Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 31
Текст из файла (страница 31)
С другой стороны, поскольку сигнал регенерируется каждым интерфейсом, соединения между компьютерами могут быть многокилометровой длины, что позволяет строить кольцо сколь угодно большой величины. Пассивныйинтерфейс ослабляет сигнал внутри каждого соединения, что сильно ограничивает количество компьютеров и размер кольца.Кольцевая топология не является единственно возможной схемой построениялокальной сети с использованием оптических кабелей. Построив сеть с топологиейпассивной звезды, можно реализовать широковещание на основе оптоволоконныхкабелей, как показано на рис. 2.8. В подобной конструкции каждый интерфейс состоит из оптического волокна, соединяющего передатчики с одним торцом стеклянного цилиндра, тогда как к другому торцу цилиндра присоединяются приемныеоптические кабели.
Таким образом, свет, испускаемый одним передатчиком, видят129сразу все приемники. Именно так организуется широковещание. Поскольку энергия светового пучка разделяется в цилиндре между выходными линиями, количество узлов в подобной сети ограничивается чувствительностью фотодиодов.Сравнение характеристик оптического волокнаи медного проводаСравнение характеристик оптического волокна и медного провода весьма поучительно. Оптическое волокно обладает рядом преимуществ.
Во-первых, оно обеспечивает значительно более высокие скорости передачи, чем медный провод. Ужеблагодаря этому именно оптическое волокно должно применяться в высококачественных профессиональных сетях. Благодаря низкому коэффициенту ослабления,повторители для оптоволоконной связи требуются лишь через каждые 50 км, посравнению с 5 км для медных проводов, что существенно снижает затраты для линий дальней связи.
Преимуществом оптического волокна также является его толерантность по отношению к внешним электромагнитным возмущениям. Оно неподвержено коррозии, поскольку стекло является химически нейтральным. Этоделает оптоволокно идеальным для применения на химических предприятиях.Это может показаться странным, но телефонные компании любят оптическоеволокно еще по одной причине: оно тонкое и легкое. Многие каналы для кабелейзаполнены до отказа, так что новый кабель некуда положить. Если вынуть из такого канала все медные кабели и заменить их оптическими, то останется ещемного свободного места, а медь можно очень выгодно продать скупщикам цветного металла. Кроме того, оптический кабель значительно легче медного. Тысячамедных витых пар длиной в 1 км весит около 8000 кг.
Пара оптоволоконных кабелей весит всего 100 кг при гораздо большей пропускной способности, что значительно снижает затраты на дорогие механические системы. При прокладке новыхмаршрутов оптоволоконные кабели выигрывают у медных благодаря гораздо более низким затратам на их прокладку.Наконец, оптоволоконные кабели не теряют свет, и к ним довольно сложноподключиться, что способствует их надежности и сохранности.Отрицательной стороной оптоволоконной технологии является то, что для работы с ней требуются определенные навыки, которые имеются далеко не у всехинженеров. Кабель довольно хрупкий и ломается в местах сильных изгибов.
Кроме того, поскольку оптическая передача данных является строго однонаправленной, для двухсторонней связи требуется либо два кабеля, либо две частотныеполосы в одном кабеле. Наконец, оптический интерфейс стоит дороже электрического. Тем не менее очевидно, что будущее цифровой связи на расстояниях более нескольких метров — за волоконной оптикой. Подробнее обо всех аспектахоптоволоконных сетей см. (Hecht, 2001).NataHaus.RUИнтерфейсыкомпьютеровКаждое входящееволокно освещаетвсю звездуКаждое исходящееволокно видит светвсех входящих волоконРис.
2.8. Соединение типа «пассивная звезда» в оптоволоконных сетяхБеспроводная связьВ наше время появляется все большее количество информационных «наркоманов» — людей с потребностью постоянно находиться в подключенном режиме(on-line). Таким пользователям никакие кабельные соединения, будь то витая пара, коаксиальный кабель или оптическое волокно, не подходят. Им требуются по-130Глава 2.
Физический уровеньБеспроводная связьлучать данные непосредственно на переносные компьютеры, лэптопы ноутбукиэлектронные записные книжки, карманные компьютеры, палмтопы и компьютеры, встроенные в наручные часы. Короче говоря, они предпочитают пользоватьсяустройствами, не привязанными к наземным инфраструктурам.
Для таких пользователей беспроводная связь является необходимостью. В данном разделе мыпознакомимся с основами беспроводной связи, поскольку у нее есть ряд другихважных применений, кроме предоставления доступа в Интернет желающим побродить по нему, лежа на пляже.^Существует мнение, что в будущем останется только два типа связи - оптоволоконная и беспроводная. Все стационарные (то есть не переносные) компьютеры, телефоны, факсы и т.
д. будут соединяться оптоволоконными кабелямиа все переносные - с помощью беспроводной связиПри некоторых обстоятельствах беспроводная связь может иметь свои преимущества и для стационарных устройств. Например, если прокладка оптоволоконного кабеля осложнена природными условиями (горы, джунгли, болота и т д )то беспроводная связь может оказаться предпочтительнее. Следует отметить'чтосовременная беспроводная связь зародилась на Гавайских островах, где^Г^Г^ГТ Р а Н С Т В а ТИХ0Г°бДЭлектромагнитный спектр131Поскольку с является константой, то, зная /, мы можем определить X, и наоборот.
Существует мнемоническое правило, которое гласит, что Х/& 300, еслиX измеряется в метрах, а/— в мегагерцах. Например, волны с частотой 100 МГцимеют длину волны около 3 м, 1000 МГц соответствует 0,3 м, а длине волны0,1 м соответствует частота 3000 МГц.На рис. 2.9 изображен электромагнитный спектр. Радио, микроволновый, инфракрасный диапазоны, а также видимый свет могут быть использованы для передачи информации с помощью амплитудной, частотной или фазовой модуляции волн. Ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения были бы дажелучше благодаря их высоким частотам, однако их сложно генерировать и модулировать, они плохо проходят сквозь здания и, кроме того, они опасны для всегоживого. Диапазоны, перечисленные в нижней части рис.
2.9, представляют собойофициальные названия ITU, основанные на длинах волн. Так, например, низкочастотный диапазон (LF, Low Frequency) охватывает длины волн от 1 км до 10 км(что приблизительно соответствует диапазону частот от 30 кГц до 300 кГц). Сокращения LF, MF и HF обозначают Low Frequency (низкая частота), MediumFrequency (средняя частота) и High Frequency (высокая частота) соответственно.Очевидно, при назначении диапазонам названий никто не предполагал, чтобудут использоваться частоты выше 10 МГц, поэтому более высокие диапазоныполучили названия VHF (very high frequency — очень высокая частота), UHF(ultrahigh frequency — ультравысокая частота, УВЧ), SHF (superhigh frequency —сверхвысокая частота, СВЧ), EHF (Extremely High Frequency — чрезвычайно высокая частота) и THF (Tremendously High Frequency — ужасно высокая частота).Выше последнего диапазона имена пока не придуманы, но если следовать традиции, появятся диапазоны Невероятно (Incredibly), Поразительно (Astonishingly)и Чудовищно (Prodigiously) высоких частот (ITF, ATF и PTF).NataHaus.RUДвижение электронов порождает электромагнитные волны, которые могут распространяться в пространстве (даже в вакууме).
Это явление было предсказанобританским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (James Clerk Maxwell)в 1865 году. Первый эксперимент, при котором их можно было наблюдать, поставил немецкий физик Генрих Герц (Heinrich Hertz) в 1887 году. Число колебанийэлектромагнитных колебаний в секунду называется частотой, /, и измеряется вгерцах (в честь Генриха Герца). Расстояние между двумя последовательнымимаксимумами (или минимумами) называется длиной волны. Эта величина традиционно обозначается греческой буквой X (лямбда).Если в электрическую цепь включить антенну подходящего размера, то электромагнитные волны можно с успехом принимать приемником на некотором расстоянии. На этом принципе основаны все беспроводные системы связи.В вакууме все электромагнитные волны распространяются с одной и той жескоростью, независимо от их частоты.
Эта скорость называется скоростью света, с.Ее значение приблизительно равно 3 • 108 м/с, или около одного фута (30 см) зананосекунду. (Можно было бы переопределить, воспользовавшись таким совпадением, фут, постановив, что он равен расстоянию, которое проходит электромагнитная волна в вакууме за 1 не. Это было бы логичнее, чем измерять длиныразмером сапога какого-то давно умершего короля.) В меди или стекле скоростьсвета составляет примерно 2/3 от этой величины, кроме того, слегка зависит отчастоты. Скорость света современная наука считает верхним пределом скоростей.Быстрее не может двигаться никакой объект или сигнал.Величины /, X и с (в вакууме) связаны фундаментальным соотношениемХ/ = с.(2.2)10°102Ю410 6 10°Радио10 ю101Микроволны1014Инфракрасноеизлучение202224ю16 ю18 ю ю юУФГамма-лучРентгенВидимый'светf.
ГЦЮ410 510610'10°Витая пара10 а10 ю10'10 1 210 1 3ОптическоеСпутник^ Коаксиальный кабель ^Морская AMFM (УКВ)связь радиорадиою 14 ю 15 V1—^волокноНаземныемикроволновыеретрансляторы-Р-IДиапазонILFIMFIHFТВIIIIIVHFUHFSHFEHTTHFIРис. 2.9. Электромагнитный спектр и его применение в связиII6134Глава 2. Физический уровеньБеспроводная связьСвойства радиоволн зависят от частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
