840 likes | 1.39k Views
Тема 5. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ . Рассматриваемые вопросы. Сигнал Линии связи Физическая среда передачи данных Сетевое оборудование. Сигнал. Для существования и распространения информация должна быть обязательно связана с какой-либо материальной основой
E N D
Тема 5 СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Рассматриваемые вопросы • Сигнал • Линии связи • Физическая среда передачи данных • Сетевое оборудование
Сигнал • Для существования и распространения информация должна быть обязательно связана с какой-либо материальной основой • Сигнал - изменение характеристики носителя, которое используется для представления информации
Форма представления сигнала Z Z Z(t) Z(t) t t Непрерывный (аналоговый) сигнал - параметр сигнала может принимать любое значение в пределах некоторого интервала Дискретный сигнал - параметр сигнала может принимать конечное число значений в пределах некоторого интервала
Потенциальное кодирование 0 1 1 1 Импульсное кодирование Модуляция Кодирование сигнала • Представление данных в виде электрических или оптических сигналов называется кодированием • Модуляция – это метод изменения дискретной информации в аналоговый синусоидальный сигнал определенной частоты
Любой сигнал неразрывно связан с определенной материальной системой, называемой системой передачи информации сигнал сообщение сигнал + помехи сообщение Источник Передатчик Канал связи Приёмник Получатель Помехи
Линии связи • Линия связи– это физическая среда, которая используется для распространения сигналов в нужном направлении • Каналом связи называют средства односторонней передачи данных • временное мультиплексирование (TDM – Time Division Method) – разделение по времени, при котором каждому каналу выделяется некоторый интервал времени • частотное мультиплексирование (FDM – Frequency Division Method) – разделение по частоте, при котором каналу выделяется некоторая полоса частот
Асинхронная передача – каждый символ передаётся отдельной посылкой • Преимущества: несложная отработанная система и недорогое интерфейсное оборудование • Недостатки: часть пропускной способности теряется на передачу служебных битов; невысокая скорость передачи; при множественной ошибке с помощью бита чётности невозможно определить достоверность полученной информации 0 1 1 1 0 0 1 0 ## Стоповый бит Стартовые биты Бит чётности Передаваемый символ
Синхронная передача – данные передаются блоками • Преимущества: высокая эффективность передачи данных; высокие скорости передачи данных и надёжный встроенный механизм обнаружения ошибок • Недостатки: более сложное и более дорогое интерфейсное оборудование 01101000 01101011 11101000 01001001 01111000 01101110 00101011 11101010 #### Биты синхронизации Код обнаружения ошибки Символ окончания передачи Поле данных (передаваемые символы)
Датаграммный метод 3, 1 А В 3, 2, 1 2, 3, 1 2
Виртуальный метод А 3, 2, 1, ЗВ 3, 2, 1, ЗВ В 3, 2, 1, ЗВ 3, 2, 1, ЗВ
Методы модуляции • Амплитудная модуляция • Частотная модуляция • Фазовая модуляция • Дифференциально-фазовая модуляция
Характеристики линии связи • амплитудно-частотная характеристика • полоса пропускания • затухание • помехоустойчивость • пропускная способность • достоверность передачи данных • удельная стоимость
Представление периодического сигнала суммой синусоид 2 T 3 4
При передаче импульсных сигналов искажаются низкочастотные и высокочастотные гармоники, в результате фронты импульсов теряют свою прямоугольную форму Импульс на входе линии связи Импульс на выходе линии связи
Отношение амплитуд Авыход/Авход • Амплитудно-частотная характеристика показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на её входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. • Полоса пропускания – это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала к входному превышает некоторый заранее заданный предел (обычно 0,5). • Затухание определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определённой частоты 1 0,5 0 Частота, Гц Полоса пропускания
Полоса пропускания Гармоники сигнала • Пропускная способность определяет максимальное количество информации, передаваемое в единицу времени без потерь и искажений. • Помехоустойчивость линии определяет её способность уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. • Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных
Физическая среда передачи данных • Физическая среда является основой, на которой строятся физические средства соединения: • эфир • металлы • оптическое стекло • кварц
Диапазоны часто, используемые различными каналами связи
Все виды кабелей можно разделить на несколько классов
Коаксиальный кабель • центральный провод (жила) • изолятор центрального провода • экранирующий проводник (экран) • внешний изолятор и защитная оболочка 3 2 1 4
Подсоединение согласующего резистора Подсоединение тонкого коаксиального кабеля к сетевой карте Соединение тонкого коаксиального кабеля
Соединение витой пары с сетевым оборудованием производится при помощи 8-контактных разъема RJ-45
Волоконно-оптический (оптоволоконный) кабель
Типыоптических волокон • Мода – это одна из возможных траекторий, по которой может распространяться свет в волокне • Одномодовый вид волокна воспринимает меньшую долю света на входе, зато обеспечивает минимальное искажение сигнала и минимальные потери амплитуды Многомодовые вид волокон Одномодовый вид волокон
Свойства оптоволоконного кабеля • Обеспечивает очень высокую пропускную способность • Обеспечивает передачу на значительные расстояния без промежуточного усиления сигнала • Внешнее воздействие помех практически отсутствует • Обладает высоким уровнем безопасности • Высокая надёжность (вероятность ошибки не превышает 10-10)
Соединители для оптических волокон
Волокно 1 Волокно 3 λ1 λ1 Общее волокно λ2 λ2 λ1 + λ2 Волокно 2 Волокно 4 Мультиплексирование с делением по длине волны в оптическом волокне
Основные характеристики средств проводной связи
Беспроводная связь • Спутниковые системы • Системы мобильной связи • Прикладной протокол радиосвязи (WirelessApplicationProtocol – WAP) • Bluetooth • Беспроводные локальные сети общего доступа (PublicWi-Fiaccess) • Инфракрасное излучение
Спутниковые системы • Современные спутники используют узкоапертурную технологию передачи (VSAT – VerySmallAperureTerminals)
Структура системы спутниковой связи включает следующие составляющие: • космический сегмент (нескольких спутников-ретрансляторов) • наземный сегмент (центр управления системой, центр запуска космического аппарата, командно-измерительные станции, центр управления связью и шлюзовые станции) • Пользовательский сегмент (абонентские спутниковые терминалы) • наземные сети связи
Орбитальная группировка глобальной системы спутниковой связи • Низкоорбитальная (десятки спутников, высота орбит 700-1500 км) • Среднеорбитальная (10-12, высота орбит которых 5-15 тыс. км) • Геостационарные спутники (несколько спутников, висящие над экватором на высоте 35 875 км)
Системы мобильной связи • Идея появилась в США в начале 1970-х годах • Реализация началась в 1980-е годах в Европе • В 1982 году Европейская конференция почтовой и электросвязи (CEPT) сформировала Рабочую группу по проблемам мобильной телефонии (GroupeSpecialMobile – GSM), чтобы она разработала общеевропейский стандарт в данной области
В сети GSM выделяются четыре главные компоненты • мобильная станция (телефон) • базовая станция, которая осуществляет радиосвязь с мобильной станцией • сеть и подсистема переключения, который исполняет переключение запросов между мобильным телефоном и другими стационарными или мобильными пользователями сети, так же как управление мобильными услугами • система операционной поддержки, которая наблюдает за надлежащим действием и настройками сети
В технологии GSMпользователи должны использовать в телефоне Карту идентификации подписчика (SubscriberIdentityModuleCards – SIM-карта)
Пакетная радиослужба общего назначения (GeneralPacketRadioService – GPRS) • представляет собой службу передачи данных, предназначенную для сетей GSM • даёт почти мгновенную установку IP-соединения и позволяет при этом проводить расчеты за услуги на основе количества переданных данных, а не времени связи
Прикладной протокол радиосвязи (WirelessApplicationProtocol – WAP) представляет собой глобальный стандарт и не контролируется какой-либо одной компанией • Bluetooth является технологией, которая для портативных устройств обеспечивает дешевую радиосвязь • Беспроводные локальные сети общего доступа (PublicWi-Fiaccess). В начале 2000 года было обнаружено, что если установить приёмопередатчик на высокой мачте и использовать специальные наружные маршрутизаторы и мосты беспроводных сетей Ethernet, то можно расширить беспроводную сеть от здания к зданию, и таким образом увеличить охват (до 500-1000 м) • В инфракрасных системах для переноса данных используется очень высокие частоты. Для прохождения инфракрасных сигналов требуется прямая видимость
Сетевое оборудование • Аппаратура передачи данных • Оконечное оборудование данных • Промежуточная аппаратура