6.2 Усилители, повторители.

Усилителями (повторителями, repeater) называются устройства, восстанавливающие и усиливающие электромагнитные сигналы. Усилители расширяют дальность действия сети за счет установления соединений на канальном уровне модели OSI. Установка усилителя в проводных линиях связи создает физический разрыв в кабеле. При этом сигнал принимается с одной части кабеля, производится его усиление и регенерация (восстановление формы сигнала), а затем сигнал передается в следующую часть кабеля. В беспроводных сетях функции повторителя выполняют ретрансляторы радиосигналов. В обоих случаях усилитель не разделяет сеть на логические сегменты, а лишь воспроизводит восстановленный сигнал в другой части сети с целью компенсации ухудшения его свойств.

Первоначально сети в основном строились по шинной топологии с использованием сегментов коаксиального кабеля длиной до 500 метров. С целью увеличения размеров сетей без ухудшения качества прима/передачи сигналов и были разработаны усилители (повторители). С их помощью появилась возможность масштабировать сети, т.е. расширять их с требуемой эффективностью и качеством передачи, увеличивать количество абонентов.

Подобные сетевые устройства являются самыми простыми, они не анализируют и не обрабатывают кадры данных. Фактически они просто ретранслируют потоки электромагнитных сигналов. Как правило, буферизация здесь не производится, что существенно уменьшает временную задержку по сравнению с другими сетевыми устройствами. Временной интервал между получением сигнала и его ретрансляцией называется задержкой распространения повторителя.

В общем случае основными функциями повторителей являются:

1. Передача и прием данных в среде;

2. Обработка сигналов с целью усиления и восстановления их формы.

3. Обработка событий. Повторитель должен распознавать, когда узел передает данные, а когда нет, что называется обнаружением несущей.

4. Восстановление зашумленного или искаженного сигнала. Перед ретрансляцией повторитель должен восстановить сигнал до нормального состояния.

5. Обработка ошибок и сегментация узлов. Повторитель должен уметь обнаруживать источники ошибок в канале связи или среди сетевых узлов, и в случае необходимости закрывать (сегментировать) порт, с которым связан источник ошибок.

6. Обработка длительной передачи. Если узел осуществляет передачу сверх установленного лимита времени, то повторитель может прервать затянувшуюся передачу.

При передаче данных по оптоволокну возникает ослабление и искажение передаваемого импульса света, так что здесь также необходима его регенерация. В данном случае регенерация осуществляется в усилителе-ретрансляторе, принцип действия которого заключается в том, что оптический сигнал сначала преобразуется в электрические импульсы, затем происходит усиление и восстановление формы сигнала в электронном усилителе. Регенерированный и усиленный сигнал управляет модуляцией света в источнике (светодиоде, лазере), который и передает сигнал в следующую часть оптоволокна. Регенерация повторяется через определенное расстояние в линии связи, которое зависит от таких параметров, как скорость передачи данных, тип и мощность источника света, тип оптоволокна и т.д.