Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекція 15..doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
11.02.2016
Размер:
626.69 Кб
Скачать

Тема 8. Комп’ютерні мережі Лекція 15

Комп'ютер — необхідний, але не єдиний важіль інформаційної революції. Він зберігає і опрацьовує інформацію, але не здатний передавати її на від­стань. Комп'ютер і зв'язок — два ключо­ві поняття, два рівноцінні важелі в інформаційній революції. Тривалий час вони розвивались незалежно одне від одного, але в 80-х роках розпочався процес їх інтенсивного зближення. Технічні та соціальні наслідки інтеграції комунікаційних і комп'ютерних техно­логій такі значні, що спеціалісти порів­нюють цей процес із зливанням двох половинок ядерного заряду в атомній бомбі. В результаті — інформаційний вибух дивовижної сили. Мобільні телефо­ни, Інтернет, пластикові гроші, електронна торгівля, мультимедійні технології, дис­танційна освіта — це тільки деякі прояви цього надзвичайного явища.

13.1. Засоби зв’язку

Інформаційна революція, свідками якої ми являємось, відбулася в результаті поєднання комп’ютерної техніки і засобів електрозв’язку.

Інформація, абстрагуючи від її змісту, називається повідомленням (message). В комп’ютерних мережах нас перш за все буде цікавити передача дискретної інформації – передача даних. Найбільш загальна модель передачі даних була запропонована Клодом Шенноном. Вона на показана на мал. 13.1.

Мал. 13.1

Джерело повідомлення (ДП) формує повідомлення, що в перетворювачі перетворюється в сигнал S (t), який через канал зв’язку поступає на приймальний кінець мережі, знову перетворюється в масив m і надається одержувачу повідомлення (ОП). Передача повідомлень через канал зв’язку неминуче супроводжується зовнішніми завадами (З). Ступень відповідності отриманого повідомлення переданому називається правильністю (fidelity). Звідси Hi-Fi – висока правильність (відповідність, якість) (High Fidelity).

Сигнали бувають двох типів – аналогові та дискретні. Аналоговий сигнал має вигляд неперервної функції S (t), такі сигнали фігурують в телебаченні і радіомовленні. Аналоговий можна уявити, як суму простих гармонічних коливань (гармонік) з різними частотами f і амплітудами коливань U (f). Функція U (f) називається спектральною функцією або просто спектром сигналу. Вона показує, з якою силою “звучить” дана гармоніка в сигналі (мал. 13.2).

Мал. 13.2

Спектр реальних сигналів завжди зосереджується в деякій смузі частот від f min до f max. Наприклад, людська мова займає частоти від 50-100Гц до 8-10кгц, але експериментально встановлено, що для чіткого відтворювання розмови досить передати частоту від 300 до 3400гц (канал тональної частоти - ТЧ), тобто спектр 3100гц. Людина сприймає звуки від 20 до 20000гц, тому високоякісна трансляція музики потребує саме такої полоси частот. А телебачення займає полосу в 6 Мгц.

Цифрові сигнали мають кінцеву множину станів (в ЕОМ частіше всього два), які змінюються в дискретні моменти часу. Відповідно існують аналогові канали зв’язку і цифрові канали.

Аналогові канали характеризуються перш за все полосою пропускання, яка часто вимірюється кількістю тональних частот. Якщо канал має полосу n*ТЧ, то по цьому каналу можливо одночасно передавати n розмов. Друга характеристика каналу – відношення потужності сигналу S до потужності завад N. Для якісних каналі це відношення повинно бути не менше мільйону, але на практиці воно значно менше.

В цифрових каналах розмежування потоків різних масивів інформації проходить не за частотною ознакою, а завдяки розміщення їх в часі. Одиницею виміру прийнято вважати базовий канал зі швидкістю передачі 64кбіт/с, достатній для передачі оцифрованої людської розмови. 32 базових канали створюють первинний канал на 2048кбіт/с (E1), чотири первинних створюють E2 (8Мбіт/с) і так далі.

13.2. В комп’ютерних мережах переважно використовується цифрові канали. Для передачі по цим каналам аналогової інформації використовується метод квантування за методом Котельникова В.А. Для мовних масивів використовується частота квантування 8кгц. А точність вимірювання амплітуди синусоїди – 256 позицій (8біт). Звідси достатня пропускна здатність мовного каналу – 64кбіт/с.

В деяких випадках навпаки треба передавати дискретний сигнал по аналоговому каналу наприклад, при підключення домашнього комп’ютера до телефонної мережі. В цьому випадку цифровий сигнал перетворюється в синусоїдальні коливання, а дискретний рівень первинного сигналу позначається амплітудою, частотою або фазою сигналу. Цей процес називається модуляцією. На приймальному кінці проходить обернене перетворення сигналу – демодуляція. Відповідні технічні пристрої називаються модемами.

Виникає природне запитання: яку максимальну пропускну пропускну здатність може мати канал при передачі даних?

К. Шеннон довів, що

де - максимальна швидкість передачі даних, біт/с

F – полоса пропускання каналу, гц

- відношення потужності сигналу до завади.

Тепер зрозуміло, чому через телефонну мережу неможливо “качати” інформацію з необмежено великою швидкістю. Так як ТЧ=3100гц, а реальне , то пропускна здатність каналу не може перевищувати 60кбіт/с.

13.3. Система електрозв’язку – це комплекс технічних засобів (кабельних магістралей, апаратури, підсилювачів, радіорелейних станцій, супутників зв’язку та ін.), призначених для організації одного (одно канальна система) або багатьох (багатоканальна система) каналів зв’язку між двома пунктами.

Система електрозв’язку складається з каналостворюючої апаратури і лінії передачі. Первинний сигнал може бути непридатний для проходження через дану лінію передачі. Наприклад, якщо використовується бездротова радіолінія, то треба сигнал перетворювати в високочастотну електромагнітну хвилю, а якщо оптичний кабель – то в світлові імпульси. На приймальному кінці проходить обернене перетворення.

Одноканальні системи застосовуються там, де виділення окремих ліній передачі для кожного каналу не є проблемою. Наприклад, для з’єднання телефонних вузлів в межах одного населеного пункту простіше і дешевше прокласти багатоканальний кабель, ніж встановлювати дорогу каналостворюючу апаратуру.

В багатоканальній системі каналостворююча апаратура крім іншого забезпечує уплотнення чи мультиплексування потоків повідомлень. Пропускна здатність багатоканальної лінії для аналогових каналів зазвичай оцінюється кількістю ТЧ-каналів, а для цифрових – сумарною швидкістю передачі даних. В сьогоднішні часи через радіорелейні, супутникові та оптичні лінії зв’язку одночасно ведуться десятки тисяч телефонних розмов (нагадуємо: один ТЧ=64кбіт/с).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]