, значительно превышающие расстояние прямой видимости.

В силу нерегулярной структуры неоднородностей тропосферы сигналы тропосферных линий подвержены глубоким замираниям. 

Системы спутниковой связи можно рассматривать как особый вид радиорелейных линий связи, если антенну ретранслятора подвесить на опору, высота которой равна высоте орбиты спутника. В такой системе связи значительно увеличивается зона прямой видимости поверхности Земли, просматриваемой со спутника и, соответственно, размеры земной территории, с которой виден спутник в один и тот же момент времени.

Радиооборудование спутниковой системы связи, расположенное на спутнике, называют космической радиостанцией, а радиооборудование, расположенное на Земле, называют наземной радиостанцией. Канал передачи радиосигнала от наземной станции на спутник называют восходящим, а канал передачи сигналов в обратном направлении - нисходящим. На спутниках, помимо ретрансляционной аппаратуры, размещают также источники электропитания (солнечные батареи). Кроме того, на спутниках имеется оборудование, обеспечивающее стабилизацию положения спутников на орбите и ориентирование его в пространстве (антенны ретранслятора направляют в сторону Земли, солнечные батареи - в сторону Солнца).

Характеристики спутниковых систем связи в значительной степени зависят от параметров орбиты спутника. Орбита спутника - это траектория движения спутника в пространстве.