Тема 2. Каналы передачи данных и их характеристики лекция 2.1. Режимы передачи данных и кодирование
Классификация каналов связи
Мы будем рассматривать только коммуникационные системы передачи данных между ЭВМ (сети ЭВМ или вычислительные сети), поэтому источником и получателем сообщений могут быть только компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.
Сообщением в этом случае будут цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.
Каналом связи называют совокупность устройств и физических сред, предназначенных для передачи сообщений (приемник-передатчик и линия связи).
Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи (каналы передачи данных). Каналы связи, по которым передаются аналоговые сигналы, называются непрерывными (аналоговыми), а каналы для передачи цифровых сигналов – дискретными (или цифровыми).
Для передачи данных на большие расстояния в глобальных сетях (WAN – wide area network) используются каналы двух типов:
выделенные (leased – арендуемые)
коммутируемые (switched или dual-up)
При соединении по выделенной линии связь между сетевыми устройствами существует постоянно. Использование выделенного канала – дорогостоящее решение, т.к. приходится платить за аренду линии вне зависимости от ее фактического использования. Поэтому данный вариант оправдан, только если между компьютерами (ЛВС) циркулируют большие объемы данных. Если же трафик невелик, выгоднее использовать коммутируемую линию.
В коммутируемой линии связь с другим сетевым устройством устанавливается только при необходимости. При этом пользователь платит только за фактическое время соединения, однако на установление самого соединения тратится время, а также возможны отказы в установлении соединения по причине занятости линии. Частным случаем коммутируемого канала является соединение домашнего компьютера с провайдером Интернет по телефонной линии с использованием модема.
Существуют различные типы выделенных и коммутируемых каналов:
коммутируемые и выделенные аналоговые телефонные каналы,
выделенные магистральные цифровые каналы PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy –плезиохронная цифровая иерархия) с интерфейсами Т1/Е1, Т2/Е2, Т3/Е3 и SONET/SDN (в начале с 1984 Synchronous Optical Nets, затем технология Synchronous Digital Hierarchy – синхронная цифровая иерархия),
цифровые коммутируемые каналы ISDN (Integrated Services Digital Network- цифровая сеть с интегрированными услугами),
асимметричные цифровые абонентские линии ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
Применяются также радиоканалы, в первую очередь каналы спутниковой связи.
Для передачи данных в ЛВС (абоненты которой расположены в ограниченном пространстве LAN – local area network) используют цифровые каналы связи с проводными линиями передачи данных. Намного реже используется беспроводная связь (wireless).
В одной линии можно образовать несколько каналов связи, по каждому из которых передается своя информация. Такая линия связи называется многоканальной. При этом говорят, что линия разделяется между несколькими каналами. Существуют два метода разделения (уплотнения, мультиплексирования) линии передачи данных:
временное мультиплексирование (TDM – Time Division Multiplexing иначе разделение по времени), при котором каждому каналу в передаваемой порции данных (кадре) выделяется некоторый интервал времени (тайм-слот). Используется в локальных вычислительных сетях и в цифровых каналах передачи данных глобальных сетей.
частотное разделение (FDM - Frequency Division Multiplexing), при котором каналу выделяется некоторая полоса частот, пример радиовещание. В широкополосных аналоговых телефонных каналах также используется частотное разделение. Каналы группируются в первичные (полоса 60...108 кГц), вторичные (312...552 кГц), третичные (812...2044 кГц) и т.д. В группе первичных каналов помещаются 12 каналов тональной частоты, в группе вторичных каналов - пять первичных групп и т.д.