HomePNA (англ. Ноте Phoneline Networking Alliance -альянс сетей на базедомашних телефонных линий) является еще одной сетевой технологией, использующей существующую физическую структуру. С ее помощью по телефонной проводке можно обеспечить связь между компьютерами на расстоянии до 1 км (технология Long Distance (англ. Большое расстояние) спецификации HomePNA 1.0). Компьютер через специальный адаптер подключается к телефонной розетке. Там, где сходятся все телефонные линии, ставится многопортовый коммутатор HomePNA. В результате образуется локальная есть с топологией «звезда». Эта технология позволяет компьютерам работать напрямую друг с другом, образуя соединение типа «точка» -«точка».
Технология HomePNA использует для передачи данных высокочастотную модуляцию сигнала. В настоящее время имеется оборудование, работающее по спецификациям 1.0 (скорость передачи данных 1 Мбит/с), 2.0 (10 Мбит/с) и 3.0 (100 Мбит/с). Технология HomePNA часто используется для удлинения локальных сетей на витой паре.
Основным недостатком данного соединения является возможность несанкционированного доступа.
Соединение через сетевые платы
Сетевые платы или сетевые адаптеры (англ. Network Interface Card, NIC )
выполняются в виде плат расширения, устанавливаемых в разъемы материнских плат
(ISA, PCI, PCMCIA, USB), и соединяются кабелем.
Кабели для сетевых плат можно разделить на три большие группы:
1. Коаксиальные кабели (англ. coaxial cable), которые подразделяются на толстые (англ. thick), имеющие диаметр около 1 см и тонкие (англ. thin) с диаметром около 0.5 см;
2. Кабели на основе витых пар проводов (англ. twisted pair ), которые подразделяются на экранированные (англ. shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (англ. unshielded twisted pair, UTP);
3. Оптоволоконные кабели (англ. fiber optic).
Сетевые платы характеризуются разрядностью (8-, 16-, 32-, 64-битные), скоростью передачи данных 10, 100, 1000 Мбит/с, стандартами передачи данных (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token-Ring, Arcnet, FDD, 100VG AnyLAN).
При использовании коаксиального кабеля максимальная длина между двумя компьютерами составляет 500 м, витой пары — 150 м, оптоволоконного кабеля — несколько километров.
Соединение через сетевые платы — наиболее распространенный метод организации сети. Недостатками использования сетевых плат является необходимость установки специального сетевого ПО и конфигурирования сети. Достоинствами — надежность, быстродействие и хорошо проработанная защита информации.
Соединение через модемы
Модем (МОдулятор — ДЕМодулятор) —устройство прямого(модулятор)иобратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в канале связи.
Модемы делятся на два больших класса: аналоговые и цифровые.
В аналоговых модемах происходит модуляция (демодуляция) непрерывного сигнала (см. рис.2).
Рис.2. Принцип работы аналогового модема
ТФУПД Занятие №4. Кабельные линии связи
В результате модуляции образуются колебания, параметры которых (амплитуда, фаза, частота, длительность и т.д.) изменяются во времени.
В настоящее время обычно применяют три вида модуляции:
1. Частотная (англ. frequency shift keying, FSK),при которой в соответствии смодулирующим сигналом изменяется частота исходного сигнала при неизменной амплитуде. Этот вид модуляции помехоустойчив, т.к. при передаче обычно искажается лишь амплитуда сигнала;
2. Фазовая (англ. phase shift keying, PSK),при которой модулируемымпараметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде. Этот вид модуляции также хорошо помехоустойчив;
3. Квадратурная амплитудная (англ. Quadrature amplitude modulation, QAM),
при которой одновременно изменяются и фаза и амплитуда сигнала. Этот вид модуляции помехоустойчив, особенно по сравнению с чистой амплитудной модуляцией.
Совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи, определяются протоколом передачи данных (V.21, V.22, V.22bis,
V.32, V.32bis, V.34, V.34bis, V.90, V.92).
Скорость передачи данных у аналоговых модемов не превышает 56 Кбит/с, что является пределом для передачи данных по аналоговому каналу.
Конструктивно модемы бывают:
· Внутренние,представляющие собой плату,вставляемую в разъемматеринской платы (ISA, PCI, AMR, CNR) и имеющие разъем типа RJ-11 для подключения телефонной сети;
· Внешние,в виде устройства,подключаемого к компьютеру черезпоследовательный порт RS-232 (обычно с блоком питания) или USB-порт (обычно без блока питания) и имеющие разъем типа RJ-11 для подключения
телефонной сети.
Цифровые модемы,также как и аналоговые могут использовать существующиетелефонные кабели для соединения. Здесь нет как в аналоговых модемах модуляции-демодуляции, т.к. входные и выходные сигналы — импульсные. Для цифровых модемов общепринятых стандартов работы еще не существует.
Цифровые модемы выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях
(ISDN, HDSL, ADSL, SDSL, VDSL и др.)
Скорость передачи данных для ISDN-модемов составляет около 128 Кбит/с, ADSL-модемы — до 8 Мбит/с на приеме и до 768 Кбит/с при передаче, VDSL-модемы — до 51.8 Мбит/с на приеме и до 2.3 Мбит/с при передаче.
Пример. МТУ-Интел совместно с МГТС предоставляет физическим лицам вМоскве высокоскоростной доступ к Интернет «Стрим» по технологии ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) по обычному телефонному проводу. Для этого с двух сторон телефонного провода подключаются сплиттеры (англ. splitter — разделитель частоты). Вся полоса пропускания разбита на два диапазона:
• низкочастотный (первые 4 кГц) используется для телефонной связи;
· высокочастотный (от 4 кГц до 1 МГц) делится на 247 каналов, часть из
которых служит для приема входящего потока, часть — для исходящего потока.
Система управления потоками отслеживает состояние каждого канала и использует те, которые обладают наилучшими характеристиками. Ассиметричность ADSL-технологии заключается в увеличении скорости передачи в одном направлении за счет снижения скорости в другом. В результате частотного разделения образуется три виртуальных канала:
· быстрый канал передачи данных абоненту;
ТФУПД Занятие №4. Кабельные линии связи
· менее быстрый канал передачи от абонента в сеть:
· обычный телефонный канал связи.
К двум выходам сплиттера на АТС подключается телефонная станция и коммутатор доступа в Интернет. К двум выходам сплиттера у абонента подключается соответственно телефон и ADSL-модем. В результате у пользователя одновременно осуществляется работа телефона и доступ в Интернет. В ближайшем будущем МТУ-Интел планирует перейти на стандарт ADSL2+, который использует полосу пропускания до 2.2 ГГц. В результате для трафика в высокочастотном диапазоне можно будет использовать 512 каналов, что позволит повысить скорость передачи данных до 16 Мбит/с.
Основными недостатками использования аналоговых модемов для соединения компьютеров является малая скорость передачи данных, а цифровых модемов — отсутствие общепринятых стандартов.
Вопросы и задания
1 Перечислите возможные кабельные и беспроводные соединения, используем ые для организации компьютерной сети.
2 Какие кабельные соединения обеспечивают пропускную способность канала не менее 1 Мбит/с?
3 Дайте характеристику кабелей, использующихся для соединения сетевых адаптеров.
4 Что такое модуляция?
5 Чем отличаются цифровые и аналоговые модемы?