1. 2. 3. Двух- и четырехпроводные каналы
Как правило, каналы имеют двухпроводное или четырехпроводное окончание. Для краткости их называют, соответственно, двухпроводными и четырехпроводными.
Четырехпроводные каналы предоставляют два провода для передачи сигнала и еще два провода для приема. Преимуществом таких каналов является практически полное отсутствие влияния сигналов, передаваемых во встречном направлении.
Рис. 1.3. Функциональные уровни системы почтовой связи
Двухпроводные каналы позволяют использовать два провода как для передачи, так и для приема сигналов. Такие каналы позволяют экономить на стоимости кабелей, но требуют усложнения каналообразующей аппаратуры и аппаратуры пользователя. Двухпроводные каналы требуют решение задачи разделения принимаемого и передаваемого сигналов. Такая развязка реализуется при помощи дифференциальных систем, обеспечивающих необходимое затухание по встречным направлениям передачи. Неидеальность дифференциальных систем (а идеального ничего не бывает) приводит к искажениям амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик канала и к специфической помехе в виде эхо-сигнала.
1. 3. Семиуровневая модель osi
Для того, чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если невозможно разговаривать друг с другом непосредственно, применяются вспомогательные средства для передачи сообщений. Одним из таких средств является система почтовой связи (Рис. 1. 3). В ее составе можно выделить определенные функциональные уровни, например, уровень сбора и доставки писем из почтовых ящиков на ближайшие почтовые узлы связи и в обратном направлении, уровень сортировки писем в транзитных узлах, и т. д. Принятые в почтовой связи всевозможные стандарты на размеры конвертов, порядок оформления адресов и др. позволяют отправлять и получать корреспонденцию практически из любой точки Земного шара.
Похожая картина имеет место и в области электронных коммуникаций, где рынок компьютеров, коммуникационного оборудования информационных систем и сетей необычайно широк и разношерстен. По этой причине создание современных информационных систем стало невозможным без использования общих подходов при их разработке, без унификации характеристик и параметров их составных компонент.
Теоретическую основу современных информационных сетей определяет Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI – Open Systems Interconnection) Международной организации стандартов (ISO – International Standards Organization). Она описана стандартом ISO 7498. Модель является международным стандартом для передачи данных.
Таблица 1. 1. Функции уровней модели взаимодействия открытых систем
Уровень |
Функции |
7. Прикладной |
Интерфейс с прикладными процессами |
6. Представительный |
Согласование представления и интерпретация передаваемых данных |
5. Сеансовый |
Поддержка диалога между удаленными процессами; обеспечение соединения и разъединения этих процессов; реализация обмена данными между ними |
4. Транспортный |
Обеспечение сквозного обмена данными между системами |
3. Сетевой |
Маршрутизация; сегментирование и объединение блоков данных; управление потоками данных; обнаружение ошибок и сообщение о них |
2. Канальный |
Управление каналом передачи данных; формирование кадров: управление доступом к среде передачи; передача данных по каналу; обнаружение ошибок в канале и их коррекция |
1. Физический |
Физический интерфейс с каналом передачи данных; битовые протоколы модуляции и линейного кодирования |
Согласно эталонной модели взаимодействия OSI выделяются семь уровней, образующих область взаимодействия открытых систем (Табл. 1. 1).
Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расщепляется на отдельные конкретные задачи. Функции уровня, в зависимости от его номера, могут выполняться программными, аппаратными либо программно-аппаратными средствами. Как правило, реализация функций высших уровней носит программный характер, функции канального и сетевого уровней могут быть исполнены как программными, так и аппаратными средствами. Физический уровень обычно выполняется в аппаратном виде.
Каждый уровень определяется группой стандартов, которые включают в себя две спецификации: протокол и обеспечиваемый для вышестоящего уровня сервис. Под протоколом подразумевается набор правил и форматов, определяющих взаимодействие объектов одного уровня модели.
Наиболее близким к пользователю является прикладной уровень. Его главная задача – предоставить уже переработанную (принятую) информацию. С этим обычно справляется системное и пользовательское прикладное программное обеспечение, например, терминальная программа. При передаче информации между различными вычислительными системами должно применяться одинаковое кодовое представление используемых алфавитно-цифровых знаков. Другими словами, прикладные программы взаимодействующих пользователей должны работать с одинаковыми кодовыми таблицами. Количество представленных в коде знаков зависит от числа битов, используемых в коде, то есть от основания кода. Наибольшее распространение нашли коды, приведенные в Табл. 1. 2.
Таблица 1. 2. Основные характеристики распространенных знаковых кодов
Код |
Область применения |
Основание кода, бит |
Число знаков кода |
BCD |
Цифровая информация |
4 |
16 |
BAUDOT (MTK-5) |
Телеграфия |
5 |
32 |
EBCD |
Большие ЭВМ (mainframe) |
6 |
64 |
ASCII |
Мини- и микро-ЭВМ |
7 |
128 |
EBCDI |
Большие и мини-ЭВМ |
8 |
256 |
Часто используются всевозможные национальные расширения перечисленных кодов, например основная и альтернативная кодировки кириллицы для кода ASCII. В этом случае основание кода увеличивается до 8 бит.
Функции современных модемов относятся к наиболее "далеким" от пользователя уровням – физическому и канальному.