Средства передачи данных Студент А-12 Коробков Иван

Физический уровень сети определяет аппаратный интерфейс между компьютером и каналом связи, характеристики канала связи и способ обмена данными. Протокол физического уровня управляет процессом обмена данными по физическому каналу связи между удаленными компьютерами. Основными характеристиками канала связи являются пропускная способность и достоверность передачи данных. Пропускная способность канала оценивается предельным числом бит данных, передаваемых по каналу за единицу времени, и измеряется в бит/с, Кбит/с (килобит/с), Мбит/с (мегабит/с), Гбит/с (гигабит/с).

Достоверность передачи данных характеризуется вероятностью искажения передаваемого бита. Основная причина искажений - воздействие внешних помех на линию связи и наличие шумов в аппаратуре передачи данных. В зависимости от типа канала связи, достоверность изменяется в пределах 10-Е4 10-Е8. Канал связи содержит две основные компоненты: линии связи и аппаратуру передачи данных. Линии связи. Используются следующие типы линий связи: кабельные, радиорелейные, радиоканалы, волоконно оптические линии связи (ВОЛС), спутниковые системы связи (ССС).

Кабельные линии связи состоят из телефонных пар, коаксиальных кабелей и скрученных проводов («витая пара»). Пропускная способность телефонных пар не превышает несколько десятков Кбит/с. Коаксиальный кабель и витая пара применяются при построении LAN. Скорость передачи данных в LAN на основе коаксиального кабеля составляет 10 Мбит/с, на основе «витой пары» - от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с.

Виды коаксиального кабеля (RG-58) Внешний вид и маркировка сетевых коаксиальных кабелей Толстый и тонкий коаксиальные кабели

Виды кабеля «Витая пара» (RJ-45) Категории витой пары 1 - телефонная ВП 2 - до 4 Мбит/с 3 - до 10 Мбит/с 4 - до 16 Мбит 5 - до 100 Мбит/с Мбит/с и более (повышенного качества)

Радиорелейные линии связи и радиоканалы применяются в тех случаях, когда прокладка кабельных соединений экономически нецелесообразна либо практически невозможна. Особенности радиосетей: дальность до 50 км; скорость от 1 Мб/с до 100 Мб/с; не требуется прокладка и охрана; мобильны и легко масштабируемы; требуется аренда радиочастоты; плохая защищённость; восприимчивость к помехам.

Виды радиопередачи Направленный канал Радиальная передача

ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи) по сравнению с другими линиями связи имеет ряд преимуществ, к которым относятся: устойчивость к электромагнитным излучениям; высокая пропускная способность (десятки Гбит/с); возможность передачи данных на большие расстояния (до 40 км) без повторителей; безопасность данных; малый вес и диаметр волокна. Основой ВОЛС является оптоволокно, представляющее собой тонкую нить из стекла (или пластика). В отличие от проводника, по оптоволокну передается свет вместо электрического сигнала. Схема преобразования электрического сигнала в световой и наоборот представлена на рис. 5.

Драйвер Источник Коннектор источника с оптоволокном Выходная цепь Детектор Коннектор оптоволокна с детектором Оптоволокно ПередатчикПриемник Рис. 5. Схема волоконно- оптического канала связи

Передатчик преобразует электрический сигнал в световой с помощью источника, в качестве которого используется светодиод или лазерный диод. Способ преобразования задается драйвером. Оптоволокно служит средой для передачи светового сигнала. Приемник состоит из двух частей: детектора- преобразователя светового сигнала в электрический и выходной цепи, предназначенной для усиления или преобразования электрического сигнала. Коннекторы (разъемы) соединяют волокно оптического кабеля с источником, детектором или другим волоконно-оптическим кабелем.

Аппаратура передачи данных. Состав аппаратуры передачи данных и тип ее физического интерфейса (стыка) с линией связи определяются типом компьютерной сети. Он включает в себя шлюзы, маршрутизаторы, мосты, коммутаторы и концентраторы.

Шлюз (Gateway) - средство соединения существенно разнородных сетей. В отличие от повторителей, мостов и маршрутизаторов, прозрачных для пользователя, присутствие шлюза заметно. Шлюз выполняет преобразование форматов и размеров пакетов, преобразование протоколов, преобразование данных, мультиплексирование. Обычно реализуется на основе компьютера с большим объемом памяти.

Маршрутизатор (Router) - представляет собой устройство для соединения LAN с разной технологией (например, Ethernet и Token Ring). Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой собственный сетевой адрес и используется как промежуточный пункт назначения. Основное назначение маршрутизатора состоит в управлении маршрутами передаваемых сообщений.

Мост (Bridge) - средство передачи пакетов между сетями. Осуществляет фильтрацию пакетов, не выпуская из сети пакеты для адресатов, находящихся внутри сети, а также переадресацию - передачу пакетов в другую сеть в соответствии с таблицей маршрутизации или во все другие сети при отсутствии адресата в таблице. Таблица маршрутизации обычно составляется в процессе самообучения по адресу источника приходящего пакета.

Коммутатор (Switch) - это устройство, конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм коммутации позволяет осуществить широковещательное сегментирование локальной сети, а также выделить полосу пропускания к конечным станциям в сети.

Концентратор (Hub) - устройство физического подключения нескольких сегментов или лучей локальной сети. Интеллектуальный хаб (Intelligent Hub) имеет специальные средства для диагностики и управления, что позволяет оперативно получать сведения об активности и исправности узлов, отключать неисправные узлы и т. д.