8. Услуги телекоммуникационных технологий. Среда передачи данных. Способы коммутации. Протоколы.

Среды передачи данных

Информационная сеть состоит из множества устройств для генерирования, обработки и получения информации, называемых станциями данных или узлами сети, и физической среды, служащей для передачи информации между узлами, называемой средой передачи данных (см. рис. 1).

Рис. 1.  Среда передачи данных

Станция данных включает оконечное оборудование данных (ООД) и аппаратуру сопряжения ООД со средой передачи данных, называемую аппаратурой окончания канала данных (АКД). Примерами ООД могут служить компьютеры, контроллеры встроенного оборудования, периферийные или измерительные устройства, а в качестве АКД используются сетевые контроллеры.

Применительно к среде передачи данных используют понятия канала связи, канала передачи данных, линии передачи данных.

Линия передачи данных — часть среды передачи данных, используемая для распространения сигналов в нужном направлении. Примерами линий передачи данных являются коаксиальный кабель, витая пара проводов, волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС).

Каналом связи (каналом) называют средства односторонней передачи данных. Примером канала связи может быть полоса частот, выделенная одному передатчику при радиосвязи. В некоторой линии можно образовать несколько каналов связи, по каждому из которых передается своя информация. При этом говорят, что линия разделяется между несколькими каналами. Существуют два основных метода разделения линии передачи данных: временное мультиплексирование (метод разделения по времени, иначе Time Division Method — TDM), и частотное разделение (метод разделения по частоте, иначе Frequency Division Method — FDM). При временном мультиплексировании каждому каналу периодически выделяется некоторый квант времени, а при частотном разделении — некоторая полоса частот.

Канал передачи данных — средства двустороннего обмена данными, включающие АКД и линию передачи данных.

Для организации информационного обмена между множеством станций данных в среду передачи данных необходимо включать специальное коммутирующее оборудование — блоки взаимодействия. Таким образом, средой передачи данных называют совокупность линий передачи данных и блоков взаимодействия (т.е. сетевого оборудования, не входящего в станции данных), предназначенных для передачи данных между станциями данных.

В территориальных сетях можно выделить блоки взаимодействия и каналы, используемые для передачи данных между многими удаленными друг от друга локальными сетями. Такие части территориальных сетей называют магистральными сетями, а каналы магистральных сетей — магистральными каналами. При этом подключение ЛВС, находящихся в одном здании (или в нескольких близко расположенных зданиях), к магистральной сети осуществляется с помощью каналов передачи данных, называемых соединениями (или каналами) "последней мили".

Основными характеристиками канала или линии передачи данных являются пропускная способность, затухание сигнала, помехозащищенность. Затухание зависит от частоты сигнала и длины линии между связываемыми узлами. Затухание принято оценивать в децибеллах, где и — мощности сигнала на входе и выходе линии соответственно.

Пропускная способность связана со скоростью передачи данных и полосой пропускания канала (линии). Различают бодовую (модуляционную) и информационную скорости передачи данных. Бодовая скорость измеряется в бодах, т.е. числом изменений дискретного сигнала в единицу времени, а информационная скорость определяется числом битов информации, переданных в единицу времени. Бодовая скорость определяется полосой пропускания линии . Если одно изменение величины сигнала приходится на бит, где — число возможных дискретных значений сигнала, то информационная скорость связана с полосой пропускания канала связи формулой Хартли-Шеннона

В свою очередь, величина не может быть больше, чем , где — отношение сигнал/помеха.

Следует отметить, что если на бит приходится два перепада сигнала (импульс), то формула Хартли-Шеннона имеет вид

способы коммутации

коммутация каналов Способ коммутации в вычислительных сетях, при котором в среде передачи данных для передачи сообщения создается физическое соединение между участниками связи

коммутация сообщений Способ коммутации в вычислительных сетях, при котором передача сообщения происходит поэтапно, на каждом этапе создается физическое соединение только между парой соседних узлов сети

коммутация пакетов Способ коммутации, аналогичный коммутации сообщений, но при котором сообщения передаются не целиком, а частями (пакетами)

протокол Правило и/или соглашение, обеспечивающее возможность корректного совместного выполнения некоторой функции разнотипными программными или аппаратными средствами в составе вычислительной системы или вычислительной сети