Код 2B1Q (2 Binary 1 Quaternary - 2 двоичных 1 четвертичное)

2B1Q - потенциальный код, передает пару бит за один битовый интервал. Каждой возможной паре в соответствие ставится свой уровень из четырех возможных уровней потенциала.

Достоинство метода 2B1Q:

Сигнальная скорость у этого метода в два раза ниже, чем у кодов NRZ и AMI, а спектр сигнала в два раза уже. Следовательно, с помощью 2B1Q-кода можно по одной и той же линии передавать данные в два раза быстрее.

Недостатки метода 2B1Q:

Реализация этого метода требует более мощного передатчика и более сложного приемника, который должен различать четыре уровня.

Для снижения содержания в спектре сигнала низкочастотных компонентов применяются блочные коды.

 

2. Краткие сведения по теме «Локальные сети»

Все сети строятся на основе трех базовых топологии:

· шина (bus);

· звезда (star);

· кольцо (ring)

   Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля (сегмента [segment]), такая топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки или концентратора, топология называется звезда. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца.

Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречаются довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий.

Шина

Топологию шина часто называют линейной шиной (linear bus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компоненты сети. По обеим сторонам кабеля находится терминатор — устройство предотвращающее эффект отражения сигнала.

В сети с топологией шина компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Чтобы понять процесс взаимодействия компьютеров в шине, Вы должны уяснить следующие понятия:

· передача сигнала;

· отражение сигнала;

· терминатор.

Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. больше компьютеров, ожидающих передачу данных, тем медленнее сеть.

Однако вывести прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя. Ибо, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:

· характеристика аппаратного обеспечения компьютеров в сети;

· частота, с которой компьютеры передают данные;

· тип работающих сетевых приложений;

· тип сетевого кабеля;

· расстояние между компьютерами в сети.

Шина — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

Звезда

При топологии звезда все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.

В сетях с топологией звезда подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

В настоящее время одним из стандартных компонентов сетей становится концентратор. А в сетях с топологией звезда он служит центральным узлом.

Среди концентраторов выделяются активные (active), пассивные (passive) и гибридные (hybrid).

Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры. Иногда их называют многопортовыми репитерами.

Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его (монтажные панели, коммутирующие блоки и т.д.). Пассивные концентраторы не надо подключать к источнику питания.

Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов. Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы.

Использование концентраторов дает ряд преимуществ. Разрыв кабеля в сети с обычной топологией линейная шина приведет к «падению» всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.

К числу других преимуществ использования концентраторов относятся:

· простота изменения или расширения сети: достаточно просто подключить еще один компьютер или концентратор;

· использование различных портов для подключения кабелей разных типов;

· централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком: во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения.

Кольцо

При топологии кольцо компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому надо подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии шина, здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Один из принципов передачи данных в кольцевой сети носит название передачи маркёра. Суть его такова: маркёр последовательно, то одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, который «хочет» передать данные. Передающий компьютер изменяет маркёр, помещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу.

 Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя, указанным в данных.

После этого принимающий компьютер посылает передающему сообщение, где подтверждает факт приема данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркёр и возвращает его в сеть.

На первый взгляд кажется, что передача маркёра отнимает много времени, однако на самом деле маркёр передвигается практически со скоростью света. В кольце диаметром 200 м.маркёр может циркулировать с частотой 10 000 оборотов в секунду.

В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца.

Звезда-шина

Звезда-шина - это комбинация топологий шина и звезда. Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины.

В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть — остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

Рисунок 1. Сеть с топологией звезда-шина

 

 Звезда-кольцо

Звезда-кольцо кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.

Рисунок 2. Сеть с топологией звезда-кольцо

 

Физическая среда представляет собой физический материал, на котором размещается и по которому передается информация:

·витая пара;

·многожильный кабель;

·коаксиальный кабель;

·волоконно-оптический кабель;

·радиоканал;

·инфракрасный канал;

·микроволновый канал.

При выборе типа физической среды учитывают следующие показатели:

·стоимость монтажа и обслуживания;

·скорость передачи информации;

·ограничения на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей;

·безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей. Например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.

Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение, называемое " витой парой" (twisted pair). Конструктивно такая среда представляет из себя оболочку, внутри которой содержится одна или несколько свитых в виде спирали пар проводников.

Витая пара позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и простота монтажа. Обычно применяются в кольцевых сетях с использованием усилителей, или повторителей (repeater).

Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее по цене к коаксиальному кабелю.

Достоинства:

·надежность;

·простота конструкции и монтажа;

·низкая цена.

Недостатки:

·простота несанкционированного доступа;

·чувствительность к электромагнитным помехам.

Многожильные кабели

Отдельные жилы такого кабеля могут использоваться для различных целей. Передача данных по параллельным линиям увеличивает пропускную способность среды, что позволяет увеличить скорость передачи по всему кабелю. При этом скорость передачи по одному проводу сохраняется небольшой, что снимает проблемы отражения сигналов, упрощает и удешевляет схемы интерфейсов.

Недостатки:

·необходимость экранирования;

·высокая стоимость.

Коаксиальный кабель

Состоит из центрального проводника, окруженного слоем изоляционного материала, проводящего экрана и внешней оболочки. Экранирование помогает решить проблемы с излучением проводников, так как провод может действовать как антенна.

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с.

Достоинства:

·надежность;

·простота конструкции;

·умеренная масса.

Существует несколько модификаций коаксиального кабеля.

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1, 5 км требуется повторитель. Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с конфигурацией " шина" или " дерево" коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще " толстый Ethernet" (thick Ethernet) или " желтый кабель" (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общая протяженность сети Ethernet составляет около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Более дешевым, чем " толстый Ethernet", является Cheapernet-кабель, или, как его часто называют, " тонкий Ethernet" (thin Ethernet). Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит в секунду.

При соединении сегментов Сhеарегnеt-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и требуют минимальных затрат при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительного экранирования не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (T-connectors).

Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может достигать максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеле составляет около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и используется как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: