Norenkov.Osnovy.Avtomatizirovannogo.Proektirovania.2002 (525024), страница 15
Текст из файла (страница 15)
На базе ВОЛС реализованы технологии передачи данных SDH (SONET) со скоростями 155 и 622 Мбит/с, рассматриваемые далее.К числу новых стандартов для высокоскоростных магистралей передачиданных относится стандарт цифровой синхронной иерархии SDH (SynchronousDigital Hierachy). В сетях SDH используют ВОЛС в качестве линий передачи данных. Стандарт устанавливает структуру фреймов, на которые разбивается поток передаваемых данных. Эта структура названа транспортным модулем.Рассмотрим транспортный модуль STM-1. В нем фрейм состоит из девятистрок и 270 колонок, каждая позиция содержит 1 байт. В фрейме выделены тризоны. Первая зона содержит теги для разделения фреймов, для коммутации иуправления потоком в промежуточных узлах (регенераторах оптических сигналов, устанавливаемых при больших длинах сегментов линии).
Данные дляуправления в концевых узлах находятся во второй зоне. Третья зона содержитпередаваемую информацию.Информация конкретного сообщения может занимать ту или иную частьфрейма, называемую контейнером. Чем больше длина контейнера, тем вышеинформационная скорость. Предусмотрено несколько типов контейнеров со скоростями 1,5; 6; 45 и 140 Мбит/с (по американскому стандарту) или 2; 6; 34 и140 Мбит/с (по европейскому). Общая скорость передачи для STM-1 равна155,52 Мбит/с.Кроме STM-1 стандартом предусмотрены также модули STM-0, STM-4 иSTM-16 со скоростями 51, 622 и 2488 Мбит/с соответственно.РадиоканалыВ беспроводных радиоканалах передача информации осуществляется спомощью радиоволн.
В информационных сетях используются диапазоны отсотен мегагерц до десятков гигагерц.Для организации канала передачи данных в диапазонах дециметровых волн(902 ... 928 МГц и 2,4 ... 2,5 ГГц) необходима регистрация в Госсвязьнадзоре. Работа в диапазоне 5,725 ... 5,85 ГГц пока лицензирования не требует.Обратим внимание на то, что чем выше рабочая частота, тем больше емкость (число каналов) системы связи, но тем меньше предельные расстояния,на которых возможна прямая передача между двумя пунктами без ретрансля-582.6. Каналы передачи данных в корпоративных сетяхторов. Первая из причин и порождает тенденцию к освоению новых более высокочастотных диапазонов.Радиоканалы используются в качестве альтернативы кабельным системамв локальных сетях и при объединении сетей отдельных подразделений и предприятий в корпоративные сети.
Радиоканалы являются необходимой составной частью также в спутниковых и радиорелейных системах связи, применяемых в территориальных сетях, в сотовых системах мобильной связи.Радиосвязь используют в корпоративных и локальных сетях, если затруднена прокладка других каналов связи. Во многих случаях построения корпоративных сетей применение радиоканалов оказывается более дешевым решением по сравнению с другими вариантами.Радиоканал либо выполняет роль моста между подсетями (двухточечноесоединение), либо является общей средой передачи данных в ЛВС по методуМДКН/ОК, либо служит соединением между центральным и терминальнымиузлами в сети с централизованным управлением, либо соединяет спутник с наземными станциями в спутниковом канале связи.Радиомосты используют для объединения между собой кабельных сегментов и отдельных ЛВС в пределах прямой видимости и организации магистральных каналов в опорных сетях.
Они выполняют ретрансляцию и фильтрацию пакетов. При этом имеет место двухточечное соединение с использованиемнаправленных антенн, дальность в пределах прямой видимости (обычно до15...20 км с расположением антенн на крышах зданий). Мост имеет два адаптера: один для формирования сигналов в радиоканале, другой — в кабельнойподсети.В случае использования радиоканала в качестве общей среды передачиданных в ЛВС сеть называют RadioEthernet, обычно ее применяют внутри зданий. В состав аппаратуры входят приемопередатчики и антенны. Связь осуществляется на частотах от одного до нескольких гигагерц.
Расстояния междуузлами несколько десятков метров.В соответствии со стандартом ШЕЕ 802/11 возможны два способа передачидвоичной информации в ЛВС, их цель заключается в обеспечении защитыинформации от нежелательного доступа.Первый способ называют методом прямой последовательности (DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum). В нем защита информации основана наизбыточности — каждый бит данных представлен последовательностью из 11элементов (чипов). Эта последовательность создается с помощью алгоритма,известного участникам связи, и поэтому ее можно дешифрировать при приеме.Сохранение высокой скорости обеспечивается расширением полосы пропускания (в DSSS по ШЕЕ 802/11в информационная скорость может доходить до11 Мбит/с, полоса пропускания составляет 22 МГц в диапазоне частот 2,4 ГГц).Отметим, что избыточность повышает помехоустойчивость.
Действительно,помехи обычно имеют более узкий спектр, чем 22 МГц, и могут исказить частьчипов, но высока вероятность того, что по остальным чипам значение битабудет восстановлено. При этом не нужно стремиться к большим значениямотношения сигнал — помеха, сигнал становится шумоподобным, что, во-пер-592. Техническое обеспечение САПРвых, обусловливает дополнительную защиту от перехвата и, во-вторых, не создает помех, мешающих работе другой радиоаппаратуры.Второй способ — метод частотных скачков (FHSS — Frequency HoppingSpread Spectrum). Согласно этому методу полоса пропускания по ШЕЕ 802/11делится на 79 поддиапазонов. Передатчик периодически (с шагом 20...
400 мс)переключается на новый поддиапазон, причем алгоритм изменения частот известен только участникам связи и может изменяться, что и затрудняет несанкционированный доступ к данным.Вариант использования радиоканалов для связи центрального и периферийного узлов отличается тем, что центральный пункт имеет ненаправленнуюантенну, а в терминальных пунктах при этом применяются направленныеантенны. Дальность связи составляет также десятки метров, а вне помещений — сотни метров.Спутниковые каналы являются частью магистральных каналов передачиданных. В них спутники могут находиться на геостационарных (высота 36 тыс.км) или низких орбитах.
В случае геостационарных орбит заметны задержки(около 500 мс) на прохождение сигналов к спутнику и обратно. Возможно покрытие поверхности всего земного шара с помощью четырех спутников. В низкоорбитальных системах обслуживание конкретного пользователя происходитпопеременно разными спутниками.
Чем ниже орбита, тем меньше площадьпокрытия, и, следовательно, требуется или большее число наземных станций,или межспутниковая связь, что, естественно, приводит к утяжелению спутника. Число спутников также значительно больше (обычно несколько десятков).Поставкой оборудован ;я для организации корпоративных и локальных беспроводных сетей занимается ряд фирм, в том числе известные фирмы Lucent Technologies,Aironet, Multipoint Network.В оборудование беспроводных каналов передачи данных входят сетевыеадаптеры и радиомодемы, поставляемые вместе с комнатными антеннами идрайверами.
Они различаются способами обработки сигналов, характеризуются частотой передачи, пропускной способностью, дальностью связи. Радиомодем подключают к цифровому ООД через стандартный интерфейс.В вычислительных сетях САПР в основном используются цифровые каналы передачи данных. Однако применяют и аналоговые каналы, поскольку таковыми являются телефонные сети, которые можно использовать вкачестве магистральных каналов или абонентских линий.Аналоговые каналыВ телефонных каналах общего пользования полоса пропускания составляет 0,3 ... 3,4 кГц (каналы с такой полосой пропускания называют каналами тональной частоты), что соответствует спектру человеческой речи.Для передачи дискретной информации по каналам тональной частоты необходимы устройства преобразования сигналов, согласующие характеристикидискретных сигналов и аналоговых линий.
Такое преобразование называют мо-602 6 Каналы передачи данных в корпоративных сетяхдуляцией при передаче и демодуляцией при приеме, и оно осуществляется спомощью специальных устройств — модемов.Модуляция осуществляется с помощью воплощения сигнала, выражающегопередаваемое сообщение, в некотором процессе, называемом переносчиком иприспособленном к реализации в данной среде. Переносчик в системах связипредставляет собой электромагнитные колебания £/ некоторой частоты, называемой несущей частотой:где Um — амплитуда; со — частота; v|/ — фаза колебаний несущей.
Если сообщениепереносится на амплитуду Um, то модуляцию называют амплитудной (AM),если на частоту со — частотной (ЧМ) и если на фазу vy — фазовой (ФМ).Для повышения информационной скорости применяют квадратурно-амплитудную модуляцию (QAM — Quadrature Amplitude Modulation, ее такженазывают квадратурно-импульсной), которая основана на передаче однимэлементом модулированного сигнала п бит информации, где п = 4 ... 8 (т. е.используются 16 ... 256 дискретных значений амплитуды). Однако, чтобыправильно различать эти значения амплитуды, требуется малый уровень помех(отношение сигнал —помеха не менее 12 дБ при п — 4). При меньших отношенияхсигнал — помеха лучше применять фазовую модуляцию с четырьмя иливосемью дискретными значениями фазы для представления 2 или 3 битинформации соответственно.Современные высокоскоростные модемы построены в соответствии с протоколами V.32, V.34, V.90 или V.92.
Например, в протоколе V.34 скорости составляют от 2,4 до 28,8 кбит/с с шагом 2,4 кбит/с. Протокол предусматриваетадаптацию передачи под конкретную обстановку при изменении несущей впределах 1600 ... 2000 Гц, а также автоматическое предварительное согласование способов модуляции в вызывающем и вызывном модемах. В протоколеV34.bis скорости могут достигать 33,6 кбит/с. В последнее время стали выпускаться модемы на 56 кбит/с по технологиям, названным х2 и V.90-92.Цифровые каналыДля передачи аналоговых сигналов по цифровым каналам связи применяют импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ), или PCM (Pulse Code Modulation).Этот вид модуляции сводится к измерению амплитуды аналогового сигнала вмоменты времени, отстоящие друг от друга на dt, и к кодированию этих амплитуд цифровым кодом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
