Значения линий связи в системах управления

Существуют различные протоколы (типы) управления каналами, это следующие виды:

1. Коаксиальные кабели. С этими кабелями вы довольно часто встречаетесь в повседневной жизни: их, например, подключают к входам и выходам телевизоров или звукозаписывающей аппаратуры. Термины «толстый» и «тонкий» определяют диаметр используемого кабеля. Толщина стандартного кабеля Thick Ethernet (толстого) примерно с большой палец, в то время как диаметр тонкого кабеля Thin Ethernet (еще называемого Thinnet) не больше мизинца. Толстый кабель более помехоустойчив и надежен, однако для его подключения к рабочей станции необходимо иметь тройник и кабель ответвления для соединения со станцией. В настоящее время для прокладки офисных сетей коаксиальный кабель постепенно вытесняется витой парой.

Тонкий кабель, как правило, подключается к задней панели компьютера, входящего в сеть, и обычно установить его намного проще, чем толстый. Тем не менее, сигналы, передаваемые по тонкому кабелю, больше подвержены воздействию помех, а сам он может стать причиной возникновения проблем, связанных с подключением.

2. Волоконно-оптические кабели. В таких кабелях для передачи информации используются оптические, а не электрические сигналы. Благодаря этому они не подвержены воздействию электромагнитных помех, из-за которых невозможна передача данных с помощью электрических сигналов на большие расстояния. Ослабление (уменьшение амплитуды сигнала при его прохождении по кабелю) также не является большой проблемой при использовании волоконно-оптического кабеля, что позволяет с его помощью передавать данные на очень большие расстояния с большой скоростью. Недостатки этого кабеля – сложности в применении, так как монтировать такой кабель, подключать разъемы и использовать диагностическое оборудование умеют лишь немногие.

Волоконно-оптический кабель используют для прокладки магистральных сетей, например для связи корпусов крупного учебного заведения. Длина сегмента такого кабеля может достигать 2,2 км, что несравненно меньше, чем в обычном медном кабеле.

Конструкция волоконно-оптического кабеля довольно проста, однако его слабым местом является разъемы – соединять их надо с максимальной аккуратностью. Основу кабеля составляет армированная стеклянная нить (световод) диаметром в доли миллиметра, помещенная в защитную оболочку.

Выбор кабеля для сети. Поскольку требования сетевых пользователей к пропускной способности сети все возрастают и для их удовлетворения разрабатываются новые сетевые системы, рассмотрим возможности основного элемента сетевой инфраструктуры – кабеля. На сегодняшний день наиболее распространенной локальной сетью является Ethernet, использующая неэкранированную витую пару (10 Ваsе Т). Все большую популярность завоевывает сеть. Для сетей Ethernet и телефонных линий связи используется, как правило, кабель категории 3, или UTP – кабель. Это провод АWG24 (American Wire Gauge – стандарт для измерения диаметра провода), покрытый слоем меди, одножильный, с волновым сопротивлением 100 – 105 Ом и минимум двумя скручиваниями на фут. Такой кабель вполне подходит для сетей со скоростью передачи до 16 Мбит/с.

Однако новые быстродействующие типы сетей предлагают более высокие производительности «сопутствующего» оборудования. Для быстродействующих сетей Ethernet, работающих со скоростью передачи до 100 Мбит/с, при использовании того же количества проводов, что и в стандартных Ethernet, необходима большая устойчивость к перекрестным помехам и ослаблению сигнала, поэтому рекомендуется применять кабель категории 5. Если вы устанавливаете сеть, то можете использовать кабель категории 3. Однако если вы прокладываете новый кабель для сети, рекомендуется применять кабель категории 5.

Локальными сети называются потому, что сетевые адаптеры и прочие устройства не могут отсылать сообщения дальше, чем на несколько сотен метров. В таблице 1.1 приведены ограничения, необходимо также запомнить, что нельзя подключать более 30 компьютеров к одному сегменту Тhinnet и более 100 – к одному сегменту Thicknet. В сетях Token Ring максимальное количество компьютеров, подключенных к неэкранированной витой паре (UPT) равно 72, а к экранированной (STP) – 260.

Волоконно-оптический интерфейс. Этот интерфейс (Fiber Distributed Data Interface - FDDI) существует уже несколько лет. Он разработан группой ХЗТ9,5 Task Grup of ANSI (American National Standards Institute) и обеспечивает передачу маркера и кадров по волоконно-оптическому кольцу со скоростью около 100 Мбит/с. В этой сети для передачи данных используются два кольца (основное и дополнительное), что увеличивает устойчивость такого типа сети к ошибкам. В FDDI компьютеры классифицируются следующим образом: класс А (подключены к обоим кольцам) и класс В (подключены только к основному кольцу).

Таблица 1.1 – Ограничение длины соединительных кабелей

FDDI разрабатывался по аналогии со стандартом IЕЕЕ 802.5 (Token Ring), и различия в их работе проявляются лишь тогда, когда данные передаются с высокой скоростью или на большие расстояния.

Если бы в FDDI использовалась та же кодирующая схема, что и в Token Ring, то для передачи одного бита информации потребовалось бы два оптических сигнала: импульс света и затемненная пауза. Это означает, что для работы со скоростью 100 Мбит/с необходимо посылать 200 млн. сигналов в секунду. Вместо этого в FDDI используется схема кодирования, называемая NRZI 4В/5В, которая кодирует 4 Бит информации в 5-битовое представление, готовое для передачи по сети. Таким образом, при использовании схемы 4В/5В для работы со скоростью 100 Мбит/с необходимо передавать 125 млн. сигналов в секунду (что составляет 125 Мбод). Поскольку каждый световой символ, отображаемый оттенком, представляет 4 Бит информации, то аппаратному обеспечению FDDI проще работать с полубайтовым или байтовым уровнем, чем с битовым, что способствует повышению скорости передачи данных.

Существует два основных различия в способах управления маркером, которые используются в FDDIII и IЕЕЕ 802.5.

В обычной сети Token Ring новая эстафета формируется только в то случае, если посылающая рабочая станция принимает кадр, который отослала сама. В стандарте FDDI эстафета формируется сразу же после того, как рабочая станция отослала кадр данных (этот метод называется ранним формированием маркера). Все подключенные рабочие станции подразделяются стандартом FDDI на две группы: асинхронные (для которых моменты доступа к сети не имеют значения) и синхронные (для которых установлены очень жесткие требования к интервалам времени). В сетях FDDI используется весьма сложный алгоритм распределения доступа к сети рабочих станций двух классов.

Для создания аналогичных «настольных локальных сетей» меньшей стоимости разработан тип сети СDDI (Coppe rDistributed Data Interfase), в котором вместо волоконно-оптического кабеля используется медный.

Беспроводные оптические каналы связи. Вычислительные сети предприятий в нашей стране развиваются все более быстрыми темпами. Поэтому обычно перед компанией со временем встают 2 основные проблемы: модернизация существующей сети в сторону увеличения мощности всех ее компонентов (рабочих станций, активного и сетевого оборудования) и реорганизация обработки информации. Ситуация, когда на предприятии необходимо объединить в единую сеть несколько подразделений, как, например, склад, головной офис, удаленный офис, бухгалтерский отдел, конструкторское бюро и т.д. и т.п., зачастую приходит не сразу, а начинает решаться, когда разрозненная обработка информации становится экономически невыгодной и приводит к потере времени. Лишь тогда информационный отдел, служба или подобное подразделение начинают ломать голову как наиболее экономично, с наименьшими временными затратами, без потери качества, объединить в единую корпоративную сеть предприятия несколько локальных вычислительных сетей и удаленных центров обработки информации.

Кроме того, потребность в передаче данных с высокой скоростью и без потери качества выходит на первый план. Решение этой проблемы требует, помимо закупки активного сетевого оборудования, организацию линий связи. Для этого обычно используется кабельная проводка на основе медного или оптоволоконного кабеля. Однако, хорошо отработанные решения для организации ближней связи с использованием медных или волоконно-оптических линий не всегда удобны.

Прокладка кабеля часто влечет за собой значительные затруднения:

- Невозможность получить разрешение на прокладку кабеля, особенно в городских условиях;

- Нет возможности получить в аренду телефонные линии от оператора, либо плохое качество связи по арендованным линиям;

- Большие затраты средств и времени на прокладку новых коммуникаций, а также из-за высокой арендной платы за использование уже существующих коммуникаций;

- Использование старых коммуникаций, которые из-за своей высокой загруженности уже не могут справится с новым дополнительным графиком.

Из всего вышесказанного следует, что в ряде случаев использование беспроводных соединений может быть экономически выгодным.

Преимущества беспроводных сетей передачи данных:

- Возможная альтернатива использования арендованных линий;

- Экономичность. Например, для организации временных сетей при частых структурных перестройках в организации, связанных с изменением конфигурации кабельной сети;

- Объединение в сеть компьютеров там, где прокладка кабеля часто невозможна технически.

Если еще несколько лет назад первые беспроводные сетевые устройства только начинали появляться на рынке, то сейчас решения на базе беспроводного доступа предлагают все крупные системные интеграторы. Стоит оговориться, что речь идет о радиодоступе.

Линии связи делятся на следующие виды: воздушные, высоковольтные, кабельные и волоконно-оптические линии связи. Рассмотрим основные свойства этих линий.

Контрольные вопросы:

1. Какие сети связи называются телекоммуникационными?

2. Когда возможно передача сообщений и их распределение?

3. Что представляет собой в целом сети электросвязи?

4. Сообщения, прошедшие путь по заданному адресу, каким требованиям должны соответствовать?

5. Какую сеть назявают «некоммутируемой сетью»?

6. Какую сеть назявают «коммутируемой сетью»?

7. Что из себя представляют коммутируемые и некоммутируемые сети связи?

8. Назовите основные компоненты сети электросвязи.

9. При построении сетей телекоммуникаций какие сетевые уровни различают?

10. Что называется «транспортной сетью»?

11. Из чего состоит структура сети?