Головна

Способи передачі даних по фізичних лініях

  1.  A) Перший ряд бази даних містить неповторювані імена полів.
  2.  HTTP - Протокол передачі гіпертекстів
  3.  I. Комп'ютерна симуляція експериментальних даних
  4.  I. ПРИЙОМИ ИЗМЕРЕНИЙ І СТАТИСТИЧНІ СПОСОБИ ОБРОБКИ ЇХ РЕЗУЛЬТАТІВ В психологічних дослідженнях
  5.  I. Статистична обробка даних вимірювання росту
  6.  I. Статистична обробка даних вимірювання росту.
  7.  I. Файлові структури, використовувані для зберігання даних в БД

Взаємне проникнення обчислювальної техніки і технічних засобів зв'язку вплинуло як на структуру комп'ютерів, так і на структуру каналів зв'язку.

Засоби зв'язку, призначені для передачі інформації між людьми, мають тривалу історію, розвинену структуру (в світовому масштабі), потужну наукову і технологічну базу і, починаючи з 60-х років, стали використовуватися для передачі даних, тобто для передачі інформації між технічними засобами обчислювальної техніки, що зажадало включення в канали зв'язку додаткових технічних пристроїв.

В даний час для розподілених обчислювальних систем найбільш широко використовуються телефонні канали.

На рис. 3.1 представлена ??спрощена схема лінії аналогової телефонного міжміського зв'язку.


Мал. 3.1. Схема міжміського телефонного зв'язку

На ділянці від телефонного апарату до місцевої АТС відбувається передача в первинній смузі частот  200 - 3100 Гц (смуга частот людського голосу). При цьому від кожного апарату до АТС проводиться двопровідна електрична лінія для передачі цього сигналу, в подальшому відбувається перетворення його в іншу форму з метою ущільнення передачі. У кожному з наступних каналів йде дуже велика кількість передач. Існує два типи ущільнення: частотне и тимчасове. У традиційних лініях зв'язку, як правило, використовується частотне ущільнення.

Сутність частотного ущільнення для трьох абонентів представлена ??на рис. 3.2.

Мал. 3.2. Частотне ущільнення телефонних каналів

Інфрачервоний промінь на вході в магістральну лінію «змішується» з так званої несучої (вищою) частотою і одночасно з іншими сигналами (які передаються на інших «несучих» частотах) поширюється по магістралях. На виході сигнали, що передаються виділяються з несучих частот і по індивідуальних лініях доставляються абоненту.

Процедура на вході в магістральні лінії пов'язана з різного виду модуляцією несучих частот, а зворотне перетворення на виході з магістральних ліній, відповідно, з демодуляцией.

модуляція несучої - Зміна її амплітуди, частоти, фази або комбінації цих характеристик у відповідність з переданим сигналом.

Використання описаних засобів зв'язку для передачі даних, тобто заміна абонента-людини на технічний пристрій (ЕОМ), вимагає включення в цю систему додаткових пристроїв, які адаптують інформаційні СОД до передачі по каналу зв'язку.

Мал. 3.3. Типова схема передачі даних: а - Блок-схема системи

передачі даних; б - Реальна система передачі даних

На рис. 3.3, а представлена ??структурна схема передачі даних, а на рис. 3.3, б - Реальні фізичні пристрої, які можуть бути включені в канал.

На рис. 3.3, а наведені традиційно використовуються скорочення для позначення пристроїв систем передачі даних (СПД):

ООД - кінцеве обладнання даних, в якості якого може виступати персональний комп'ютер, великий комп'ютер, термінал і т.п. У літературі часто вживається міжнародний термін DTE (Data Terminal Equipment);

АКД - апаратура каналу даних, яку іноді називають апаратурою передачі даних (АПД), функції якої полягають у забезпеченні можливості передачі інформації по каналу певного типу, ці пристрої, як правило, називаються модемами (Модулятор-демодулятор); DCE (Data Communications Equipment) - міжнародний термін, використовуваний для позначення цього пристрою.

Канал передачі включає описану вище структуру, якщо використовується коммутируемая телефонна мережа загального призначення. Інтерфейс між каналами передачі і АКД у вітчизняній практиці називається «стик 1» (С1), а інтерфейс між ООД і АКД «стик 2» (С2).

Залежно від типу передачі розрізняють аналогові (традиційно використовуються, мають тривалу історію розвитку) і цифрові канали (систем ІКМ, ISDN * та ін.), Що є бітовим трактом з цифровим імпульсним сигналом на виході і вході каналу. Цифрові канали відрізняються рядом переваг перед аналоговими, тому новостворювані системи передачі даних намагаються будувати на основі цифрових каналів. Слід зазначити, що цифрові канали досить успішно застосовуються не тільки для передачі даних, але і в засобах побутової зв'язку (звук, зображення і т.д.), при цьому аналогові сигнали кодуються в цифрові перед передачею в канал.

Терміни «аналоговий» і «цифровий» відповідають безперервним і дискретним процесам і використовуються при обговоренні комунікаційних систем в різних контекстах - даних, сигналів і передачі.

аналогові дані представляються фізичною величиною, яка може змінюватися в безперервному діапазоні значень. Величина прямо пропорційна даними або є їхньою функцією.

цифрові дані приймають дискретні значення - текст, цілі числа, виконавчі дані.

аналоговий сигнал - Безперервно змінюється електромагнітна хвиля, яка поширюється в різних середовищах.

цифровий сигнал - Дискретний (розривний) сигнал, такий, як послідовність імпульсів напруги.

Можливі чотири види передачі даних:

цифрові дані - цифровий сигнал, використовується найбільш просте устаткування;

аналогові дані - цифровий сигнал, необхідно перетворення аналогових даних в цифрову форму, що дозволяє використовувати сучасне (високоефективне) обладнання передачі даних;

цифрові дані - аналоговий сигнал, необхідність перетворення пов'язана з тим, що через деякі середовища (оптоволокно, бездротові середовища) може поширюватися тільки аналоговий сигнал;

аналогові дані - аналоговий сигнал, традиційна передача, аналогові дані легко перетворюються в аналоговий сигнал.

Серед переваг цифрової передачі необхідно відзначити наступні.

Швидкий розвиток цифрових систем і зменшення ціни і розмірів обладнання, ціни і розміри аналогового обладнання залишаються на колишньому рівні. Обслуговування цифрових систем набагато дешевше аналогових.

Використання повторювачів (в цифрових системах) замість аналогових підсилювачів дозволяє передавати дані на великі відстані по менш якісним лініях (немає накопичення шумів) - збереження цілісності даних.

Велика пропускна здатність дає можливість більш повно використовувати пропускну здатність оптоволокна і супутникових засобів зв'язку. Тимчасовий поділ виявляється більш ефективним, ніж частотне.

Використовується інтеграція, коли при обробці аналогової і цифрової інформації з цифрових технологій все сигнали мають однакову форму (вид). Це дозволяє заощадити на обладнанні і трудовитрати при інтеграції: голос, відео, цифрові дані.

Термін «модем» (DCE) застосовується в теперішній час (в зв'язку з розповсюдженням цифрових каналів) досить широко, при цьому необов'язково мається на увазі будь-яка модуляція, а просто називаються певні операції перетворення сигналів, що надходять від DTE для їх подальшої передачі по використовуваному каналу.

Існує дуже багато різновидів модемів, що відрізняються:

по області застосування - для комутованих і виділених каналів, для цифрових систем передачі (CSV / DSU), для стільникових систем зв'язку, радіорелейних і т.п .;

по конструкції - внутрішні (вставляються в роз'єми комп'ютера) і зовнішні, портативні, групповиеі т.п .;

за методом передачі - асинхронні, синхронні, синхронно-асинхронні.

асинхронний метод передачі (або стартстопний) - посимвольного режим передачі з контролем початку і кінця символу, має низьку швидкість і малу ефективність. Синхронний метод передачі здійснює об'єднання великої кількості символів або байт в окремі блоки - кадри, які передаються без затримок між восьмібітним елементами.

Дуже важливою характеристикою каналу передачі є режими його роботи в залежності від напрямку можливої ??передачі даних:

симплексний - Передача здійснюється по лінії зв'язку тільки в одному напрямку;

напівдуплексний - Передача ведеться в обох напрямках, але поперемінно в часі (технологія Ethernet);

двобічний - Передача ведеться одночасно в двох напрямках.

Двобічний режим - найбільш універсальний і продуктивний. Найпростішим варіантом організації дуплекcного режиму є використання двох незалежних функціональних каналів (двох пар провідників або двох світловодів) в кабелі, кожен з яких працює в симплексному режимі, тобто передає дані в одному напрямку. Така організація дуплексного режиму застосовується в багатьох мережевих технологіях (Fast Ethernet, ATM і т.п.).

На закінчення обговорення способів передачі даних по фізичних лініях кілька слів про підвищення ефективності використання середовища передачі даних.

Існує два основних способи підвищення ефективності.

Перший, про який згадувалося вище, - ущільнення інформації, або в сучасній термінології мультиплексування, - функція, що дозволяє двом або більше джерел даних спільно використовувати загальну середу передачі даних таким чином, що кожен отримує власний канал передачі даних.

Традиційним вважається частотне мультиплексування, про який досить докладно йшлося вище, - поділ системи передачі на два або більше каналу шляхом поділу всієї доступної смуги частот на більш вузькі смуги, кожна з яких утворює окремий канал.

Другий тип - тимчасове мультиплексування, інтенсивне впровадження якого пов'язане з сучасним розвитком систем передачі на два або більше каналу шляхом почергового підключення загальної лінії до різних інформаційних каналів. Поширенню тимчасового мультиплексування сприяло значне збільшення пропускної спроможності каналів, оскільки чим вище пропускна здатність каналу, тим більше ефективність тимчасового мультиплексування.

Розрізняють синхронне тимчасове мультиплексування - методика тимчасового мультиплексування, коли порядок виділення часових інтервалів жорстко заданий, на відміну від статистичного (асинхронного) тимчасового мультиплексування, при якому часові інтервали, на які загальна лінія виділяється пристроєм, а також порядок їх виділення не визначені заздалегідь (визначається динамічно ).

частотне мультиплексування - Поділ системи передачі на два або більше каналу шляхом поділу всієї доступної смуги частот на більш вузькі смуги, кожна з яких утворює окремий канал.

Загальний випадок приватного мультиплексування ілюструє рис. 3.4, а. Шість джерел сигналів підключені до мультиплексору, який модулює кожен сигнал певною частотою (f1..., F6). Для передачі кожного сигналу потрібна смуга частот, центр якої знаходиться поблизу несучої частоти. Ця смуга частот зазвичай називається каналом. З метою запобігання перехресного шуму канали розділяються захисними смугами, які не використовуються для передачі інформації.

Сигнал, який передається по середовищі передачі, є аналоговим. Однак вхідні сигнали можуть бути як цифровими, так і аналоговими. У разі цифрових сигналів їх необхідно пропустити через модеми для перетворення в аналогову форму. У будь-якому випадку повинен модулюватися для зсуву в необхідну смугу частот.

тимчасове мультиплексування - Поділ системи передачі на два або більше каналу шляхом почергового підключення загальної лінії до різних інформаційних каналів.

Тимчасове мультиплексування стає можливим, коли швидкість поширення сигналів в середовищі перевищує швидкість їх передачі. В такому випадку ряд цифрових або аналогових сигналів може передаватися одночасно шляхом почергової передачі «порції» кожного сигналу. Загальний випадок тимчасового мультиплексування показаний на рис. 3.4, б. Шість джерел сигналів підключені до мультиплексору, який чергує біти сигналів, по черзі передаючи інформацію від кожного з джерел. Цей мультиплексор має шістьма входами. Якщо кожен з них може підтримувати швидкість передачі даних, скажімо, 9,6 Кбіт / с, тоді єдина лінія пропускною спроможністю 57,6 Кбіт / с буде передавати сигнали відразу від усіх шести джерел.

Мал. 3.4. Частотне і тимчасове мультиплексування

Другий спосіб підвищення ефективності використання середовища передачі даних - компресія або стиснення даних, що полягає в зменшенні кількості бітів, необхідних для подання даного обсягу інформації. Це дозволяє збільшити обсяг інформації, що передається по лінії, скоротити сеанс зв'язку, крім цього кодування інформації, пов'язане з компресією, підвищує інформаційну безпеку.

 




 ОСНОВНІ СКОРОЧЕННЯ |  Вступ |  Структура сучасних систем обробки даних |  І коротка характеристика його складових частин |  І їх різновиди |  Суперкомп'ютерів, мейнфреймів і міні-комп'ютерів |  перспективи |  Функціональні можливості, номенклатура |  периферійних пристроїв |  Робочі станції, сервери і суперсервери |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати