3.2. Как осуществляется передача данных по каналу связи, соединяющему два соседних узла сети?

Кратко термин данные определяет единицы, передающие зна­чение или смысл. Непрерывные (аналоговые) данные имеют не­прерывно изменяемые в некотором интервале времени значения. В качестве примеров аналоговых данных можно привести изме­няющийся во времени звук или изменяющееся изображение, а также информацию, собираемую о температуре и давлении с помощью различных датчиков. Дискретные данные имеют диск­ретные значения. Их примерами могут служить текст и числа.

В системах связи данные передаются из одной точки в другую с помощью электрических сигналов. Аналоговый сигнал является постоянно изменяющейся электромагнитной волной, которая в зависимости от ее частоты может передаваться в различных средах. Примерами таких сред могут служить обычный провод, витая пара, коаксиальный кабель, оптико-волоконный кабель, атмос­фера. Дискретный сигнал, в частности, представляет собой после­довательность импульсов напряжения, которая может передаваться по проводу, При этом, уровень постоянного положительного на­пряжения может представлять двоичную 1, а уровень постоянно­го отрицательного напряжения может представлять двоичный 0.

Любые данные (как непрерывные, так и дискретные) могут быть представлены и, следовательно, переданы с помощью как аналоговых, так и дискретных сигналов.

Непрерывные данные могут быть представлены непосредственно электромагнитным сигналом. Лучшим примером этого является простой телефон. Здесь на входе звук преобразуется в электромаг­нитный сигнал, который на выходе с помощью обратной проце­дуры вновь преобразуется в звук.

Дискретные данные также могут быть представлены напря­мую с помощью дискретных сигналов (например, в бинарной форме уровней напряжения), что и используется сегодня в диск­ретных компьютерах. Однако дискретные данные могут быть пред­ставлены и аналоговыми сигналами с помощью такого устрой­ства, как модем (модулятор/демодулятор). Это устройство на вхо­де линии связи преобразует серию бинарных (два уровня) им­пульсов напряжения в аналоговый сигнал путем определенной модуляции его несущей частоты. Формируемый таким образом аналоговый сигнал передается по приемлемой для модулируемой частоты среде (обычно используется полоса частот телефонных линий, предназначенных для передачи речи). На другом конце линии связи аналогичный модем с помощью процедуры демоду­ляции извлекает оригинал дискретных данных в виде последова­тельности импульсов напряжения.

В основе передачи аналоговых сигналов лежит передача непре­ рывного сигнала постоянной частоты, называемого несущим сиг­ налом. Дискретные данные при передаче по аналоговым линиям связи модулируются изменением одной из трех характеристик несущего сигнала: амплитуды, частоты или фазы (или их некото­рой комбинацией).

Основными достоинствами современной цифровой передачи данных по сравнению с традиционной аналоговой являются, во-первых, относительная дешевизна использования дискретных сиг­налов, а во-вторых, их меньшая подверженность воздействию шумов, а следовательно, и большая сопротивляемость к возмож­ному искажению передаваемой информации. Основным же недо­статком цифровой передачи по сравнению с аналоговой является более быстрое затухание сигнала при его движении в передающей среде. Затухание дискретного сигнала усиливается как при увели­чении расстояния, так и при увеличении частоты смены двоич­ных импульсов напряжения.

Для устранения негативных последствий затухания сигналов в дискретных системах передачи данных через определенное рас­стояние используются устройства-повторители, которые, по­лучая затухающий сигнал, полностью восстанавливают содержа­щиеся в нем данные (состоящие из 0 и 1) и передают далее восстановленный и усиленный сигнал. Такая технология выгод­но отличается от использования для борьбы с затуханием сигна­лов в традиционных аналоговых системах передачи данных уст­ройств-усилителей, которые через определенное расстояние уси­ливают передаваемый сигнал. Простое усиление энергии приня­того сигнала увеличивает также и наложенные на него компо­ненты шума. В этом случае, проходя значительное расстояние через каскад усилителей, смысловое содержание сигнала все бо­лее и более теряется. Поэтому современная технология передачи дискретных данных с помощью непрерывных сигналов также использует аналоги устройств-повторителей, которые извлекают из аналогового сигнала дискретные данные, восстанавливая их, а затем генерируют и передают далее новый, «чистый» аналоговый сигнал.