rgrvkss (Коммуникационные подсети), страница 3

Рис. 14. Логическая структура моноканала

Физическое подключение блока доступа к общему звену моно­канала, построенному на плоском кабеле либо витой паре прово­дов, осуществляется достаточно просто. В тех же случаях, когда в качестве физической среды моноканала используется коаксиаль­ный кабель, возникают некоторые трудности. В этом случае на практике используются два способа подключения блока доступа к общему звену.

Первый из них, именуемый разрушающим, заключается в том, что в точке подключения блока доступа коаксиальный кабель общего звена разрезается . В точку разреза вставляется трой­ник, дающий необходимое ответвление от общего звена.

Второй способ, называемый неразрушающим, состоит в том„ что в нужном месте коаксиальный кабель для получения необхо­димого ответвления прокалывается специальной тупой иглой. Игла, достигая центрального проводника кабеля, обеспечивает не­обходимый контакт. Для того, чтобы не произошло замыкания: на оплетку кабеля, игла у основания изолируется.

Сравнивая оба способа подключения, необходимо отметить, что разрушающий способ дает более надежный контакт блока доступа с коаксиальным кабелем общего звена моноканала. Однако разре­зание коаксиального кабеля во многих точках приводит к сниже­нию надежности моноканала, ибо обрыв общего звена даже в одной точке в этом случае ведет к остановке работы коммуника­ционной подсети. Кроме того, многократное разрушение коакси­ального кабеля привносит помехи в его работу за счет появления всевозможных отражений в точках разреза. Поэтому все большее число производителей отказываются от разрушающего способа, широко использовавшегося ранее, когда необходимо было делать немного ответвлений.

Неразрушающий способ обеспечивает целостность общего звена. повышая надежность и качество работы моноканала. Использо­вание данного способа обеспечивает также подключение новых блоков доступа и отключение ненужных блоков доступа во время работы сети, без прерывания ее нормального функционирования. Моноканал (рис. 3.17) состоит из блоков доступа и физической среды. Задачей блока доступа является обеспечение взаимодейст­вия абонентских звеньев с физической средой моноканала и вы­полнение ряда функций, связанных с передачей информации через эту среду. Поэтому блок доступа имеет три модуля. Два из них обеспечивают сопряжение с абонентским звеном и моноканалом.. Их структура определяется типом используемых абонентских ка­налов и физической среды. Третий модуль блока доступа его логическая часть выполняет функции:

- самодиагностики неисправностей и передачи абонентской си­стеме сигнала неисправности,

- отключения блока доступа (в случае его неисправности) от

физической среды и подключения его к физической среде,

- приема сигнала из физической среды и предварительной его обработки,

- передачи сигнала в физическую среду,

- прослушивания физической среды с целью определения ее занятости.

Блок доступа обычно располагается в труднодоступном месте рядом с физической средой, например коаксиальным кабелем. Поэтому он выполняется в виде закрытой коробки, располагаемой под полом либо в стене. Такое размещение требует, чтобы блок .доступа был достаточно надежным и получал необходимое ему питание от абонентской системы. Общее звено моноканала может •стать антенной, вносящей помехи в работу блока доступа и або­нентской системы. Чтобы этого не произошло, осуществляется гальваническая развязка цепей блока доступа и общего звена мо­ноканала. Развязка осуществляется при помощи импульсных трансформаторов.

Общее звено моноканала (рис10—13) состоит из одного либо нескольких сегментов — частей, каждая из которых не имеет ни одного повторителя (усилителя). Соединяются сегменты при помощи повторителей, восстанавливающих форму сигнала, кото­рая искажается по мере прохождения сигнала через общее звено. В качестве общего звена моноканала чаще всего используют ко­аксиальный кабель. Однако при низких скоростях, не превышающих нескольких сотен бит в секунду, его заменяет витая пара проводов либо плоский кабель.

Особое внимание исследователей в последние годы привлекает использование в моноканалах волоконной оптики. Наиболее подхо­дящими для использования световодов являются звездообразные моноканалы. Структура такого канала показана на рис. 15. Здесь, в отличие от рис. 10, общее звено представлено парами световодов, а в центре звезды установлен световой распредели­тельный блок.

Общее

звено

Рис.15. Звездообразный моноканал выполненный на световодах

Абоненты моноканала оперируют только электрическими сигна­лами, а по световодам передаются лучи света. Поэтому блоки доступа в схеме, приведенной на рис. 15, кроме своих обычных функций выполняют операции, связанные с преобразованиями электрических сигналов в световые и обратно.

Технологически источник и преобразователь света должны быть точно подключены к торцу световода. Поэтому сейчас каждый световод передает информацию только в одном направлении. Вслед­ствие этого каждый луч звездообразного общего звена схемы, изо­браженной на рис. 10, представляется на рис. 15 двумя свето­водами.

Распределительный блок благодаря осуществляемому в нем смешению световых сигналов обеспечивает передачу света, полученного по одному из лучей, всем исходящим из него лучам об­щего звена. Число лучей, а следовательно, и количество подключаемых к моноканалу абонентских систем могут достигать сотен. Естественно, что при наличии в моноканале абонентов источник света должен иметь мощность, достаточную для восприятия, приемниками света после деления света в распределительном блоке на N частей. Световоды используются и в магистральных моноканалах. Однако из-за технических трудностей, связанных с созданием ответвлений к блокам доступа, число последних не превышает пока десяти.

Моноканал является эффективным средством соединения значительного числа абонентских систем, имеющим серьезные преимущества:

Недостатки. Достоинства:

- возможность одновременной передачи данных и речи,

- высокие скорости передачи информации,

- простота прокладки моноканала,

- большая надежность работы,

- возможность подключения новых систем без остановки инфор­мационно-вычислительной сети,

- малая общая длина всех звеньев моноканала.

Вместе с тем моноканал обладает и рядом недостатков:

- высокая стоимость физической среды,

- сильные шумы, появляющиеся в моноканале при большом числе блоков доступа,

- относительно сложные формы управления передачей.

3.2 Поликанал

Нередко в информационно-вычислительных сетях для передачи7 данных используются методология и техника стандартного кабель­ного телевидения, обеспечивающие особенно высокую пропускную-способность. Так как производительность и скорость передачи данных здесь велики, то в физической среде выделяются частот­ные полосы. Поэтому через физическую среду, которой, как правило, является широкополосный коаксиальный кабель, передаются аналоговые (а не дискретные) сигналы.

Частотная полоса может выполнять те же функции, что и физи­ческая среда рассмотренного в предыдущем параграфе монока­нала, — передавать информацию от абонентской системы-отпра­вителя ко всем абонентским системам информационно-вычисли­тельной сети. Если обеспечить взаимодействие такой частотной полосы с необходимым числом блоков доступа, то получим ком­муникационную подсеть, именуемую частотным многоточечным .каналом.

В случаях, когда это необходимо, в частотной полосе выделя­ется нужное число частотных, субполос, каждая из которых имеет небольшую пропускную способность и обеспечивает соединение .двух абонентских систем. Связав субполосу с блоками доступа, .можно создать частотный двухточечный канал.

Назовем поликаналом группу коммуникационных подсетей, •созданных на базе единой физической среды, в которой за счет частотного уплотнения выделяется множество логических частот­ных двух- и многоточечных каналов. По каждому частотному каналу, выделяемому в поликанале, информация передается нало­жением сигналов на несущую частоту. Так как поликанал харак­теризуется широким диапазоном передаваемых частот, то его нередко называют широкополосным каналом.

В схемном отношении поликанал выглядит так же, как и моноканал (рис. 3.10—3.12). Он состоит из физической среды и блоков доступа. Вместе с тем логическая структура поликанала существенно отличается от структуры моноканала. Главное отличие состоит в том, что моноканал образует одну, а поликанал — группу коммуникационных подсетей. Поэтому на базе моноканала стро­ится одна, а на основе поликанала — множество коммуникацион­ных подсетей.

Таким образом, через поликанал по К частотным каналам одновременно передается К сигналов. Число частотных каналов может достигать сотен. Так как поликанал образует множество частотных двухточечных каналов, он, как правило, имеет комму­татор каналов. Задачей последнего является подключение свобод­ных двухточечных каналов к абонентским системам, которым необходимо провести сеанс передачи данных.

Как было показано (рис. 2), моноканал может иметь четыре 'формы: звездообразную, древовидную, магистральную либо коль­цевую. Что же касается поликанала, то из-за наличия в нем значительного числа параллельно функционирующих частотных каналов кольцевая форма здесь не используется.

Каждый поликанал содержит большое число однонаправленных аппаратов (усилителей, расщепителей, повторителей и т. д.), поэтому частотные каналы, выделяемые в поликанале, передают информацию только в одну сторону.

Существует (рис. 3.19) два метода передачи информации в поликанале.

Первый из них заключается в том, что в поликанале выделя­ются пары частотных каналов, передача информации по которым осуществляется на различных частотах (на рис. 3.19,а показана только одна пара каналов). Канал 1 здесь собирает блоки данных, передаваемые абонентскими системами. Что же касается канала 2, то он, наоборот, раздает этим системам полученные им блоки данных. А так как каналы работают на разных частотах, то поли­канал имеет головной преобразователь частоты. Его задачей является передача блоков, полученных из канала 1, в канал 2.

Существует (рис. 16) два метода передачи информации в поликанале.

Первый из них заключается в том, что в поликанале выделя­ются пары частотных каналов, передача информации по которым осуществляется на различных частотах (на рис. 3.19,а показана только одна пара каналов). Канал 1 здесь собирает блоки данных, передаваемые абонентскими системами. Что же касается канала 2, то он, наоборот, раздает этим системам полученные им блоки данных. А так как каналы работают на разных частотах, то поликанал имеет головной преобразователь частоты. Его задачей является передача блоков, полученных из канала 1, в канал 2.

Второй метод передачи информации заключается в том, что кабель делает (рис. 16,6) петлю в головной части поликанала и благодаря этому дважды проходит мимо всех блоков доступа. Одна его часть (подканал 1а) собирает блоки данных, а вторая (подканал 16) — раздает эти блоки. Такой поликанал назовем петлеобразным.

Сравнивая оба метода, следует отметить, что при использова­нии первого из них длина дорогостоящего поликанала (вместе с каналообразующими элементами: повторителями, расщепителями и т. д.) сокращается вдвое. Однако при этом вдвое уменьшается и пропускная способность поликанала, ибо одна его половина собирает, а вторая — раздает те же блоки данных. Поэтому выбор метода зависит от экономических факторов и необходимой пропускной способности поликанала.

Таким образом, в поликанале вся информация передается через: головной преобразователь частоты либо в головную часть поликанала. Вследствие этого в поликанале пути, по которым передаются блоки данных, оказываются в среднем вдвое длиннее, чем в моноканале. Так, на рис. 17 показаны пути передачи информации из абонентской системы В абонентскую систему как в моноканале (а), так и в частотном многоточечном канале поликанала (б).Во втором случае блоки проходят через головную часть поликанала. Поэтому их путь значительно длиннее.

Логическая структура поликанала достаточно сложна. Это свя­зано с тем, что поликанал предоставляет значительное число параллельно идущих групп физических соединений. Структура зависит (рис. 3.19) от метода передачи информации в поликанале. Так, для способа, показанного на рис. 3.19,6, логическая структура поликанала имеет вид, изображенный на рис. 3.21. В представлен­ном здесь петлеобразном поликанале за счет частотного уплот­нения созданы три группы соединений. Любая группа состоит из двух (а, б) частей, соединяемых петлей.

Каждая группа соединений поликанала используется двояким образом. Так, если подключить к точкам 1...1 более двух або­нентских систем, то группа соединений будет определять много­точечный канал. Если же к точкам 2... 2 подключить две абонент­ские системы, то группа соединений образует двухточечный канал.

Если для создания поликанала используется метод, изображен­ный на рис. 3.19,а, то логическая структура поликанала несколько видоизменяется. В этом случае (рис. 3.22) части а, б групп со­единений не связываются петлей, а подключаются к головному преобразователю частоты. В остальном логическая структура оста­ется такой же, как и в случае использования метода передачи информации с образованием петли в головной части поликанала.

Блок доступа в поликанале имеет, в общем, ту же структуру (рис. 3.17), что и в моноканале, но в нем выявляется и ряд новых функций. Так, в поликанале блок доступа должен передавать в физическую среду аналоговые сигналы. Взаимодействие же блока с абонентом происходит на дискретной основе. Следовательно, блок доступа должен осуществлять необходимые преобразования дискретных сигналов в аналоговые и наоборот. Кроме того, в поли­канале часто блок доступа должен работать попеременно (не сразу) с различными частотными двухточечными каналами. По­этому в кем должна быть предусмотрена возможность изменения; частот передаваемых и принимаемых аналоговых сигналов.