1.2.1.2. Уплотнение сигнала и выделение уплотненного сигнала

Современные средства передачи информации часто бывают многоканальными, т.е. предназначенными для передачи нескольких сигналов. Различают два подхода к организации многоканальных средств передачи:

• структурный, когда сигналы разделяются пространственно, т.е. каждый сигнал передается по своей линии связи;

• виртуальный, когда все сигналы передаются по общей линии связи путем уплотнения, или мультиплексирования, сигналов на передающей стороне и их последующего разделения на принимающей стороне.

Очевидно, более привлекательным является второй подход, обеспечивающий использование одного ресурса (линии связи) несколькими задачами.

Рассмотрим основные методы уплотнения и выделения сигнала:

1. частотный. Для уплотнения различным сигналам назначаются непересекающиеся участки частотной шкалы. Например, для передачи двух сигналов используются сигналы-носители с разными частотами (показаны на рис. 1.15 жирной и обыкновенной линией).

U(t)

t

Рис. 1.15. Сигналы-носители при частотном уплотнении

Тогда в простейшем случае возможны амплитудный и фазовый методы модуляции для собственно передачи дискретного сигнала. Для выделениянужного сигнала на приемной стороне полученный уплотненный сигнал разделяется частотными фильтрами, что позволяет «направить» разночастотные сигналы-носители разным получателям.

2. временной. Для уплотнения разные сигналы передаются только в определенные отрезки времени, например, для одного получателя сигнал передается от 6 часов утра до полудня, для другого – с полудня до 18 часов и т.д. Для синхронизации сигналов на передающей и принимающей стороне устанавливаются распределители, отсчитывающие время, отведенное под каждый сигнал, – это и естьвыделение сигнала при данном методе.

3. кодовый. Для уплотнения каждому сигналу присваивается адрес получателя, указываемый специальным кодом. Привыделении сигнала на принимающей стороне декодирующее устройство направляет сигналы согласно их адресам. Например, дискретный сигнал 0110₂ из предыдущих примеров при таком методе уплотнения и двух возможных получателях с адресами 0 и 1 при пересылке его первому адресату будет иметь вид 00110₂, а при пересылке второму – 10110₂, где старший разряд – код адреса получателя сигнала.

1.2.2. Процедуры организации сети

Связаны с использованием компьютерных сетей в качестве средств обмена данными.

1.2.2.1. Компьютерные сети

Каждый уровень архитектуры сети подразделяется на две части:

- спецификацию услуг;

- спецификацию протокола.

Спецификация услуг определяет, что делает уровень, а спецификация протокола - как он это делает, причем каждый конкретный уровень может иметь более одного протокола. Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Аппаратные протоколы определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети, программные протоколы - характер взаимодействия программ и данных. Программы, выполняющие поддержку протоколов, также называют протоколами.

Если источником и получателем сообщения являются компьютеры, то такая система передачи информации формирует компьютерную сеть. В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение - сетевое оборудование и специальное программное обеспечение - сетевые программные средства.

Компьютеры сети, на которых пользователями сети реализуются прикладные задачи, называются рабочими станциями. Серверы сети - это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сервером может быть это любой подключенный к сети компьютер, на котором находятся ресурсы, используемые другими устройствами локальной сети. В качестве аппаратной части сервера используется достаточно мощные компьютеры.

Компьютерные сети обладают следующими возможностями, что делает их привлекательными для пользователей:

1. обеспечивают параллельную обработку данных несколькими ЭВМ;

2. поддерживают распределенные базы информации, когда данные, требуемые для решения прикладных задач, а также программы обработки этих данных распределяются по сети, разгружая ресурсы отдельных компьютеров и приближаясь к тем точкам сети, где они наиболее актуальны;

3. обеспечивают возможность специализации отдельных ЭВМ для решения определенных задач;

4. автоматизируют обмен информацией и программами между компьютерами сети;

5. вычислительные мощности и средства передачи информации резервируются на случай выхода из строя отдельных из них;

6. обеспечивают перераспределение вычислительных мощностей между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач;

7. повышают уровень загрузки отдельных компьютеров и дорогостоящего оборудования.

Выполним фасетную классификацию компьютерных сетей (далее – просто сетей), сведя ее в табл. 1.1 (заголовки столбцов таблицы – признаки классификации, данные в графах – их значения).

Таблица 1.1

Функциональное назначение	Способы размещения информации в сети	Степень территориальной рассредоточенности	Тип используемых ЭВМ	Метод передачи данных	Топология
информационные	с централизованным хранением данных и программ	глобальные	однородные	с коммутацией каналов	радиальная
		региональные		с коммутацией сообщений	кольцевая
вычислительные					многосвязная
информационно-вычислительные	с распределенным хранением данных и программ	локальные	неоднородные	с коммутацией пакетов	иерархическая
					общая шина

Рассмотрим отдельные классификационные признаки и их значения.

Информационныесети обеспечивают лишь обмен информацией любого рода;вычислительныесети решают задачи обработки данных, сопровождаемые обменом данными и программами между компьютерами сети;информационно-вычислительные совмещают обе функции.

Централизованное хранение данных и программ предполагает использование одного, наиболее мощного компьютера для хранения информации. Этот компьютер называется сервером – server (англ.) - в отличие от остальных ЭВМ сети, называемых рабочими станциями – workstations (англ.). Прираспределенном хранении информация распределяется по компьютерам сети.

Глобальные (WAN–WideAreaNetwork) сети охватывают территорию одной или нескольких стран, а также континентов. Расстояние между узлами сети достигает тысяч километров. Взаимодействие осуществляется на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Региональные(MAN–MetroрolianAreaNetwork) соответствуют городу, району. Узлы сети отдалены на десятки и сотни километров.Локальные (LAN–LocalAreaNetwork) распространяются в рамках одного здания, их элементы удалены максимально на несколько километров.

В состав однородных сетей входят компьютеры одного типа,неоднородные сети такого ограничения не имеют.

Наиболее популярной современной компьютерной сетью является Интернет. Интернет состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, работающих по самым разнообразным протоколам, связанных между собой различными линиями связи, физически передающих данные (по телефонным проводам, оптоволокну, через спутники и радиомодемы).

Структура Интернет напоминает паутину, в узлах которой находятся компьютеры, связанные между собой линиями связи. Узлы Интернет, связанные высокоскоростными линиями связи, составляют базис Интернет. Как правило, это поставщики услуг (провайдеры). Каждый компьютер в Интернет имеет свой уникальный адрес. В протоколе TCP/IP каждый компьютер адресуется четырьмя отделяемыми друг от друга точками десятичными числами, каждое из которых может иметь значение от 1 до 255. Сайт - обобщенное название совокупности документов в Интернет, связанных между собой ссылками. Шлюз - это компьютер или система компьютеров со специальным программным обеспечением, позволяющая связываться двум сетям с разными протоколами.