Проводная и беспроводная связи. Организация сетей. Проводная и беспроводная передача данных

Передача информации между компьютерами.

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи :

объединение двух рядом расположенных компьютеров посредством специального кабеля ;
передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных, беспроводных или спутниковых линий связи;
объединение компьютеров в компьютерную сеть

Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим - роль пользователя этих ресурсов . В этом случае первый компьютер называется сервером , а второй -клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.

Сервер (англ. serve - обслуживать) - это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечиваетобслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.

Ветвь сети - это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

оконечный узел - расположен в конце только одной ветви;
промежуточный узел - расположен на концах более чем одной ветви;
смежный узел - такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

1. Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

2. Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

3. Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

4. Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

5. Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

6. Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.

Важнейшая характеристика компьютерной сети - её архитектура.

В современном мире, переживающем информационный бум, всё большее значение приобретает проводная связь - телефония и интернет, которая позволяет людям не только общаться друг с другом на огромном расстоянии, но и пересылать за какие-то доли секунды огромные объёмы информации.

Существует несколько типов проводных линий связи :

1. медная витая пара проводов

2. коаксиальный кабель

3. волоконно-оптическая линия связи

Самой распространённой, дешёвой и простой в монтаже и последующем техническом обслуживании является витая пара. Волоконно-оптическая линия связи, напротив, является наиболее сложной и дорогостоящей.

Несмотря на бурное развитие в последние годы всевозможных средств беспроводной связи, таких, как мобильные или спутниковые телефоны, проводная связь, видимо, будет сохранять свои позиции ещё долгое время.

Основными преимуществами проводной связи перед беспроводной являются простота устройства линий связи и стабильность передаваемого сигнала (качество которого, например, практически не зависит от погодных условий).

Прокладка проводных (кабельных) линий связи для предоставления услуг телефонии и интернет, связана со значительными материальными затратами, а также представляет собой весьма трудоёмкий процесс. Однако, несмотря на подобные сложности, инфраструктура проводной связи постоянно обновляется и совершенствуется.

Беспроводные сетевые технологии группируются в три типа, различающиеся по масштабу действия их радиосистем, но все они с успехом применяются в бизнесе.
1. PAN (персональные сети) - короткодействующие, радиусом до 10 м сети, которые связывают ПК и другие устройства - КПК, мобильные телефоны, принтеры и т. п. С помощью таких сетей реализуется простая синхронизация данных, устраняются проблемы с обилием кабелей в офисах, реализуется простой обмен информацией в небольших рабочих группах. Наиболее перспективный стандарт для PAN - это Bluetooth.

2. WLAN (беспроводные локальные сети) - радиус действия до 100 м. С их помощью реализуется беспроводной доступ к групповым ресурсам в здании, университетском кампусе и т. п. Обычно такие сети используются для продолжения проводных корпоративных локальных сетей. В небольших компаниях WLAN могут полностью заменить проводные соединения. Основной стандарт для WLAN - 802.11.

3. WWAN (беспроводные сети широкого действия) - беспроводная связь, которая обеспечивает мобильным пользователям доступ к их корпоративным сетям и Интернету.

На современном этапе развития сетевых технологий, технология беспроводных сетей Wi-Fi является наиболее удобной в условиях требующих мобильность, простоту установки и использования. Wi-Fi (от англ. wirelessfidelity - беспроводная связь) - стандарт широкополосной беспроводной связи, разработанный в 1997г. Как правило, технология Wi-Fi используется для организации беспроводных локальных компьютерных сетей, а также создания так называемых горячих точек высокоскоростного доступа в Интернет.

Будущее развития телекоммуникационных услуг в немалой степени заключается в грамотном сочетании проводной и беспроводной связи, где каждый вид связи будет использоваться там, где это наиболее оптимально.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-03

Bluetooth или Wi-Fi Direct, MHL или Miracast - с помощью этой статьи вы подберете правильное соединение для каждого устройства. CHIP расскажет, какой тип передачи данных лучше выбрать в канкретной ситуации Многие задаются вопросами: как воспроизвести информацию со смартфона на экране телевизора, отправить музыку с планшета на беспроводные колонки и получить доступ к файлам с любого устройства. Существует множество стандартов для соединения телефонов, телевизоров, компьютеров и ресиверов, однако не всегда самый простой выбор оказывается лучшим. Отдельные протоколы, например Miracast, MHL и Wi-Fi Direct, уже присутствуют в некоторых устройствах, но об этом не всем известно. Зачастую они могут облегчить взаимодействие между аппаратами, а в будущем и заменить популярные сегодня способы соединения. Мы расскажем об основных и новейших методах проводной и беспроводной связи и разъясним, какое подключение лучше всего подходит для конкретных целей.

Беспроводная связь

Такие соединения значительно удобнее кабеля, но очень чувствительны к помехам и зачастую работают медленнее.

WLAN и WI-FI Direct

Wi-Fi всегда применяется там, где передача данных по кабелю нежелательна или невозможна (домашняя сеть, публичные хот-споты). Прежде всего, такое подключение необходимо для смартфонов и планшетов, чтобы, к примеру, загружать большие массивы данных из Интернета или получать доступ к файлам на других устройствах той же сети. Как правило, связью между Wi-Fi-гаджетами управляет маршрутизатор, а с помощью расширения Wi-Fi Direct аппараты можно объединить напрямую, как по Bluetooth (соединение Peer-to-Peer). Данный способ является непосредственным конкурентом Bluetooth и, благодаря технологии Miracast на базе Wi-Fi (см. далее), может частично заменить проводные соединения через порты HDMI и USB.

Bluetooth 4.0 и APTX

Из-за небольшой скорости передачи данных Bluetooth используется преимущественно для связи компьютера и периферийных устройств. Важную роль стандарт играет при передаче аудиосигналов. С его помощью можно, например, связать смартфон с гарнитурой, а в сфере домашних развлечений Bluetooth часто используется для потокового воспроизведения музыки с телефона на Bluetooth-колонках через ресивер или напрямую. Начиная с версии 4.0, этот протокол расходует значительно меньше электроэнергии, чем раньше. В сфере High-End, как правило, используются устройства с кодеком aptX, обрабатывающие сигнал максимально точно. В связи с появлением новых технологий Wi-Fi (см.выше)Bluetooth, возможно, канет в Лету.

Miracast

Когда-то компания Apple разработала протокол AirPlay для беспроводной передачи контента с iOS-устройств на телевизоры. Miracast должна стать открытой альтернативой этой технологии. Такие производители, как NVIDIA, Qualcomm, Samsung и LG, заявили о своей поддержке и уже выпустили на рынок первые гаджеты с Miracast, среди которых смартфоны Samsung Galaxy S III и Google Nexus 4. Сертифицированные по стандарту Miracast устройства должны поддерживать Wi-Fi Direct и передавать потоки фильмов с разрешением 1080p. Поскольку скорость передачи у данной технологии слишком мала для разрешения 4K, Miracast не может полноценно заменить интерфейс HDMI. Телевизоров с поддержкой Miracast на данный момент не существует.

NFC

NFC - это беспроводная технология, базирующаяся на чипах RFID и уже используемая во многих целях - например, для безналичной оплаты кредитными картами. Однако этот способ подходит только для простой передачи данных между двумя устройствами на очень коротком расстоянии. Поскольку Google внедрила в версию Android 4.0 NFC-функцию под названием Android Beam, данный протокол широко распространен в первую очередь на устройствах с этой ОС. Тип передаваемых данных не имеет большого значения, однако из-за низкой скорости технология NFC используется преимущественно для обмена файлами и сведениями небольшого объема. Так, можно перекидывать со смартфона на смартфон приложения, веб-ссылки, координаты Google Maps и контакты.

* Данные указаны для стандартных устройств

Телекоммуникационная система.

Телекоммуникационная система – это совокупность аппаратно и программно совместимого оборудования, соединенного в единую систему с целью передачи данных из одного места в другое. Телекоммуникационная система способна передавать текстовую, графическую, голосовую или видеоинформацию.

Ниже перечислены основные компоненты телекоммуникационной системы:

1. Серверы, хранящие и обрабатывающие информацию.

2. Рабочие станции и пользовательские ПК, служащие для ввода запросов к базам данных, получения и обработки результатов запросов и выполнения других задач конечных пользователей информационных систем.

3. Коммуникационные каналы – линии связи, по которым данные передаются между отправителем и получателем информации. Коммуникационные каналы используют различные типысреды передачи данных: телефонные линии, волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель, беспроводные и другие каналы связи.

4. Активное оборудование – модемы, сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы и проч. Эти устройства необходимы для передачи и приема данных.

5. Сетевое программное обеспечение, управляющее процессом передачи и приема данных и контролирующее работу отдельных частей коммуникационной системы.

Функции телекоммуникационной системы

Чтобы передать информацию из одного пункта и получить ее в другом, телекоммуникационной системе нужно выполнить некоторые операции, которые главным образом скрыты от пользователей. Прежде, чем телекоммуникационная система передаст информацию, ей необходимо установить соединение между передающей (sender) и принимающей (receiver) сторонами, рассчитать оптимальный маршрут передачи данных, выполнить первичную обработку передаваемой информации (например, необходимо проверить, что ваше сообщение передается именно тому, кому вы его отослали) и преобразовать скорость передачи компьютера в скорость, поддерживаемую линией связи. Наконец, телекоммуникационная система управляет потоком передаваемой информации (трафиком).

Виды аналоговой модуляции.

§ Амплитудная модуляция (АМ) - вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.

§ Амплитудная модуляция с одной боковой полосой (SSB - однополосная АМ)

§ Балансная амплитудная модуляция (БАМ) - АМ с подавлением несущей

§ Квадратурная модуляция (QAM)

§ Угловая модуляция - вид модуляции, при котором передаваемый сигнал изменяет либо частоту ω, либо начальную фазу φ, амплитуда не изменяется. Подразделяется соответственно на частотную и фазовую модуляцию. Названа так потому что полная фаза гармонического колебания Ψ(t) = ωt + φ определяет текущее значение фазового угла.

§ Частотная модуляция (ЧМ) - вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал управляет частотой несущего колебания.

§ Линейная частотная модуляция (ЛЧМ)

§ Фазовая модуляция (ФМ) - один из видов модуляции колебаний, при которой фаза несущего колебания управляется информационным сигналом.

§ Сигнально-кодовая модуляция (СКМ), в англоязычном варианте Signal Code Modulation (SCM)

§ Сигма-дельта модуляция (∑Δ)

Линии связи и физическая среда передачи данных.

Каналы связи (communications channels) – это линии связи, по которым одно сетевое устройство передает данные другому. Канал связи может использовать различные виды среды передачи данных: витую пару, коаксиальный кабель, волоконную оптику, радио- и инфракрасные волны, спутниковые линии связи. Каждый из типов каналов связи имеет свои преимущества и недостатки. Обычно высокоскоростные каналы боле дороги, зато по ним можно быстро передавать большие объемы данных (что снижает значение показателя цена/бит).

Проводные и беспроводные линии связи.

Кабельные линии связи.

Кабельные линии связи изначально использовались для организации компьютерных сетей. Исторически первыми были компьютерные сети на основе обычного кабеля – невитой пары. Затем стали использоваться витые пары, которые постепенно вытеснялись коаксиальными кабелями. Однако с улучшением характеристик витых пар начался обратный процесс – замена сетей на основе коаксиального кабеля сетями на основе витых пар. В последнее время все шире используются оптоволоконные кабели.

Невитая пара

Невитая пара – наиболее простая среда передачи данных. Представляет собой пару параллельных медных проводов, разделенных диэлектрической оболочкой (обычный старый телефонный провод)

Витая пара

Витая пара состоит из двух медных изолированных проводов, один из которых обвит вокруг другого. Вьющийся провод предназначен для устранения взаимного влияния между соседними витыми парами. Кабель с витой парой бывает экранированный (shielded twisted pair, STP) и неэкранированный (unshielded twisted pair, UTP). Экранированный кабель, помимо проводников, включает дополнительные экраны для каждой пары проводников (медная оплетка или фольга), ослабляющие их взаимное влияние и влияние внешних электрических полей.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель широко использовался в первых стандартах ЛВС. Существует две его разновидности – толстый и тонкий. Центральный медный проводник коаксиального кабеля окружен изолирующим слоем, снаружи которого находится экран, представляющий собой стальную или медную оплетку. Весь кабель помещен во внешнюю оболочку из изоляционного материала.

Оптоволоконный кабель

Волоконно-оптические кабели предназначены для передачи больших объемов данных на высоких скоростях на большие расстояния. Данные передаются по кабелю с помощью лазерного или светодиодного передатчика, который посылает однонаправленные световые импульсы через центральное стеклянное волокно. Сигнал принимается на другом конце фотодиодным приемником, преобразующим световые импульсы в электрический сигнал.

Каждый оптоволоконный проводник передает сигналы только в одном направлении. Поэтому в компьютерных сетях для организации обмена данными в обоих направлениях необходимо использовать два независимо подключенных оптоволоконных кабеля с отдельными коннекторами.

Оптоволоконный кабель состоит из сердечника, выполненного из прозрачного оптоволокна, который окружен отражающим стекловолокном. Стекловолокно с сердечником покрыто защитным пластиком. Кроме того, в центре кабеля размещен стальной трос, который используется при прокладке линий связи. Сердечник оптоволоконного одноканального кабеля имеет толщину от 8 до 10 мкм, а в многоканальном – около 50 мкм.

Скорость передачи данных для оптоволоконного кабеля – от 100 Мбит/с до 2Гбит/с, а данные могут быть переданы без искажений на расстояние до двух километров. Оптоволоконный кабель обладает очень высокой помехозащищенностью. К тому же он невосприимчив к прослушиванию, что делает его особенно привлекательным для создания защищенных сетей. Недостатком является высокая стоимость, а также сложность в прокладке и установке. Он требует специальных соединителей и очень тщательного подключения к узлу сети.

В настоящее время оптоволоконные кабели используются в основном для территориально-распределенных сетей.

Беспроводные линии связи.

В качестве передающей среды могут использоваться:

· Радиоканалы. Недостатком является то, что радиоволны частично поглощаются атмосферой, особенно при высокой влажности. Эти каналы сильно подвержены влиянию помех, в том числе грозовых разрядов и солнечного излучения.

· Спутниковые каналы. Частоты от 4 до 20 ГГц. Обеспечивается скорость передачи данных около 50 Мбит/с.

В качестве передающей среды, как и в случае радиоканалов, используются радиоволны. Но сигнал передается не от одной наземной антенны к другой, а на спутник, и с него – на наземную антенну. Спутник должен находиться “в поле зрения антенны”. Используются либо геостационарные спутники, либо низколетящие спутники с сильно вытянутыми орбитами.

 Геостационарные находятся над экватором на высоте 36 тыс.км. Период обращения 24 часа, то есть спутник находится постоянно над одной и той же земной поверхности. Для обеспечения связи между любыми двумя точками достаточно 3-4 спутников. Недостатки: неудобно использовать в высоких широтах; не хватает места в космосе, так как спутники, обеспечивающие связь на одной частоте, должны быть разнесены не менее чем на 2 градуса.

 Низколетящие спутники находятся на высоте около 1,5 тыс.км., период обращения 1-2 часа. В течение суток спутник проходит практически над всеми точками земной поверхности. Спутники работают в режиме “запомнить и передать”, т.е. принятая информация передается либо на земную антенну в тот момент, когда она находится “в поле зрения спутника”, либо на другой спутник.

Проводные и беспроводные линии связи являются звеньями соединения информационных станций, модулей распределения и пользователей. На сегодняшний день все большую популярность приобретают беспроводные передачи. Но в силу дороговизны по сравнению с проводными не все предприятия могут их себе установить. Однако и проводные линии не отличаются высокой доступностью, но многие из них имеют достаточно высокий спектр функционирования и надежности.

Виды проводных линий связи

Большинство сетевых нормативов определяет условные и обязательные свойства проводящей аппаратной составной. К ним относят:

пропускающую линию;
сопротивляемость волн;
сигнальный удел обеспечения;
степень протекции.

Устройства представлены кабелями с медной текстурой и оптически-волоконной:

Коаксиальный кабель имеет медное строение, и происхождение выступает как центральное звено, оцепленное изоляционной средой.
Витая пара выглядит как восемь и более пар свернутых звеньев связи. Свивание используется для понижения уровня помех, влияющих с внутренней среды, и наружных, воздействующих на нее. У свитой обусловленным типом пары возникает подобная система свойств, как сопротивление волн.
Оптоволоконный проводник представлен комплексом шести и более волокон, облаченных в изоляторы, и производится двух образцов: одноподовый и многоподовый. Их разница в распределении световой информации в волокне; в одноподовом проводе излучение (отправленное в единый миг часа) преодолевает равную дистанцию и добирается до трансмиттера синхронно, а в многоподовом сигнальный луч рассыпается.

Виды беспроводных линий связи

Беспроводные линии представлены режимными устройствами различных конфигурационных способностей.

Инфраструктурный BSS. Состоит из серверной точки с проводным подключением и несколькими независимыми пользователями. Довольно популярен для предприятий с конкретной единичной локализацией.
Режим демонстрации IBSS, который представлен между точечным соединением.

Пункты доступа характеризуются как некабельные компоненты сети, что дают возможность нескольким пользователям применять данное оснащение вместо центрального коммутирующего генератора сети.

Проводные и беспроводные линии связи активно взаимодействуют между собой и способны пристроить свои передающие информацию возможности в любого характера локализациях. Проводная сетевая система также призвана защищать систему безопасности данных внутри корпорации.

Беспроводные линии на выставке

Выставочное событие «Связь» состоится в этом году на территории российской площадки концентрирования передовых идей промышленности, информации и ее передачи – в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр». Здесь презентуют свои достижения в области программирования и интернет-трансмиссий лидирующие интернациональные и отечественные корпорации, предприятия телевидения и радиосвязи.

Среди экспонатов будет продемонстрировано инновационное проводное и беспроводное коммуникационное оборудование, программы и приложения сервисного и делового характера, трансмиттеры, сотовые сигнальные новинки и многое другое.