34. Сетевые протоколы и уровни.

Сетевые протоколы и уровни

В 1983 в связи с увеличением разнообразных архитектур связи была предложена эталонная модель взаимодействия открытых систем. Она состоит из семи уровней. Три нижних – предоставляют сетевые услуги. Протоколы реализующие эти уровни должны быть предусмотрены на каждом узле сети. Четыре верхних – предоставляют услуги самим оконечным пользователям и таким образом связаны с ними, а не с сетью.

Самый нижний – 1) физический уровень – обеспечивает канал безошибочной передачи между двумя узлами в сети. 2) канальный уровень – обеспечение надежной передачи блоков данных по каналу. 3) сетевой уровень – установка канала для передачи данных по сети от узла передачи до узла назначения, управление потоком и перегрузками в целях их предотвращения. 4) транспортный уровень – обеспечивает надежный последовательный обмен данными между двумя оконечными пользователями. Для этой цели используется услуга сетевого уровня, управляет потоком гарантируя правильный прием блоков данных. 5) уровень сеанса – управляет переговорами, чтобы гарантировать правильный обмен данными. 6) уровень представления управляет и преобразует синтаксис блоков данных, которыми обмениваются оконечные пользователи. 7) прикладной уровень – придает соответствующий смысл обмениваемой информации.

Между источником и получателем информации включен промежуточный узел. Пакет, поступающий по физической среде, связывающей исходящий узел с промежуточным, направляется на сетевой уровень этого узла, на котором определяется следующая часть пути в составе маршрута через сеть.

35. Модуляция и демодуляция в сетях. Емкость канала связи.

Сообщение для передачи с помощью средств электросвязи должно быть преобразовано в сигнал, под которым понимается изменяющаяся физическая величина, адекватная сообщению. Процесс преобразования сообщения в сигнал называется кодированием.

По физическим законам излучение электромагнитных волн эффективно, если размеры излучателя соизмеримы с длиной излучаемой волны, поэтому передача сигналов по радиоканалам, кабелям, микроволновым линиям производится на высоких частотах. Сигнал передается на «несущей» частоте. Процесс изменения параметров несущей, в соответствии с сигналом, передаваемым на этой несущей, называют модуляцией.

Гармоническая (синусоидальная) несущая имеет три информационных параметра, которые можно модулировать: амплитуду, частоту и фазу

, где - частота несущей,- начальная фаза,- амплитуда гармонического колебания

Соответственно при передаче сигналов используют амплитудную, частотную и фазовую модуляцию, которая в случае дискретных сигналов называется манипуляцией.

Прохождение сигналов по каналу связи всегда сопровождается искажениями и воздействием помех. Поэтому основной функцией приемника является распознание в принимаемых колебаниях переданного сигнала. Такую операцию приемник производит в процессе демодуляции, т.е. в процессе выделения передаваемого сигнала, после чего он преобразовывается в сообщение.

Каналом передачи информации (каналом связи) называют совокупность технических средств, обеспечивающую передачу электрических сигналов от одного пункта к другому. Непременной составной частью любого канала является линия связи – проводная, кабельная, радио, микроволновая, оптическая, спутниковая.

В современных цифровых системах связи основные функции передатчика и приемника выполняет устройство, называемое модемом. Он представляет собой совокупность передатчика и приемника в одном корпусе для осуществления проводной дуплексной связи. Выпускаемые в настоящее время модемы различны по конструкции, но, как правило, состоят из интерфейсной части для соединения с компьютером, кодера и декодера, модулятора и демодулятора.

Емкость канала связи

Скорость передачи информации, а ее предельно допустимое значение для данного канала называют емкостью канала, относится к фундаментальным понятиям теории связи. Она служит одной из главных характеристик канала передачи информации. Оценка скорости передачи информации и предельных возможностей канала связи представляет большой практический и теоретический интерес.

Основными факторами, ограничивающими скорость передачи информации, считаются полоса пропускания F и уровень помех.

Существует фундаментальная теорема о «выборках», которая доказывает, что сигнал, не содержащий в своем спектре частот выше F, может представляться 2F независимыми значениями в секунду, и, совокупность значе6ний, отстоящих друг от друга на T секунд, определяет непрерывный сигнал полностью. Заметим, что «выборкой» является отсчет амплитуды сигнала в определенный момент.

Максимально возможная скорость передачи информации по каналу связи при фиксированных ограничениях называется емкостью канала, обозначается через C и имеет размерность бит/с.

Емкость канала ограничивается двумя величинами: шириной полосы канала и шуом.

Емкость канала:

Приведенное соотношение известно как формула Хартли-Шеннона и считается основной в теории информации.

Полоса частот и мощность сигнала входят в формулу таким образом, что для при сужении полосы необходимо увеличивать мощность сигнала и наоборот.

Емкость канала называют максимальной величиной скорости. Чтобы достигнуть такой скорости передачи, информация должна быть закодирована наиболее эффективным образом. Утверждение, что такое кодирование возможно является важнейшим результатом созданной Шенноном теории информации.