Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Сигнал, получаемый с помощью фазовой модуляции, определяется соотношением зЯ=А,соз(2т4;)+и тЯ), где ир — индекс фазовой модуляции. Все три вида модуляции порождают сигнал з(Г), спектр которого симметричен относительноу,. Широко распространенным является метод квадратичной амплитудной модуляции — С )АМ (Оссас)гагссге Агпр1йпс1е Модп1абоп). Именно этот метод используется в технологии АРЯ. (см.
подразд. 5.2.4), Метод 0АМ вЂ” это комбинация амплитудной и фазовой модуляций. Этот метод позволяет по одной и той же линии посылать одновременно два разных сигнала с одинаковой несущей частотой, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90'. При этом каждый из этих сигналов генерируется методом амплитудной модуляции. 3.3. Физические среды для передачи данных 3.3. з. Магнитные носители Назначение физического уровня — передавать данные в виде потока битов от одной машины к другой. При этом для передачи данных можно использовать различные физические среды, каждую из котоРых характеризуют следующие параметры: ° ширина полосы пропускания; ° пропускная способность; задержка сигнала; ~ стоимость; ~ сложность прокладки; ° сложность обслуживания Кроме перечисленных, физическую среду характеризуют и другие йараметры, например достоверность передачи, ° затухание, помехоустойчивость ;:;:,:,, Магнитная лента или магнитный диск в сочетании с обычным 4ранспортным средством (автомашиной, железной дорогой и т.п.) —:.:.
могут быть прекрасной физической средой для передачи данных. Это ::,: 'т~к, особенно в случае, если высокая пропускная способность и низ:: кая стоимость передачи в расчете на один бит являются ключевыми ' факторами Например, обычная видеолента формата ЧН8 может хранить до '7, Гбайт ланных. В коробке размером 50 х 50 х 50 см может поместить- „: с)ядо 1000 такихлент, т.е. 7000 Гбайтданных, или 7 Тбайт(терабайт) :,!';:::В.любой горол на территории России эта коробка может быть до- ' '--:-'ставлена за 24 ч.
Следовательно, пропускная способность такого ";. капала передачи равна (7 000 х 8)/86 400, или 648 Мбит/с, что превос- з ."-"8одит пропускную способность такой скоростной технологии, как .!',АТМ (622 Мбит/с.). Пена кассеты примерно 30 руб., купить их оптом ,-можно за 25 руб., включая доставку.
Таким образом, стоимость до- :-"'.ставки 1 Гбайт данных будет составлять 25 000/7 000, т.е. примерно '-,''8.,5 руб. Врял ли мы найдем более дешевый способ передачи данных ,.' Саедует также учесть надежность такой передачи. При этом никаких '",;.искажений, ошибок и т. п. Однако задержка сигнала в канале составит .г'ае менее 24 ч! 3.3.2. Витая пара Вагон с магнитной лентой — это очень дешевый способ передачи ";-Ъанных, но и задержка сигнала при этом очень большая: в лучшем (:.':.Флучае часы, а обычно сутки.
Для многих приложений необходим опе'-', ративный обмен информацией. Самой старой и все еше используемой , '"'С6Редой передачи со времени появления телефона является витая пара ;", :' — два медных изолированных провода, олин из которых обвит вокруг ', (д тугого. Этот второй вьюшийся провод предназначен лля устранения .взаимного влияния между соседними витыми парами Витая пара широко используется в телефонии. Протяженность Лннии из витой пары между абонентами и автоматизированной теле,.': ' Фонной станцией может составлять несколько километров без про,межуточного усиления.
Например, в России в горолских условиях ... 'Средняя длина абонентской линии около 3,5 км. Витая пара может быль использована для передачи как цифровых, :,,:так и аналоговых сигналов. Ее пропускная способность зависит от , толщины используемых проволов и ллины линии. Скорость в не",,';сколько мегабит в секунду вполне достижима с помогдью соответ- Табл и па 3.1 Характеристики затухания сигнала для разных видов витой нары ствуюших методов передачи. На коротких расстояниях (до сотни метров) может достигаться скорость до 1 Гбитг'с, на больших расстояниях (несколько километров) скорость передачи не превышает 4 Мбит/с.
Сказанное, а также низкая стоимость обусловливают использование витой пары при создании ЛВС и скорее всего эта тенденция сохранится. Витые пары объединяются в многопарные кабели. Кабель категории 3 содержит четыре витые пары с невысокой плотностью навивки и имеет ширину полосы пропускания до 16 МГц. Наиболее часто используются кабели категории 5, который тоже состоит из четырех пар, но имеет более плотную навивку, что позволяет достигать более высоких скоростей передачи и ширину полосы пропускания 100 МГц. В табл. 3.1 приведены характеристики затухания сигнала для витых пар категорий 3 и 5, а также для экранированной витой пары. 3.3.3. Коаксиальные кабели Как и у витой пары, у коаксиального кабеля есть два проводника. Однако устроены они иначе, что позволяет сушественно увеличить ширину полосы пропускания.
Центральный проводник представляет собой толстый медный провод, окруженный изолятором. Эта конструкция помещается внутри второго цилиндрического проводника, который обычно представляет собой плетеную плотную металлическую сетку. Все это закрывается плотным зашитным слоем пластика.
Обычно толщина коаксиального кабеля составляет от 1 до 2,5 см, поэтому монтировать и прокладывать его сложнее, чем витую паРу Однако у такого кабеля шире полоса пропускания и характеристики по затуханию сигнала (рис. 3.10) лучше, чем у витой пары. Из рис, 3.10 видно, что коаксиальные кабели работают на частотах от 1 до 500 М Гц, поэтому их применяют на больших расстояниях и по ним зо Щ 3 Ю о,з О,1 1кГл 1 мГц 1 ГГв 1 ттл 1ООО тГл Частота 'а1:.':.,'" .Рис.
3,10. Характеристики затухания сигнала для разных видов кабелей ;-„. ,'ВГптут передаваться одновременно несколько потоков данных от раз,„: '~Их компьютеров . Коаксиальные кабели находят самое широкое применение, на. '!" гзфимер ;,~. ' е передача телевизионных сигналов, включая системы кабельно=' ю''телевидения, а передача нескольких телефонных разговоров одновременно на ';-';!~льшие расстояния между телефонными станциями, построение .';,"-иВС; . подключение компьютерных периферийных устройств на не'.:. 06льших расстояниях.
'г.-", - Коаксиальные кабели используют для передачи как аналоговых, '„:;; 'як и цифровых сигналов. Из рис. 3.10 видно, что коаксиальные ка,::,.';бели превосходят по своим характеристикам витую пару. У них шире ',:,:Полоса пропускания, а следовательно, выше скорость передачи дан- .;ткьгх.
Основными ограничителями скорости и расстояния при пере(: -"даче без усиления в этих кабелях являются затухание сигнала, тепло":,'Фой' и интермодуляционный шумы. Когда всю полосу пропускания : '11кабеля разбивают на более узкие полосы и каждую такую полосу ис; ':.кгОЛьзуют как отдельный канал, на границах таких каналов возника- :, ":йт интермодуляционный шум .:::;",-'.::. Попытки применения света в качестве носителя информации !, «тредпринимались очень давно.
Еше в 1880 г, Александр Белл запатен. ТЬвал устройство, которое передавало речь на расстояние до 200 м 4 'помощью зеркала, вибрирующего синхронно со звуковыми волна!. вки н модулирующего отраженный свет 87 Активизировались работы по использованию света для перелачи информации в 1960-е гг, в связи с изобретением лазера, который мог обеспечить модуляцию света на очень высоких частотах, т. е. создать широкополосный канал для передачи большого количества информации с высокой скоростью. Примерно в то же время появились оптические волокна, которые могли передавать свет в кабельных системах подобно тому, как мелн ые провода передают электрические сигналы в традиционных кабелях.
Однако потери света в этих волокнах в го время были слишком велики, чтобы они могли использоваться как альтернатива медным жилам. Недорогие оптические волокна, обеспечиваютцие низкие потери мошности светового сигнала и широкую полосу пропускания (до нескольких гигогерц) появились только в 1970-е гг., а в начале 1980-х гг. начались промьппленная установка и эксплуатация оптоволоконных каналов связи в территориальных телекоммуникационных системах. В 1980-е гг. начались также работы по созданию стандартных технологий и устройств для использования оптоволоконных каналов в локальных сетях. Для создания оптической связи требуется источник света с постоянной длиной волны, светопроводящая среда и детектор, преобразуюший световой поток в электрический.
На одном конце оптоволоконной линии имеется передатчик — источник света, световой импульс от которого проходит по светопроводяшему волокну и попадает на детектор, расположенный на другом конце этой линии и преобразующий этот импульс в электрический. Одна из основных проблем при создании оптоволоконных систем состояла в том, чтобы не дать световому пучку рассеяться через боковую поверхность силиконового шнура. Количество рассеиваемой энергии зависит от угла падения светового луча на стенки шнура.
При углах больше некоторого критического угла, называемого углом полного внутреннего отражения, вся энергия луча отражается обратно внутрь. Оказалось, что силиконовый шнур, имеющий толщину, близкую к длине волны источника света, работает как провод для тока, т.е.
без потерь на внутреннее отражение. По такому одномодовому шнуру можно передавать данные со скоростью несколько гигабит в секунду на сотню километров без промежуточного усиления. Поскольку можно испускать несколько лучей разной длины волны так, чтобы они попадали на границы шнура под углом больше, чем угол полного внутреннего отражения, следовательно, по одному шнуру можно пускать несколько лучей.
При этом каждый луч, как говорят, имеет свою моду. Так получается многомодовый шнур. Оптоволокно изготавливают из стеклоподобного материала. Затухание оптического сигнала в стекле зависит от длины волны источника света. На практике для передачи сигнала используются три полосы для волн длиной 0,85, 1,30 и 1,55 мкм. Волны длиной 1,30 и 1,55 мкм обладают тем замечательным свойством, что их затухание ,гавляет менее 5% на километр.
Волны длиной 0,85 мкм имеют -б' лысее затухание, но они лучше соответствуют возможностям ланых источников света. Ширина полосы пропускания во всех трех учаях составляет от 25 000 до 30 000 ГГц 'ч.",. другой проблемой при использовании оптоволокна является диси :.-,:" ерсия — потеря по меРе Распространения исходными световыми ;:,"-'-' мпульсами начальных форм и размеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
