Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (2002) (1186248), страница 129
Текст из файла (страница 129)
В одном кабеле может содержаться от одного до нескольких сотен таких «внутренних подкабелей». Кабель, в свою очередь, окружен заполнителем и покрыт более толстой защитной оболочкой, внутри которой проложен один или несколько силовых элементов, принимающих на себя обеспечение механической прочности кабеля. По одномодовому волокну (диаметр их 5-15 мкм) оптический сигнал распространяется, почти не отражаясь от стенок волокна (входит в волокно параллельно его стенкам), чем обеспечивается очень широкая полоса пропускания (до сотен гигагерц на километр). По многомодовому волокну (диаметр его 40 — 100 мкм) распространяются сразу много сигналов, каждый из которых входит в волокно под своим углом (своей модой) и, соответственно, отражается от стенок волокна в разных местах (полоса пропускания многомодового волокна 500 — 800 МГц/км).
Источником распространяемого по оптоволоконному кабелю светового луча является преобразователь электрических сигналов в оптические, например светодиод или полупроводниковый лазер. Кодирование информации осуществляется изменением интенсивности светового луча. Физической основой передачи светового 534 Глава 15. Системы и каналы передачи данных Таблица 15.1. Диапазоны радиоволн Название диапазона волн Полосачастот 3-30 КГц 30-300 КГц 300-3ООО КГц 3-30 Мгц 30 Мгц-300 ГГц 300-ЕООО Ггц Сзеркдлинные волны Длинные волны СРедние волны Короткие волны Ультракороткие волны Субмиллиметроаые волны Для коммерческих телекоммуникационных систем чаще всего используются час- тотные диапазоны 902-928 МГц и 2,4-2,48 1Тц (в некоторых странах, например СШП, при малых уровнях мощности излучения — до 1 Вт — разрешено использо- вать этн диапазоны без государственного лицензирования).
луча по волокну является принцип полного внутреннего отражения луча от1стенок волокна, обеспечивающий минимальное затухание сигнала, наивысшуфзащиту от внешних электромагнитных полей и высокую скорость передачи. Пдоптоволоконному кабелю, имеющему большое число волокон, можно передавать огромное количество сообщений. На другом конце кабеля принимающий прибор преобразует световые сигналы в электрические.
Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю очень высока и достигает величины 1000 МбитУс, но он очень дорогой и используется обычно лишь для прокладки ответственных магистральных каналов связи. Такой кабель связывает столицы и крупные города большинства стран мира, а проложенный по дну Атлантического океана кабель связывает Европу с Америкой. Оптоволоконный кабель соединяет Санкт-Петербург с Москвой, прибалтийскими и скандинавскими странами, кроме того, он проложен в тоннелях метро и связывает все районы города.
В вычислительных сетях оптоволоконный кабель используется на наиболее ответственных их участках, в частности в сети Интернет. Возможности оптоволоконных каналов поистине безграничны: по одному толстому магистральному оптоволоконному кабелю можно одновременно организовать несколько сот тысяч телефонных каналов, несколько тысяч видеотелефонных каналов н около тысячи телевизионных каналов. Ридиоказал — это беспроводный канал связи, прокладываемый через эфир. Система передачи данных (СПД) по радиоканалу включает в себя радиопередатчик и радиоприемник, настроенные на один и тот же радиоволновой диапазон, который определяется частотной полосой электромагнитного спектра, используемой для передачи данных. Часто такую СПД называют просто радиоканалом.
Скорости передачи данных по радиоканалу практически не ограничены (они ограничиваются полосой пропускання приемо-передающей аппаратуры). Высокоскоростной ралиодоступ предоставляет пользователям каналы со скоростью передачи 2 МбитУс и выше. В ближайшем будущем ожцдаются радиоканалы со скоростями 20 — 50 Мбит/с. В табл. 15.1 представлены названия радиоволн и соответствующие им частотные полосы. Линии и каналы связи 535 Беспроводные каналы связи обладают пл((хой помехозащищенностью, но обеспечивают пользователю максимальную мофльность и оперативность связи.
В вычислительных сетях беспроводные канаты связи для передачи данных используются чаще всего там, где применение традиционных кабельных технологий затруднено или просто невозможно. Но в ближайшем будущем ситуация может измениться — активно ведется разработка новой технологии беспроводной связи В! цегоой. В!не!по!!г — зто технология передачи данных по радиоканалам на короткие расстояния, позволяющая осуществлять связь беспроводных телефонов, компьютеров и различной периферии даже в тех случаях, когда нарушается требование прямой видимости. Общеупотребительными и уже достаточно известными являются соединения электронной аппаратуры между собой при помощи инфракрасного капала связи.
Но эти соединения требуют прямой видимости. Например, пультом дистанционного управления телевизором невозможно воспользоваться, если между нами и телевизором оказался хотя бы лист газетной бумаги. Первоначально В1иегоогЬ рассматривалась исключительно как альтернатива использованию инфракрасных соединений между различными портативными устройствами. Но сейчас специалисты предсказывают уже два направления широкого использования В!пегооВь Первое направление — это домашние сети, включаюпгие в себя различную электронную технику, в частности компьютеры, телевизоры и т, п.
Второе, гораздо более важное направление — локальные сети офисов небольших фирм, где стандарт В!пегоой может прийти ца смену традиционным проводным технологиям. Недостатком В! йе!оогп является сравнительно низкая скорость передачи данных— она не превышает 720 кбит/с, поэтому эта технология не способна обеспечить передачу видеосигнала.
Телефонные линии связи являются наиболее разветвленными и широко используемымп. По телефонным линиям связи осуществляется передача звуковых (тональных) и факсимильных сообщений, онп являются основой построения информационно-справочных систем, систем электронной почты и вычислительных сетей. По телефонным линиям могут быть организованы и аналоговые, и цифровые каналы передачи информации.
Рассмотрим этот вопрос, ввиду его высокойактуальности, несколько подробнее. «Простая старая телефонная система«, в англоязычной аббревиатуре РОТБ (Рп'- ш(г(те ОЫ Те!ерйопе Яузгеш), состоит из двух частей: магистральной системы связи и сети доступа абонентов к ней. Наиболее простой вариант доступа абонентов к магистральной системе — использование абонентского аналогового канала связи. Большинство телефонных аппаратов подключаются к автоматической телефонной станции (АТС), являющейся уже элементом магистральной системы, именно так.
Телефонный микрофон преобразует звуковые колебания в аналоговый электрический сигнал, который и передается по абонентской линии в АТС. Требуемая для 536 Глава 15. Системы н каналы передачи данных передачи человеческого голоса полоса частот составляет примерно 3 кГц, в диапазоне от 300 Гц до 3,3 кГц. При снятии телефонной трубки формируется сифал «о11-ЬооЬ», сообщающий АТС о вызове, и, если телефонная станция ие занята «набирается нужный телефонный номер, который передается в АТС в виде последовательности импульсов (при импульсном наборе) или в виде комбинации сигналов звуковой частоты (при тональном наборе). Завершается разговор сигналом «оп-Ьоой», формируемым при опускании трубки. Такой тип процедуры вызова называется «|п Ьапг!», поскольку передача сигналов вызова производится по тому же каналу, что и передача речи.
Цифровые каналы связи Поскольку цифровые сигналы можно более эффективно и гибко обрабатывать и передавать, чем аналоговые, стали развиваться цифровые каналы связи. Перед вводом в такой канал аналогового сигнала он оцифровывается — преобразуется в цифровую форму: каждые 125 мкс (частота оцифровки обычно равна 8 кГц) текущее значение аналогового сигнала отображается 8-разрядным двоичным кодом. Скорость передачи данных по базовому цифровому каналу, таким образом, составляет 64 кбит/с; но путем некоторых технических ухищрений несколько цифровых каналов можно объединять в один (мультиплексировать), то есть создавать более скоростные каналы. Простейшим мультиплексировапцым цифровым каналом является кацал со скоростью передачи 128 кбит/с.
Более сложные каналы, мультиплексирующие, например 32 базовых канала, обеспечивают пропускную способность 2048 Мбит/с. Цифровые каналы, базовые или мультиплексироваппые используются повсеместно в современных магистральных системах, а также для подсоединения к иим офисных цифровых АТС. В последние годы за рубежом стал весьма популярным цифровой абонентский доступ, при котором оцифровка (дискретизация) звукового сигнала выполняется уже в абонентской телефщшой системе, содержащей интерфейсный цифровой адаптер. Наиболее распространенной и активно развивающейся в настоящее время является цифровая сеть с щппеграцивй услуг — 18Р!ч' (1пгейгагег! Бегч1себ Р18йа! Хегчог!г), использующая цифровые абонентские каналы.
Цифровые коммуникации более надежны, нежели аналоговые, обеспечивают болыпую целостность каналов связи, позволяют более эффективно внедрять механизмы защиты данных, основанные на их шифровании. Важным является и то, что для создания 18РЫ можно использовать уже имеющуюся инфраструктуру телефонных сетей, правда, из-за установки дополнительного оборудования и сложности его настройки возрастают затраты на организацию системы связи. Но, учитывая высокую пропускную способность сетей!ВРИ, опи достаточно быстро окупаются. Из активно развивающихся цифровых систем следует отметить модификации технологии цифровых абонентских линий (РЯ., Р!811а! БпЬзсНЬег Ь1пе). Эта Цифровые каналы связи 537 технология обеспечивает высокоскоростн~ю передачу данных на коротком участке витой пары, соединяющей абонентависпользуюгдего хааа-модем, с ближайшей автоматической телефонной станцией 1АТС), то есть обеспечивает решение проблемы «последней мили», отделяющей потребителя от поставщика услуг.
В 1990 году компания Вейсоге предложила технологию НОЯ. (Н18п Вй Кате Р5Ь), являющуюся высокоскоростным воплощением абонентской линии 1ЯЭХ. НРЬ5 использует четырехуровневую амплитудно-импульсную модуляцию, при которой одним импульсом можно передавать два бита информации. Передача ведется в дуплексном режиме по одной паре проводов со скоростью 768 или 1024 кбит/с 1в зависимости от сервиса Т1 или Е1) на расстояния до 3,6 км. При использовании двух или трех пар проводов обеспечивается скорость передачи данных от 1,544 до 2,048 Мбит/с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
