Лекция: ВОПРОС 61. Каналы передачи данных

Канал (канал связи) — средства односторонней передачи данных. Примером канала может быть полоса частот, выделенная одному передатчику при радиосвязи. В некоторой линии можно образовать несколько каналов связи, по каждому из которых передается своя информация. При этом говорят, что линия разделяется между несколькими каналами. Существуют два метода разделения линии передачи данных: временное мультиплексирование (иначе разделение по времени или TDM), при котором каждому каналу выделяется некоторый квант времени, и частотное разделение (FDM — Frequency Division Method), при котором каналу выделяется некоторая полоса частот.

Канал передачи данных — средства двустороннего обмена данными, включающие АКД и линию передачи данных.

По природе физической среды передачи данных (ПД) различают каналы передачи данных на оптических линиях связи, проводных (медных) линиях связи и беспроводные. В свою очередь, медные каналы могут быть представлены коаксиальными кабелями и витыми парами, а беспроводные — радио- и инфракрасными каналами.

В зависимости от способа представления информации электрическими сигналами различают аналоговые и цифровые каналы передачи данных. В аналоговых каналах для согласования параметров среды и сигналов применяют амплитудную, частотную, фазовую и квадратурно-амплитудную модуляции. В цифровых каналах для передачи данных используют самосинхронизирующиеся коды, а для передачи аналоговых сигналов — кодово-импульсную модуляцию.

Первые сети ПД были аналоговыми, поскольку использовали распространенные телефонные технологии. Но в дальнейшем устойчиво растет доля цифровых коммуникаций (это каналы типа Е1/Т1, ISDN, сети Frame Relay, выделенные цифровые линии и др.)

В зависимости от направления передачи различают каналы симплексные (односторонняя передача), дуплексные (возможность одновременной передачи в обоих направлениях) и полудуплексные (возможность попеременной передачи в двух направлениях).

В зависимости от числа каналов связи в аппаратуре ПД различают одно- и многоканальные средства ПД. В локальных вычислительных сетях и в цифровых каналах передачи данных обычно используют временное мультиплексирование, в аналоговых каналах — частотное разделение.

Если канал ПД монопольно используется одной организацией, то такой канал называют выделенным, в противном случае канал является разделяемым или виртуальным (общего пользования).

К передаче информации имеют прямое отношение телефонные сети, вычислительные сети передачи данных, спутниковые системы связи, системы сотовой радиосвязи.

2. Проводные линии связи. В вычислительных сетях проводные линии связи представлены коаксиальными кабелями и витыми парами проводов.

Используются коаксиальные кабели: «толстый» диаметром 12,5 мм и «тонкий» диаметром 6,25 мм. «Толстый» кабель имеет меньшее затухание, лучшую помехозащищенность, что обеспечивает возможность работы на больших расстояниях, но он плохо гнется, что затрудняет прокладку соединений в помещениях, и дороже «тонкого».

Существуют экранированные (STP — Shielded Twist Pair) и неэкранированные (UTP — Unshielded Twist Pair) витые пары проводов. Экранированные пары сравнительно дороги. Неэкранированные витые пары имеют несколько категорий (типов). Обычный телефонный кабель — пара категории 1. Пара категории 2 может использоваться в сетях с пропускной способностью до 4 Мбит/с. Для сетей Ethernet (точнее, для ее варианта с названием 10Base-T) разработана пара категории 3, а для сетей Token Ring — пара категории 4. Наиболее совершенной является витая пара категории 5, которая применима при частотах до 100 МГц. В паре категории 5 проводник представлен

медными жилами диаметром 0,51 мм, навитыми по определенной технологии и заключенными в термостойкую изолирующую оболочку. В высокоскоростных ЛВС на UTP длины соединений обычно не превышают 100 м. Затухание на 100 МГц и при длине 100 м составляет около 24 дБ, при 10 МГЦ и 100 м — около 7 дБ.

Витые пары иногда называют сбалансированной линией в том смысле, что в двух проводах линии передаются одни и те же уровни сигнала (по отношению к земле), но разной полярности. При приеме воспринимается разность сигналов, называемая парафазным сигналом. Синфазные помехи при этом самокомпенсируются.

3. Аналоговые каналы передачи данных. Типичным и наиболее распространенным типом аналоговых каналов являются телефонные каналы общего пользования (каналы тональной частоты). В каналах тональной частоты полоса пропускания составляет 0,3...3,4 кГц, что соответствует спектру человеческой речи.

Для передачи дискретной информации по каналам тональной частоты необходимы устройства преобразования сигналов, согласующие характеристики дискретных сигналов и аналоговых линий. Кроме того, в случае непосредственной передачи двоичных сигналов по телефонному каналу с полосой пропускания 0,3...3,4 кГц скорость передачи не превысит 3 кбит/с. Действительно, пусть на передачу одного бита требуются два перепада напряжения, а длительность одного перепада ТВ = (3...4)/(6,28*FВ), где FВ — верхняя частота полосы пропускания. Тогда скорость передачи есть В < 1/(2*ТВ).

Согласование параметров сигналов и среды при использовании аналоговых каналов осуществляется с помощью воплощения сигнала, выражающего передаваемое сообщение, в некотором процессе, называемом переносчиком и приспособленном к реализации в данной среде. Переносчик в системах связи представлен электромагнитными колебаниями U некоторой частоты, называемой несущей частотой:

U = Um*sin(v *t+y ),

где Um — амплитуда, v — частота, y — фаза колебаний несущей. Изменение параметров несущей (переносчика) по закону передаваемого сообщения называется модуляцией. Если это изменение относится к амплитуде Um, то модуляцию называют амплитудной (АМ), если к частоте v — частотной (ЧМ), и если к фазе y — фазовой (ФМ). При приеме сообщения предусматривается обратная процедура извлечения полезного сигнала из переносчика, называемая демодуляцией. Модуляция и демодуляция выполняются в устройстве, называемом модемом.

4. Модемы. Модем — устройство преобразования кодов и представляющих их электрических сигналов при взаимодействии аппаратуры окончания канала данных и линий связи. Слово «модем» образовано из частей слов «модуляция» и «демодуляция», что подчеркивает способы согласования параметров сигналов и линий связи — сигнал, подаваемый в линию связи, модулируется, а при приеме данных из линии сигналы подвергаются обратному преобразованию


 

ВОПРОС 62. Интернет. Основные понятия. История и перспективы развития Интернет.

Интернет — это глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Это также и множество компьютеров, соединенных друг с другом каналами связи, плюс набор стандартных правил, по которым они обмениваются информацией. При этом сами каналы связи, пожалуй, даже менее важны, чем правила передачи данных по ним, называемые в Интернете протоколами.

Любой человек, вне зависимости от того решил ли он создать собственный сайт или вынужден заниматься интернет рекламой по роду своей деятельности, должен прежде всего разобраться с некой специфической терминологией, знать основные понятия современных интернет технологий. И если в наше время практически любой, хоть раз имевший дело с глобальной сетью индивидуум сможет объяснить, что такое электронный адрес, web – страница и сайт, то для чего нужен сервер, хостинг и домен простой обыватель имеет лишь отделённое, а порой и полностью противоречащее действительности понятие. В связи с этим постараемся разобраться с данной терминологией достаточно простым языком. 
 Выделенный сервер – это мощный компьютер управляющей работой локальной или глобальной сети (интернет), хранящий на своих дисковых ёмкостях цифровые данные которую мы видим отображёнными в виде текста, изображения, клипа на веб-страницах или можем скачать в виде файлов. Домен – пространство однозначных имен Internet, имеющих иерархическую структуру и централизованно администрируемых серверами доменных имен. Доменное имя состоит из адресной цепочки доменов идентифицирующей конкретную область сети (сайт, страницу сайта, сервер почты, служебный сервис) и является уникальным в пределах своего домена. Уникальность домена, подтверждение прав на него и полный доступ к администрирования достигаются регистрацией домена в центральной базе данных.
 Хостинг — предоставление физического пространства для размещения частных данных на сервере, программных продуктов и вычислительных мощностей для управления информацией заказчика постоянно доступной в сети. Хостингом также называют размещение оборудования с подключением его к каналам связи на территории провайдера – так называемая колокация. Различают виртуальный хостинг – размещение сайта на общем дисковом пространстве под управлением единой среды исполнения; виртуальный выделенный сервер (vps, vds) – с большей степенью защиты хранимой информации, большими мощностями и выделенный – когда весь сервер предоставляется клиенту целиком.

Услуги, предоставляемые Internet

Список предоставляемых Internet услуг постоянно растет. Для доступа к услугам Internet необходимы специальные программы, которые должен поддерживать провайдер, обеспечивающий вам доступ к Internet.

Услуга Назначение

World Wide Web

Всемирная паутина Наиболее популярный вид услуги, с помощью которой вы можете найти и прочитать HTML-документ, расположенный в любом месте Internet

E-mail

Электронная почта Самый первый вид услуги Internet. Обмен сообщениями осуществляется за считанные минуты и почти не зависит от расстояния между абонентами

Mailing list

Списки рассылки Списки рассылки, основанные на электронной почте. Вы можете подписаться на любой из множества имеющихся списков рассылки

News

Телеконференции Телеконференции позволяют вести через сеть дискуссии по интересующим вас темам. В отличие от электронной почты, сообщения телеконференции группируются по темам и посылаются не индивидуальным пользователям, а помещаются в группы новостей

FTP

Копирование файлов Существуют FTP-серверы, на которых содержится информация, предназначенная для общего пользования. С помощью клиентской FTP-программы вы можете обмениваться файлами с FTP-сервером

Archie, WAIS

Поиск файлов Специальные серверы хранят информацию о файлах, находящихся на отдельных узлах Internet. С помощью программ поиска файла вы можете обращаться к этим серверам и найти необходимый файл

Для пользования услугами Internet протокола TCP/IP недостаточно: для каждой услуги существует собственный протокол, с помощью которого пользователь общается с поставщиком услуг.

Протоколы основных услуг Internet

Услуга Протокол

WWW Протокол передачи гипертекста Hipertext Transfer Protocol

FTP Протокол передачи файлов File Transfer Protocol

E-mail Протокол простой почтовой передачи Simple Mail Transfer Protocol

Понятие Web-страницы и Web-узла

Самой популярной услугой Internet является World Wide Web WWW (Всемирная паутина). WWW — самая большая в мире информационная система. Технология WWW, созданная в 1992 году, представляет принципиально новую концепцию организации, модификации и размещения информации и навигации. Информация в WWW хранится на Web-узлах в виде Web-страниц, которые представляют собой текстовые файлы в формате HTML (HyperText Markup Language — Язык разметки гипертекста).

HTML позволяет форматировать текст, включать в документ изображения, мультимедиа. С помощью этого языка созаются гипертекстовые ссылки на другие Web-страницы. HTML используется для создания информационного содержимого файла и для определения структуры и формата Web-страниц. Так как HTML-файлы являются обычными текстовыми файлами, такой файл может быть практически отправлен на любой компьютер.

Web-страница — это специально отформатированный документ, который может включать текст, графику, гиперсвязи, аудиоряд, анимацию, видеоряд.

Информационный узел — это комплекс Web-страниц и ресурсов, имеющих между собой нечто общее, который может рассматриваться как единый информационный блок, примерно, как тома энциклопедии.

Очень важное понятие WWW — URL (Universal Resourse Locator) — универсальный указатель ресурса. Для получения информации из WWW необходимо знать, где находится искомый файл с информацией, его имя и то, с помощью какого протокола нужно общаться с компьютером, на котором этот файл находится. Комбинация этих элементов формирует то, что называется URL. Это специальный тип сетевого адреса, который не просто идентифици-рует сетевой компьютер, но и указывает определенный объект на нем, т.е. URL позволяет обратиться к конкретному документу Internet.

История развития интернета

Историй возникновения интернета можно считать 1969 год, когда в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией.

В 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети.

В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который успешно применяется до сих пор для объединения (или, как ещё говорят, «наслоения») сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.

В 1984 году была разработана система доменных имён (англ. Domain Name System, DNS).

В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).

В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN) родилась концепция Всемирной паутины. Её предложил знаменитый британский учёный Тим Бернерс-Ли, он же в течение двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI.

В 1991 году Всемирная паутина стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина набирала популярность.

В 1995 году NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда.

В том же 1995 году Всемирная паутина стала основным поставщиком информации в Интернете, обогнав по трафику протокол пересылки файлов FTP. Был образован Консорциум всемирной паутины (W3C). Можно сказать, что Всемирная паутина преобразила Интернет и создала его современный облик. С 1996 года Всемирная паутина почти полностью подменяет собой понятие «Интернет».

Перспективы развития интернета в мире и в России

Загадывать каким станет интернет для пользователей в долгосрочной перспективе – дело неблагодарное, да и не нужное. Давайте ограничимся краткосрочной и среднесрочной перспективами. Так, каким станет для нас интернет через 5 – 10 лет, как он станет развиваться. Через несколько лет Интернет будет мультимедийным и интерактивным и превратиться в основное информационное средство, куда будут включены радио, телевидение, музыка, видео и телефон с помощью специального раздела поисковой системы найти и прослушать любую композицию или посмотреть фильм? Причем это не будет пиратством, как сейчас, а наоборот — подобный способ доставки может устранить трения между производителями и потребителями. Это как коробочные и OEM-версии программ: я могу за 100 долларов приобрести коробку с программой, а могу за в пять раз меньшую цену заказать через Интернет серийный ключ к ней. То же с лицензионными отчислениями за аудио и видео: за разовое прослушивание музыкальной композиции или просмотр фильма будут взиматься копейки. В ближайшем будущем также произойдет расширение возможностей доступа к Всемирной Сети. Каждый человек, в любом месте, любой стране сможет беспрепятственно получить доступ к всеобщей информационной сети. Сначала всеобщее распространение получат широкополосные проводные соединения, вскоре следом за ними последует массовый переход на Wi-Fi и WiMax. В России широкополосные подключения приобретают массовый характер, как обычно сначала в Москве. На российском сегменте начинают развиваться новые виды доступа, в том числе активно развивается мобильный Интернет. Общая тенденция развития широкополосных соединений в России – чем дальше от МКАД, тем большую заинтересованность проявляют местные провайдеры. Сегодня большое количество пользователей сосредоточено в Москве. Больше не будет такого понятия, как «телефонный номер», останутся только сетевые адреса. В будущем Сеть ждут еще большие перемены, касающиеся безопасности, способов доступа, способов идентификации и поиска людей в Сети. Людей можно будет найти так же легко, как в телефонном справочнике, благодаря их однозначной идентификации.

еще рефераты
Еще работы по информатике