Системы и каналы передачи данных - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Сети передачи данных Сеть передачи данных 1 213.55kb.
Системы цифровой передачи данных с использованием модуляции cofdm 1 243.49kb.
Приема-передачи данных в режиме реального времени 1 142.68kb.
Не открываются fullx на Hot Bird 12 1413.07kb.
Для служебного пользования 1 342kb.
Правила пользования телематическими услугами передачи данных 1 33.05kb.
Порядок организации доступа к сети передачи данных, Интернет 1 33.71kb.
Приложение № 1 21.25kb.
B6 — скорость передачи информации 1 37.62kb.
Лекция №1 по дисциплине «Базы данных» базы данных и системы управления... 1 219.44kb.
Скорость передачи информации 2 1 5.97kb.
Обзор локальных и глобальных сетей По прочтении этой главы и после... 4 581.92kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Системы и каналы передачи данных - страница №1/1

ГЛАВА 15 Системы и каналы передачи данных

«Если где-то в мире есть полезная информация, предназначенная для вас, она долж­на быть доставлена вам незамедлительно» — одно из условий успешной предпри­нимательской деятельности.



Электронные коммуникации приобретают в современном мире все большее зна­чение. Сегодня, в условиях ежегодного многократного увеличения информацион­ных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие предпринимательских фирм, банковских структур, государственных предприятий, других организаций и их сотрудников без современных средств телекоммуникации и связи. Без наличия таких средств никакая огромная армия канцелярских работников и курьеров не может обеспечить оперативность доставки необходи­мой информации в нужный момент в нужное место. А ведь часто даже минутная задержка в получении важной информации может вылиться в весьма ощутимые финансовые потери и имиджевые крахи.

Системы передачи данных и их характеристики

В системах административного управления информация передается как путем переноски (перевозки) информационных документов курьером (или по почте), так и с использованием систем автоматизированной передачи информации по кана­лам связи.

Ручная переноска и механическая перевозка документов являются весьма распро­страненными способами передачи информации в учреждениях. Этот способ, при минимальных капитальных затратах, полностью обеспечивает достоверность пе­редачи информации, предварительно зафиксированной на документах и проконт­ролированной непосредственно в пунктах ее регистрации. Оперативность (скорость) передачи низкая и может удовлетворить лишь очень непритязательного пользователя. Для оперативной передачи информации используют системы автоматизированной передачи информации.

Совокупность средств, служащих для передачи информации, будем называть сис­темой передачи информации (СП).

На рис. 15.1 представлена обобщенная блок-схема автоматизированной системы передачи информации.

Источник и потребитель информации непосредственно в СП не входят — они яв­ляются абонентами системы передачи/Абонентами могут быть компьютеры, мар­шрутизаторы ЛВС, системы хранения информации, телефонные аппараты, пейд­жеры, различного рода датчики и исполнительные устройства, а также люди.

В составе структуры СП можно выделить:


  • канал передачи (канал связи КС);

  • передатчик информации;

  • приемник информации.

Передатчик служит для преобразования поступающего от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи; приемник — для обратного преобразова­ния сигнала в сообщение, поступающее абоненту.

В идеальном случае при передаче должно быть однозначное соответствие между передаваемым и получаемым сообщениями. Однако под действием помех, возни­кающих в канале связи, в приемнике и передатчике, это соответствие может быть искажено, и тогда говорят о недостоверной передаче информации.

Основными качественными показателями системы передачи информации явля­ются:


  • пропускная способность,

  • достоверность,

  • надежность работы.

Пропускная способность системы (канала) передачи информации — наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная способность системы определяется физическими свойствами канала связи и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу. Для определения максимально возможной скорости надо знать три основных па­раметра канала связи и три основных параметра сигнала, по нему передаваемого.

    1. Параметры канала:

  • FKполоса пропускания канала связи, или, иначе, полоса частот, которую ка­нал может пропустить, не внося заметного нормированного затухания сигнала;

  • НK динамический диапазон, равный отношению максимально допустимо­го уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированного для этого типа каналов;

  • ТKвремя, в течение которого канал используется для передачи данных.

    1. Параметры сигнала:

  • Fс ширина спектра частот сигнала, под которой понимается интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;

  • Нсдинамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

  • Тс - длительность сигнала, то есть время его существования. Произведение трех названных параметров определяет, соответственно:

Объем канала связи:

VK=FKНKТK



Объем сигнала:

Vс= FсНсТс

Один из создателей теории информации К. Шеннон показал, что количество ин­формации на синтаксическом уровне (по Шеннону), которое несет сигнал, про­порционально объему этого сигнала; с другой стороны, выполнение неравенства VK>=Vс является необходимым условием возможности неискаженной передачи данного сигнала по данному каналу, то есть в этом случае принципиально возмож­на такая передача.

Для непосредственной реализации этой возможности необходимо выполнение достаточных условий «неискаженной передачи»:



FK>=FC, НК>=НС, ТК>=ТС.

Согласование сигнала с каналом связи и уплотнение каналов при передаче по ним сигналов от разных источников как раз и заключается в таком преобразовании параметров сигналов, чтобы необходимое условие возможности передачи превра­тить в достаточное.

Существует еще одно доказанное Шенноном соотношение, вытекающее из выше­приведенных, оно позволяет рассчитать непосредственно максимально возможную скорость передачи данных по каналу:

где С — максимально возможная скорость в битах в секунду, Fширина полосы пропускания канала связи в герцах, Рсмощность сигнала, Рш — мощность шума. Из этого соотношения (так же как из предыдущих) следует, что увеличить ско­рость передачи данных в канале связи можно или увеличив мощность сигнала, или уменьшив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено ве­личиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью пере­датчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Умень­шения мощности помех можно достигнуть, применяя хорошо экранированные от помех кабели (что тоже не дешево). Но и это еще не все трудности — глав­ное, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, например, увеличение мощности передатчика в два раза при типичном соотно­шении Рсш =100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15 %.



Скорость передачи информации измеряется в битах в секунду и в бодах. Количе­ство изменений информационного параметра-сигнала в секунду измеряется в бо­дах. Бод — это такая скорость, когда передается один сигнал (например, импульс) в секунду, независимо от величины его изменения. Бит в секунду соответствует единичному изменению сигнала в канале связи и при простых методах кодирова­ния сигнала, когда любое изменение может быть только единичным, можно при­нять, что: 1 бод - 1 бит/с; 1 Кбод = 103 бит/с; 1 Мбод = 106 бит/с и т. д.

В случае если элемент данных может быть представлен не двумя, а большим коли­чеством значений какого-либо параметра сигнала, то есть изменение сигнала мо­жет быть не единичным, 1 бод > 1 бит/с.

Например, если измеряемыми (информационными) параметрами сигнала явля­ются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются четыре значения фазы и два значения амплитуды, то информационный сигнал может иметь 23 = 8 различи­мых состояний. Тогда скорость передачи данных СП с тактовой частотой 9600 Гц будет 9600 бод, но 9600 х 3 - 28 800 бит/с

Достоверность передачи информации — передача информации без ее искажения.

Надежность работы — полное и правильное выполнение системой всех своих функций.

Понятия достоверности и надежности работы систем, и методы их обеспечения рассмотрены в главе 20 «Качество и эффективность информационных систем».

Передатчик и приемник или, иначе, — аппаратура передачи данных (АПД), непо­средственно связывают терминальные устройства — оконечные устройства (источ­ник и приемник информации) с каналом связи. Примерами АПД могут служить модемы, терминальные адаптеры, сетевые карты и т. д. АПД работает на физиче­ском уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужной формы и мощности в фи­зическую среду (линию связи).

В составе СП большой протяженности может использоваться и дополнительная аппаратура для улучшения качества сигнала («усиления» сигнала) и для форми­рования непрерывного физического или логического канала между абонентами. В качестве этой аппаратуры могут выступать повторители, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. Промежуточная аппаратура иногда образует достаточно сложную так называемую первичную сеть, но никакой функ­циональной нагрузки не несет — она должна быть незаметна (прозрачна) для абонента.



Линии и каналы связи

Линия связи и канал связи — это не одно и то же.



Линия связи (ЛС) — это физическая среда, по которой передаются информацион­ные сигналы. В одной линии связи может быть организовано несколько каналов связи путем временного, частотного кодового и других видов разделения — тогда говорят о логических (виртуальных) каналах. Если канал полностью монополизи­рует линию связи, то он может называться физическим каналом и в этом случае совпадает с линией связи. Хотя можно, например, говорить об аналоговом или цифровом канале связи, но абсурдно говорить об аналоговой или цифровой линии связи, ибо линия — лишь физическая среда, в которой могут быть образованы ка­налы связи разного типа. Тем не менее, даже говоря о физической многоканаль­ной линии, ее часто называют каналом связи. ЛС являются обязательным звеном любой системы передачи информации.


Каналы связи

Физическая природа

  • Механические

  • Акустические

  • Оптические

  • Электрические

Форма передаваемой информации

  • Аналоговые

  • Цифровые

Направление передаваемой информации

  • Симплексные

  • Полудуплексные

  • Дуплексные

Пропускная способность

  • Низкоскоростные

  • Среднескоростные

  • Высокоскоростные

Наличие коммутации

  • Коммутируемые

  • Выделенные

Рис. 15.2. Классификация каналов связи



Классификация каналов связи (КС) показана на рис. 15.2. По физической приро­де ЛС и КС на их основе делятся на:

  • механические — используются для передачи материальных носителей инфор­мации;

  • акустические — передают звуковой сигнал;

  • оптические — передают световой сигнал;

  • электрические — передают электрический сигнал.

Электрические и оптические КС могут быть:

  • проводными, использующими для передачи сигналов проводниковые линии связи (электрические провода, кабели, световоды и т. д.);

  • беспроводными (радиоканалы, инфракрасные каналы и т. д.), использующими для передачи сигналов электромагнитные волны, распространяющиеся по эфиру.

По форме представления передаваемой информации КС делятся на:

  • аналоговые — по аналоговым каналам передается информация, представлен­ная в непрерывной форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины;

  • цифровые — по цифровым каналам передается информация, представленная в виде цифровых (дискретных, импульсных) сигналов той или иной физической природы.

В зависимости от возможных направлений передачи информации различают:

  • симплексные КС, позволяющие передавать информацию только в одном направ­лении;

  • полудуплексные КС, обеспечивающие попеременную передачу информации в прямом и обратном направлениях;

  • дуплексные КС, позволяющие вести передачу информации одновременно и в прямом, и в обратном направлениях.

Каналы связи могут быть, наконец: Q коммутируемыми; а некоммутируемыми.

  • Коммутируемые каналы создаются из отдельных участков (сегментов) только на время передачи по ним информации; по окончании передачи такой канал ликви­дируется (разъединяется).

  • Некоммутируемые (выделенные) каналы создаются на длительное время и имеют постоянные характеристики по длине, пропускной способности, помехозащищен­ности.

По пропускной способности их можно разделить на:

  • низкоскоростные КС, скорость передачи информации в которых от 50 до 200 бит/с; это телеграфные КС, как коммутируемые (абонентский телеграф), так и некоммутируемые;

  • среднескоростные КС, например аналоговые (телефонные) КС; скорость пе­редачи в них от 300 до 9600 бит/с, а в новых стандартах V 90-V.92 Междуна­родного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ) и до 56 000 бит/с;

  • высокоскоростные (широкополосные) КС, обеспечивающие скорость переда­чи информации выше 56 000 бит/с.

Следует особо отметить, что телефонный КС является более узкополосным, неже­ли телеграфный, но скорость передачи данных по нему выше благодаря обязатель­ному наличию модема, существенно снижающего Fc передаваемого сигнала. При простом кодировании максимально достижимая скорость передачи данных по ана­логовым каналам не превосходит 9600 бод - 9600 бит/с. Применяемые в настоя­щее время сложные протоколы кодирования передаваемых данных используют не два, а несколько значений параметра сигнала для отображения элемента данных и позволяют достичь скорости передачи данных по аналоговым телефонным ли­ниям связи 56 кбит/с = 9600 бод.

По цифровым КС, организованным на базе телефонных линий, скорость передачи данных благодаря уменьшению К и увеличению Яс оцифрованного сигнала также может быть выше (до 64 кбит/с), а при мультиплексировании нескольких цифро­вых каналов в один в таком составном КС скорость передачи может удваиваться, утраиваться и т. д.; существуют подобные каналы со скоростями десятки и сотни мегабит в секунду.



Физической средой передачи информации в низкоскоростных и среднескоростных КС обычно являются проводные линии связи: группы либо параллельных, либо скрученных («витая пара») проводов.

Для организации широкополосных КС используются различные кабели, в частно­сти:



  • неэкранированные с витыми парами из медных проводов (Unshielded Twisted Pair - UTP);

  • экранированные с витыми парами из медных проводов (Shielded Twisted Pair — STP);

  • волоконно-оптические (Fiber Optic Cable — FOC);

  • коаксиальные (Coaxial Cable — CC);

  • беспроводные радиоканалы.

Витая пара — это изолированные проводники, попарно свитые между собой для уменьшения перекрестных наводок между проводниками. Такой кабель, состоя­щий обычно из небольшого количества витых пар (иногда даже двух), характери­зуется меньшим затуханием сигнала при передаче на высоких частотах и меньшей чувствительностью к электромагнитным наводкам, чем параллельная пара прово­дов.

UTP-кабели чаще других используются в системах передачи данных, в частности в вычислительных сетях. Выделяют пять категорий витых пар UTP: первая и вто­рая категории используются при низкоскоростной передаче данных; третья, четвер­тая и пятая — при скоростях передачи соответственно до 16, 25 и 155 Мбит/с (а при использовании стандарта технологии Gigabit Ethernet на витой паре, вве­денного в 1999 году, и до 1000 Мбит/с). При хороших технических характерис­тиках эти кабели сравнительно недороги, они удобны в работе, не требуют зазем­ления.

STP-кабели обладают хорошими техническими характеристиками, но имеют вы­сокую стоимость, жестки и неудобны в работе, требуют заземления экрана. Они делятся на типы: Туре 1, Туре 2, Туре 3, Туре 5, Туре 9. Из них Туре 3 определяет характеристики неэкранированного телефонного кабеля, а Туре 5 — волоконно-оптического кабеля. Наиболее популярен кабель Туре 1 стандарта IBM, состоя­щий из двух пар скрученных проводов, экранированных проводящей оплеткой, которую положено заземлять. Его характеристики примерно соответствуют харак­теристикам UTP-кабеля категории 5.

Коаксиальный кабель представляет собой медный проводник, покрытый диэлект­риком и окруженный свитой из тонких медных проводников экранирующей за­щитной оболочкой. Коаксиальные кабели для телекоммуникаций делятся на две группы:

  • толстые коаксиалы;

  • тонкие коаксиалы.

Толстый коаксиальный кабель имеет наружный диаметр 12,5 мм и достаточно тол­стый проводник (2,17 мм), обеспечивающий хорошие электрические и механичес­кие характеристики. Скорость передачи данных по толстому коаксиальному кабе­лю достаточно высокая (до 50 Мбит/с), но, учитывая определенное неудобство работы с ним и его значительную стоимость, рекомендовать его для использова­ния в сетях передачи данных можно далеко не всегда. Тонкий коаксиальный ка­бель имеет наружный диаметр 5-6 мм, он дешевле и удобнее в работе, но тонкий проводник в нем (0,9 мм) обусловливает худшие электрические (передает сигнал с допустимым затуханием на меньшее расстояние) и механические характеристи­ки. Рекомендуемые скорости передачи данных по «тонкому» коаксиалу не превы­шают 10 Мбит/с.

Основу волоконно-оптического кабеля составляют «внутренние подкабели» — стек­лянные или пластиковые волокна диаметром от 5 (одномодовые) до 100 (многомодовые) микрон, окруженные твердым заполнителем и помещенные в защитную оболочку диаметром 125-250 мкм. В одном кабеле может содержаться от одного до нескольких сотен таких «внутренних подкабелей». Кабель, в свою очередь, окружен заполнителем и покрыт более толстой защитной оболочкой, внутри ко­торой проложен один или несколько силовых элементов, принимающих на себя обеспечение механической прочности кабеля.

По одномодовому волокну (диаметр их 5-15 мкм) оптический сигнал распростра­няется, почти не отражаясь от стенок волокна (входит в волокно параллельно его стенкам), чем обеспечивается очень широкая полоса пропускания. По многомодовому волокну (диаметр его 40-100 мкм) распро­страняются сразу много сигналов, каждый из которых входит в волокно под своим углом (своей модой) и, соответственно, отражается от стенок волокна в разных местах (полоса пропускания многомодового волокна 500-800 МГц/км).

Источником распространяемого по оптоволоконному кабелю светового луча яв­ляется преобразователь электрических сигналов в оптические, например светодиод или полупроводниковый лазер. Кодирование информации осуществляется из­менением интенсивности светового луча. Физической основой передачи светового луча по волокну является принцип полного внутреннего отражения луча от сте­нок волокна, обеспечивающий минимальное затухание сигнала, наивысшую защиту от внешних электромагнитных полей и высокую скорость передачи. По оптоволоконному кабелю, имеющему большое число волокон, можно передавать огромное количество сообщений. На другом конце кабеля принимающий прибор преобразует световые сигналы в электрические. Скорость передачи данных но оптоволоконному кабелю очень высока и достигает величины 1000 Мбит/с, но он очень дорогой и используется обычно лишь для прокладки ответственных ма­гистральных каналов связи. Такой кабель связывает столицы и крупные города большинства стран мира, а проложенный по дну Атлантического океана кабель связывает Европу с Америкой. Оптоволоконный кабель соединяет Санкт-Петер­бург с Москвой, прибалтийскими и скандинавскими странами, кроме того, он проложен в тоннелях метро и связывает все районы города. В вычислительных сетях оптоволоконный кабель используется на наиболее ответственных их участ­ках, в частности в сети Интернет. Возможности оптоволоконных каналов поис­тине безграничны: по одному толстому магистральному оптоволоконному кабе­лю можно одновременно организовать несколько сот тысяч телефонных каналов, несколько тысяч видеотелефонных каналов и около тысячи телевизионных ка­налов.



Радиоканал — это беспроводный канал связи, прокладываемый через эфир. Систе­ма передачи данных (СПД) по радиоканалу включает в себя радиопередатчик и ра­диоприемник, настроенные на один и тот же радиоволновой диапазон, который определяется частотной полосой электромагнитного спектра, используемой для передачи данных. Часто такую СПД называют просто радиоканалом. Скорости передачи данных по радиоканалу практически не ограничены (они ограничивают­ся полосой пропускания приемо-передающёй аппаратуры). Высокоскоростной радиодоступ предоставляет пользователям каналы со скоростью передачи 2 Мбит/с и выше. В ближайшем будущем ожидаются радиоканалы со скоростями 20-50 Мбит/с. В табл. 15.1 представлены названия радиоволн и соответствующие им частотные полосы.

Таблица 15.1. Диапазоны радиоволн




Название диапазона волн

Полоса частот

Сверхдлинные волны

3-30 КГц

Длинные волны

30-300 КГц

Средние волны

300-3000 КГц

Короткие волны

3-30 МГц

Ультракороткие волны

30 МГц-300 ГГц

Субмиллиметровые волны

300-6000 ГГц

Для коммерческих телекоммуникационных систем чаще всего используются час­тотные диапазоны 902-928 МГц и 2,4-2,48 ГГц (в некоторых странах, например США, при малых уровнях мощности излучения — до 1 Вт — разрешено использовать эти, диапазоны без государственного лицензирования);

Беспроводные каналы связи обладают плохой помехозащищенностью, но обеспе­чивают пользователю максимальную мобильность и оперативность связи. В вы­числительных сетях беспроводные каналы связи для передачи данных исполь­зуются чаще всего там, где применение традиционных кабельных технологий затруднено или просто невозможно. Но в ближайшем будущем ситуация может измениться — активно ведется разработка новой технологии беспроводной связи Bluetooth.

Bluetooth — это технология передачи данных по радиоканалам на короткие рас­стояния, позволяющая осуществлять связь беспроводных телефонов, компьюте­ров и различной периферии даже в тех случаях, когда нарушается требование пря­мой видимости.

Общеупотребительными и уже достаточно известными являются соединения элек­тронной аппаратуры между собой при помощи инфракрасного канала связи. Но эти соединения требуют прямой видимости. Например, пультом дистанционного управления телевизором невозможно воспользоваться, если между вами и теле­визором оказался хотя бы лист газетной бумаги. Первоначально Bluetooth; рассматривалась исключительно как альтернатива использованию инфракрасных соединений между различными портативными уст­ройствами. Но сейчас специалисты предсказывают уже два направления широкого использования Bluetooth. Первое направление — это домашние сети, включающие в себя различную электронную технику, в частности компьютеры, телевизоры и т. п.

Второе, гораздо более важное направление — локальные сети офисов небольших фирм, где стандарт Bluetooth может прийти на смену традиционным проводным технологиям,

Недостатком Bluetooth является сравнительно низкая скорость передачи данных — она не превышает 720 кбит/с, поэтому эта технология не способна обеспечить передачу видеосигнала.



Телефонные линии связи являются наиболее разветвленными и широко используемыми. По телефонным линиям связи осуществляется передача звуковых (тональных) и факсимильных сообщений, они являются основой построения инфор­мационно-справочных систем, систем электронной почты и вычислительных сетей.

По телефонным линиям могут быть организованы и аналоговые, и цифровые ка­налы передачи информации. Рассмотрим этот вопрос, ввиду его высокой актуаль­ности, несколько подробнее.

«Простая старая телефонная система», в англоязычной аббревиатуре POTS (Primitive Old Telephone System), состоит из двух частей: магистральной системы связи и сети доступа абонентов к ней. Наиболее простой вариант доступа абонентов к магистральной системе — использование абонентского аналогового канала связи. Большинство телефонных аппаратов подключаются к автоматической телефон­ной станции (АТС), являющейся уже элементом магистральной системы, именно так.

Телефонный.микрофон преобразует звуковые колебания в аналоговый электри­ческий сигнал, который и передается по абонентской линии в АТС. Требуемая для передачи человеческого голоса полоса частот составляет примерно 3 кГц, в диа­пазоне от 300 Гц до 3,3 кГц. При снятии телефонной трубки формируется сигнал «off-hook», сообщающий АТС о вызове, и, если телефонная станция не занята, на­бирается нужный телефонный номер, который передается в АТС в виде последо­вательности импульсов (при импульсном наборе) или в виде комбинации сигна­лов звуковой частоты (при тональном наборе). Завершается разговор сигналом «on-hook», формируемым при опускании трубки. Такой тип процедуры вызова называется «in band», поскольку передача сигналов вызова производится по тому же каналу, что и передача речи.



Цифровые каналы связи

Поскольку цифровые сигналы можно более эффективно и гибко обрабатывать и пе­редавать, чем аналоговые, стали развиваться цифровые каналы связи.

Перед вводом в такой канал аналогового сигнала он оцифровывается — преоб­разуется в цифровую форму: каждые 125 мкс (частота оцифровки обычно рав­на 8 кГц) текущее значение аналогового сигнала отображается 8-разрядным двоичным кодом. Скорость передачи данных по базовому цифровому каналу, таким образом, составляет 64 кбит/с; но путем некоторых технических ухищ­рений несколько цифровых каналов можно объединять в один (мультиплекси­ровать), то есть создавать более скоростные каналы. Простейшим мультиплекси­рованным цифровым каналом является канал со скоростью передачи 128 кбит/с. Более сложные каналы, мультиплексирующие, например 32 базовых канала, обеспечивают пропускную способность 2048 Мбит/с. Цифровые каналы, базо­вые или мультиплексированные используются повсеместно в современных магистральных системах, а также для подсоединения к ним офисных цифро­вых АТС.

В последние годы за рубежом стал весьма популярным цифровой абонентский доступ, при котором оцифровка (дискретизация) звукового сигнала выполняется уже в абонентской телефонной системе, содержащей интерфейсный цифровой адаптер.

Наиболее распространенной и активно развивающейся в настоящее время является цифровая сеть с интеграцией услуг — ISDN (Integrated Serviced Digital Net­work), использующая цифровые абонентские каналы.

Цифровые коммуникации более надежны, нежели аналоговые, обеспечивают большую целостность каналов связи, позволяют более эффективно внедрять механизмы защиты данных, основанные на их шифровании. Важным является и то, что для создания ISDN можно использовать уже имеющуюся инфраструк­туру телефонных сетей, правда, из-за установки дополнительного оборудования и сложности его настройки возрастают затраты на организацию системы связи. Но, учитывая высокую пропускную способность сетей ISDN, они достаточно быстро окупаются.

Из активно развивающихся цифровых систем следует отметить модификации технологии цифровых абонентских линий (DSL, Digital Subscriber Line). Эта технология обеспечивает высокоскоростную передачу данных на коротком уча­стке витой пары, соединяющей абонента, использующего xDLS-модем, с бли­жайшей автоматической телефонной станцией (АТС), то есть обеспечивает решение проблемы «последней мили», отделяющей потребителя от поставщи­ка услуг.

В 1990 году компания Bellcore предложила технологию HDSL (High Bit Rate DSL), являющуюся высокоскоростным воплощением абонентской линии ISDN. HDLS использует четырехуровневую амплитудно-импульсную модуляцию, при кото­рой одним импульсом можно передавать два бита информации. Передача ведет­ся в дуплексном режиме по одной паре проводов со скоростью 768 или 1024 кбит/с (в зависимости от сервиса Т1 или Е1) на расстояния до 3,6 км. При использо­вании двух или трех пар проводов обеспечивается скорость передачи данных от 1,544 до 2,048 Мбит/с.

Сейчас имеется несколько модификаций HDLS:


  • SDSL (Symmetric DSL) представляет собой разновидность HDSL, использую­щую только одну пару проводов;

  • RADSL (Raite Adaptive DSL) обеспечивает возможность выбора для исполь­зования одной из нескольких (обычно из 8) линейных скоростей;

  • MSDSL (Multirate SDSL) позволяют динамически изменять информационную скорость в зависимости от изменений параметров линии;

  • ADSL (Asymmetric DSL) — наиболее популярная сейчас модификация, кото­рая разрабатывалась специально для обеспечения доступа к информационным ресурсам сети Интернет.

Асимметричность состоит в увеличении скорости передачи в одном направлении за счет снижения этой скорости в другом. При передаче информации из сети або­ненту эта скорость может достигать 8 Мбит/с; в обратном направлении — 1,5 Мбит/с. Эта технология удобна еще и тем, что дает возможность использования канала связи адя перецачи. данных и ведения телефонных разговоров (правда, в модем­ном стандарте для аналоговых линий V.92 такая возможность тоже предусмотрена). Обычно ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам линии между абонентом и АТС, образуют на основе частотного разделения три логических (виртуальных) канала: быстрый канал передачи данных из сети абоненту, менее быстрый канал передачи от абонента в сеть и обычный канал телефонной связи для телефонных разговоров. Ввиду сугубо асимметричного трафика полоса пропускания широко­полосного канала (витая пара) между этими каналами делится также асимме­трично.

В 1997 году была предложена более дешевая и удобная в работе модификация ADSL — Universal ADSL (UADSL), обеспечивающая, правда, существенно более низкие скорости передачи данных:



  • при длине линии до 3,5 км скорость передачи от сети составляет 1,5 Мбит/с, а от абонента — 384 кбит/с;

  • при длине линии до 5,5 км скорость передачи от сети составляет 640 кбит/с, а от абонента — 196 кбит/с.

Но если одновременная передача голоса и данных по технологии ADLS требует установки на стороне абонента фильтра, отделяющего речевой трафик от данных, то по технологии UADSL этого не требуется. Кроме того, пониженные скорости передачи позволяют снизить требования к качеству линии связи и системе обра­ботки сигнала (приемнику). Последняя, разрабатываемая сейчас технология— VDSL (Very high-speed ©SL), — сверхбыстрая цифровая абонентская линиям обеспечивающая передачу данных по витой паре:

  • при длине линии до 300 м скорость передачи от сети составляет 52 Мбит/с, а от абонента — 2,3 Мбит/с;

  • при длине линии до 1,5 км скорость передачи от сети составляет 13 Мбит/с, а от абонента — 1,6 Мбит/с.

Предполагается, что ранние версии VDSL будут использовать схему частотного разделения потоков, применяющуюся и в технологии SDSL. Кроме того, преду­сматривается возможность одновременного подключения нескольких абонентс­ких устройств к линии VDSL

В ответственных приложениях, при существенно большем уровне затрат кон­куренцию ISDN и ADSL в ближайшем будущем могут составить цифровые маги­страли с синхронно-цифровой иерархией SDN (Sunchronous Digital Hierarchy). В системе SDN есть целая иерархия скоростей передачи данных: от 155,52 Мбит/с (STM-1), 622,08 Мбит/с (STM-4) до 2488,32 Мбит/с (STM-16) и даже до 10 000 Мбит/с (STM-64), обещанных в ближайшем будущем. Магистрали SDN используют оптоволоконные линии связи, а там, где прокладка последних за­труднена — радиолинии.



Российские сети передачи информации

Согласно прогнозам американской консалтинговой фирмы GIST Inc., в ближай­шие годы спрос на услуги передачи данных в Росси вырастете 10 раз.

Но и сейчас в России имеются десятки тысяч международных телефонных кана­лов, реально действуют более 200 пейджинговых операторов; в большинстве реги­онов страны действуют сотовые системы радиотелефонной связи, активно разви­вается транкинговая радиотелефонная связь.

С помощью волоконно-оптических линий связи Россия связана с большим числом европейских и азиатских государств: только за последние четыре года были введены в строй крупнейшие цифровые волоконно-оптические линии междуна­родной связи с Данией, Финляндией, Турцией, Италией, Украиной, Японией, Ко­реей, Китаем и другими странами.

В настоящее время около тысячи российских и совместных операторов предприя­тий получили лицензии на эксплуатацию и оказание услуг в сетях передачи дан­ных.

Крупнейшими компаниями российского рынка по предоставлению услуг в сетях передачи данных являются:



  • «МирТелеКом» — объединяет известных российских операторов связи «Ма-комнет», «Метроком», «Раском», «Анаком», Международную компанию связи (МКС), американскую телекомпанию Andrew Telecom и др. Услуги, поставля­емые этой компанией, мы рассмотрим ниже подробнее;

  • «Связьинвест» — крупнейший холдинг, обеспечивающий местную, междуго­родную и международную телефонную связь (аналоговую и цифровую), услу­ги по цифровой внутризоновой и магистральной первичным сетям;

  • «Аэроком» — оператор услуг местной, междугородной, международной теле­фонной связи бизнес-класса корпоративным пользователям, а также индиви­дуальным клиентам, таксофонным системам;

  • Relcom (-«Редком» ) — обслуживает более 200 тыс. абонентов в основном по арен­дованным у других компаний каналам связи и использует самые разные прото­колы управления связью, в том числе и ТСР/1Р-протоколы сети Интернет;

  • Rospak («Роспак»)— создана в 1992 году АО «Ростелеком» и ориентирова­на на выполнение услуг предприятий госсектора и правительственных учреж­дений по протоколам серии X (Х.З, Х.25,..., Х.400). Цены на услуги этой ком­пании в России одни из самых низких. Пункты доступа к сети «Роспак» сейчас функционируют в 130 российских городах. Довольно значительную часть доходов этой компании приносит сдача в аренду каналов передачи данных. Линиями «Роспак» пользуются компании «Роснет», «Редком» и дру­гие российские операторы;

  • Rosnet («Роснет») — обслуживает преимущественно государственные учреж­дения по государственным протоколам серии X; имеет широкий доступ к дру­гим российским сетям и многочисленным российским банкам данных;

  • Sprint — совместное предприятие американской компании Sprint International и российского центрального телеграфа, образованное в 1990 году; оказывает услуги по собственным высокоскоростным сетям, используя государственные протоколы Х.25, Х.400 и протокол Global Sprint Fax (услуги этой компании на российском рынке достаточно дороги);

  • Infotel — совместное предприятие немецкой компании Deutsche Telecom, Мос­ковской государственной телефонной сети и других фирм, ориентация ее услуг та же, что и у компании Rosnet, но она использует и протоколы TCP/IP, обес­печивая доступ ко всем услугам сети Интернет;

  • «Гласнет» — член Ассоциации прогрессивных коммуникаций (Сан-Францис­ко, США). Компания создана в целях обеспечения доступа в сеть Интернет не­коммерческих организаций и частных пользователей России.

На сегодняшний день компании ассоциации «МирТелеКом» создали и обслужи­вают одну из самых крупных, полностью цифровых корпоративных сетей связи в России. Каждый сегмент сети контролируется и поддерживается одним из чле­нов ассоциации:

  • «Макомнет» и «Метроком» владеют самыми разветвленными и протяженны­ми волоконно-оптическими сетями, проложенными в тоннелях метро Москвы и Санкт-Петербурга;

  • «Раском» является оператором волоконно-оптической магистрали, протянув­шейся от Москвы к Санкт-Петербургу и далее до границы с Финляндией;

  • МКС выполняет функции мощного коммутационного центра, в состав ко­торого входят высокоскоростные каналы междугородной и международной связи;

  • «Анаком» успешно работает в области космической связи, обеспечивая надеж­ную связь практически со всеми регионами мира;

  • Andrew Telecom владеет емкостью в трансатлантическом кабеле, соединяющем Европу с Северной Америкой, и имеет свои пункты связи в США, Великобри­тании, Мексике и т. д.

Сеть «МирТелеКом» предоставляет весь спектр услуг современной связи.

    1. Интегрированные телекоммуникационные решения для передачи данных, речи и видеоинформации.

    2. Местную, междугородную и международную связь.

    3. Доступ в Интернет.

    4. IР-телефонию.

    5. Услуги сетей ISDN (в частности, видеоконференцсвязь), xDSL, ATM, Frame Relay.

    6. Услуги выделенных волоконно-оптических и спутниковых каналов связи.

    7. Услуги цифровых каналов связи для трансляции радио- и телевизионных про­грамм.

    8. Подключение к электронной системе торгов ценными бумагами и т. д.

Среди петербургских компаний следует в первую очередь отметить ОАО «Петер­бургская телефонная сеть» и АООТ «Санкт-Петербургский телеграф» и АО «ПетерСтар»:

Акционерное общество открытого типа «Петербургская телефонная сеть» (ПТС):



  • устанавливает и обслуживает телефоны и факсы в квартирах и офисах;

  • обеспечивает мобильную телефонную связь;

  • обеспечивает передачу цифровой информации;

  • эксплуатирует сеть таксофонов;

  • предоставляет справочную информацию абонентам.

Открытое акционерное общество «Санкт-Петербургский телеграф» предлагает в полном объеме все виды услуг по системам телеграфной, и факсимильной связи, услуги передачи данных по сети Rosnet, услуги электронной почты, разнообраз­ные информационно-справочные услуги.

Акционерное общество «ПетерСтар» обеспечивает коммерческую телефонизацию корпоративных и индивидуальных абонентов города.



Системы оперативной связи

За последнее десятилетие оперативные телекоммуникации превратились из инженерно-технологического объекта в серьезную народнохозяйственную отрасль промышленности. Без средств оперативной связи сегодня немыслимо эффектив­ное управление предприятием, организацией, корпорацией и любым другим орга­низационно-экономическим объектом.



Системы оперативной связи (СОпСв) весьма разнообразны; их можно классифи­цировать по целому ряду признаков, таких как назначение, способ соединения, способ передачи, вид канала связи и т. д.

По виду используемого канала связи СОпСв могут быть разделены на:



  • аналоговые;

  • цифровые.

По степени документированности передаваемой информации СОпСв подразде­ляются на системы передачи (СП):

  • документированной информации (с регистрацией информации);

  • с документированием (регистрацией) информации при приеме;

  • недокументированной информации (без регистрации информации).

В СП документированной информации передача ведется с «документа на документ». У передающего абонента информация может либо автоматически считываться из файла или заранее сформированного бумажного документа, либо вводиться вруч­ную, но при параллельной регистрации ее в электронном или на бумажном до­кументе. У принимающего абонента предусмотрена обязательная регистрация поступающей информации на твердом носителе или в электронном документе (в файле).

В СП недокументированной информации не предусматривается обязательная ре­гистрация информации на документ ни у передающего, ни у принимающего або­нентов, хотя при желании такая регистрация может быть выполнена с привлече­нием дополнительных технических или программных средств. Чаще всего СП этого типа передают голосовую, то есть устную звуковую информацию.

В СП с документированием информации только при приеме обязательна регистра­ция информации, на передающем конце регистрация не предусматривается. Ин­формация передается с устройств ручного ввода, полуавтоматических устройств ввода информации, от автоматических датчиков, счетчиков, установленных на тех­нологических агрегатах и т. п. Регистрация сообщения на электронный или бумаж­ный документ обязательна лишь у принимающего абонента.

Такая классификация относительна, поскольку даже обычные телефоны с автоот­ветчиком позволяют регистрировать информацию в звуковых файлах, а сотовые телефоны и пейджеры — сохранять информацию в текстовых файлах. Поэтому отнесение системы оперативной связи (СОпС) к той, или иной группе документи­рованности можно выполнить только по преимущественному исполнению.



Классификация систем оперативной связи показана на рис. 15.3.



Вопросы для самопроверки

  1. Назовите компоненты и основные характеристики системы передачи данных.

  2. Что такое пропускная способность канала связи и чем она определяется?

  3. Приведите многоаспектную классификацию каналов связи.

  4. Назовите и поясните основные типы Линий связи, используемых в системах телекоммуникаций.

  5. Дайте краткую характеристику основных технологий, используемых для орга­низации цифровых каналов связи.

  6. Назовите российские телекоммуникационные сети и перечень предоставляемых ими услуг.

  7. Дайте классификацию систем оперативной связи.





Измерь микрометром, отметь мелом, отруби топором. «Правило точности Рея»
ещё >>