26.1. Линии связи

Для соединения компьютеров в единую сеть используются линии связи. Их еще называют каналами связи или средой передачи данных. В качестве линий связи могут использоваться:

– инфракрасные лучи,

• обычные или специальные электрические провода (витые пары),

• телефонные линии,

• оптоволоконные кабели,

• радио или спутниковая связь.

Информация предается по линиям связи в виде различных электрических сигналов. Эти сигналы, испытывая сопротивление линии, постепенно затухают. Степень затухания возрастает с увеличением длины линии связи. Поэтому одной из важнейших характеристик линии связи является максимальная дальность, на которую может быть передана информация без искажения.

Инфракрасные лучи могут обеспечивать связь между компьютерами в пределах одной комнаты, при расположении компьютеров в зоне прямой видимости. В быту такая связь осуществляется между пультом управления и телевизором, кондиционером, видеомагнитофоном и др. приборами.

Два изолированных или свитых медных провода (витая пара) обеспечивают связь между компьютерами, расположенными на расстоянии не более 100 м.

Коаксиальный кабель типа Ethernet обеспечивает связь между компьютерами на расстоянии до 500 м. Эти кабели можно делать различной толщины. Более толстые кабели обеспечивают лучшую передачу данных на большие расстояния, чем кабели меньшего диаметра. Но эти кабели более дорогостоящие и прокладывать их сложнее.

Оптоволоконные кабели представляют собой тонкие жгуты из специального материала, по которым распространяются световые сигналы, создаваемые микролазерными устройствами. Такие кабели обеспечивают хорошую связь на расстоянии до нескольких сотен километров.

Комбинации телефонных линий, радио и спутниковой связи позволяют соединять компьютеры, расположенные в различных точках планеты.

26.2. Компьютерные сети

В зависимости от протяженности линий связи и территории охвата различают компьютерные сети:

• локальные,

• городские,

• территориальные,

• глобальные.

В зависимости от от аппаратного и программного обеспечения сомьютеров, включенных в сеть, сети делятся на

– однородные (гомогенные),

– неоднородные (гетерогенные).

К однородным относятся сети, построенные из однотипных или из совместимых друг с другом компьютеров. К неоднородным относятся сети, построенные из компьютеров различного типа..

Участок связи между компьютерами вычислительной сети, не содержащий вспомогательных устройств, называют сегментом. Обычно к сегменту электрического кабеля подключают один – два десятка компьютеров.

С целью увеличения дальности передачи информации в сетях, использующих электрические или оптоволоконные кабели, дополнительно устанавливаются специальные устройства:

• повторители (репитеры),

• ретрансляторы.

Они связывают отдельные сегменты кабелей и усиливают затухающий сигнал до заданного уровня, обеспечивая этим его дальнейшую передачу.

Локальные сети (ЛВС – Локальная Вычислительная Сеть или LAN – Local Area Network) обеспечивают работу группы компьютеров, расположенных в одном зале, здании, в группе близко расположенных зданий (территория университета, завода и т. п.). Локальная сеть может состоять из нескольких сотен компьютеров.

Городские сети (MAN – Metropoliten Area Network) объединяют локальные сети различных предприятий, организаций, городских районов, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга (в пределах города). Локальные сети с однотипным аппаратным и программным обеспечением соединяются с помощью мостов. Мост – это сетевая плата, вставляемая во внутрь компьютера или же в отдельный компьютер со специальным программным обеспечением. Если же локальные сети имеют различное аппаратное и программное обеспечение, то они соединяются между собой с помощью специализированного компьютера, устанавливаемого в каждой локальной сети. Такой компьютер называют шлюзом. Шлюз обеспечивает преобразование и пересылку информации из сетей с одним методом ее передачи к сетям с другим методом передачи. То есть шлюз каждой локальной сети преобразует тот вид информации, который в ней циркулирует, в вид информации, принятый для перемещения между локальными сетями.

В качестве линии связи в городских компьютерных сетях могут использоваться телефонные линии. Однако представление информации в виде аналогового (непрерывного) сигнала, как это принято в телефонных линиях связи, для компьютерных сетей неприемлемо. Это объясняется тем, что информация в компьютере представляется в двоичном коде, в виде дискретного (прерывного) сигнала. Следовательно, для передачи сигнала по телефонной линии с одного компьютера к другому этот сигнал необходимо преобразовывать из дискретной формы в аналоговую и затем наоборот. Для реализации таких действий на выходе компьютера устанавливается устройство, называемое модемом. Модем состоит из двух функциональных узлов – модулятора и демодулятора. Отсюда и его название, состоящее из первых слогов слов – модулятор, демодулятор.

Модулятор преобразовывает на выходе компьютера дискретный сигнал в аналоговый сигнал, удобный для передачи по телефонной линии.

Демодулятор осуществляет обратные действия, преобразовывая аналоговый сигнал, поступающий в компьютер из телефонной линии, в дискретный сигнал, удобный для компьютера.

Таким образом, модем производит два вида преобразования сигнала:

• из дискретной формы в аналоговую форму – при передаче сигнала из компьютера в сеть,

• из аналоговой формы в дискретную форму – при приеме компьютером информации из сети.

На рис. 26.1 показана схема передачи сигнала между компьютерами по телефонной линии.

Модулятор Демодулятор

01010 01010

Рис. 26.1 Схема передачи сигнала между компьютерами по

телефонной линии связи

В настоящее время повсеместно аналоговая телефонная связь заменяется цифровой, как более качественной и надежной. Ее примером является цифровая сеть с интегрированными службами ISDN (Integrated Services Digital Network). При использовании такого вида телефонной связи отпадает потребность в применении модемов, поскольку форма сигнала телефонной сети совпадает с формой сигнала компьютеров.

Территориальные или региональные сети – WAN (Wide Area Network) объединяют локальные и городские сети, расположенные в различных городах или районах на значительном расстоянии друг от друга. Такие сети могут объединять несколько областей или стран. В качестве линий связи в таких сетях в основном используются телефонные линии или оптоволоконные кабельные сети.

Глобальные сети – ГВС (Глобальная Вычислительная Сеть) или GN (Global Network) объединяют несколько территориальных сетей, соединяя страны и континенты. Примерами таких компьютерных сетей могут быть Usenet, Fidonet, Internet. В такой сети наряду с телефонной, оптоволоконной линиями связи используется радио– и спутниковая связь.