Телекоммуникационные системы что это такое


Телекоммуникационные системы

Телекоммуникация и сетевые технологии являются в настоящее время той движущей силой, которая обеспечивает развитие мировой цивилизации. Практически нет области производственных и общественных отношений, которая не использовала бы возможности современных информационных технологий на базе телекоммуникаций.

Телекоммуникация - передача данных на большие расстояния.

Средства телекоммуникации - совокупность технических, программных и организационных средств для передачи данных на большие расстояния.

Телекоммуникационными сетями являются:

1 Телефонные сети для передачи телефонных данных ( голоса );

2 Радиосети для передачи аудиоданных;

3 Телевизионные сети для передачи видеоданных;

4 цифровые ( компьютерные ) сети или сети передачи данных ( СПД ) для передачи цифровых ( компьютерных ) данных.

Данные в цифровых телекоммуникационных сетях формируются в виде сообщений, имеющих определённую структуру и рассматриваемых как единое целое.

Данные ( сообщения )могут быть:

1 непрерывными;

2 дискретными.

Непрерывные данные могут быть представлены в виде непрерывной функции времени, например, речь, звук, видео. Дискретные данные состоят из знаков ( символов ).

Передача данных в телекоммуникационной сети осуществляется с помощью их физического представления - сигналов.

В компьютерных сетях для передачи данных используются следующие типы сигналов:

1 электрический ( электрический ток );

2 оптический ( свет );

3 электромагнитный ( электромагнитное поле излучения - радиоволны.

Для передачи электрических и оптических сигналов применяются кабельные линии связи:

1 электрические ( ЭЛС )

2 волоконно-оптические ( ВОЛС )

Передача электромагнитных сигналов осуществляется через радиолинии ( РЛС ) и спутниковые линии связи ( СЛС ).

Сигналы, как и данные, могут быть:

1 непрерывными;

2 дискретными.

При этом, непрерывные и дискретные данные могут передаваться в телекоммуникационной сети либо в виде непрерывных, либо в виде дискретных сигналов.

Процесс преобразования (способ представления ) данных в вид, требуемый для передачи по линии связи и позволяющий, в некоторых случаях, обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие из-за помех при их передаче, называется кодированием. Примером кодирования является представление данных в виде двоичных символов. В зависимости от параметров среды передачи и требований к качеству передачи данных могут использоваться различные методы кодирования.

Линия связи - физическая среда, по которой передаются информационные сигналы, формируемые специальными техническими средствами, относящимися к линейному оборудованию ( передатчики, приёмники, усилители, и т.п. ). Линию связи часто рассматривают как совокупность физических цепей и технических средств, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения. Сигнал, передаваемый в линии связи, называется линейным ( от слова линия ).

Линии связи можно разбить на 2 класса:

1. кабельные ( электрические и волоконно-оптические линии связи ):

2. беспроводные ( радиолинии ).

На основе линий связи строятся каналы связи.

Канал связи представляет собой совокупность одной или нескольких линий связи и каналообразующего оборудования, обеспечивающих передачу данных между взаимодействующими абонентами в виде физических сигналов, соответствующих типу линии связи.

Канал связи может состоять из нескольких последовательных линий связи, образуя составной канал. В то же время, в одной линии связи может быть сформировано несколько каналов связи, обеспечивающих одновременную передачу данных между несколькими парами абонентов.

Телекоммуникационная вычислительная сеть (ТВС) - это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи.

Средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общественных ресурсов аппаратных, информационных, программных.

Телекоммуникация - дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.

Абонентская система (АС) - это совокупность ЭВМ, программного обеспечения, периферийного оборудования, средств связи с коммутационной подсетью вычислительной сети, выполняющих прикладные процессы.

Коммуникационная подсеть, или телекоммуникационная система (ТКС), представляет собой совокупность физической среды передачи информации, аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие АС.

С появлением ТВС удалось решить две очень важные проблемы:

обеспечение в принципе неограниченного доступа к ЭВМ пользователей независимо от их территориального перемещения больших массивов информации на большие расстояния. В ТВС все находящиеся в составе разные абонентские системы ЭВМ связываются между собой автоматически.

Каждая ЭВМ сети приспособлена как для работы в автономном режиме под управлением своей операционной системы (ОС), так и в качестве составного звена сети.

ТВС позволяет решать такие качественно новые задачи, как, например:

* обеспечение распределенной обработки данных и параллельной обработки многими ЭВМ;

* возможность создания распределенной базы данных (РБД), размещаемой в памяти различных ЭВМ;

* возможность обмена большими массивами информации между ЭВМ, удаленными друг от друга на значительные расстояния;

* коллективное использование дорогостоящих ресурсов: прикладных программных продуктов (ППП), баз данных (БД),баз знаний (БЗ), запоминающих устройств (ЗУ), печатающих устройств (ПУ), сетевых операционных систем (ОС);

* предоставление большого перечня услуг, в том числе таких, как электронная почта (ЭП), телеконференции, электронные доски объявлений (ЭДО), дистанционное обучение, организация безбумажного документооборота, электронная подпись, принятие управленческих решений;

* повышение эффективности использования средств вычислительной техники и информатики (СВТИ) за счет более интенсивной и равномерной их загрузки, а также надежности обслуживания запросов пользователей;

* возможность оперативного перераспределения вычислительных мощностей между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей, а также резервирование этих мощностей и средств передачи данных на случай выхода из строя отдельных элементов сети;

* сокращение расходов на приобретение и эксплуатацию СВТИ (за счет коллективного их использования);

* обеспечение работ по совершенствованию технических, программных и информационных средств.

Телекоммуникационные вычислительные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Основные отличия компьютерных сетей от многомашинного вычислительного комплекса следующие:

* размерность, то есть большое количество ЭВМ (от десятка до нескольких сотен), расположенных на расстоянии друг от друга от десятков метров до нескольких сотен и даже тысяч километров; разделение функции ЭВМ, то есть обработка данных и управление системой, анализ и хранение информации распределены между различными ЭВМ сети;

* необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений, то есть сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости от приоритета и состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.

По функциональному признаку все множество систем компьютерной сети можно разделить на абонентские, коммутационные и главные (Host) системы.

Абонентская система представляет собой компьютер, ориентированный на работу в составе компьютерной сети и обеспечивающий пользователям доступ к ее вычислительным ресурсам.

Коммутационные системы являются узлами коммутации сети передачи данных и обеспечивают организацию составных каналов передачи данных между абонентами системы. В качестве управляющих элементов узлов коммутации используются процессоры телеобработки или специальные коммутационные (сетевые) процессоры.

Большим разнообразием отличаются главные (Host) системы или сетевые серверы.

Сервером принято называть специальный компьютер, выполняющий основные сервисные функции: управление сетью, сбор, обработку, хранение и предоставление информации абонентам компьютерной сети.

В зависимости от территориальной рассредоточенности абонентских систем компьютерные (вычислительные) сети разделяют на три основных класса:

* глобальные сети (WAN - Wide Area Network);

* региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network);

* локальные сети (LAN - Local Area Network).

Основная функция телекоммуникационных систем (ТКС), или территориальных сетей связи (ТСС), в условиях функционирования телекоммуникационных вычислительных сетей (ТВС) заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонентами, а также в сокращении затрат на передачу данных.

Главный показатель эффективности функционирования ТКС - время доставки информации. Он зависит от ряда факторов: структуры сети связи, пропускной способности линий связи, способов соединения каналов связи между взаимодействующими абонентами, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов и др.

Наиболее распространенные телекоммуникационные системы, или территориальные сети связи это: Х.25, Frame Relay (FR), IP, ISDN, SDN, ATM. Особенно важным преимуществом той или иной сетевой технологии является ее возможность наиболее полно использовать имеющуюся в распоряжении пользователя полосу пропускания канала связи и адаптироваться к качеству канала.К технологиям глобальных сетей Интернета относятся сети Х.25,frame relay, SMDS, ATM. Все эти сети, кроме IP, используют маршрутизацию пакетов, основанную на виртуальных каналах между конечными узлами сети.

В современных телекоммуникационных системах информация передается с помощью электрических сигналов (тока или напряжения), радиосигналов или световых сигналов - все эти физические процессы представляют собой колебания электромагнитного поля различной частоты и природы

Page 2

Модем (Модулятор - Демодулятор) -- устройство прямого (модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2002 год. 784 стр.

. Используется для соединения компьютера с другими компьютерными системами через телефонную сеть. Главными показателями качества работы модема является скорость и надежность связи.

Модемы можно разделить на аналоговые и цифровые, а также они бывают внешние и внутренние. И у тех и других есть разъемы для подключения к телефонной линии и к обычному телефону, а так же разъемы для подключения к шине компьютера. Вид внешних и внутренних модемов (Приложение 1).

Оборудование, необходимое для подключения, зависит от типа соединения, предоставляемого провайдером. Современные компьютеры обычно используют средства широкополосного доступа: адаптер кабельной системы Ethernet, цифровой адаптер телефонной линии ADSL, адаптер беспроводной линии Wi-Fi. Низкоскоростное соединение обеспечивает аналоговый модем телефонной линии.

Коммутируемое подключение - использует для связи с Интернетом существующую телефонную линию в аналоговом режиме. Данные преобразуются из цифрового вида в аналоговый с помощью аналогового модема. На другом конце линии аналогичное устройство служит для обратного преобразования данных в цифровую форму. Когда соединение установлено, телефонную линию нельзя использовать для телефонных переговоров. Скорость передачи данных через коммутируемое подключение невысока.

ADSL- подключение также используется для связи с Интернетом телефонную линию, но только на участке от пользователя до ближайшей АТС (Приложение 2). Данные передаются в цифровом виде и в особом диапозоне частот, так что их передача не мешает обычному использованию телефона. Со стороны потребителя для приема и передачи данных используется ADSL-модем. ADSL-подключение нессеметрично: скорость передачи данных к потребителю может быть намного выше, чем от потребителя.

Методы передачи данных по телефонным каналам с использованием модемов задаются в виде рекомендаций ( стандартов ) серии V.

Модемы должны обеспечивать защиту передаваемых данных от ошибок, возникающих в каналах связи и в аппаратуре передачи данных, путём контроля и коррекции ошибок.

Коррекция ошибок - отделение полезного сигнала от шумов и исправление возникающих в процессе связи ошибок.

Для контроля и коррекции ошибок при передаче данных используются протоколы контроля ошибок, в частности, протокол сетевого обмена MNP ( Microcom Network Protocol ), который стал частью стандарта коррекции ошибок V.42.

Модемы при передаче данных используют алгоритмы сжатия данных, что повышает скорость обмена и уменьшает время передачи.

Сжатие данных - кодирование информации с целью уменьшения её объёма.

При передаче данных по телефонному каналу используются средства для автоматической упаковки-распаковки данных.

Стандарт TAPI ( Telephony Application Programming Interface ) -описывает взаимодействие ПК с телефонной линией и позволяет интегрировать в приложения для ПК обращения к услугам телефонной связи: от простого набора номера до блокировки звонков, переадресации вызовов и конференцсвязи.

Модемные стандарты серии V по передаче данных по телефонным линиям определяют:

1 назначение;

2 тип канала связи;

3 вид модуляции;

4 скорость передачи.

Модемы классифицируются по:

1 функциональному назначению;

2 конструктивному исполнению;

3 способу передачи данных;

4 способу реализации протоколов.

По функциональному назначению модемы делятся на:

1 телефонные;

2 телеграфные;

3 сотовые ( радиомодемы );

4 факс-модемы;

5 кабельные, предназначенные для передачи данных по кабельным линиям связи, в частности по сети кабельного телевидения со скоростью до 10 Мбит/с.

По конструктивному исполнению модемы могут быть:

1 внешние, подключаемые кабелем к разъёму RS-232 персонального компьютера;

2 Внутренние - в виде платы, установленной внутри компьютера.

По способу передачи данных ( принципу работы в линии ) модели делятся на:

1 синхронные, использующие синхронный способ передачи данных, при котором каждый бит посылается через фиксированный интервал времени с использованием синхронизации приёмного и передающего устройства; синхронизация обеспечивается путём передачи управляющей информации и использования в обоих устройствах тактовых генераторов; синхронный режим целесообразно применять при организации связи по типу “ точка-точка “ через выделенные каналы связи;

2 асинхронные, использующие асинхронный способ передачи данных, при котором каждый символ ( реже слово или небольшой блок ) посылается отдельно и между данными могут быть произвольные промежутки времени; для распознавания поступающих данных каждый переданный элемент содержит стартовый и стоповый биты; этот способ известен также как старт-стоповая передача; модем работает в асинхронном режиме при использовании коммутируемых каналов связи;

По способу реализации протоколов коррекции ошибок и сжатия данных модемы бывают:

1 с аппаратной реализацией

2 с программной реализацией.

Разновидности модемов и их функции

Многие модемы, кроме обеспечения процедур передачи информации, выполняют и ряд других весьма полезных в системах телекоммуникаций функций, таких как:

· «оцифровку» голоса и обратную операцию восстановления оцифрованного голоса (voice-модемы);

· прием и передача факсимильных сообщений (факс-модемы);

· автоматическое определение номера вызывающего абонента (АОН);

· функции автоответчика и электронного секретаря и т. п.

Поэтому современный модем кроме устройств модуляции и демодуляции (а иногда и вместо них) содержит специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную и постоянную память, элементы звуковой и световой сигнализации о режимах работы модема и характеристиках канала связи. Постоянная память используется для сохранения конфигурации модема при выключении питания и часто может перепрограммироваться.

Современные модемы бывают двух классов Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер. 2000 год. 257 стр.

:

Класс 1 предполагает выполнение основной работы по приему и передаче сообщений компьютером с программой поддержки факсимильной связи. Модемы этого класса часто называются программными (software) модемами. Программные модемы бывают на шине PCI, а поскольку они работают только под управлением Windows, их называют также Win-модемами. В программных модемах часть их функций реализована не в виде микросхем, а заменена программой, которая выполняется центральным процессором ПК. Такая замена существенно удешевляет модем, но обусловливает некоторую дополнительную нагрузку на сам компьютер. Правда, при наличии процессора Pentium II и ОЗУ 32 Мбайт эта нагрузка практически незаметна. Win-модемы хуже работают на плохих телефонных линиях; возможностей настройки у них меньше, чем у аппаратных модемов, и чаще происходит обрыв связи.

Класс 2 реализует все процедуры передачи и приема факсов средствами самого модема; естественно, модемы второго класса несколько дороже, но они более эффективны, особенно при работе в многозадачных операционных системах. Такие модемы часто называются аппаратными (hardware) модемами. Аппаратные модемы бывают на шине ISA и на шине PCI. PCI-модемы ввиду отсутствия логического СОМ-порта работают хорошо только под Windows, а для работы в DOS, Linux и т. д. требуют специальных драйверов. ISA-модемы, еще недавно доминировавшие на рынке, сдают свои позиции ввиду отсутствия шины ISA на последних моделях материнских плат. Достоинство hard-модемов в том, что они просты в настройке, не занимают внутренних ресурсов ПК и хорошо «держат» плохие телефонные линии.

Существуют еще два типа современных и дешевых модемов: AMR (Audio and Modem Riser Card) и CNR (Communication and Networking Riser Card) модемы, которые могут работать только с новейшими Intel-чипсетами и с тональными набирателями номера.

Модемы различаются также:

· конструкцией -- автономные и встраиваемые в аппаратуру;

· интерфейсом с каналом связи -- контактные и бесконтактные (аудио);

· назначением -- для разных каналов связи и систем, например, для систем передачи только данных -- модемы, для систем передачи данных и факсов -- факсмодемы (правда, сегодня большинство фирм выпускают факс-модемы, а «чистые» модемы, без факсовых функций, практически уже не выпускаются);

· скоростью передачи -- существует стандарт скоростей (шкала) передачи данных, соответствующий стандарту протоколов МККТТ для телефонных каналов связи. Он включает следующие скорости (в битах/с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 28800, 33600, 56000. Сейчас выпускаются в основном модемы со скоростью 56000 бит/с.

Ранее модемы выпускались каждый для определенной скорости работы; современные модемы более универсальны: некоторые из них (например, МТ1932, МТ2834 и т. п.) могут работать как с коммутируемыми, так и с некоммутируемыми каналами связи; поддерживают почти всю шкалу названных скоростей; имеют режимы модема и факс-модема. При плохих условиях работы модемы сами понижают свою скорость до достижения приемлемого уровня искажений.

Остановимся несколько подробнее на конструктивных разновидностях модемов: автономных и встраиваемых в аппаратуру Кирсанов Д. Факс-модем: от покупки и подключения до выхода в Интернет. -СПб.: Символ-Плюс, 2001 год. 283 стр.

.

Автономные модемы часто называют внешними, а встраиваемые в аппаратуру -- внутренними.

· Внутренний модем представляет собой плату, вставляемую в разъем внутренней платы устройства, например, в слот системной платы компьютера, имеющей евро-разъем типа RJ-11 для подключения к телефонной линии связи.

· Внешний модем -- это самостоятельная конструкция, обычно в виде небольшой коробочки, оснащенная блоком питания, разъемами для подключения к аппаратуре (к последовательному порту компьютера -- RS-232) и телефонному каналу (разъем RJ-11), а также панелью с индикаторами. Индикаторы дают информацию о режимах работы модема. Так, индикаторы показывают:

· MR (Modem Ready) -- модем включен в сеть;

· ОН (Off Hook) -- модем «поднял трубку»;

· АА (Auto Answer) -- модем отвечает на звонок телефона;

· CD (Carrier Detect) -- модем определил другой модем в линии;

· DC (Data Compression) -- выполняется процедура сжатия данных;

· ЕС (Error Control) -- выполняется процедура контроля ошибок и т. д.

На внешнем модеме могут быть световые индикаторы его работы.

Некоторые внешние модемы имеют регулятор громкости звука, что тоже бывает не лишним. Поэтому, хотя внешний модем стоит обычно дороже внутреннего, требует автономного питания, иногда он предпочтительней.

Отдельно следует упомянуть модемы Pocket PC, PCMCIA и PC-Card для портативных компьютеров, позволяющие последним работать в системах телекоммуникаций и компьютерных сетях. В частности, модемы PCMCIA, поддерживающие протокол MNP-10, обеспечивают работу портативных ПК с электронной почтой и с сетью Интернет через мобильный радиотелефон.

На российском рынке широко представлены модемы фирм ZyXEL, U.S. Robotics (3Com), Genius, Rockwell, Motorola, Lucent, IDC и др. Наиболее популярны модемы первых двух фирм, в общем занимающие 75% рынка. Модемы тайваньской фирмы ZyXEL используют собственные эффективные протоколы защиты от ошибок ZyCell, обеспечивающие хорошую работу на весьма некачественных российских каналах связи, вплоть до каналов сотовой телефонии, и лучше других реализуют отправку и прием факсов, но они, как правило, дорогие. Модемы американской фирмы U.S. Robotics по популярности еще в 1996 году существенно уступали модемам ZyXEL, но сейчас уже значительно обошли их. Рост их популярности основан на хорошей работе в компьютерных сетях и невысокой стоимости, а также на ton: что U.S. Robotics опередила ZyXEL с выпуском высокоскоростных модемов протокола V.90 Олифер В. Г., Олифер Я. А. Компьютерные сети. - СПб.: Питер, 2000 год. 401 стр.

.

Сейчас компания U.S.Robotics выпускает модемы трех семейств:

· Sportster -- недорогие модемы, оснащенные минимумом функций;

· Courier -- профессиональные высокоскоростные модемы;

· Worldport -- модемы, ориентированные на работу в сотовых линиях связи.

Многие типы модемов обеспечивают весьма разнообразные сервисные возможности. Например, модемы серии ZyXEL U, оснащенные фирменным программным обеспечением Zvoice, функции факса, автоответчика и АОН могут выполнять весьма эффектно в автоматическом режиме. Так, в ответ на телефонный звонок факсмодем «поднимет трубку», определит номер абонента, высветит его на экране; затем, как автоответчик, воспроизведет свое приветствие и проанализирует, кто с ним соединился. Если он услышит приветствие факса, то примет факс и, при наличии подключенного принтера, распечатает его. Если позвонит абонент, передающий данные, то факс-модем примет их и загрузит в подсоединенный к нему почтовый ящик (конечно, если таковой подключен). Если же позвонит по телефону человек, то речевое сообщение может быть записано на магнитный диск и прослушано позже через телефон. При автоматической рассылке факсов модем, если для него заранее подготовлен текст и список телефонов рассылки, самостоятельно будет обзванивать клиентов и отправлять им факсы, причем, если трубку снимет человек, то факс-модем вежливо «по-человечески» попросит его принять факс Бройдо.В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.-2-е изд. - СПб.: Питер, 2005, 320 стр.

.

Модемы для аналоговых каналов связи

Это самые распространенные сейчас модемы. Первоначально аналоговый модем был предназначен для выполнения следующих функций:

· при передаче для преобразования широкополосных импульсов (цифрового кода в узкополосные аналоговые сигналы);

· при приеме для фильтрации принятого сигнала от помех и его детектирования, то есть обратного преобразования узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связано с их модуляцией.

Модуляция -- это изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).

Демодуляция -- это обратное преобразование модулированного сигнала (возможно, искаженного помехами при прохождении в канале связи) в модулирующий сигнал.

В современных модемах встречаются четыре вида модуляции:

· частотная -- FSK (Frequence Shift Keying);

· фазовая - PSK (Phase Shift Keying);

· импульсно-кодовая PCM (Pulse Code Modulation);

· квадратурная амплитудная -- QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной его амплитуде. В простейшем случае значениям первого и нулевого битов данных соответствуют два значения частот, например. 980 Гц и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов V.21 передачи данных. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала.

При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость высокая Петров В. Я. Информационные системы. - СПб.: Питер, 2002 год. 315 стр..

При импульсно-кодовой модуляции при изменении модулирующего сигнала меняется количество импульсов, помехоустойчивость высокая.

При чистой амплитудной модуляции сигнала его защищенность от помех крайне низкая, поэтому применяют более помехоустойчивую, но и более сложную квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.

Модемы для цифровых каналов связи

Развивающиеся цифровые технологии передачи данных, обеспечивающие значительно большие скорости передачи и качество связи, предоставляющие пользователям существенно лучший сервис, требуют использования модемов иного класса -- цифровых. Цифровые модемы более правильно называть сетевыми адаптерами, поскольку о классической модуляции-демодуляции сигналов в них речи не идет -- входной и выходной сигнал такого модема являются импульсными. Для цифровых модемов общепринятых стандартов работы вообще, и стандартов скорости в частности, пока не разработано Пятибратов А.П, Гудыно Л.Я, КириченкоА.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: / Под. ред. А. П. Пятибратова. - М.: Финансы и статисти-ка, 2002 год. 562 стр.

.

Цифровые модемы выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях: ISDN, HDSL, ADSL, SDSL и т. д. (см. главу 24 «Системы и каналы передачи данных»).

Так, например, модемы для работы в ISDN бывают как внутренними, так и внешними. Внутренние модемы могут использовать или ISA-, или PCI-слоты на материнской плате и они обеспечивают максимальную скорость 128 Кбит/с. Внешние модемы подключаются к компьютеру по последовательной шине USB и скорость передачи у них ограничивается величиной 115,2 Кбит/с. Имеются комбинированные модемы для работы как по цифровым каналам ISDN, так и по аналоговым каналам (например, модем Courier-1 компании 3Com).

Модемы для работы в сетях xDSL имеют большие скорости, так, ADSL-модемы обеспечивают скорости 1,5-6 Мбит/с при приеме информации и 64-384 Кбит/с при передаче. А вот ADSL-модем Viper-DSL компании 3Com даже большие: 7 Мбит/с для входящих и 1 Мбит/с для исходящих сообщений. Но наибольшие скорости обеспечивают VDSL-модемы: при передаче данных на короткое расстояние до 300 м достигается скорость 2,3 Мбит/с, а при приеме -- 51,8 Мбит/с! (При работе на больших расстояниях скорости существенно уменьшаются.)

Популярные цифровые модемы производит и фирма ZyXEL:

· Omni.net Plus имеют адаптеры ISDN со скоростями 128 Кбит/с;

· Prestige 681 оснащаются адаптером SDSL и интерфейсом 10/100Base-T Ethernet с функциями моста и маршрутизатора на скорости до 2,32 Мбит/с;

· Prestige 641 имеют адаптер SDSL и интерфейс 10/100Base-T Ethernet с функциями моста на скорости до 8 Мбит/с; существует и ряд других.

Выпускаются также Новиков Ю, Черепанов А. Персональные компьютеры. - СПб.: Питер, 2001 год. 371 стр.

:

· кабельные модемы для работы с сетями через коммуникации кабельного телевидения, например. Они обеспечивают скорости передачи данных в среднем до 10 Мбит/с, но сверхскоростной модем UBR 904 компании Cisco позволяет передавать данные со скоростью до 36 Мбит/с и принимать со скоростью до 2 Мбит/с;

· сотовые модемы для работы в системе сотовой телефонной связи. Это обычно PCMCIA-модемы для работы в стандартах GSM, CDMA, NMT, NAMPS и т. д. Первые два стандарта являются цифровыми, а последние -- аналоговыми;

· оптоволоконные модемы для работы по волоконно-оптическим каналам связи по протоколам EDDI;

· спутниковые радиомодемы для приема данных через спутник: прием информации осуществляется через спутниковую антенну со скоростями до 400 Кбит/с, а передача возможна только при наличии громоздкого дорогостоящего оборудования. Поэтому обычно для передачи данных используются проводные каналы связи и дополнительный соответствующий модем;

· анонсированы силовые модемы для работы в сетях через систему электропитания компьютеров.

Что касается быстродействия модема, то скоростной модем, конечно, лучше, что может проиллюстрировать табл. 1.1.

Вместо модема в локальных сетях можно использовать сетевые адаптеры (сетевые карты, network adapter, net card), выполненные в виде плат расширения, устанавливаемых в разъем материнской платы. Еще есть карты устанавливаемые в разъем ISA, но современные устанавливаются обычно в разъем PCI.

модем цифровой канал связь аналоговый

Таблица 1.1 Зависимость времени передачи информации от ее объема и скорости передачи

Примерный объект

Объем файла

Скорость передачи кбит/с

9,6 14,4 28,8 33,6 64 2000

Страница текста

5 Кб

7,5 с 5с 2,5с 2с 1,1с 0,04с

Фрагмент с графикой

30 Кб

45с 30с 15с 12с 7с 0,22с

Цифровая фотография

150 Кб

225с 150с 75с 60с 35с 1,1с

Газета 6 стр.

1 Мб

25м 17м 8,5м 7м 4м 7,5с

Короткий мультфильм

5 Мб

120м 80м 40м 35м 20м 38с

Полноэкранное видео

20 Мб

8ч 5,5ч 2,75ч 2,2ч 1,3ч 150с

Page 3

Подводя итог проведенному исследованию, можно сделать следующие выводы об организации и функционировании модемов.

Модем - это устройство, обеспечивающее преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона, а так же обратное преобразование. Используются для соединения компьютера с другими компьютерными системами через телефонную сеть.

Главными показателями качества работы модема являются скорость и надежность связи.

Модемы бывают внутренними и внешними. И у тех и у других есть разъемы для подключения к телефонной линии и к обычному телефону, а так же разъемы для подключения к шине компьютера.

Аналоговые модемы - это самые распространенные сейчас модемы, выполняющие такие функции, как: преобразование широкополосных импульсов (цифрового кода в узкополосные аналоговые сигналы);фильтрацию принятого сигнала от помех и его детектирование, то есть обратное преобразованияе узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Недостатком коммутируемых соединений является то, что сложно передавать файлы большого объема. Однако пропускной способности такого подключения достаточно для просмотра простых веб-страниц и работы с электронной почтой.

Другой вид модемов - цифровые модемы, которые обеспечивают значительно большие скорости передачи и качество связи, предоставляя пользователям существенно лучший сервис.

Цифровые модемы более правильно называть сетевыми адаптерами, поскольку о классической модуляции-демодуляции сигналов в них речи не идет -- входной и выходной сигнал такого модема являются импульсными.

Cкорость обмена данными и режим оплаты зависит от типа подключения к Интернету.

В нашей стране встречается два основных типа высокоскоростных соединений: по выделенной линии или через ADSL-модем. Основное различие между ними заключается в том, как именно организован канал связи.

Для передачи данных через ADSL-модем используется телефонная линия. При этом используется частотный диапазон, не задействованный при передаче голоса, так что работа в Интернете не мешает телефонным переговорам.

Передача данных и их преобразования в модемах выполняются в соответствии с принятыми протоколами. Протокол передачи данных -- это совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи.

1 Алиев Т.И. Сети ЭВМ и телекоммуникации. СПбГУ ИТМО. 2011. 400 стр.

2 Бройдо.В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.-2-е изд. - СПб.: Питер, 2005, 320 стр.

3 Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер. 2000 год. 257 стр.

4 Иванова Т.И. Корпоративные компьютерные сети. - М.: Эко Трендс, 2001 год. 421 стр.

5 Кирсанов Д. Факс-модем: от покупки и подключения до выхода в Интернет. -СПб.: Символ-Плюс, 2001 год. 283 стр.

6 Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2002 год. 784 стр.

7 Новиков Ю, Черепанов А. Персональные компьютеры. - СПб.: Питер, 2001 год. 371 стр.

studbooks.net

Предисловие

Современные телекоммуникационные системы и сети представляют сложный комплекс разнообразных технических средств, обеспечивающих передачу различных сообщений на любые расстояния с заданными параметрами качества. Основу телекоммуникационных систем составляют многоканальные системы передачи по электрическим, волоконно-оптическим кабелям и радиолиниям, предназначенные для формирования типовых каналов и трактов. На основе систем передачи строится телекоммуникационная сеть страны, реализуемая в виде комплексов технологически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, ведомственных и частных сетей электросвязи на территории России, охваченная общим централизованным управлением и называемая Взаимоувязанной сетью связи Российской Федерации (ВСС РФ).

Взаимоувязанная сеть связи как информационная транспортная среда кроме сетей передачи привычных сообщений позволяет создать:

  • цифровую сеть связи с интеграцией служб, обеспечивающих полностью цифровые соединения между оконечными устройствами (терминалами) для предоставления абонентам широкого спектра услуг по передаче телефонных и нетелефонных сообщений, доступ к которым осуществляется через ограниченный набор стандартизированных многофункциональных интерфейсов;

  • интеллектуальную сеть, которая может предоставить абонентам расширенный набор услуг в заданное время в заданном месте, например, установление телефонного соединения с оплатой за счет вызываемого абонента, вызов по кредитной карте, общение по сокращенному набору номера, телеголосование и др.;

  • сотовые мобильные сети связи, предоставляющие абоненту, находящемуся в движении, возможность получить услуги связи в любом месте;

  • широкополосные цифровые сети с интеграцией услуг со скоростью обмена информацией свыше 140 Мбит/с;

  • высокоскоростные сети на основе транспонирования информации с помощью технологии асинхронного режима переноса (Asynchronous Transfer Mode - ATM) и др.

Изучение дисциплины «Системы передачи информации» предполагает соответствующую подготовку студентов по дисциплинам «Теория электрической связи» и «Теория электрических цепей», владение основными понятиями и определениями этих дисциплин, такими как: четырехполюсник и его основные параметры и характеристики, сообщение, сигнал, канал передачи, система передачи, частотное и временное разделение каналов, условия неискаженной передачи, частотное и временное представление сигналов, прямое и обратное преобразование Фурье, элементы теории случайных процессов и др.

Введение

Лекция 1

Основные понятия и определения

Основные понятия и определения. Классификация систем электросвязи

Развитие человеческой цивилизации это непрерывное и динамичное развитие средств общения от личного до общественного, от примитивных с помощью жестов, мимики, звуков и света, и оптических семафоров до создания глобальных телекоммуникационных систем и сетей, обеспечивающих передачу, прием, обработку, распределение и хранение различной информации.

Под информацией понимается совокупность сведений о событиях, явлениях, процессах, понятиях и фактах, предметах и лицах независимо от формы представления.

Телекоммуникационные системы - это комплекс технических средств, обеспечивающих электрическую связь (электросвязь) определенного типа.

В приведенном определении есть ключевые слова «связь» и «электросвязь». Что же это такое?

Связь (communication) - обмен информацией или пересылка информации с помощью средств, функционирующих в соответствии с согласованными правилами (называемыми в конкретных условиях протоколами).

Международная конвенция по электросвязи определила «электросвязь» (Найроби, 1982 год) как «...передачу, получение и прием знаков, сигналов, письменного текста, изображения и звуков или сообщений любого рода по проводной, радио и оптической или другим электромагнитным системам...».

В «Основных положениях развития ВСС РФ» электросвязи дается такое определение: электросвязь (telecommunication) - передача или прием знаков, сигналов, текстов, изображений, звуков по проводной, оптической или другим электромагнитным системам. Это определение может быть выражено в такой форме: электросвязь - это передача и прием сообщений с помощью сигналов электросвязи по проводной, радио, оптической или другим средам распространения.

Вышеприведенные определения содержат знаковые слова: сообщение, сигнал, сигнал электросвязи. А это что такое?

Сообщение - форма представления информации для передачи ее от источника информации к потребителю. Применительно к сфере телекоммуникаций сообщение - это информация, передаваемая с помощью электромагнитных сигналов средствами электросвязи. Примеры сообщений: текст телеграммы, речь, музыка, фототелеграмма-факс, телевизионное изображение, данные с выхода вычислительных машин, команды в системах телеуправления и телеконтроля и др.

Сигнал - материальный носитель или физический процесс, отражающий (несущий) передаваемое сообщение.

Классификация сигналов может быть самой разнообразной, но особый интерес представляют электрические сигналы, называемые сигналами электросвязи и представляющие электрические напряжения или токи, изменение параметров которых во времени отражает передаваемое сообщение.

К электрическим сигналам относятся: телефонные, телеграфные, факсимильные сигналы, сигналы передачи данных, сигналы телевизионного и звукового вещания, сигналы телеконтроля и телеуправления.

С понятием телекоммуникационные системы тесно связано понятие телекоммуникационные сети, представляющие совокупность пунктов, узлов и линий (каналов, трактов) их соединяющих.

Телекоммуникационные системы и телекоммуникационные сети, взаимодействуя друг с другом, образуют систему электросвязи - комплекс технических средств, обеспечивающих электросвязь определенного вида.

Классификация систем электросвязи весьма разнообразна, но в основном определяется видами передаваемых сообщений, средой распространения электрических сигналов (рис. 1) и способами распределения информации: коммутируемые или некоммутируемые сети передачи сообщений.

Телекоммуникационные системы и сети представляют совокупность технических средств, осуществляющих следующие операции при передаче сообщения от источника к получателю:

  • преобразование сообщения, поступающего от источника сооб­щения (ИС) в сигнал электросвязи;

  • преобразование сигналов электросвязи в форму, удобную для передачи и получателя сообщения (ПС);

  • сопряжение сигналов электросвязи с каналами передачи и стан­циями коммутации (СК), установленных в оконечных пунктах (ОП) или узлах связи (УС).

Рис. 1. Классификация систем электросвязи по видам передаваемых сообщений и среды распространения

Обобщенная структурная схема взаимодействия телекоммуникационных систем и сетей представлена на рис. 2, где приняты следующие обозначения:

ИС - источник сообщения (информации); ПР1 - преобразователь сообщения в электрический сигнал, называемый первичным электрическим сигналом (в дальнейшем просто «первичный сигнал»); СК - станция коммутации, представляющая совокупность коммута­ционной и управляющей аппаратуры, обеспечивающей установление различного вида соединений (местные, междугородные, международные, входящие, исходящие и транзитные) и реализующей определенный метод коммутации (коммутация каналов, коммутация сообщений или коммутация пакетов); ОС1 - оборудование сопряжения, осуществляющее преобразование первичных сигналов в линейные электрические сигналы, физические характеристики которых согласуются с параметрами передачи среды распространения - СР; ОС-1 - оборудование сопряжения, осуществляющее преобразование линейных электрических сигналов в исходные первичные сигналы; ПР-1 - преобразователь первичного сигнала в сообщение; ПС - получатель сообщения.

Рис. 2. Взаимодействие телекоммуникационных систем и сетей

Комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу первичного сигнала в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи между сетевыми станциями или сетевыми узлами, называется каналом передачи.

Линейные сигналы при прохождении по среде распространения испытывают ослабление (затухание), подвергаются различного рода искажениям и помехам. Для устранения влияния этих факторов на качество передачи сигналов, через определенные расстояния в зависимости от вида системы передачи устанавливаются усилители, регенераторы или ретрансляторы, которые вместе со средой распространения образуют линейный тракт системы передачи.

СИГНАЛЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ И МЕТОДЫ ИХ ОПИСАНИЯ

Уровни передачи

Электросвязь предназначается для передачи сообщений посредством электрических сигналов. В общем случае сообщением является совокупность сведений о состоянии какого-либо материального объекта, поэтому в пункте передачи посредством оконечного (абонентского) аппарата должен быть сформирован электрический сигнал, называемый первичным и соответствующий данному сообщению. В пункте приема абонентский аппарат осуществляет обратный процесс — в соответствии с принятым первичным сигналом формирует сообщение. Так, при передаче сигналов звукового вещания сообщением является изменение звукового давления, оконечным аппаратом передачи - микрофон, а приема - громкоговоритель.

Электрические сигналы количественно можно характеризовать мощностью, напряжением и (или) током. Однако в технике электросвязи принято пользоваться логарифмическими характеристиками (уровнями передачи), что позволяет существенно упростить многие расчеты. Уровни передачи, вычисленные посредством десятичных логарифмов, называются децибелами (дБ), а посредством натуральных - неперами (Нп). В настоящее время принято пользоваться децибелами.

Уровни передачи по мощности, напряжению и току определяются соответственно по формулам

рм = 10 lg (Рх / Р0), ри = 20 lg (Uх / U0), рТ = 20 lg (Ix/ I0),

где Рх, Uх, Ix -величины мощности, напряжения и тока в рассматриваемой точке х; Р0, U0, I0 – величины, принятые за исход­ные. Если известны значения сопротивлений Zх и Z0 на которых выделяются мощности Рх и Р0, то на основании известного соотношения Р=U2/|Z| = I2/|Z| между уровнями передачи по мощности, напряжению и току могут быть найдены зависимости:

Очевидно, что при | Zх| = | Z0| уровни pм= pн = pТ.

Если за исходные величины мощности, напряжения и тока приняты соответственно Р0=1мВт (мВА), U0= 0,7746В и I0=1,291мА, то вычисленные уровни называют абсолютными и обозначают дБм, дБн и дБт. Заметим, что указанные значения U0 и I0 получены в предположении, что Р0=1мВА выделяется на сопротивлении |Z0|=600 Ом.

При подаче на вход исправного и отрегулированного тракта синусоидального сигнала с абсолютным уровнем и частотой, рекомендованными для измерения этого тракта, в точках тракта устанавливаются абсолютные уровни, которые называются измерительными. Измерительные уровни содержатся в техническом паспорте тракта и удобны при проверке и настройке последнего.

Иногда в качестве исходных величин принимают значения Рн, Iн, Uн, установленные в начале тракта или в точке, принятой условно за начало. Тогда вычисленные уровни

рм0 = 10 lg (Рx/Рн), рн0 = 20 lg (Uх/Uн), рт0 = 20 lg (Ix/I0)

называют относительными и обозначают дБом, дБон и дБот соответственно. Эти уровни широко используют при измерениях передаточных характеристик трактов, поскольку их значения оказываются численно равными усилению по мощности, напряжению или току участка тракта от начала до данной точки. Очевидно, что отрицательные значения уровней при этом будут соответствовать не усилению, а затуханию данного участка.

При нормировании величин сигналов и помех в каналах и трактах используется понятие точки нулевого относительного уровня по мощности (ТНОУ). Абсолютный уровень рм0, определенный в ТНОУ, обозначается как дБмО. Для перехода от уровня сигнала рм0 к уровню по мощности рм в данной точке тракта пользуются соотношением рм = рм0 + рм.изм где рм.изм - измерительный уровень по мощности в данной точке тракта.

studfiles.net

1.1.6 Телекоммуникационные системы и сети. Классификация телекоммуникационных сетей

Телекоммуникация это связь на расстоянии (лат.).

Сектор по стандартизации телекоммуникаций Международного Союза Электросвязи (Telecommunications Standardization Sector of International Telecоmmunications Union, ITU-T) в Рекомендациях І.110, 112 определяет термин «телекоммуникация» (Telecommunication) как совокупность средств, обеспечивающих перенос информации, представленной в требуемой форме, на значительное расстояние посредством распространения сигналов в одной из сред (меди, оптическом волокне, воздухе (вакууме)) или совокупности сред.

Телекоммуникационная система  это комплекс технических средств, обеспечивающих электрическую связь (электросвязь) определенного типа.

В приведенном определении есть ключевое слово «электросвязь». Что же это такое?

Электросвязь (telecommunication) - передача или прием знаков, сигналов, текстов, изображений, звуков по проводной, оптической или другим электромагнитным системам (ГОСТ Р 53801-2010).

С понятием телекоммуникационные системы тесно связано понятие телекоммуникационные сети

Телекоммуникационная сеть (сеть электросвязи)  это технологическая система, включающая в себя средства связи и линии связи и предназначенная для электросвязи (ГОСТ Р 53801-2010).

Продукт функционирования системы электросвязи по приему, обработке, передаче и доставке сообщений принято определять как услугу электросвязи (телекоммуникационную услугу).

Здесь следует отметить, что любое физическое или юридическое лицо, заказывающее и/или использующее услуги электросвязи, называется пользователем (услугами электросвязи) (ГОСТ Р 53801-2010).

Термин «абонент» является более узким и применяется для обозначения только тех физических или юридических лиц, с которыми заключен договор об оказании ему услуг связи при выделении для этих целей абонентского телефонного номера или уникального кода идентификации (ГОСТ Р 53801-2010).

Форма связи  способ передачи сообщений в сети, который характеризуется принципом преобразования сообщения в сигнал и типом коммуникаций.

В зависимости от формы связи телекоммуникационные системы можно разделить на системы телефонной связи, системы факсимильной связи, системы телевизионного вещания, системы телеграфной связи, системы передачи данных и т. п.

С учетом физической среды передачи системы связи подразделяются на системы кабельной связи и системы оптической связи, объединяемые общим названием системы проводной связи и системы беспроводной связи, где для передачи сигналов используется земная атмосфера и/или космическое пространство.

В зависимости от вида передаваемых данных телекоммуникационные сети делятся на:

- аналоговые сети;

- цифровые сети.

К современным телекоммуникационным сетям предъявляются два основных требования:

 интеграция  возможность передачи в сети данных разных типов (неоднородного трафика), предъявляющих разные требования к качеству передачи;

 высокие скорости передачи за счет использования широкополосных каналов связи (построения широкополосных сетей передачи данных).

studfiles.net

1.2. Телекоммуникационные системы и службы:

Определения телекоммуникационных служб и систем следующие:

Телекоммуникационные системы – это совокупность технических средств, предназначенных для передачи того или другого вида информации на расстояние.

Телекоммуникационные службы – это комплекс средств, обеспечивающий представление пользователям услуг связи.

Таким образом, система предполагает объединение в единое целое различных технических устройств (кабельных, радиорелейных и др. линий связи, коммутационного оборудования телефонных станций, составляющих сети связи и оконечного оборудования, подключаемого к этим сетям, – телефонных, телеграфных, факсимильных аппаратов, модемов и пр.). Службы, используя эти системы, предоставляют пользователю необходимые ему услуги: возможность осуществления телефонных разговоров, передачу данных и др.

В настоящее время в РФ действуют:

  • Телефонные службы.

  • Телеграфные службы.

  • Службы передачи данных.

  • Факсимильные службы.

  • Голосовая почта.

Телефон и телеграф, как наиболее традиционные способы передачи информации на расстоянии не требуют дополнительных комментариев. Необходимо отметить только наблюдающееся в настоящее время снижение популярности у населения телеграфной службы и все большее развитие служб передачи данных, которые, осуществляя, так же как и телеграф, передачу буквенно-цифровых сообщений имеют более низкую себестоимость услуги. Активно развивается и сектор негосударственных операторов связи, примером которого могут быть компании, предоставляющие услуги сотовой телефонной связи и дополнительные сервисы, связанные с передачей буквенно-цифровой и графической информации на сотовые телефоны. Таким образом, приведенное выше деление сферы телекоммуникационных услуг на различные службы по виду передаваемой информации становится все более условным и все большее распространение находит классификация телекоммуникационных систем и служб, основанная на эталонной модели взаимодействия открытых систем.

1.3. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем.

Приведенный выше перечень служб электросвязи характеризует разнообразие услуг предоставляемых в настоящее время операторами связи. Еще большим может стать перечень телекоммуникационных систем, которые используются для предоставления этих услуг. Большинство телекоммуникационных можно рассматривать как системы открытые,то есть системы, к которым в любое время возможно присоединение новых пользователей и систем. Приведем еще одно базовое для телекоммуникаций определение:

Под термином «открытая система» подразумевается система, которая может взаимодействовать с любой другой системой, удовлетворяющей требованиям открытой системы.

По каким же критериям формируются эти «требования открытой системы»? Чтобы выделить общее в большом разнообразии частных реализаций, встречающихся сегодня не рынка телекоммуникационных систем, необходимо было преложить некоторую эталонную или базовую модель открытой системы (OSI – Open Systems Interconnection) и в 1983 г. в качестве эталонной модели Международной организацией по стандартизации (ISO – International Standards Organization) утверждена семиуровневая модель, в которой все процессы, реализуемые открытой системой, разбиты на взаимно подчиненные уровни. Уровень с меньшим номером представляет услуги смежному с ним верхнему уровню и пользуется для этого услугами смежного с ним нижнего уровня. Самый верхний (7) уровень лишь потребляет услуги, а самый нижний (1) только их предоставляет.

Уровень 0 связан с физической средой - передатчиком сигнала и хотя он формально не включается в схему модели OSI, он упоминается во многих источниках как необходимый для классификации системы уровень. Этот уровень характеризует среду распространения сигнала, через которую происходит соединение оконечных устройств телекоммуникационной системы: кабели, радиолинии, оптические линии и т.д. Этот уровень ничего и не описывает, только указывает на среду. Именно поэтому он и не включен в модель, хотя и важен для классификации телекоммуникационной системы.

Уровень 1 - физический. Характеризует физические аспекты передачи информации по линии связи: напряжения, частоты, природу передающей среды и пр. Этот уровень модели характеризует протоколы передачи информации, обеспечивающие поддержание связи и прием-передачу информационного потока. Безошибочность передачи сообщений при этом желательна, но не требуется.

Уровень 2 - канальный. Модель этого уровня описывает формирование блоков данных (кадров (frame) или информационных пакетов) и управление доступом к среде распространения. При этом должна обеспечиваться безошибочная передача блоков данных через среду распространения, определенную на первом уровне. Этот уровень модели должен определять начало и конец кадра в битовом потоке. На этом уровне описываются методы формирования из данных, передаваемых физическим уровнем, кадров или последовательностей, включения процедур проверки наличия ошибок и их исправления. При описании телекоммуникационной системы на этом уровне оперирует такими элементами, как битовые последовательности, методы кодирования, маркеры. Здесь же должны быть описаны механизмы ответственные за правильную передачу данных (пакетов) на участках между непосредственно связанными элементами сети. В виду его сложности, канальный уровень подразделяется на два подуровня: MAC (Medium Access Control) - Управление доступом к среде и LLC (Logical Link Control) - Управление логической связью (каналом). Уровень MAC управляет доступом к системе и управлением телекоммуникационной сетью. Уровень LLC, действующий над уровнем MAC, определяет методы посылки и получения информации.

Уровень 3 - сетевой.   На этом уровне модели описывается маршрутизация в сети и управление потоками данных. Третий уровень пользуется возможностями, предоставляемыми ему уровнем 2, для обеспечения связи двух любых точек в сети. Сеть может иметь много линий связи, или множество совместно работающих сетей, что требует маршрутизации, т.е. определения пути, по которому следует пересылать данные. Для правильной маршрутизации информации в пакеты данных добавляются сетевые адреса. Стандарты сетевого уровня определяют правила задания адресов и способы работы системы по обработке адресной информации. Основной функцией телекоммуникационного оборудования на этом уровне является выборка информации из источника, преобразование ее в пакеты и правильная передача в точку назначения. Есть два принципиально различных способа работы сетевого уровня. Первый - это метод виртуальных каналов. Он состоит в том, что канал связи устанавливается при вызове (начале сеанса (session) связи), по нему передается информация, и по окончании передачи канал закрывается (уничтожается). Передача пакетов происходит с сохранением исходной последовательности, даже если пакеты пересылаются по различным физическим маршрутам, т.е. виртуальный канал динамически перенаправляется. При этом пакеты данных не включают адрес пункта назначения, т.к. он определяется во время установления связи.

Второй - метод дейтаграмм . Дейтаграммы - независимые , они включают всю необходимую для их пересылки информацию. В то время, как первый метод предоставляет следующему уровню (уровню 4) надежный канал передачи данных, свободный от искажений (ошибок) и правильно доставляющий пакеты в пункт назначения, второй метод требует от следующего уровня работы над ошибками и проверки доставки нужному адресату.

Уровень 4 - транспортный. На этом уровне модели регламентируется пересылка пакетов сообщений между процессами, выполняемыми на компьютерах сети, обеспечивается взаимодействие удаленных процессов. Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. На этом уровне определяются правила контроля на сквозной основе потока данных, проходящего по маршруту, определенному третьим уровнем: правильность передачи блоков данных, правильность доставки в нужный пункт назначения, их комплектность, сохранность, порядок следования, определяются алгоритмы сбора информации из блоков (пакетов) в ее прежний вид. Транспортный уровень скрывает от всех высших уровней любые детали и проблемы передачи данных, обеспечивает стандартное взаимодействие лежащего над ним уровня с приемом-передачей информации независимо от конкретной технической реализации этой передачи.

Уровень 5 - сеансовый. Главное назначение этого уровня модели – описание правил поддержки диалога между удаленными процессами. На этом уровне координируется взаимодействие пользователей: установление связи, восстановление аварийно оконченных сеансов. На этом уровне компьютерные имена преобразуются в числовые адреса, и наоборот. При этом управление происходит не техническими параметрами телекоммуникационных устройств, а процессами в сети.

Уровень 6 - уровень представления данных (или представительский уровень). Этот уровень имеет дело с синтаксисом и семантикой передаваемой информации, т.е. здесь устанавливается взаимопонимание двух сообщающихся компьютеров относительно того, как они представляют и понимают по получении передаваемую информацию. Здесь решаются, например, такие задачи, как перекодировка текстовой информации и изображений, сжатие и распаковка, поддержка сетевых файловых систем (NFS), абстрактных структур данных и т.д.

Уровень 7 - прикладной. Обеспечивает интерфейс между пользователем и сетью, делает доступными для человека всевозможные услуги. На этом уровне реализуется, по крайней мере, пять прикладных служб: передача файлов, удаленный терминальный доступ, электронная передача сообщений, служба справочника и управление сетью. На этом уровне модель описывает способы представления пользователю переданной и обработанной информации.

Основная идея модели OSI заключается в том, что на каждом уровне модели описывается лишь группа взаимосвязанных задач, в результате чего сложная общая задача передачи информации расчленяется на более простые в анализе задачи.

Необходимые соглашения для связи уровней называются протоколами. В общем виде протокол передачи данных требует наличия информации, позволяющей решать такие задачи как:

  1. Синхронизация информационных потоков;

  2. Инициализация;

  3. Блокирование;

  4. Адресация;

  5. Обнаружение ошибок;

  6. Нумерация блоков;

  7. Управление потоком данных;

  8. Методы восстановления;

  9. Разрешение доступа.

Протоколы отдельных уровней требуют описания лишь части этих задач, а не всей их совокупности.

Таким образом, эталонная модель взаимодействия открытых систем – удобное средство для распараллеливания разработки стандартов. Она определяет лишь концепцию построения и взаимодействия стандартов между собой и может служить базой для стандартизации в различных сферах передачи, хранения и обработки информации.

1.4. Вычислительные сети.

Вычислительные сети, позволяющие осуществлять целый спектр телекоммуникационных услуг ориентированных на осуществление массовых коммуникации, представляют наибольший интерес для специалистов в области связей с общественностью. Исходя из этого, рассмотрим ряд базовых положений теории вычислительных сетей.

studfiles.net

Многоканальные телекоммуникационные системы: особенности специальности

Важной сферой деятельности человека является информационная инфраструктура, благодаря чему развивается множество необходимых сфер. Сначала для этого использовалась телеграфная сеть, после чего стали появляться телефоны, радио, телевидение, компьютер. Любые сведения, созданные в электронном виде, могут поступить до места назначения без специалиста.

Связь субъектов страны, международная связь работает на основе многоканальных телекоммуникационных систем. Для этого применяются аналоговые и цифровые устройства. С их помощью передается аудио, видео, мультимедиа. Поэтому людям доступен выход в Интернет, сотовая связь и множество других услуг. Именно для этого необходимо подготавливать специалистов для работы в этой сфере.

Особенности профессии

Если выпускник закончит обучение по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы», кем работать ему? Можно устраиваться на предприятия по вакансии «техник». В обязанности сотрудника входит обеспечение определенной территории связью, телевидением, радиовещанием.

Техник работает с каналами связи, что требуется для функционирования систем передачи. Выполняется реконструкция линий и установка новейшего оборудования. Главное место в техническом оснащении имеет волоконно-оптическая технология, с помощью которой происходит увеличение скорости передачи, качества сети.

Профессии «многоканальные телекоммуникационные системы» будущих специалистов обучают с помощью прикладных дисциплин. Им нужно разбираться в установке и эксплуатации кабельных и цифровых систем передачи данных.

На лекциях изучаются технологии программно-аппаратного шифрования данных для защиты информации. С повышенным профилем подготовки требуется освоение учебной программы управленской деятельности и менеджмента организации. По специальности «многоканальные телекоммуникационные системы» обучают колледжи и институты различных городов России.

Что умеют выпускники?

Специалистами должна производиться эксплуатация многоканальных телекоммуникационных систем. Обязательна работа по информационной безопасности сетей. Важной деятельностью является участие в проведении производственной работы организации.

Сотрудники выполняют работу нескольких должностей служащих. Они производят конвергенцию технологий и сервисов систем электросвязи. Одной из главных сфер является продвижение услуг сетей. Если выпускник окончил обучение по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы», кем работать ему и где? Техники требуются в государственных и коммерческих предприятиях.

Техники производят монтаж и обслуживание кабелей связи. Обязателен мониторинг и диагностика систем. Работниками осуществляется устранение последствий аварий и дефектов оборудования, определяются способы восстановления функционирования.

На предприятиях техники осуществляют измерения показателей оборудования. Ими производится установка и профессиональное обслуживание компьютерных сетей. Работник берет в обязанность производство администрирования сетевого оборудования, установки, настройки доступа.

Техник взаимодействует с сетевыми протоколами. Он следит за функционированием оборудования сетей. В профессиональной деятельности им применяются проверенные средства защиты информации. К прочим обязанностям относят:

  • анализ работы систем для выявления неполадок;
  • обеспечение безопасного администрирования;
  • участие в планировании работы;
  • мониторинг новых систем;
  • проведение маркетинговых исследований.

Профессионалы строят и эксплуатируют системы передачи информации, функционируют на автоматических станциях. Выпускники по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы» заняты в линейно-аппаратных цехах, радиорелейных отделах, центрах связи. Техник получает необходимые навыки.

Заработная плата и перспективы

Если выпускник получил специальность «многоканальные телекоммуникационные системы», зарплата сначала у него будет около 20 000 рублей. При этом работник должен знать и уметь выполнять монтаж и подключение телефонного оборудования, настраивать мини-АТС, Интернет.

Сотруднику необходимо постоянно совершенствоваться, повышая уровень знаний и умений. Такой работник всегда будет востребованным, что позволит увеличить личные доходы. Для получения большого заработка необходимо иметь богатый опыт в обслуживании систем связи, монтаже оборудования, формировании документации. Работать можно в профильных государственных и коммерческих предприятиях.

fb.ru

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, КАНАЛЫ СВЯЗИ И КОММУНИКАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Телекоммуникационная система представляет собой распределенную сеть, объединяющую традиционные сети передачи данных с передачей сообщений в цифровой форме и телефонные сети с передачей сообщений в аналоговой форме, предназначенную для передачи между абонентами трафика различной природы, с различными вероятностно-временными характеристиками. Основной функцией телекоммуникационных систем, поддерживающих работу компьютерных сетей, является организация оперативного и надежного обмена данными между абонентами. Главный показатель эффективности функционирования телекоммуникационных систем – время доставки сообщений - определяется рядом факторов:

· структурой сети связи;

· пропускной способностью линий связи;

· способами соединения каналов связи между абонентами;

· используемыми протоколами информационного обмена;

· методами доступа абонентов к передающей среде;

· методами маршрутизации пакетов и др.

В целом на телекоммуникационную систему возлагается выполнение ряда задач связанных с обеспечением пользовательского трафика:

· согласование форматов сообщений (сигналов) передаваемых через различные каналы системы;

· синхронизацию работы каналов;

· коммутацию (каналов, сообщений, пакетов);

· маршрутизацию (сообщений, пакетов);

· обеспечение требуемого уровня помехозащищенности и др.

Соответственно, все аппаратные и программные средства, обеспечивающие решение этих задач, являются частью телекоммуникационной системы.

Для телекоммуникационных систем характерен ряд специфических особенностей:

· разнотипность применяемых каналов связи – от телефонных до спутниковых;

· ограниченность числа каналов между абонентами, которые можно использовать для передачи различного рода сообщений;

· различные уровни пропускной способности доступных каналов связи.

Одним из важнейших факторов, определяющим возможности телекоммуникационных систем и компьютерных сетей в целом, являются технические характеристики каналов связи. Канал связи (передачи данных) состоит из линии связи и используемой на обеих сторонах линии аппаратуры передачи данных. Линия связи представляет собой физическую среду, через которую с помощью сигналов осуществляется передача данных. Для передачи большого трафика на значительные расстояния широкое применение находят спутниковые, радиорелейные, кабельные и оптоволоконные каналы связи. В целом телекоммуникационная система может быть представлена в виде совокупности связанных с помощью специализированного коммуникационного оборудования каналов связи.

Для оценивания свойств каналов связи и коммуникационной сети используют ряд характеристик:

· скорость передачи данных по каналу связи (измеряется в бит/с);

· пропускную способность канала связи (измеряется количеством передаваемых символов за секунду);

· достоверность передачи данных (измеряется количеством ошибок на один переданный знак);

· надежность (измеряется средним временем безотказной работы в часах).

В зависимости от вида используемых линий связи каналы подразделяются на проводные и беспроводные. К беспроводным каналам относят: спутниковые, инфракрасные, радиорелейные и другие каналы связи. В проводных каналах используют телефонные линии, различного рода кабели для передачи электрических и оптических сигналов.

Появление спутниковых сетей связи (первый спутник связи запущен в 1958 году) сравнимо по значимости с изобретением телефона. В настоящее время спутники связи выводятся на геостационарные орбиты, при этом они постоянно находятся над определенными участками поверхности Земли. К преимуществам спутниковой связи относятся: большая пропускная способность, обусловленная работой в широком диапазоне гигагерцовых частот; обеспечение связи между узлами (станциями), расположенными на большом расстоянии друг от друга; независимость оплаты трафика от расстояния (стоимость определяется временем работы или объемом трафика). В то же время при использовании спутниковой связи необходимо предпринимать меры повышенной информационной безопасности, исключающие возможность перехвата передаваемых сообщений, имеет место задержка сигнала при приеме из-за больших расстояний, возможно временное ухудшение качества связи из-за воздействия атмосферных явлений.

Различают выделенные некоммутируемые каналы связи и каналы связи с коммутацией на время передачи данных по этим каналам.

При использовании выделенных каналовсвязи приемопередающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передаче информации и более высокое качество связи. Однако, из-за сравнительно больших расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается только при условии высокой загрузки каналов.

Для коммутируемых каналов, создаваемых только на время передачи определенного объема данных, характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость при малом объеме трафика. Недостатки таких каналов: потери времени на коммутацию (на установление связи между абонентами), возможность блокировки передачи из-за занятости отдельных участков линии связи, пониженное качество передачи, большая стоимость при значительном объеме трафика.

В зависимости от методов установления соединения между узлами различают сети с коммутацией каналов, коммутацией сообщений и коммутацией пакетов.

В сетях с коммутацией каналовна время передачи сообщений из отдельных участков (каналов) формируется единый, сквозной канал между двумя абонентами. Сеанс связи складывается из трех фаз: установление соединения путем последовательного наращивания подключенных участков, передача данных по сигналу готовности сквозного канала к передаче, разъединение соединения. Характерным примером системы с коммутацией каналов является междугородняя телефонная связь, обеспечивающая сквозной телефонный канал между абонентами независимо от их месторасположения. Главным преимуществом сетей с коммутацией каналов является возможность работы в диалоговом режиме и в реальном масштабе времени. К недостаткам относятся: большое время на установление сквозного канала из-за возможного ожидания освобождения отдельных участков, ограничение скорости передачи возможностями наименее скоростного участка, возможность захвата канала одним абонентом на значительный временной промежуток.

В сетях с коммутацией сообщений отсутствует необходимость в формировании сквозного канала. Такой метод передачи реализует технологию “запомнить и послать”. Каждое передаваемое сообщение (единичный объект) последовательно перемещается между узлами коммутации через соединяющие их каналы связи в направлении получателя. При занятости очередного требуемого для передачи сообщения канала связи сообщение целиком сохраняется в памяти узла до момента освобождения канала связи. Таким образом, время передачи сообщения от одного абонента другому определяется не только пропускной способностью отдельных используемых каналов связи, но и возможно временем ожидания в очередях некоторых узлов коммутации. Для метода помимо отсутствия необходимости создания временного сквозного канала характерно формирование маршрутов передачи из отдельных участков с различной пропускной способностью, реализация различных схем обслуживания с учетом уровня приоритетов. Однако при этом критичное значение для системы в целом имеют технические характеристики и состояние оборудования узла коммутации (в частности коммутатора).

Сети с коммутацией пакетов развивают метод коммутации сообщений, позволяя достичь более высокой пропускной способности сети и повысить эффективность использования сетевых ресурсов. Метод коммутации пакетов предполагает разделение исходного сообщения на ряд частей, каждая из которых формирует отдельный пакет. Помимо собственных передаваемых данных в каждом пакете размещается дополнительная служебная информация, включающая адреса получателя и отправителя, порядковый номер пакета в рамках одного сообщения, контрольные данные. Каждый принимающий пакет узел контролирует пакет на наличие ошибок и в случае их обнаружения выдает запрос на повторную передачу этого пакета. В общем случае различные пакеты, содержащие части одного сообщения, могут быть доставлены получателю по различным маршрутам (режим альтернативной маршрутизации, позволяющий обходить поврежденные или занятые узлы связи и каналы). Ввод в сеть чрезмерно большого количества пакетов приводит к росту задержек их передачи и снижению производительности сети.

В целом метод коммутации пакетов в сравнении с другими методами обеспечивает наименьшую задержку передаваемых сообщений при наибольшей пропускной способности сети.

В каналах связи используется три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный. Симплексный режим используется для передачи данных только в одном направлении. Характерным примером организации симплексного канала является система телевизионного вещания (от излучающей антенны телевизионного центра к принимающей антенне абонента). Полудуплексный режим обеспечивает возможность передачи сообщений в обоих направлениях, но в любой момент времени всегда только в одном направлении. Полудуплексный режим обмена сообщениями характерен для нормального протекания экзамена, когда вопросы одной стороны сопровождаются последующими ответами другой стороны. Дуплексный режим обеспечивает одновременную передачу сообщений в обоих направлениях. Фактически дуплексный канал представляет собой два разнонаправленных симплексных канала между двумя узлами сети. Дуплексный режим широко используется при передаче сообщений как в локальных, так и в глобальных сетях, обеспечивая эффективное использование ЭВМ и каналов связи.

Для сопряжения компьютеров с каналами связи необходимы специализированные устройства – сетевые адаптеры. Они позволяют согласовать параметры сигналов внутреннего интерфейса компьютеров с параметрами сигналов, используемых в каналах связи определенного типа. При этом обеспечивается как физическое согласование по форме, уровню сигналов, так и на уровне кодирования. Помимо одноканальных адаптеров в сетях широко используют и многоканальные адаптеры – мультиплексоры передачи данных. В сетях со сложной конфигурацией находят применение специализированные интеллектуальные связные процессоры.

При подключении компьютера к телефонной линии функции сетевого адаптера выполняет модем. При увеличении протяженности сети с использованием кабелей применяют повторители, обеспечивающие поддержание формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее по сравнению с типовыми значениями расстояние.

Как и в локальных сетях со сложной структурой, направление сообщений (пакетов) по конкретным каналам связи глобальных сетей осуществляется с помощью маршрутизаторов.

Предыдущая18192021222324252627282930313233Следующая

Дата добавления: 2015-03-07; просмотров: 5311; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

helpiks.org


Смотрите также