Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Устройство, которое получает символы из компьютера в форме в хрме двухуровневых сигналов (по одному биту в каждый отрезок времени) и передает биты по одному или по два в форме амплитудной, фазовой или частотной модуляции, называется модемом. Для указания на начало и конец каждого символа 142 Глава 2. Организация компьютерных систем в начале и конце 8-разрядной цепочки ставятся начальный и конечный биты, таким образом получается всего 10 бит.
Модем посылает отдельные биты каждого символа через равные временные отрезки. Например, скорость 9600 бод означает, что сигнал меняется каждые 104 микросекунды. Второй модем, получающий информацию, преобразует модулированный несущий сигнал в двоичное число. Биты поступают в модем через равные промежутки времени. Если модем встречает начало символа, его часы сообщают, когда нужно начать считывать поступающие биты. Современные модемы передают данные со скоростями от 28 800 бит/с до 57 600 бит/с, что обычно соответствует более низкой скорости в бодах. Они сочетают разные технологии для передачи нескольких битов за 1 бод, модулируя амплитуду, частоту и фазу.
Почти все современные модемы являются дуплексными, то есть могут передавать информацию в обоих направлениях одновременно, используя различные частоты. Модемы и линии связи, которые не могут передавать информацию в обоих направлениях одновременно (как одноколейная железная дорога), называются полудуплексными. Линии связи, которые могут передавать информацию только в одном направлении, называются симплекс- ными. Цифровые абонентские линии Взяв однажды планку в 56 кбит/с, инженеры телефонных компаний с чувством выполненного долга успокоились на достигнутом.
Тем временем поставщики услуг кабельного телевидения стали предлагать абонентам подключение к Интернету по общим кабелям на скорости до 10 Мбит/с. Поставщики услуг спутниковой связи пошли еще дальше, обеспечив возможность подключения на скорости свыше 50 Мбит/с. Чем большее значение приобретали услуги по предоставлению доступа в Интернет для телефонных компаний, тем отчетливее они понимали, что для сохранения конкурентоспособности нужно предложить рынку какую-то более совершенную услугу, нежели подключение по обычному модему.
В результате этих раздумий на свет появилась новая цифровая услуга доступа в Интернет. Услуги, в которых предлагается пропускная способность, превышающая аналогичный показатель для стандартного модемного соединения, иногда называют широкополосными, но, честно говоря, это скорее маркетинговый, чем содержательный технический термин. Первоначально было предложено несколько технологий доступа под общим именем х1)81. (П181га! БпЪзсПЪег Е1пе — цифровая абонентская линия) с переменным значением х. Далее мы обсудим самую распространенную из них— АБАЕ (Азушшегнс ОБŠ— асимметричная цифровая абонентская линия).
Работы над АРБЕ все еще продолжаются, и далеко не все стандарты на эту технологию прописаны, поэтому некоторые детали со временем могут корректироваться. Впрочем, общая картина, скорее всего, останется неизменной. За дополнительными сведениями по АПЯ. обращайтесь к дополнительной литературе 1198, 215~. Почему обычные модемы работают так медленно? Да потому, что телефоны были изначально предназначены для передачи голоса, и именно с учетом этой цели сформировалась вся система телефонной связи.
Передаче данным по теле- Ввод-вывод 143 фонным проводам уделялось слишком мало внимания. Пропускная способность провода (он же — абонентский канал), связывающего абонентов с автоматической телефонной станцией (АТС), традиционно ограничивалась специальным фильтром. Фактическая пропускная способность абонентского канала во многом зависит от его протяженности, но чаще всего (если протяженность не превышает нескольких километров) достигает 1,1 МГц. Наиболее распространенная схема предоставления услуг АГ15Е изображена на рис. 2.34. Ее содержание сводится к удалению фильтра и разделению освободившегося спектра 1,1 МГц на 256 автономных каналов, по 4312,5 Гц каждый.
Канал 0 выделяется для голосовых данных. Каналы 1 — 5 не используются, за счет чего устраняются взаимные помехи сигналов передачи голоса и данных. Из оставшихся 250 каналов два выделяются для восходящей и нисходящей передачи управляюших сигналов. По остальным каналам передаются пользовательские данные. Таким образом, один АП5Е-модем равноценен 250 обычным модемам. е я х о. и х моо кгц Нисходящий поток Голос Восходящий поток Рио. 2.34. Функционирование АПВ~ В принципе по каждому из оставшихся каналов можно пустить дуплексный поток данных, однако вспомогательные гармоники, перекрестные помехи и другие физические эффекты не позволяют довести фактическую реализацию технологии до теоретического уровня. Решение о том, в какой пропорции разделить каналы на нисходящие и восходящие потоки, принимает поставщик услуги.
Технически возможно равное распределение этих каналов, но в большинстве случаев 80 — 90 % выделяются на организацию нисходящего потока (обычно 32 канала выделяют для восходящего потока, а остальная часть — для нисходящего), поскольку болъшинство пользователей принимают значительно больше данных, чем отправляют. Именно по этой причине технология АР5Е так успешна. Качество передачи данных по каждому каналу постоянно отслеживается и при необходимости корректируется; поэтому по скоростям каналы могут различаться.
Данные передаются в объеме до 15 бит/бод за счет сочетания амплитудной и фазовой модуляции. Если, скажем, для передачи данных доступно 224 нисходящих канала, а скорость передачи сигнала равна 4000 бод при 15 бит/бод, совокупная пропускная способность нисходящего потока составляет 13,44 Мбит/с. На практике соотношение «сигнал/шум» не позволяет приблизиться к такому уровню, но при неболъшой удаленности от поставщика услуг и высоком качестве канала скорость 4 — 8 Мбит/с вполне достижима.
Стандартная конфигурация оборудования АПЯ изображена на рис. 2.35. Согласно этой схеме, в помещении пользователя устанавливается сетевое интер- 144 Глава 2. Организация компьютерных систем фейсное устройство (1к1егтуогй 1пгег1асе Речке, ХЮ). Эта небольшая пластиковая коробочка символизирует границу между собственностью пользователя и собственностью телефонной компании. Рядом с Х1Р (а иногда и в одном корпусе с этим устройством) устанавливается сплиттер (разветвитель) — аналоговый фильтр, разделяющий данные и сигналы на частоте 0 — 4000 Гц, применяемые для передачи голоса.
Поток данных направляется к АРЯ).-модему, а голосовые сигналы — к телефону. АР51.-модем представляет собой процессор цифровых сигналов, эмулирующий параллельную работу 250 обычных модемов на разных частотах. Поскольку большинство АРЯ1.-модемов выпускаются во внешнем выполнении, их соединение с компьютером должно быть достаточно скоростным. Обычно это требование удовлетворяется путем установки в компьютер платы ЕгЬегпег и организации двухзвенного ЕгЬегцег-соединения с АРЯ1 -модемом.
(ЕгЬегпег — распространенный и весьма доступный стандарт организации локальных сетей.) Иногда АРЗ).-модем подключается к компьютеру через УЗВ-порт. В будущем следует ожидать появления специальных плат для соединения с АРЯ).-модемом. Рис. 2.35. Стандартная конфигурация оборудования Апвь На противоположной стороне абонентского канала устанавливается другой сплиттер, который отделяет голосовые сигналы и перенаправляет их на обычный телефонный коммутатор.
Сигналы с частотой свыше 26 кГц передаются мультиплексору доступа к цифровой абонентской линии (Р1й1са1 БиЬзсг1Ьег 1зпе Ассезз Мц1г1р1ехег, РЯ.АМ). После преобразования цифровых сигналов в поток битов происходит формирование пакетов, которые затем направляются постав- шику услуг. Ввод-вывод 145 Кабельный Интернет Многие телевизионные компании предлагают пользователям возможность доступа в Интернет по кабельным сетям. Эта технология несколько отличается от АПЯГ., поэтому ее стоит рассмотреть отдельно.
Во владении каждого оператора кабельного телевидения, помимо центрального офиса, есть ряд головных узлов (помещений с электронным оборудованием), рассредоточенных по территории города. К центральному офису все они подключены широкополосным или оптоволоконным кабелем. От каждого юловного узла к конечным потребителям отходит один или несколько кабелей.
Чтобы к такому кабелю можно было подключиться, он должен проходить рядом с помещениями, в которых находятся пользователи. При этом к одному и тому же кабелю подключаются сотни пользователей. Как правило, пропускная способность такого кабеля составляет около 750 МГц. Как видно, концептуальное отличие кабельного доступа от технологии АПБЕ заключается в отсутствии индивидуальною канала, подведенного к офису поставщика услуг. Впрочем, на практике выгоды от наличия собственного канала пропускной способностью 1,1 МГц, с одной стороны, и общего с еще четырьмя сотнями пользователей канала совокупной пропускной способностью 200 МГц, с другой, примерно равноценны (объясняется это тем, что в каждый отдельно взятый момент времени из 400 пользователей в сети находятся не более половины).
Более того — глубокой ночью кабельный Интернет работает значительно быстрее, чем днем, в то время как скорость передачи данных по каналу АОБУ в течение суток одинакова. Логика такова; чтобы получить оптимальный доступ в Интернет по кабельному каналу, нужно жить либо в очень богатом районе (где дома находятся на большом расстоянии друг от друга, а следовательно, к одному кабелю подключено не так уж много пользователей), либо в очень бедном (где никто не может себе позволить приобрести такую услугу). Поскольку к одному кабелю подключаются многочисленные пользователи, актуальной проблемой является временная и частотная регламентация потребления пропускной способности. Чтобы понять, как эта проблема решается, придется сделать небольшой экскурс в технологию кабельного телевидения.
В США для вещания кабельных каналов выделен частотный диапазон 54 — 550 МГц (из него, правда, исключается диапазон 88 — 108 МГц, предназначенный для РМ-радиостанций). Каждый канал занимает 6 МГц (включая защитные полосы, предотвращающие взаимные помехи смежных каналов). В Европе нижний порог кабельного диапазона — 65 МГц, а каналы занимают по 6 — 8 МГц (за счет этого обеспечивается повышенное разрешение по стандартам РАБ(БЕСАМ); во всем остальном схема распределения частот аналогична американской. В обоих случаях нижняя часть диапазона не используется для передачи телевизионных сигналов. Пытаясь реализовать технологию доступа в Интернет по кабелю, операторы столкнулись с двумя проблемами: 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
