Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 57
Текст из файла (страница 57)
— витая пара. Теоретически, пропускная способность коаксцального провода в сотни раз выше, чем у витой пары. Тем не менее, полная пропускная способность все равно недоступна пользователям кабельных систем, потому что большая часть полосы пропускания занята совершенно бесполезными вещами — телевизионными программами. На практике довольно трудно говорить о реальной эффективной емкости каналов.
Провайдеры АРБ). заявляют некоторую пропускную способность (например, 1 Мбит(с по входящему каналу, 256 Кбит/с по исходящему) и обычно достигают примерно 80;4 от нее. Провайдеры кабельных сетей не делают никаких заявлений относительно скорости, поскольку все зависит от того, сколько пользователей находится в данном сегменте кабеля. Иногда скорость будет выше, чем в АРБ)., иногда — ниже.
Раздражает в данном случае, на самом деле, непредсказуемость. Если сейчас все «летает», это не означает, что через минуту будет так же, потому что не исключено, что именно сейчас самый болыпой свинтус в районе, занимающий своим трафиком всю пропускную способность сегмента, включает свой компьютер. По мере привлечения в АРБ1 все большего числа пользователей качество обслуживания практически не снижается, поскольку каждый абонент имеет выделенное соединение. В кабельной системе каждый новый пользователь сегмента снижает качество обслуживания в целом. Единственный выход из данной ситуации — разбивать загруженные участки на более мелкие и подсоединять их напрямую к оптическому кабелю. Это стоит довольно дорого, поэтому операторы всячески стараются избежать таких ситуаций.
Мы, между прочим, уже изучили одну систему с совместно используемым каналом — мобильную телефонную систему. Там тоже имеются группы пользователей, находящихся в одной ячейке, каждый из которых занимает какую-то часть пропускной способности. Обычно существует жесткое разделение используемых ресурсов, для этого применяется частотное или временное уплотнение, потому что речевой график обычно довольно ровный. Однако применять жесткое разделение ресурсов нри передаче данных оказывается крайне неэффективным, потому что зачастую канал вообще простаивает, тогда зарезервированные ресурсы тратятся просто так. НеСмотря на все это, в этом смысле кабельная система гораздо ближе к мобильной телефонии, чем к стационарным системам. Резюме 215 Доступность — это параметр, по которому АРБЕ и кабельные сети отличаются друг от друга.
У каждого есть телефон, но не каждый живет достаточно близко к оконечной АРБЕ-станции, чтобы установить соответствующую систему С другой стороны, не у всех есть кабель в доме или в районе, но если уж он есть, то удаленность от оптоузла или распределительного устройства большой роли не играет. Стоит также отметить, что, поскольку кабельные системы начались с кабельного телевидения, корпоративных клиентов у них очень мало.
Будучи двухточечной системой, АРБЕ является более защищенной, чем кабельная сеть. Любой абонент последней может запросто считывать все пакеты, проходяшие мимо него. По этой причине любой приличный оператор кабельной сети предлагает шифрование 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, существует система резервного питания, которая позволяет телефонной сети работать даже при временных отключениях электричества. Если же отключится питание какого-либо усилителя кабельной сети, все пользователи, находящиеся в его ведении, сразу потеряют соединение.
Наконец, сушествует большой выбор провайдеров АРБЕ. Иногда зто даже форсируется специальными законодательными актами. Этого не скажешь про операторов кабельных сетей. Далеко не всегда есть какой-либо выбор. Вывод такой: А|)БЕ и кабельные сети имеют много общего и отличаются друг от друга не так уж сильно. Они предлагают сравнимое качество обслуживания и, по мере роста конкуренции между ними, по-видимому, будут предлагать сравнимые цены. Резюме Физический уровень является базовым для сетей любого типа. Природа носителей информации накладывает два фундаментальных ограничения на все каналы, и это определяет их допустимую пропускную способность.
Первое ограничение носит имя Найквиста и имеет отношение к идеальным бесшумным каналам. Второе ограничение, ограничение Шеннона, говорит о каналах с шумом. Среда передачи данных может быть управляемой или неуправляемой. Основными управляемыми носителями являются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель. Среди неуправляемых носителей следует выделить радио, микроволны, инфракрасные и лазерные волны, распространяющиеся по воздуху.
Быстро развивающейся областью является спутниковая связь, особенно системы ЕЕО (низкоорбитальные спутники). Ключевым элементом болынинства глобальных сетей является телефонная система. Ее главные компоненты — это местные линии, магистрали и коммутаторы. Местные линии — это аналоговые каналы на основе витой пары, которым для передачи цифровых данных требуются модемы. АРБЕ имеет скорость до 50 Мбит/с, достигая ее путем разделения местной линии на множество виртуальных кана- 216 Глава 2. Физический уровень лов и отдельной модуляции каждого из них. Беспроводные локальные линии— это егце одно новое и интересное направление, особенно примечательна система 1.МР5.
Магистрали всегда являются цифровыми, в пих применяются различные способы уплотнения, включая частотное (ЕГ1М), временное (Т(зМ) и спектральное (ууТ)М). Важны технологии как коммутации каналов, 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 вскоре не меньшее распространение эти устройства получат в качестве полноценного средства передачи данных.
Первое поколение мобильных телефонных систем было аналоговым, доминировала система АМРБ. Второе поколение было цифровым, и здесь главенствующие роли играли стандарты П-АМРБ, СБМ и СПМА. Третье поколение будет цифровым и будет базироваться на широкополосном СОМА. Альтернативной сетевой системой является кабельное телевидение, которое сильно видоизменилось с тех времен, когда оно было телевизионной системой с обшей антенной, и до сегодняшнего дня, когда это гибридная оптокоаксиальная сеть. В принципе, данная система обладает высокой пропускной способностью, но реальное качество обслуживания сильно зависит от числа и деятельности активных пользователей. Вопросы 1 Сосчитайте коэффициенты Фурье для функции Дг) = г (О < г <1).
2. По бесшумному каналу с полосой пропускания 4 кГц каждую 1 мс передаются отсчеты сигнала. Какова будет максимальная скорость передачи данных? 3. Ширина телевизионных каналов составляет 6 МГц. Сколько бит в секунду может быть передано по такому каналу прн 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 20 дБ? 5. Какое отношение сигнал?1пум требуется для использования линии с полосой пропускания 50 кГц в качестве носителя Т1? 6. В чем отличие пассивной звезды от активного повторителя в оптоволоконной сети? ?, Какова пропускная способность полосы спектра 0,1 мкм для длины волны 1мкм? 8, Требуется переслать последовательность компьютерных экранных изображений по оптоволоконному кабелю. Размеры экрана 480к640 пикселов, каждый пиксел по 24 бита.
Требуется передавать 60 экранов в секунлу. Какая необхо- Вопросы 217 дима для этого пропускная способность. а также какая часть спектра (в микрометрах) будет использована при условии, что передача осуществляется на длине волны 1,30 мкм? 9, Верна ли теорема Найквиста для оптоволоконного кабеля, или только для медного провода? 10. На Рис. 2.5 самый левый диапазон длин волн уже, чем остальные.
Почему? 11. Радиоантенны обычно лучше всего работают при размере антенны, равном длине волны радиосигнала. Диаметр антенны варьируется в пределах от 1 см до 5 м. Какому диапазону частот это соответствует? 12. Ослабление сигнала вследствие интерференции достигает максимального уровня, когда 2 луча прибывают со сдвигом фазы в 180'. Какова должна быть разница в пути прохождения сигнала, чтобы ослабление сигнала в микроволновой линии связи было максимальным (длина канала 50 км, частота 1 ГГц)? 13.
Лазерный луч диаметром 1 мм нацелен па детектор диаметром 1 мм, установленный на крыше здания на расстоянии 100 м. На какой угол должен отклониться лазерный луч, чтобы оп промахнулся милю детектора? 14. 66 низкоорбитальных спутников проекта 1г1г11нш образуют шесть ожерелий вокруг Земли. Период их обращения составляет 90 минут.
Каков средний интервал, необходимый наземному передатчику для осуществления передачи (Ьапп оп)? 15. Пусть имеется спутник, врацгающийся на высоте геостацнонарных спутников, но имеющий отклонение орбитальной плоскости от экваториальной плоскости, равное углу ф. Кажется ли этот спутник неподвижным пользователю, находящемуся на поверхности Земли на ф-и градусе северной широты? Если нет, опишите движение спутника.
16.'Сколько кодов оконечных телефонных станций существовало до 1984 гола, когда доступ к каждой из станций осуществлялся через трехзначньш код региона и первые три цифры местного номера? Коды регионов начинались с одной из цифр из диапазона 2-9, вторая цифра всегда была 1 или О, а третья цифра могла быть любой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
