3.6 Затухание сигнала передачи данных.

Затухание (attenuation) определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Таким образом, затухание является точкой из амплитудно-частотной характеристики линии. Часто при эксплуатации линии заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по линии сигналов. Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала.

Затухание А обычно измеряется в децибелах (дБ, decibel - dB) и вычисляется по следующей формуле:

А = 10 log₁₀ Р_вых /Р_вх,

где

Р_вых ~ мощность сигнала на выходе линии;

Р_вх - мощность сигнала на входе линии.

Так как мощность выходного сигнала кабеля без промежуточных усилителей всегда меньше, чем мощность входного сигнала, затухание кабеля всегда является отрицательной величиной.

Например, кабель на витой паре категории 5 характеризуется затуханием не ниже -23,6 дБ для частоты 100 МГц при длине кабеля 100 м. Частота 100 МГц выбрана потому, что кабель этой категории предназначен для высокоскоростной передачи данных, сигналы которых имеют значимые гармоники с частотой примерно 100 МГц. Кабель категории 3 предназначен для низкоскоростной передачи данных, поэтому для него определяется затухание на частоте 10 МГц (не ниже -11,5 дБ). Часто оперируют с абсолютными значениями затухания, без указания знака.

Именно затухание сигнала является причиной ограничения длины сегмента передачи данных. В спецификации любого протокола канального уровня указано максимальное расстояние между станциями или ретрансляторами.

Глава 4. Практическая часть. Тестирование протоколов.

Аппаратные и программные средства тестирования:

Клиент: Intel Core i3-4010 1.7GHz CPU, 4Gb RAM, установлен windows 10;

Сервер: Intel Core i5-5200 2.2GHz CPU, 8Gb RAM, установлен windows 10;

Модемы: ZyXEL P-700;

Маршрутизаторы Cisco 1841, Cisco 2811;

Программа, эмулирующая работу клиента и сервера - Mikrotik bandwidth test v0.1

4.1 Fast Ethernet

Описание тестового стенда:

Сервер и клиент соединены между собой кабелем витой пары.

4.2 Frame relay, HDLC

Описание тестового стенда:

Сервер и клиент соединены с маршрутизаторами кабелем витой пары. Маршрутизаторы соединены друг с другом каналом E1.

4.3 SHDSL

Описание тестового стенда:

Сервер и клиент соединены с модемами кабелем витой пары. Модемы соединены друг с другом парой медных проводников.

2.4 Тестирование

Типы тестов:

Мониторинг скорости передачи данных без дополнительной нагрузки сети при максимальном и минимальном размере передаваемого пакета.

Название протокола	Номинальная пропускная способность при максимальном размере передаваемого пакета			Номинальная пропускная способность при минимальном размере передаваемого пакета			Пропускная способность при загруженной среде передачи данных
	Чтение	Запись	Чтение		Запись	Чтение		Запись
Fast Ethernet	95 мбит/с	88 мбит/с	68 мбит/с		14 мбит/с	58 мбит/с		350 кбит/с
HDLC	163 кбит/с	58 кбит/с	118 кбит/с		57 кбит/с	35 кбит/с		9 кбит/с
SHDLS	9.7 мбит/с	9.7 кбит/с	9.6 мбит/с		6.5 кбит/с	9.4 мбит/с		9.4 кбит/с

Мониторинг скорости передачи данных при дополнительной нагрузке на сеть.

Как видно из таблицы, самым производительным протоколом является Fast Ethernet. Однако это не означает бесполезность остальных протоколов канального уровня. Это подтверждают данные следующей таблицы:

Название протокола	Помехоустойчивость (BER)	Максимальная длина сегмента сети(м)
Fast Ethernet		100
HDLC		3000
SHDLS		5460

Из этой таблицы видно, что Ethernet является самым помехоустойчивым протоколом из тестируемых. Но эту технологию можно применять только при передаче данных на относительно короткие расстояния. В отличии от SHDLS и всего семейства xDLS, при использовании которого можно прокладывать куда более длинные сетевые соединения.

Если исходить из проведённого тестирования, то можно сделать вывод, что протокол HDLC на сегодняшний день является неактуальным. Так можно сказать про все протоколы используемые на каналах передачи данных стандарта E1. Однако многое сетевое оборудование, например, IP-телефоны всё ещё используют для передачи данных сетевые каналы стандарта E1.