Искусственные среды

По большей части искусственные среды для передачи сигналов представлены проводами и кабелями:

• оптический кабель — делается из стекла и/или пластика и переносит внутри себя световой сигнал;

• кабели, провода с металлическим проводником — железом, медью; примеры: коаксиальный кабель, витая пара и другие;

• углеродное волокно и ткани из углеродных волокон — служат для передачи электрических сигналов.

21) - Организация передачи данных по телефонным каналам. Способы модуляции. Модем.

Среда передачи данных - совокупность линий передачи данных и блоков взаимодействия (т.е. сетевого оборудования, не входящего в станции данных), предназначенных для передачи данных между станциями данных. Среды передачи данных могут быть общего пользования или выделенными для конкретного пользователя.

Линия передачи данных - средства, которые используются в информационных сетях для распространения сигналов в нужном направлении. Примерами линий передачи данных являются коаксиальный кабель, витая пара проводов, световод.

Характеристиками линий передачи данных являются зависимости затухания сигнала от частоты и расстояния. Затухание принято оценивать в децибеллах, 1 дБ = 10*lg(P1/P2), где Р1 и Р2 - мощности сигнала на входе и выходе линии соответственно.

При заданной длине можно говорить о полосе пропускания (полосе частот) линии. Полоса пропускания связана со скоростью передачи информации. Различают бодовую (модуляционную) и информационную скорости. Бодовая скорость измеряется в бодах, т.е. числом изменений дискретного сигнала в единицу времени, а информационная - числом битов информации, переданных в единицу времени. Именно бодовая скорость определяется полосой пропускания линии.

Модуля́ция (лат. modulatio — размеренность, ритмичность) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).

Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.

В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу.

В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией.

Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.

Модулятор в модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала при передаче данных, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет т. н. терминальное оборудование (в его роли может выступать и персональный компьютер).

Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).

22) - Локальные компьютерные сети. Способы объединения компьютеров в сеть. Распределенные компьютерные сети.

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты. Однако перемещение дискеты между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и дает возможность пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также подключенных к сети периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе сервера.

Существует несколько способов подключения компьютера к сети: с помощью кабеля USB, кабеля Ethernet, волоконно-оптического кабеля, беспроводной сети или персональной сети Bluetooth. Ниже будут рассмотрены особенности обеспечения связи между двумя компьютерами с использованием этих средств. Кабель USB Порты USB позволяют подавать питание на определенные устройства и одновременно осуществлять передачу данных. Внутри кабеля USB имеется четыре провода, два из которых предназначены для подачи питания, а другие два - для передачи данных. Во избежание путаницы стандарты USB предусматривают использование разъемов типа A и B и связь компьютеров с помощью кабелей USB обеспечивает сравнительно невысокую скорость передачи данных. Скорость передачи зависит также от качества кабеля, операционной системы, протоколов, сетевых устройств, центрального процессора и других электронных узлов. Кабели Ethernet с прямыми и перекрестными проводниками Для соединения компьютеров в локальных сетях чаще всего используются кабели Ethernet. Ethernet - стандарт связи, предназначенный для локальных сетей. Наиболее часто встречаются кабели Ethernet с прямыми (straight), перекрестными (cross over) и перевернутыми (roll over) соединениями. Кабель с прямыми соединениями предназначен для соединения компьютера с хабом или коммутатором, кабель с перекрестными соединениями используется для соединения двух компьютеров напрямую, а с перевернутыми соединениями - для соединения хабов или коммутаторов. Кабель с перевернутыми соединениями используется также для подключения компьютера к порту консоли маршрутизатора. Персональная сеть (PAN) на базе Bluetooth Персональная беспроводная сеть на базе Bluetooth представляет собой технологию, использующуюся для создания сети Ethernet с применением беспроводной связи с мобильными компьютерами. В такую сеть можно соединить до восьми компьютеров, мобильных устройств, например мобильных телефонов и карманных компьютеров, и т.п. При этом ноутбук со встроенной системой Bluetooth может связываться с компьютером, снабженным внешним портом связи типа Bluetooth. Беспроводная (Wi-Fi) сеть компьютер-компьютер Беспроводную связь возможно осуществлять также по протоколу IEEE Wireless 802.11b/g, который еще называют Wi-Fi или беспроводным Ethernet. Компьютеры, снабженные платами локальной беспроводной сети, получают возможность обмениваться данными с точками доступа. Главными компонентами, используемыми в локальной беспроводной сети, являются беспроводные маршрутизаторы, платы локальной беспроводной сети, точки доступа и т.п. Для настройки настольного компьютера необходимо подсоединить к нему беспроводную точку доступа и далее действовать по инструкции. Волоконно-оптический кабель Волоконно-оптический кабель состоит из нескольких стеклянных волокон, позволяющих передавать данные со скоростью света. Волоконно-оптические кабели обладают большой пропускной способностью и характеризуются скоростью передачи порядка Гбайт/с. Сигналы, передаваемые по волоконно-оптическим кабелям не нуждаются в регенерации. Они очень стойки к воздействию электромагнитных сигналов, возникающих рядом с различными силовыми кабелями, электродвигателями и источниками электромагнитных помех. Технология внедрения волоконно-оптической связи в быту FTTH стала общепринятым стандартом благодаря очень высокой скорости подключения к Интернету - до 100 Мбайт/с и выше.

23) - Интернет, принципы организации сети; основные возможности, предоставляемые пользователям глобальных компьютерных сетей.