Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 61
Текст из файла (страница 61)
В кабельной системе каждый новый пользователь сегмента снижает качество обслуживания в целом. Единственный выход из данной ситуации — разбиватьзагруженные участки на более мелкие и подсоединять их напрямую к оптическомукабелю. Это стоит довольно дорого, поэтому операторы всячески стараются избежатьтаких ситуаций.Мы, между прочим, уже изучили одну систему с совместно используемым каналом — это мобильная телефонная система. Там тоже имеются группы пользователей,находящихся в одной ячейке, каждый из которых занимает какую-то часть пропускнойспособности. Обычно существует жесткое разделение используемых ресурсов, дляэтого применяется частотное и временно´е уплотнение, потому как речевой трафикобычно довольно ровный. Однако применять жесткое разделение ресурсов при передаче данных оказывается крайне неэффективным, потому что зачастую канал вообщепростаивает, тогда зарезервированные ресурсы тратятся просто так.
С кабелем используется более динамическое средство для распределения совместно используемой пропускной способности. Несмотря на все это, в этом смысле кабельная система гораздоближе к мобильной телефонии, чем к стационарным системам.Доступность — это параметр, по которому ADSL и кабельные сети отличаются другот друга. У каждого есть телефон, но не каждый живет достаточно близко к оконечнойADSL-станции, чтобы установить соответствующую систему. С другой стороны, неу всех есть кабель в доме или в районе, но если уж он есть, то удаленность от оптоузлаили распределительного устройства большой роли не играет. Стоит также отметить,что поскольку кабельные системы начались с кабельного телевидения, корпоративныхклиентов у них очень мало.Будучи двухточечной системой, ADSL является более защищенной, чем кабельнаясеть. Любой абонент последней может запросто считывать все пакеты, проходящиемимо него.
По этой причине любой приличный оператор кабельной сети предлагаетшифрование трафика обоих направлений. И все же, даже если пакет перехвачен в зашифрованном виде, это менее безопасно, чем полное отсутствие возможности перехвата.Телефонная система, вообще говоря, надежнее кабеля. Например, существуетсистема резервного питания, которая позволяет телефонной сети работать даже привременных отключениях электричества. Если же отключится питание какого-либо210 Глава 2. Физический уровеньусилителя кабельной сети, все пользователи, находящиеся в его ведении, сразу потеряют соединение.Наконец, существует большой выбор провайдеров ADSL����������������������������������������������������.
Иногда это даже форсируется специальными законодательными актами. Этого не скажешь про операторовкабельных сетей. Далеко не всегда есть какой-либо выбор.Вывод такой: ADSL и кабельные сети имеют много общего и отличаются друг отдруга не так уж сильно. Они предлагают сравнимое качество обслуживания и, по мерероста конкуренции между ними, по-видимому, будут предлагать сравнимые цены.РезюмеФизический уровень является базовым для сетей любого типа. Природа носителейинформации накладывает два фундаментальных ограничения на все каналы, и этоопределяет их допустимую пропускную способность. Первое ограничение носит имяНайквиста и имеет отношение к идеальным бесшумным каналам.
Второе ограничение,ограничение Шеннона, говорит о каналах с шумом.Среда передачи данных может быть проводниковой или беспроводной. Основнымипроводниковыми средами являются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель. Среди беспроводных сред следует выделить радио, микроволны, инфракрасное и лазерное излучение распространяющиеся по воздуху и спутниковую связь.Цифровые методы модуляции посылают биты по проводниковым и беспроводнымсредам как аналоговые сигналы. Линейные коды работают в основной полосе частот,и сигналы могут быть помещены в полосу пропускания путем модулирования амплитуды, частоты и фазы несущей частоты.
Каналы могут быть совместно использованыпользователями путем временного, частотного мультиплексирования времени и мультиплексирования с кодовым разделением.Ключевым элементом большинства глобальных сетей является телефонная система. Ее главные компоненты — это местные линии, магистрали и коммутаторы.ADSL имеет скорость до 40 Мбит/с, достигая ее путем разделения местной линии намножество виртуальных каналов, которые работают параллельно. Это существеннопревосходит скорости телефонных модемов.
Пассивные оптические сети доставляютволокно до жилища, для еще больших скоростей доступа чем ADSL.Магистрали переносят цифровые данные. В них применяются различные способыуплотнения. Спектральное уплотнение (WDM) обеспечивает много каналов большойемкости по отдельным волокнам. Временное (TDM) уплотнение распределяет каждуювысокоскоростную связь между пользователями. Важны технологии как коммутацииканалов, так и коммутации пакетов.Для мобильных применений обычная стационарная телефонная сеть не подходит.Мобильные телефоны сейчас очень широко распространены в качестве средства передачи речи, однако растет и их роль как средства передачи данных. Первое поколениемобильных телефонных систем, 1G, было аналоговым, доминировала система AMPS.Второе поколение было цифровым, системы стандарта GSM сейчас наиболее широкораспространены в мире. Сейчас разворачивается третье поколение, оно также цифровое и базируется на широкополосном CDMA, с WCDMA а также CDMA2000.Вопросы 211Альтернативной сетевой системой является кабельное телевидение.
Оно сильновидоизменилось с коаксиального кабеля до гибридной оптокоаксиальной сети, от телевидения до телевидения и Интернета. В принципе, данная система обладает высокойпропускной способностью, но реальное качество обслуживания сильно зависит отчисла и деятельности активных пользователей.Вопросы1. Сосчитайте коэффициенты Фурье для функции f(t) = t (0 ≤ t ≤1).2. По бесшумному каналу с полосой пропускания 4 кГц каждую 1 мс передаются отсчеты сигнала.
Какова будет максимальная скорость передачи данных? Как изменится максимальнаяскорость передачи данных, если канал будет иметь шум с отношением сигнал/шум 30 дБ?3. Ширина телевизионных каналов составляет 6 МГц. Сколько бит в секунду может бытьпередано по такому каналу при использовании четырехуровневых цифровых сигналов?Предполагается, что шума в канале нет.4. Какова максимально допустимая скорость передачи данных при передаче двоичного сигнала по каналу с полосой пропускания 3 кГц и отношением сигнал/шум в 20 дБ?5.
Какое отношение сигнал/шум требуется для использования линии с полосой пропусканияв 50 кГц в качестве канала T1?6. Каковы преимущества волоконной оптики как среды передачи по сравнению с медью? Естьли какая-либо обратная сторона использования волоконной оптики вместо меди?7. Какова пропускная способность полосы спектра в 0,1 мкм для длины волны в 1 мкм?8. Требуется переслать последовательность компьютерных экранных изображений по оптоволоконному кабелю. Размеры экрана 2560 × 1600 пикселов, каждый пиксел по 24 бита.Требуется передавать 60 экранов в секунду.
Какая необходима для этого пропускная способность, а также какая часть спектра (в микронах) будет использована при условии, чтопередача осуществляется на длине волны 1,30 микрон?9. Верна ли теорема Найквиста для высококачественного одномодового оптоволоконногокабеля или только для медного провода?10. Радиоантенны обычно лучше всего работают при размере антенны, равном длине волнырадиосигнала. Диаметр антенны варьируется в пределах от 1 см до 5 метров. Какому диапазону частот это соответствует?11.
Лазерный луч диаметром 1 мм нацелен на детектор диаметром 1 мм, установленный накрыше здания на расстоянии 100 м. На какой угол должен отклониться лазерный луч, чтобыон промахнулся мимо детектора?12. 66 низкоорбитальных спутников проекта Iridium образуют шесть ожерелий вокруг Земли.Период их обращения составляет 90 минут. Каков средний интервал, необходимый наземному передатчику для осуществления передачи (handoff)?13. Вычислите общее время передачи пакета для спутников GEO (высота: 35 800 км), MEO(высота: 18 000 км) и LEO (высота: 750 км).14. Каково время ожидания вызова, сделанного на Северном полюсе до достижения Южногополюса, если звонок направлен через спутники Iridium? Предположите, что время коммутации в спутниках составляет 10 мкс и радиус земли составляет 6371 км.15. Какая минимальная полоса пропускания необходима, чтобы достигнуть скорости передачиВ бит/с, если сигнал передан с использованием NRZ, MLT-3 и манчестерского кодирования? Обоснуйте ваш ответ.212 Глава 2.
Физический уровень16. Докажите, что в кодировании 4B/5B переход сигнала произойдет, по крайней мере, черезкаждые четыре бита.17. Сколько кодов оконечных телефонных станций существовало до 1984 года, когда доступк каждой из станций осуществлялся через трехзначный код региона и первые три цифрыместного номера? Коды регионов начинались с одной из цифр из диапазона 2–9, втораяцифра всегда была 1 или 0, а третья цифра могла быть любой. Первые две цифры местногономера были из диапазона 2–9; третья цифра могла быть любой.18. Простая телефонная система состоит из двух оконечных коммутаторов и одного междугородного коммутатора, с которым оконечные коммутаторы соединены дуплексным кабелем сполосой пропускания в 1 МГц. За восьмичасовой рабочий день с одного телефона производится в среднем 4 звонка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
