Линии связи, кабельные системы, репитеры, концентраторы. Модемы - файл n1.doc

приобрести
Линии связи, кабельные системы, репитеры, концентраторы. Модемы
скачать (154 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc154kb.11.06.2012 06:31скачать

n1.doc



Филиал Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский Государственный

радиотехнический университет»
Контрольная работа
по предмету: «Операционные системы, среды и оболочки»

на тему: «Линии связи, кабельные системы, репитеры, концентраторы. Модемы»




2007 г.

Содержание

1. Линии связи и кабельные системы………………………………………………………….2

1.1. Введение……………………………………………………………………………..2

1.2. История развития линии связи……………………………………………………..4

1.3. Разновидности оптических кабелей связи………………………………………....5

1.4. Основные требования к линиям связи……………………………………………..6

1.5. Достоинства оптических кабелей и область их применения……………………..7

1.6. Направления развития и применение волоконной оптики……………………….8

1.7. Вывод……………………………………………………………………………….11

2. Репитеры……………………………………………………………………………………..12

3. Концентраторы……………………………………………………………………………....13

4. Модемы………………………………………………………………………………………14

Список литературы…………………………………………………………………………….18

1. Линии связи и кабельные системы

1.1. Введение

Сегодня Россия нуждается в связи, как в количественном, так и в качественном плане. Руководители регионов в первую очередь озабочены социальным аспектом этой проблемы, ведь телефон – это предмет первой необходимости. Связь влияет и на экономическое развитие региона, его инвестиционную привлекательность. Вместе с тем операторы электросвязи, тратящие массу сил и средств на поддержку дряхлеющей телефонной сети, все же изыскивают средства на развитие своих сетей, на цифровизацию, внедрение оптоволоконных и беспроводных технологий.

В данный момент времени сложилась ситуация, когда практически все крупнейшие российские ведомства проводят масштабную модернизацию своих телекоммуникационных сетей.

За последний период развития в области связи, наибольшее распространение получили оптические кабели (ОК) и волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), которые по своим характеристикам намного превосходят все традиционные кабели системы связи. Связь по волоконно-оптическим кабелям, является одним из главных направлений научно-технического прогресса. Оптические системы и кабели используются не только для организации телефонной городской и междугородней связи, но и для кабельного телевидения, видеотелефонирования, радиовещания, вычислительной техники, технологической связи и т.д.

Применяя волоконно-оптическую связь, резко увеличивается объем передаваемой информации по сравнению с такими широко распространенными средствами, как спутниковая связь и радиорелейные линии, это объясняется тем, что волоконно-оптические системы передачи имеют более широкую полосу пропускания.

Для любой системы связи важное значение имеют три фактора:

Важнейшим фактором в развитии оптических систем и кабелей связи явилось появление оптического квантового генератора – лазера. Лазерные системы работают в оптическом диапазоне волн. Если при передачи по кабелям используются частоты - мегагерцы, а по волноводам - гигагерцы, то для лазерных систем используется видимый и инфракрасный спектр оптического диапазона волн (сотни гигагерцы).

Волоконно-оптические линии связи по сравнению с обычными кабельными линиями имеют следующие преимущества:

В мире вырос огромный прогресс в развитии волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). В настоящее время волоконно-оптические кабели и системы передачи для них, выпускаются многими странами мира.

Особое внимание у нас и за рубежом уделяется созданию и внедрению одномодовых систем передачи по оптическим кабелям, которые рассматриваются как наиболее перспективное направление развития техники связи. Достоинством одномодовых систем является возможность передачи большого потока информации на требуемые расстояния при больших длинах регенерационных участков.

Получили широкое применение современные отечественные волоконно-оптические кабели второго поколения, выпуск которых освоен отечественной кабельной промышленностью к ним, относятся кабели типа:

ОКК - для городских телефонных сетей;

ОКЗ - для внутризоновых;

ОКЛ - для магистральных сетей связи;

Волоконно-оптические системы передачи применяются на всех участках первичной сети ВСС для магистральной, зоновой и местной связи. Требования, которые предъявляются к таким системам передачи, отличаются числом каналов, параметрами и технико-экономическими показателями.

На магистральной и зоновых сетях применяются цифровые волоконно-оптические системы передачи, на местных сетях - для организации соединительных линий между АТС также применяются цифровые волоконно-оптические системы передачи, а на абонентском участке сети могут использоваться как аналоговые (например, для организации канала телевидения), так и цифровые системы передачи.

У человека имеется пять органов чувств, но один из них особенно важен — это зрение. Глазами человек воспринимает большую часть информации об окружающем его мире в 100 раз больше, чем посредством слуха, не говоря уже об осязании, обонянии и вкусе.

Далее человек заметил ”посторонний источник света” — солнце. Он

использовал огонь, а затем различные виды искусственных световых источников для подачи сигналов. Теперь в руках человека был как световой источник, так и процесс модуляции света. Он фактически построил то, что сегодня мы называем оптической линией связи или оптической системой связи, включающей передатчик (источник), модулятор, оптическую кабельную линию и приемник (глаз). Определив в качестве модуляции преобразование механического сигнала в оптический, например открытие и закрытие источника света, мы можем наблюдать в приемнике обратный процесс — демодуляцию: преобразование оптического сигнала в сигнал другого рода для дальнейшей обработки в приемнике.

Такая обработка может представлять собой, например, превращение

светового образа в глазу в последовательность электрических импульсов

нервной системы человека. Головной мозг включается в процесс обработки как последнее звено цепи.

Другим, очень важным параметром, используемым при передаче сообщений, является скорость модуляции. Глаз в этом отношении имеет ограничения. Он хорошо приспособлен к восприятию и анализу сложных картин окружающего мира, но не может следить за простыми колебаниями яркости, когда они следуют быстрее 16 раз в секунду.
1.2. История развития линий связи
Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Однако вследствие несовершенства конструкции кабелей подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным. Первая воздушная линия большой протяженности была построена в 1854 г. между Петербургом и Варшавой. В начале 70-х годов прошлого столетия была построена воздушная телеграфная линия от Петербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 г. была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная телефонная магистраль Москва—Хабаровск длиной 8300 км.

Создание первых кабельных линий связано с именем русского ученого П. Л. Шиллинга. Еще в 1812 г. Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав для этой цели созданный им изолированный проводник.

В 1851 г. одновременно с постройкой железной дороги между Москвой и Петербургом был проложен телеграфный кабель, изолированный гуттаперчей. Первые подводные кабели были проложены в 1852 г. через Северную Двину и в 1879 г. через Каспийское море между Баку и Красноводском. В 1866 г. вступила в строй кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США,

В 1882—1884 гг. в Москве, Петрограде, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной их скруткой. В 1900—1902 гг. была сделана успешная попытка повысить дальность передачи методами искусственного увеличения индуктивности кабелей путем включения в цепь катушек индуктивности (предложение Пупина), а также применения токопроводящих жил с ферромагнитной обмоткой (предложение Крарупа). Такие способы на том этапе позволили увеличить дальность телеграфной и телефонной связи в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912—1913 гг. освоение производства электронных ламп. В 1917 г. В. И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков—Москва—Петроград.

В 30-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. В последующем стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Но массовое изготовление их относится лишь к 1935 г., к моменту появления новых высококачественных диэлектриков типа эскапона, высокочастотной керамики, полистирола, стирофлекса и т. д. Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования была проложена в 1936 г. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

В 1965—1967 гг. появились опытные волноводные линии связи для передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие кабельные линии с весьма малым затуханием. С 1970 г. активно развернулись работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн.

Создание волоконного световода и получение непрерывной генерации полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром развитии волоконно-оптической связи. К началу 80-х годов были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи. Основные сферы применения таких систем — телефонная сеть, кабельное телевидение, внутри объектовая связь, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

В России и других странах проложены городские и междугородные волоконно-оптические линии связи. Им отводится ведущее место в научно-техническом прогрессе отрасли связи.

1.3. Разновидности оптических кабелей связи
Оптический кабель состоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевого стекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать силовые (упрочняющие) и демпфирующие элементы.

Существующие ОК по своему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяется подводные, объектовые и монтажные ОК.

Магистральные ОК предназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью. Используется одномодовое волокно с размерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3...1,55 мкм.

Зоновые ОК служат для организации многоканальной связи между областным центром и районами с дальностью связи до 250 км. Используются градиентные волокна с размерами 50/125 мкм. Длина волны 1,3 мкм.

Городские ОК применяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (до |10 км) и большое число каналов. Волокна-градиентные (50/125 мкм). Длина волны 0,85 и 1,3 мкм. Эти линии, как правило, работают без промежуточных линейных регенераторов.

Подводные ОК предназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание и большие длины регенерационных участков.

Объектовые ОК служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и др.).

Монтажные ОК используются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются в виде жгутов или плоских лент.

1.4. Основные требования к линиям связи

В общем виде требования, предъявляемые высокоразвитой современной техникой электросвязи к междугородным линиям связи, могут быть сформулированы следующим образом:

Кабельная линия междугородной связи представляет собой сложное техническое сооружение, состоящее из огромного числа элементов. Так как линия предназначена для длительной работы (десятки лет) и на ней должна быть обеспечена бесперебойная работа сотен и тысяч каналов связи, то ко всем элементам линейно-кабельного оборудования, и в первую очередь к кабелям и кабельной арматуре, входящим в линейный тракт передачи сигналов, предъявляются высокие требования. Выбор типа и конструкции линии связи определяется не только процессом распространения энергии вдоль линии, но и необходимостью защитить расположенные рядом ВЧ цепи от взаимных мешающих влияний. Кабельные диэлектрики выбирают исходя из требования обеспечения наибольшей дальности связи в каналах ВЧ при минимальных потерях. В соответствии с этим кабельная техника развивается в следующих направлениях:


1.5 Достоинства оптических кабелей и область их применения
Наряду с экономией цветных металлов, и в первую очередь меди, оптические кабели обладают следующими достоинствами:

К недостаткам оптических кабелей можно отнести:


Достоинства открытых систем связи:

  1. Более высокое отношение мощности принимаемого сигнала к излучаемой мощности при меньших апертурах антенн передатчика и приемника.

  2. Лучшее пространственное разрешение при меньших апертурах антенн передатчика и преемника.

  3. Очень малые габариты передающего и приемного модулей, используемых для связи на расстояния до 1 км.

  4. Хорошая скрытность связи.

  5. Освоение неиспользуемого участка спектра электромагнитных излучений.

  6. Отсутствие необходимости получения разрешение на эксплуатацию системы связи.

Недостатки открытых систем связи:

  1. Малая пригодность для радио вещания из-за высокой направленности лазерного пучка.

  2. Высокая требуемая точность наведения антенн передатчика и приемника

  3. Низкий КПД оптических излучателей

  4. Сравнительно высокий уровень шума в приемнике, частичтно обусловленный Влияние характеристик атмосферы на надежность связи

  5. Возможность отказов аппаратуры.


Достоинства направляющих систем связи:

  1. Возможность получений световодов с малыми затуханием и дисперсией, что позволяет сделать большим расстояния между ретрансляторами (10 … 50 км).

  2. Малый диаметр одноволоконного кабеля.

  3. Допустимость изгиба световода под малыми радиусами.

  4. Малая масса оптического кабеля при высокой информационной пропускной способности.

  5. Низкая стоимость материала световода.

  6. Возможность получения оптический кабелей, не обладающих электропроводностью и индуктивностью.

  7. Пренебрежимо малые перекрестные помехи.

  8. Высоко скрытость связи: ответвление сигнала возможно только при непосредственном подсоединении к отдельному волокну.

  9. Гибкость в реализации требуемой полосы пропускания: световоды различных типов позволяет заменить электрические кабели в цифровых системах связи всех уровней иерархии.

  10. Возможность постоянного усовершенствования системы связи.

Недостатки направляющих систем связи:

  1. Трудность соединения (сращивания) оптичеких волокон

  2. Необходимость прокладки дополнительных электропроводящих жил в оптическом кабеле для обеспечения электропитания динстационно управляемой аппаратуры

  3. Чувствительность оптического волокна к воздействию воды при ее попадании в кабель

  4. Чувствительность оптического волокна к воздействию ионизирующего излучения

  5. Низкий КПД источников оптического излучения при ограниченной мощности излучения

  6. Трудности реализации режима многостанционного (параллельного) доступа с помощью шины с временным разделением каналов

  7. Высокий уровень шума в приемнике



1.6. Направления развития и применения волоконной оптики
Открылись широкие горизонты практического применения ОК и волоконно-оптических систем передачи в таких отраслях народного хозяйства, как радиоэлектроника, информатика, связь, вычислительная техника, космос, медицина, голография, машиностроение, атомная энергетика и др. Волоконная оптика развивается по шести направлениям:

1. многоканальные системы передачи информации;

2. кабельное телевидение;

3. локальные вычислительные сети;

4. датчики и системы сбора обработки и передачи информации;

5. связь и телемеханика на высоковольтных линиях;

6. оборудование и монтаж мобильных объектов.

Многоканальные ВОСП начинают широко использоваться на магистральных и зоновых сетях связи страны, а также для устройства соединительных линий между городскими АТС. Объясняется это большой информационной способностью ОК и их высокой помехозащищенностью. Особенно эффективны и экономичны подводные оптические магистрали.

Применение оптических систем в кабельном телевидении обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов. В этом случае реализуется заказная система приема и предоставляется возможность абонентам получать на экране своих телевизоров изображения газетных полос, журнальных страниц и справочных данных из библиотеки и учебных центров.

На основе ОК создаются локальные вычислительные сети различной топологии (кольцевые, звездные и др.). Такие сети позволяют объединять вычислительные центры в единую информационную систему с большой пропускной способностью, повышенным качеством и защищенностью от несанкционированного допуска.

Волоконно-оптические датчики способны работать в агрессивных средах, надежны, малогабаритны и не подвержены электромагнитным воздействиям. Они позволяют оценивать на расстоянии различные физические величины (температуру, давление, ток и др.). Датчики используются в нефтегазовой промышленности, системах охранной и пожарной сигнализации, автомобильной технике и др.

Весьма перспективно применение ОК на высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП) для организации технологической связи и телемеханики. Оптические волокна встраиваются в фазу или трос. Здесь реализуется высокая защищенность каналов от электромагнитных воздействий ЛЭП и грозы.

Легкость, малогабаритность, невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудования летательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.

В последнее время появилось новое направление в развитии волоконно-оптической техники — использование среднего инфракрасного диапазона волн 2...10 мкм. Ожидается, что потери в этом диапазоне не будут превышать 0,02 дБ/км. Это позволит осуществить связь на большие расстояния с участками регенерации до 1000 км. Исследование фтористых и халькогенидных стекол с добавками циркония, бария и других соединений, обладающих сверхпрозрачностью в инфракрасном диапазоне волн, дает возможность еще больше увеличить длину регенерационного участка.

Ожидаются новые интересные результаты в использовании нелинейных оптических явлений, в частности соли тонного режима распространения оптических импульсов, когда импульс может распространяться без изменения формы или периодически менять свою форму в процессе распространения по световоду. Использование этого явления в волоконных световодах позволит существенно увеличить объем передаваемой информации и дальность связи без применения ретрансляторов.

Весьма перспективна реализация в ВОЛС метода частотного разделения каналов, который заключается в том, что в световод одновременно вводится излучение от нескольких источников, работающих на разных частотах, а на приемном конце с помощью оптических фильтров происходит разделение сигналов. Такой метод разделения каналов в ВОЛС получил название спектрального уплотнения или мультиплексирования.

При построении абонентских сетей ВОЛС кроме традиционной структуры телефонной сети радиально-узлового типа предусматривается организация кольцевых сетей, обеспечивающих экономию кабеля.

Можно полагать, что в ВОСП второго поколения усиление и преобразование сигналов в регенераторах будут происходить на оптических частотах с применением элементов и схем интегральной оптики. Это упростит схемы регенерационных усилителей, улучшит их экономичность и надежность, снизит стоимость.

В третьем поколении ВОСП предполагается использовать преобразование речевых сигналов в оптические непосредственно с помощью акустических преобразователей. Уже разработан оптический телефон и проводятся работы по созданию принципиально новых АТС, коммутирующих световые, а не электрические сигналы. Имеются примеры создания многопозиционных быстродействующих оптических переключателей, которые могут использоваться для оптической коммутации.

На базе ОК и цифровых систем передачи создается интегральная сеть многоцелевого назначения, включающая различные виды передачи информации (телефонирование, телевидение, передача данных ЭВМ и АСУ, видеотелефон, фототелеграф, передача полос газет, сообщений из банков и т. д.). В качестве унифицированного принят цифровой канал ИКМ со скоростью передачи 64 Мбит/с (или 32 Мбит/с).

Для широкого применения ОК и ВОСП необходимо решить целый ряд задач. К ним прежде всего относятся следующие:

1.7. Вывод
В настоящее время открылись широкие горизонты практического применения ОК и волоконно-оптических систем передачи в таких отраслях народного хозяйства, как радиоэлектроника, информатика, связь, вычислительная техника, космос, медицина, голография, машиностроение, атомная энергетика и др.

Волоконная оптика развивается по многим направлениям и без нее современное производство и жизнь не представляются возможными.

Применение оптических систем в кабельном телевидении обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов.

Волоконно-оптические датчики способны работать в агрессивных средах, надежны, малогабаритны и не подвержены электромагнитным воздействиям. Они позволяют оценивать на расстоянии различные физические величины (температуру, давление, ток и др.). Датчики используются в нефтегазовой промышленности, системах охранной и пожарной сигнализации, автомобильной технике и др.

Весьма перспективно применение ОК на высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП) для организации технологической связи и телемеханики. Оптические волокна встраиваются в фазу или трос. Здесь реализуется высокая защищенность каналов от электромагнитных воздействий ЛЭП и грозы.

Легкость, малогабаритность, невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудования летательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.

2. Репитеры
Если длина сети превышает максимальную длину сегмента сети, необходимо разбить сеть на несколько (до пяти) сегментов, соединив их через репитер.

Конструктивно репитер может быть выполнен либо в виде отдельной конструкции со своим блоком питания, либо в виде платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера.

Репитер в виде отдельной конструкции стоит дороже, но он может быть использован для соединения сегментов Ethernet, выполненных как на тонком, так и на толстом кабеле, так как он имеет и коаксиальные разъемы, и разъемы для подключения трансиверного кабеля. С помощью этого репитера можно даже соединить в единую сеть сегменты, выполненные и на тонком, и на толстом кабеле.

Репитер в виде платы имеет только коаксиальные разъемы и поэтому может соединять только сегменты на тонком коаксиальном кабеле. Однако он стоит дешевле, и не требует отдельной розетки для подключения электропитания.

Один из недостатков встраиваемого в рабочую станцию репитера заключается в том, чтобы для обеспечения круглосуточной роботы сети станция с репитером также должна работать круглосуточно. При выключении питания связь между сегментами сети будет нарушена.

Функции репитера заключаются в физическом разделении сегментов сети и обеспечении восстановления пакетов, передаваемых из одного сегмента сети в другой.

Репитер повышает надежность сети, так как отказ одного сегмента (например, обрыв кабеля) не сказывается на работе других сегментов. Однако, разумеется, через поврежденный сегмент данные проходить не могут.

3. Концентраторы
Согласно классификационной базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем сетевые (кабельные) концентраторы относятся к аппаратным средствам физического уровня передачи информации. Их основное назначение – коммутация линии связи, фильтрация, ретрансляция и усиление передаваемых сигналов в локальных сетях. Концентраторы, реализующие различные сетевые технологии, работают с различными видами носителей: коаксиальными кабелями, кабелями с экранированной и неэкранированной витой парой, волоконно-оптическими линиями связи.

Использование кабельных концентраторов позволяет увеличить количество абонентов сети и расстояние между ними. В некоторых системах через концентраторы осуществляется доступ компьютеров к сети, в других их используют для изменения топологии сети и линии связи.

Среди концентраторов выделяют активные, пассивные и гибридные. Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают повторители сигналов или репитеры. Иногда их называют многопортовыми репитерами – они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Пассивные концентраторы (например монтажные панели или коммутирующие блоки) пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не нужно подключать к источнику питания. Гибридными называют концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов. Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы.

Использование концентраторов даёт ряд преимуществ:

Конструктивно можно выделить два типа концентраторов:

модульные устройства, выполненные в виде приборного блока, в посадочные места которого включают от 4 до 16 плат различного функционального назначения;

функционально законченные автономные устройства, предназначенные, как правило, для работы с одним типом сети и конкретным видом линии связи.

В состав модульных концентраторов могут входить специализированные платы, поддерживающие широкий спектр сетевых функций (маршрутизаторы, мосты, терминальные серверы, преобразования протоколов) и узлы, резервирующие выполнение функции всех уровней, включая источники питания и охлаждающие вентиляторы. Замена одного типа модуля на другой или отказывающего устройства на резервное обычно проводиться без выключения концентратора.

Среди относительно недорогих автономных концентраторов существует отдельный класс изделий – наращиваемые концентраторы. Автономные концентраторы рассчитаны на включение в сеть ПК с использованием какого-либо одного типа кабеля – витой пары, волоконно-оптического и др. объединение нескольких наращиваемых концентраторов (обычно до 4), осуществляемое с помощью разъёмов в корпусе устройства и простых кабельных соединений, позволяет создать сетевое устройство с единой системой управления портами, поддерживающие передачу информации по линии связи различного типа. Интеграция функциональных возможностей концентратора даёт дополнительные преимущества. Например, путём установки модуля в одном из них можно управлять всеми портами, изменять конфигурацию сети и предоставлять информацию, связанную со статистикой её работы и состоянием устройств.

Применение наращиваемых концентраторов является экономичным решением, позволяющем создать сети небольших организаций, подразделений и рабочих групп. При относительно невысоких начальных затратах обеспечивается гибкость, постепенное увеличение функциональных возможностей и интеграция отдельных сетевых фрагментов в единую сеть масштаба предприятия.

Модульные многофункциональные устройства называют концентраторами, чтобы подчеркнуть их центральную роль в сети. При этом термин «концентратор» используют ни как синоним термина повторитель, а в более широком смысле. Нужно хорошо понимать в каждом конкретном случае функциональное назначение отдельных модулей такого концентратора. В зависимости от комплектации модульный многофункциональный концентратор может сочетать функции и повторителя (причём различных технологий), и моста, и коммутатора, и маршрутизатора, а может выполнять только одну из них.

Модульные концентраторы устанавливают в высокоскоростных локальных сетях с централизованным управлением. Кабельные концентраторы различных изготовителей могут сильно отличаться. Разработчики создают всё более модульные и расширяемые системы, постоянно совершенствуя свою продукцию и оставляя задел для будущего роста. Перечислим некоторые возможности концентраторов:



4. Модемы
Модем (слово, произошедшее от сокращенного» модулятор-демодулятор)- устройство, предназначенное для передачи данных от одного компьютера к другому через посредство телефонных линий. Он превращает цифровой поток данных, идущих от компьютера, в смесь» жужжита с шипитом» - т. е. в аналоговый слышимый человеческим ухом сигнал, который воспринимают телефонные линии. И наоборот. На самом деле эта характеристика относится лишь к части модемов. А именно к простым аналоговым модемам. Именно такими устройствами, подключаемыми к обычным телефонным линиям, пользуется подавляющее большинство компьютеровладельцев Но существуют ещё и другие модемы- кабельные, цыфровые Этим важным господам нет нужды заниматься преобразованиями- сигнал они посылают по цифровым каналам (волоконно-оптические кабели или линии кабельного телевидения) Но при этом по-прежнему называются модемами. Правда устройства этого класса в России покамест не вошли в повсеместный обиход-с цифровыми каналами связи у нас туго….Передача компьютерных данных- лишь часть того, что умеет современный модем Есть у него и другие возможности. Большинство современных модемов (точнее- факс – модемов) может автоматически пересылать подготовленные на вашем компьютере документы на факс (или несколько, причём компьютер сделает всё без вашего участия) а также выполнять обратную операцию, приём факсов. Могут работать автоответчиком, определителем номера,… Но исё это лишь побочные функции, наличие которых не должно сказываться на главном: передаче данных от компьютера к компьютеру. Как мы и говорили, и России этот процесс до сих пор осуществляется с помощью телефонных линий-а этот канал связи иначе как анахронизмом уже не назовёшь. Страшно медленные. Зашумленные. Малочувствительные, понимающие лишь узкий диапазон частот. Но зато они есть повсюду - практически в каждом доме. Более распространены разве что электрические сети. Кстати, не так давно был предложен стандарт передачи данных через… электрическую розетку. Но это дело далеко будущего, а пока нам без телефонных линий не обойтись. Но по сколько гора не идет к Магомету, последний должен идти к горе самостоятельно В условиях диффицита хорошей связи приходиться совершенствоваться самим модемам, овладевая всё более сложными протоколами связи и методами коррекции ошибок, позволяющими и на плохих линиях достигнуть существенных скоростей. Устроен любой модем достаточно просто: Его основой является несколько микросхем, отвечающие за выполнение трёх ключевых задач: Цифровой сигнальный процессор (ДСР) руководит всем процессом подготовки компьютерной информации к передаче- её разбивку на « пакеты» в соответствии с одним из поддерживаемых протоколов. Именно в его ведении находится поддержка протоколов, а также программа «начинка» модема – BIOS, который чаще называют просто « прошивкой» Пройдя через DSP, информация передаётся специальной микросхеме контроллера, отвечающей за сжатие информации, а заодно и за коррекцию ошибок. Наконец, за полностью готовые к отправке данные кодек, чьей работой является перевод цифровых сигналов в аналоговые, которые и отправляются в путешествие по телефонным линиям. Информация, поступающая на ваш компьютер через Интернет, проходит через обратное преобразование, из аналоговых сигналов в чифровые, и затем передаётся для обработки контролёру и процессору DSP.
Типы модемов. Сегодня по описанной абзацем выше классической схеме изготавливаются далеко не все модемы. Если дорогие и качественные модели содержат в себе все три микросхемы, то в самых дешёвых, внутренних устройствах может отсутствовать одна или даже две из трёх ключевых микросхем! К примеру, в так называемых « софт - модемах» вы не найдёте микросхемы контроллера - вся работа по сжатию и коррекции ошибок ложится на центральный процессор. Последнему дополнительная нагрузка никакого дискомфорта не доставляет, ну а падение производительности в пару процентов не заметит и пользователь. И уж совсем « безмозглыми» выглядят « вин - модемы». Нет, это не ругательство, а просто констатация факта: у этих устройств отсутствует модемный мозг, микросхема DSP. А « думает» вместо неё специальное программное обеспечение, предназначенное для работы под операционной системой Windows (отсюда и название). То есть в DOS « вин- модем» работать не будет… но кто сейчас помнит о DOS!

Конечно, по стабильности работы ни софт, ни винмодем не смогут конкурировать с модемом полноценным. Однако низкая цена (15-30 долл.) с лихвой компенсируют эти недостатки. Вот почему именно « урезанные» модемы и используют все без исключения сборщики типовых, « домашних» компьютеров.

Однако продолжим нашу деятельность по «урезанию» многострадального модема. Как вы думаете, что дальше уже некуда? Действительно, из трёх ключевых микросхем осталась только одна. А если избавиться и от неё?

В 2000 году мутная волна моды вознесла на свой гребень так называемые AMR- модемы, представляющие собой всего лишь небольшое дополнение к интегрированной на большинстве современных материнских плат микросхеме- кодексу АС97. Напомню читателям, пропустившим раздел «Материнские платы», что микросхема эта позволяет решить сразу весь комплект задач по преобразованию цифровой информации в аналоговую и наоборот, заменяя и модем, и звуковую карту! Сама же карта, устанавливающаяся в специальный AMR-слот на материнской плате, предоставляет собой лишь кусок пластика с разъемами плюс пара- тройка второстепенных микросхем. Стоимость же этой карты не превышает 10-15 долл., что вдвое ниже стоимости даже дешевого soft- модема!

После появления AMR стало ясно- часы жизни внешних модемов сочтены. И, возможно, не стоило бы рекомендовать их пользователям21 века, если бы не то непревзойдённое качество работы, которое могут обеспечить только они. Вы не в курсе, почему, не смотря Ра все нововведения, лучшим модемом знатоки считают громоздкую черную коробку U.S. Robotics Courier, выпущенную ещё в 1996 году?

Форм-фактор. Мы уже говорили о двух типах исполнения модемов- внешние, подключающиеся к последовательному (COM ) порту или к порту USB и внутренние, которые вам придётся поселить в свободный PCI- разъем на вашей материнской плате. Кстати, вопреки распространённому мнению, внутренние модемы отнюдь не обязательно принадлежат к «урезанным» модификациям - попадаются среди них и нормальные устройства, которые легко отличить по цене.

И у того , и у другого типа множество достоинств и недостатков. Внешний модем занимает место на столе, требует отдельной розетки, однако он предоставляет вам возможность контролировать все параметры его работы с помощью сигнальных лампочек- индикаторов. Работа внешнего модема более стабильна - как- никак внутренний модем подвержен воздействию многочисленных помех. И последнее - внешний модем можно выключить, не выключая компьютера.

У внутренних модемов – свои козыри. Прежде всего - низкая цена: так, внутренний U.S Robotics Courics стоит на несколько десятков долларов дешевле внешнего. И, конечно же, уже упоминавшаяся компактность, отсутствие претензий на дополнительное место на столе. Как всегда , выбор за вами.

Существуют и другие классификации модемов- например, обычные и голосовые модемы, снабженные разъемами для подключения наушников и микрофона. С помощью голосовых модемов удобно общаться по сети Интернет в режиме « Интернет- телефона» - правда, при отсутствии у вашего модема « голосовых» функций вы всегда можете подключить наушники и микрофон к звуковой карте.

Наконец, по типу обработки данных модемы подразделяются на полноценные и « программные» . В полноценных модемах работу по поддержке протоколов связи и коррекции ошибок выполняет специальный чип, а дешевые « программные» модели ( softmodem или winmodem) перекладывают эту работу на центральный процессор. Стабильность работы у « софт- модемов» чуть ниже, зато и стоят они буквально копейки ( до 15-20 долл.) К сожалению, при их установки нередки конфликты с другими PCI- устройствами- например, со звуковой картой.

Протокол и скорость. Протокол можно сравнить с языком, на котором договариваются беседовать друг с другом два модема при установки связи. Язык этот, в частности, определяют и скорость, и тип передачи данных.Естественно, что за свою 20-летнюю историю модемы стали настоящими полиглотами- каждый из них способен поддерживать добрый десяток протоколов! Хотя на практике используется лишь несколько:

v.34, позволяющий принимать данные со скоростью до 33600 бит в секунду (bps)

v.90,x2 и k56 fiex, поддерживающие работу на скорость в 57600 bps.

Первый протокол является универсальным, поддерживаемым модемами разных фирм, в то время как его предшественники х 2 и к56 fiex – представляют собой « приватные» разработки отдельных фирм.

V92- новый, принятый в 2000 году протокол; отличается от своего предшественника v.90 лишь скоростью передачи данных (57600 bps против 28800).

Конечно же для нас, конечных пользователей, тип протокола, которым пользуется ваш модем, и даже тип его аппаратной структуры совершенно не важны. Это личное, внутреннее дело самих устройств. Единственный волнующий нас показатель- скорость. Причем не та скорость, которую обманщик- модем показывает при соединении, а реальная скорость приёма и передачи данных. Прежде всего – приёма; известно, что объём отправляемой с компьютера информации при работе в Интернет в 8-10 раз ниже, чем объём информации принятой.

Увы, даже на самых совершенных аналоговых модемах при идеальных условиях связи скорость работы всё равно будет на уровне черепашьей. Так, на предельной скорости 57600 bps мегабайтовый файл будет передаваться около 3-5 минут. Так что 12-15 Мбайт в час – это, увы предел… для сравнения: даже самые простые кабельные модемы обеспечивают скорость вдвое большую, реальный же выиграш в производительности при переходе на волоконно-оптическую связь – десять и более раз! Такое же ускорение дает и использование асинхронных технологий передачи с использованием спутниковой связи: за последную пару лет этот сервис стал безумно популярным в крупных городах России.

Устойчивость и качество работы. Вот он – важный показатель для пользователя!

Ведь мало соединиться с хорошей скоростью, главное, чтобы после этого ваш модем не падал в обморок от качества отечественных телефонных линий… а для того, чтобы обеспечить устойчивость связи, модему приходиться запасаться дополнительными микросхемами, отвечающими за коррекцию ошибок, регулировку уровня сигнала и так далее. И, естественно, не стоит забывать программную «начинку», которая также отвечает за качество работы модема. У аппаратных модемов она «зашита» в микросхеме BIOS и может быть легко обновлена с помощью специальных программ-«прошивок», а soft-модемы, не обладающих такой роскошью, хранят её в оперативной памяти компьютера.

Фирмы-производители. Не секрет, что многие модемы, обладающие хорошими характеристиками по скорости и вполне пригодные для эксплуатации, скажем, в США, в России просто отказываются работать или же теряют связь через минуту-другую после соединения. Стабильно работающих, надёжных условиях российского телефонного «бездорожья», а сверх того имеющих сертификат российской Минсвязи модемов не много. Фактически, можно говорить о продукции лишь нескольких фирм: из класса «хай-энд» - U. S. Robotics, Zuxel и IDC (Inpro). Из более дешёвых, но качественных – AVAKS и Acorp.

Продукцию U. S. Robotics/3 COM, по статистике, предпочитают около 60% российских пользователей. Традиционно U. S. Robotics производит два вида модемов – более дорогой и качественный Courier, бегающий по отечественным телефонным линиям с поистине курьерской скоростью, - и Sportser/Message Plus, «удешевлённая» модель, лишённая многих достоинств «Курьера», но тем не менее весьма достойная. Message Plus, в отличии от простого Sportser, снабжен функциями автоответчика.

Большинство модемов среднего класса содержат в своём нутре начинку от Rockwell, а практически все soft-модемы оснащены чипсетом от Lucent.

Список литературы


  1. Оптические системы связи / Дж. Гауэр – М.: Радио и связь, 1989;

  2. Линии связи / И. И. Гроднев, С. М. Верник, Л. Н. Кочановский. - М.: Радио и связь, 1995;

  3. Оптические кабели / И. И. Гроднев , Ю. Т. Ларин , И. И. Теумен. - М.: Энергоиздат, 1991;

  4. Оптические кабели многоканальных линий связи / А. Г. Мурадян, И. С. Гольдфарб , В. Н. Иноземцев. - М.: Радио и связь, 1987;

  5. Новейшая энциклопедия персонального компьютера / В. П. Леонтьев – «ОЛМА-ПРЕСС», 2002;

  6. Волоконно-оптические линии связи / И. И. Гроднев. - М.: Радио и связь, 1990.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации