Xxxii. Sprzęt komunikacyjny

Metody przenoszenia informacji cyfrowych

Dane cyfrowe na dyrygorze są przesyłane przez zmianę napięcia prądowego: brak napięcia - "O", istnieje napięcie - "1". Istnieją dwa sposoby przesyłania informacji o fizycznym środowisku nadawczym: cyfrowym i analogowym.

Uwagi: 1. Jeśli wszystkie abonenci sieci komputerowych prowadzą dane na kanale przy jednej częstotliwości, taki kanał nazywa się wąskopasm (pomijając jedną częstotliwość).

2. Jeśli każdy subskrybent działa na własnej częstotliwości na jednym kanale, taki kanał nazywa się szerokopasmową (pomija wiele częstotliwości). Zastosowanie kanałów szerokopasmowych oszczędza ich ilość, ale komplikuje proces kontrolowania wymiany danych.

Dla cyfrowy lub metoda transmisji wąskopasmowej (Rys. 6.10) Dane są przesyłane w swojej naturalnej formie przy pojedynczej częstotliwości. Metoda wąskopasmowa umożliwia przesyłanie tylko informacji cyfrowych, zapewnia, że \u200b\u200btylko dwa użytkownicy mogą używać tylko dwóch użytkowników i umożliwiają normalne działanie tylko w ograniczonej odległości (długość linii komunikacyjnej nie jest więcej niż 1000 m). Jednocześnie metoda transmisji wąskopasmowej zapewnia wysoki kurs wymiany danych - do 10 Mb / s i umożliwia tworzenie łatwych konfigurowalnych sieci komputerowych. Przytłaczająca liczba lokalnych sieci komputerowych wykorzystuje transmisję wąskopasmowej.

Figa. 6.10. Metoda transmisji cyfrowej

Analog Sposób przesyłania danych cyfrowych (Rys. 6.11) zapewnia transmisję szerokopasmowej z powodu stosowania w jednym sygnałom kanałowym różnych częstotliwości nośnych.

Z metodą transmisji analogowej sterowanie parametrami sygnału częstotliwości przewoźnika do transmisji na kanale DIDIGE DATA.

Sygnał częstotliwości przewoźnika jest oscylacją harmoniczną opisaną przez równanie:

X \u003d x max grzech (ωt + φ 0),

gdzie X max jest amplituda oscylacji;

ω - częstotliwość oscylacji;

φ - początkowa faza oscylacji.

Możesz przekazać dane cyfrowe na kanale analogowym, kontrolując jeden z parametrów sygnału częstotliwości nośnej: amplitudy, częstotliwość lub faza. Ponieważ konieczne jest przesyłanie danych w formie binarnej (sekwencji jednostek i zer), można oferować następujące metody zarządzania ( modulacje): Amplituda, częstotliwość, faza.

Najprostszy sposób na zrozumienie zasady amplituda Modulacje: "0" - Brak sygnału, tj. brak oscylacji częstotliwości nośnej; "1" - obecność sygnału, tj. Obecność oscylacji częstotliwości nośnej. Istnieją oscylacje - jednostka, bez oscylacji - zero (rys. 6.11a).

Częstotliwość Modulacja zapewnia transmisję sygnałów 0 i 1 przy różnej częstotliwości. Podczas przesuwania od 0 do 1 i od 1 do 0 zmian sygnału częstotliwości przewoźnika (Rys. 6.116).

Najtrudniejsze jest zrozumienie faza modulacja. Jego istotą jest to, że podczas przemieszczania się od 0 do 1 i od 1 do 0, faza oscylacji się zmienia, tj. Ich kierunek (rys. 6.11b).

W wysokich szczeblach hierarchii - globalne i regionalne są również używane również transfer szerokopasmowyktóry zapewnia pracę dla każdego subskrybenta przy jego częstotliwości w jednym kanale. Zapewnia to interakcję dużej liczby abonentów przy wysokich stawkach transferu danych.

Broadband pozwala połączyć dane cyfrowe, obrazy i dźwięk w jednym kanale, który jest niezbędnym wymogiem nowoczesnych systemów multimedialnych.

Przykład 6.5. Typowy kanał analogowy jest kanałem telefonicznym. Gdy subskrybent usuwa rurkę, słyszy jednolity sygnał dźwiękowy - jest to sygnał częstotliwości nośnika. Ponieważ leży w zakresie częstotliwości dźwięku, nazywa się sygnałem tonalnym. Aby przesyłać na kanale telefonicznym, musisz kontrolować sygnał częstotliwości przewoźnika - moduluj go. Dźwięki postrzegane przez mikrofon są konwertowane na sygnały elektryczne, a następnie z kolei i modulować sygnał częstotliwości nośnika. Podczas przesyłania informacji cyfrowych biuro produkuje bajty informacyjne - sekwencję jednostek i zer.

Sprzęt komputerowy

Aby zapewnić transmisję informacji z komputera do środowiska komunikacji, konieczne jest koordynowanie sygnałów wewnętrznego interfejsu komputera z parametrami sygnałów przesyłanych przez kanały komunikacyjne. Jednocześnie można wykonać zarówno fizyczną koordynację (kształt, amplitudę i czas trwania sygnału) i kod.

Urządzenia techniczne, które wykonują funkcje parowania komputera z kanałami komunikacyjnymi, nazywane są adaptery lub adaptery sieciowe. Jeden adapter zapewnia kompilację z komputerem jednego kanału komunikacyjnego.

Figa. 6.11. Metody przenoszenia informacji cyfrowych na sygnale analogowym:

a - modulacja amplitudy; b - Częstotliwość; V - Faza

Oprócz adapterów jednokanałowych używanych urządzeń wielokanałowych - multipleksery danych. lub po prostu multipleksy.

Multiplekser transferu danych. - Urządzenie kompilacji z wieloma kanałami komunikacyjnymi.

Multipleksery danych zastosowano w systemach danych - pierwszego kroku w drodze do tworzenia sieci komputerowych. W przyszłości, w pojawieniu sieci z kompleksową konfiguracją i dużą liczbą systemów abonenta zaczęły stosować specjalne procesory połączeń, aby zaimplementować funkcje interfejsu.

Jak wspomniano wcześniej, bitów przepływają do przekształcania sygnałów analogowych w celu przesyłania informacji cyfrowych na kanale komunikacyjnym, a podczas odbierania informacji z kanału komunikacyjnego do komputera, wykonaj akcję odwrotną - przekształcić sygnały analogowe do bitów, które mogą przetwarzać komputery. Takie transformacje wykonuje specjalne urządzenie - modem.

Modem - Urządzenie wykonujące modulację i demodulację sygnałów informacyjnych podczas przesyłania ich z komputera do kanału komunikacyjnego i podczas odbierania komputera z kanału komunikacyjnego.

Najdroższym elementem sieci komputerowej jest kanał komunikacyjny. Dlatego, budując szereg sieci komputerowych, próbują zaoszczędzić na kanałach komunikacyjnych, łącząc kilka wewnętrznych kanałów komunikacyjnych do jednego zewnętrznego. Specjalne urządzenia służą do wykonywania funkcji przełączania - hubs..

Koncentrator. - Urządzenie, które przełącza kilka kanałów komunikacyjnych do jednego za pomocą separacji częstotliwości.

W sieci LAN, gdzie fizyczna medium transmisji jest kablem o ograniczonej długości, specjalne urządzenia służą do zwiększenia długości sieci - powtarzanie się.

Przekaźnik - Urządzenie, które zapewnia zachowanie kształtu i amplitudy sygnału podczas przesyłania go do więcej niż dostarczane przez tego typu fizycznego medium, odległości.

Są lokalne i zdalne repeatry. Lokalny Powtarzaki umożliwiają podłączenie fragmentów sieci znajdujących się w odległości do 50m i dystans - do 2000 m.

Przełączanie obwodów i pakiet - Metody rozwiązania uogólniony problem przełączania danych w dowolnej technologii sieciowej. Złożone rozwiązania techniczne uogólnione zadania przełączające w całości składa się ze szczególnych problemów sieci transmisji danych.

Specjalne problemy sieci danych obejmują:

• zdefiniuj przepływy i odpowiednie trasy;
• parametry konfiguracyjne trasy mocowania i tabele urządzeń sieciowych;
• przepływy rozpoznawania i transfer danych między jednym interfejsem urządzenia;
• strumienie multipleksujące / demultipleksujące;
• nośnik separacji.

Wśród wielu możliwych podejść do rozwiązania uogólnionego problemu sieci przełączających subskrybentów przydzielają dwa podstawowe, które obejmują przełączanie kanałów i przełączanie pakietów. W ten sposób istnieją tradycyjne zastosowania każdego technik przełączania, na przykład, sieci telefoniczne nadal budowane i skonstruowane są przy użyciu technologii przełączonej obwodami, sieciami komputerowymi i ogromną większością oparte są na technikach przełączania pakietów.

TheraeFore, ponieważ przepływ informacji w sieciach przełączanych przez obręcz to dane wymieniane między parą abonentów. W związku z tym funkcja Global Flow jest parą adresów (numery telefonów) abonentów komunikować się ze sobą. Jedną z funkcji sieci przełączanych obwodami jest koncepcja kanału podstawowego.

Kanał elementarny

Kanał żywiołowy (lub kanał) - jest podstawową cechami technicznymi sieci przełączonej obwodami, która jest ustawiona w danym typie wartości przepustowości sieciowej. Każdy link w sieci przełączonej obwodami ma zdolność podstawowego kanału przyjętego dla tego typu sieci.

W tradycyjnych systemach telefonicznych wartość prędkości kanału podstawowego wynosi 64 kbit / s, co jest wystarczające do wysokiej jakości głosu cyfrowego.

W przypadku wysokiej jakości głosu Użyj częstotliwości wibracji dźwięku kwantyzacji amplitudy wibracji 8000 Hz (czas próbkowania 125 MS). Aby reprezentować miarę amplitudy, najczęściej używany jest kod 8-bitowy, co czyni 256 tonów (przez wartości próbkowania).

W tym przypadku potrzebna jest transmisja jednego kanału głosowego, przepustowością 64 kbit / s:

8000 x 8 \u003d 64000 bitów / s lub 64 kbit / s.

Taki kanał głosowy nazywany jest elementarnymi kanałami cyfrowymi sieciami telefonicznymi. Cechą sieci przełączonej obwodu jest to, że przepustowość każdego linku musi być równa liczbie całkowitej kanałów podstawowych.

Kanał kompozytowy

Komunikacja skonstruowana przez przełączanie (połączenie) kanałów elementów, zwany a Kanał kompozytowy.

Kanał kompozytowy

Właściwości kanału Composie:

• kanał kompozytowy przez całą długość składa się z tej samej liczby kanałów podstawowych;
• kanał kompozytowy ma stałą i stałą przepustowość przez całą jego długość;
• kanał kompozytowy jest tymczasowo utworzony na okres sesji dwóch abonentów;
• na sesji wszystkie podstawowe kanały, które są zawarte w kanale kompozytowym, wprowadź ekskluzywny stosowanie podscrirów, dla których utworzono utworzony kanał przypięcia;
• podczas sesji komunikacji w abonentach może wysyłać szybkość transmisji sieci nieprzekraczającej pojemność kanału kompozytu;
• dane otrzymane w kanale kompozytowym, zwany subskrybent gwarantuje, że zostanie wydany bezzwłocznie, straty i w tej samej stawce (szybkość źródła) niezależnie od tego, czy jest w tym czasie w drugim połączeniu sieciowym, czy nie;
• po zakończeniu sesji podstawowy kanał kompozytowy, zadeklarowany wolny i zwrócony do puli zasobów przydzielonych do użytku przez innych użytkowników.

Połączenie odrzucone

Połączenie odrzucone

Żądania połączeń nie zawsze odnoszą sukcesy.

Jeśli ścieżka między połączeniami a zwaniami abonentami nie jest wolnymi kaleksami, ani zwana węzłem podstawowym jest zajęty, awaria występuje w konfiguracji połączenia.

Zaletą przełączania obwodów

Technologia przełączania obwodów ma na celu minimalizację przypadkowych zdarzeń w sieci, tj. Technologii. Aby uniknąć jakiejkolwiek możliwej niepewności większość prac na wymieniacz informacyjny odbywa się z góry, nawet przed rozpoczęciem transferu danych. Po pierwsze, na dany adres, dostępność wymaganych kanałów podstawowych aż do odbiorcy do odbiorcy. Ale w przypadku burstii podejście jest nieefektywne, ponieważ 80% kanału czasowego może być bezczynnie.

Przełączanie pakietów.

Najważniejszą zasadą sieci z przełączonym pakietem przesyłania przesyłania danych jest przesyłany w sieci w formie strukturalnie oddzielonej od obu danych o nazwie pakietów. Każdy pakiet ma nagłówek, który zawiera adres docelowy i inne informacje wspierające (długość pola danych, suma kontrolna i inne), używane do dostarczania do adresata pakietu.

Posiadanie adresu w każdym pakiecie jest jedną z najważniejszych cech technologii przełączania pakietów, ponieważ każdy pakiet może być przetwarzany niezależnie od innych pakietów przełączników stanowiących ruch sieciowy. Indeks do tytułu w pakiecie może mieć jeden dodatkowy pole do zapakowania na końcu pakietu i tak zwanej przyczepy. W przyczepie znajduje się usally Setsum, co pozwala sprawdzić, czy informacje zostały uszkodzone podczas transmisji w sieci, czy nie.

Podzielanie danych w pakiety

Partycjonowanie danych do pakietów odbywa się w kilku etapach. Węzeł nadawcy łańcucha generuje dane transmisyjne, które są podzielone na równe części. Potem występuje tworzenie pakietu, dodając nad głową nagłówka. A ostatni etap jest zmontowany pakiety do oryginalnej wiadomości do węzła docelowego.

Podzielanie danych w pakiety

Przesyłanie danych przez sieć jako pakiet

Sieć transmisji pakietów.

Podobnie jak w sieciach przełączanych obwodach, włączonych sieciach, dla każdego z strumieni, jest określana ręcznie lub automatycznie trasą ustaloną w przechowywanych tabelach dla przełączników wkupienia. Pakiety wchodzące do przełącznika są przetwarzane i wysyłane na określonej trasie

Niepewność i asynchroniczny ruch danych w sieciach przełączanych pakietami umożliwia specjalne wymagania w przełącznikach w takich sieciach.

Główną różnicą pomiędzy przełącznikiem Paccuit przełączników w sieciach przełączanych obwodami, jest to, że wewnętrzna pamięć buforowa dla tymczasowo strunowych pakietów. Bufory przełączania muszą harmonizować stawki danych w połączeniu komunikacyjne podłączone do jego interfejsów, a także harmonizować szybkość pakietów przylotowych z prędkością przełączającą.

Metody pakietów transferowych

Przełącznik może działać na podstawie jednej z trzech metod promujących pakiety:

• przekładnia datagramowa;
• Przeniesienie do ustalenia logicznego połączenia;
• Przeniesienie do ustanowienia wirtualnego kanału.

Przekładnia datagramowa

Transfer datagramów. Metoda oparta na promocji pakietu niezależnego od siebie. Procedura przetwarzania pakietów jest określona tylko przez wartości parametrów, które niesie i bieżący stan sieci. A każda sieć pakietów jest uważana za niezależny transport jednostkowy Complekly - Datagram.

Ilustracja zasada pakietów datagram

Przeniesienie do ustanowienia połączenia logicznego

Przeniesienie do ustanowienia połączenia logicznego

Procedura harmonizacji dwóch węzłów końcowych sieci niektórych parametrów procesu wymiany pakietów nazywa się ustanawianiem połączenia logicznego. Opcje wynegocjowane przez dwa węzły interakcyjne, zwane parametry połączenia logicznego.

Kanał wirtualny

Kanał wirtualny

Jedyną wstępnie wyściełaną stałą trasą łączącą węzły końcowe do sieci przełączonej pakiet, określany jako kanał wirtualny. (Obwód wirtualny lub kanał wirtualny) Kanały wirtualne są układane na zrównoważony przepływ informacji. Aby wyizolować przepływ danych całkowitego przepływu ruchu każdego pakietu, jest oznaczony specjalnym rodzajem znaku - etykiety. Podobnie jak w przypadku ustanowienia logicznych połączeń sieciowych, kanał wirtualny zaczyna się od specjalnego pakietu - żądanie połączenia.

Sieci przełączania tabel przy użyciu wirtualnych kanałów różni się od tabeli przełączania w sieciach datagramów. Zawiera wpisy przechodzące tylko przez przełącznik wirtualnych kanałów, a nie cały możliwy adres docelowy, podobnie jak w przypadku sieci z transferu algorytmu datagrama.

Porównanie przełączane i pakiet

Kanały przełączające.	Przełączanie pakietów.
Musisz najpierw nawiązać połączenie	Brak etapu ustanowienia połączenia (metoda datagramu)
Lokalizacja jest wymagana tylko podczas ustanawiania połączenia	Adres i inne informacje o serwisie są przesyłane z każdym pakietem
Sieć może odmówić połączenia z subskrybentem	Sieć jest zawsze gotowa do odbierania danych z subskrybenta
Gwarantowana przepustowość (przepustowość) dla abonentów interakcji	Przepustowość sieci dla użytkowników jest nieznana, opóźnienia transmisji są losowe
Ruch w czasie rzeczywistym jest przekazywany opóźnienie Wortu	Zasoby sieciowe są skutecznie wykorzystywane podczas przesyłania ruchu burstowego
Niezawodność wysokiej transmisji	Możliwa utrata danych z powodu przepełnienia bufora
Irracjonalne zastosowanie pojemności kanału, zmniejszając ogólną wydajność sieci	Automatyczna alokacja dynamicznej przepustowości kanału fizycznego między subskrybentami

Rozmówcy. Z reguły, w ogólnych sieciach dostępu nie można dostarczyć każdej kilku abonentów ich własnej linii komunikacyjnej, którą mogli monopolizować "własne" i użyć w dowolnym momencie. Dlatego sieć zawsze stosuje sposób do przełączania abonentów, co zapewnia oddzielenie istniejących kanałów fizycznych między kilkoma sesjami komunikacyjnymi a abonentami sieci.

Przełączanie sieci telefonicznych miejskich

Sieć telefoniczna miejska jest kombinacją struktur liniowych i stacji. Sieć posiadająca jeden PBX jest nazywany niecerycznym. Konstrukcje liniowe takiej sieci składają się tylko z linii abonentów. Typowa wartość pojemności takiej sieci 8-10 tysięcy abonentów. Z dużymi zdolnościami, ze względu na gwałtowny wzrost długości Al, zaleca się przełączenie na strefą konstrukcję sieci. W tym przypadku terytorium miasta jest podzielony na obszary, w każdym z których konstruowany jest jedna dzielnica PBX (szczury) jest skonstruowany, do których podłączonych subskrybentów tego obszaru. Połączenia abonentów tego samego obszaru są przeprowadzane przez jeden szczurów, abonentów różnych ratc - w dwóch. Szczury są związane z liniami łączącymi w ogóle, zgodnie z zasadą "każda z każdą". Łączna liczba belek między szczurami jest równa ilości szczurów / 2. Wzrost pojemności sieci, liczba belek ściskających Ratc wśród siebie zgodnie z zasadą "Każdy z każdą" zaczyna się gwałtownie rosnąć, co prowadzi do nadmiernego wzrostu zużycia kabli i kosztów dla organizacji komunikacji Dlatego, z kapacjami sieci, ponad 80 000 abonentów używa dodatkowego węzła przełączającego. W takiej sieci, połączenie między PBX różnych obszarów przeprowadza się przez węzły komunikatu przychodzącego (UVS), a połączenie w obrębie obszaru węzłowego (UR odbywa się zgodnie z zasadą "Każdy z każdego" lub przez jego UVS.

Rozważ w tym artykule główne metody przełączania w sieciach.

W tradycyjnych sieciach telefonicznych związek abonentów odbywa się za pomocą przełączania kanałów komunikacyjnych. Na początku przeprowadzono przełączanie kanałów komunikacyjnych telefonicznych, a następnie przełącznik przeprowadzono za pomocą automatycznych stacji telefonicznych (PBX).

Ta sama zasada jest używana w sieciach obliczeniowych. Ponieważ subskrybenci są geograficznie zdalne maszyny obliczeniowe w sieci komputerowej. Nie jest fizycznie możliwe, aby zapewnić każdemu komputerowi każdemu komputerowi własną nieustanną linię komunikacyjną, której użyały w ciągu całego czasu. Dlatego w prawie wszystkich sieciach komputerowych każda metoda przełączania abonentów (stacji roboczych) jest zawsze stosowana, co pozwala na dostęp do istniejących kanałów komunikacyjnych dla kilku abonentów, aby zapewnić jednoczesne sesje komunikacji.

Przełączanie - Jest to proces łączenia różnych subskrybentów sieci komunikacyjnych przez węzły tranzytowe. Sieci komunikacyjne muszą zapewnić połączenie swoich abonentów. Subskrybenci mogą działać jako komputer, segmenty sieci lokalnych, urządzeń faksowych lub rozmów telefonicznych.

Stacje robocze są podłączone do przełączników za pomocą poszczególnych linii komunikacyjnych, z których każdy jest używany w dowolnym momencie tylko jeden ustalony przez tę linię, abonent. Przełączniki są podłączone do siebie przy użyciu współdzielonych linii komunikacyjnych (współdzielonych przez kilku abonentów).

Rozważmy trzy główne najczęstsze sposoby przełączania abonentów w sieciach:

• przełączanie obwodu (przełączanie obwodu);
• przełączanie pakowania;
• komunikaty przełączające (przełączanie wiadomości).

Kanały przełączające

Przełączanie kanałów oznacza tworzenie ciągłego złożonego kanału fizycznego z kolejno połączonymi poszczególnymi kanałami do bezpośredniego transmisji danych między węzłami. Oddzielne kanały są połączone ze sobą za pomocą sprzętu specjalnego - przełączniki, które mogą nawiązać łącza między dowolnymi węzłami sieci końcowej. W sieci przełączania kanału, przed przeniesieniem danych, zawsze konieczne jest przeprowadzenie procedury złożonej w procesie, którego kanał kompozytowy jest tworzony.

Czas wiadomości wiadomości jest określony przez przepustowość kanału, długi komunikat i rozmiar wiadomości.

Przełączniki, a także łączenie kanałów, powinny zapewnić jednoczesne przesyłanie danych z kilku kanałów abonenta. Aby to zrobić, muszą być szybkie i utrzymują jakąś technikę kanałów abonenta multipleksujących.

Zalety kanałów przełączania:

• stała i znana stawka transferu danych;
• prawidłowa sekwencja przyjazdu danych;
• Niski i stały poziom transferu danych przez sieć.

Wady kanałów przełączania:

• Istnieje niepowodzenie sieci w obsłudze połączenia w celu ustalenia połączenia;
• Irracjonalne zastosowanie przepustowości kanałów fizycznych, w szczególności niemożności korzystania z wyposażenia użytkownika działającego na różnych prędkościach. Oddzielne części prac kanału kompozytowego w tej samej prędkości, ponieważ sieci przełączone sieci nie są bufora danych użytkownika;
• Obowiązkowe opóźnienie przed przeniesieniem danych z powodu fazy połączenia.

Komunikaty przełączające - partycjonowanie informacji o wiadomościach, z których każda składa się z nagłówka i informacji.

Jest to sposób interakcji, w którym kanał logiczny jest tworzony przez konsekwentnie przesyłanie wiadomości za pomocą węzłów komunikacyjnych do adresu określonego w nagłówku komunikatu.

W tym samym czasie każdy węzeł odbiera wiadomość, pisze do pamięci, przetwarza tytuł, wybiera trasę i podaje komunikat z pamięci do następnego węzła.

Czas dostawy wiadomości jest określany przez czas przetwarzania w każdym węźle, liczbie węzłów i przepustowości sieci. Gdy transfer informacji z węzła A do węzła komunikacyjnego jest kończy się węzeł A staje się wolny i może uczestniczyć w organizacji innego połączenia między subskrybentami, dlatego kanał komunikacyjny jest wykorzystywany bardziej wydajnie, ale system zarządzania routingu będzie złożone .
Obecnie, dojeżdżające do pracy wiadomości w czystej formie praktycznie nie istnieją.

Przełączanie pakietów jest specjalnym sposobem na przełączenie węzłów sieciowych, który został utworzony specjalnie do najlepszej transmisji ruchu komputera (ruchu pulsującego). Eksperymenty dotyczące rozwoju pierwszych sieci komputerowych, które opierały się na technikach przełączania kanałów, pokazały, że ten typ przełączania nie zapewnia możliwości uzyskania wysokiej przepustowości sieci komputerowej. Powód został zakorzeniony w pulsującym charakterze ruchu, który generuje typowe aplikacje sieciowe.

Podczas przełączania pakietów wszystkie wiadomości przesyłane przez użytkownika są uszkodzone w węźle źródłowym dla stosunkowo małych części, zwanych pakietami. Musisz określić, że komunikat jest logicznie zakończoną częścią danych - żądanie przesyłania plików, odpowiedź na ten wniosek zawierający cały plik itp. Wiadomości mogą mieć dowolną długość od kilku bajtów do wielu megabajtów. Natomiast pakiety zwykle mogą mieć również zmienną długość, ale w wąskich limitach, na przykład od 46 do 1500 bajtów (Ethernet). Każdy pakiet jest dostarczany z tytułem, który wskazuje informacje o adresie wymagane do dostarczania pakietu węzła docelowego, a także numer pakietu, który ma być używany przez węzeł docelowy, aby zbudować wiadomość.

Przełączniki sieci wsadowej różnią się od przełączników kanałów przez fakt, że mają wewnętrzną pamięć buforową dla tymczasowych pakietów pamięci masowej, jeśli port wyjściowy przełącznika w momencie akceptacji pakietu jest zaangażowany w transmisję innego pakietu.

Przełączanie pakietów:

• bardziej odporny na awarie;
• Wysoka ogólna przepustowość sieci podczas przenoszenia ruchu pulsacyjnego;
• Możliwość dynamicznej redystrybucji przepustowości fizycznych kanałów komunikacyjnych.

Wady przełączania pakietów:

• Niepewność szybkości przesyłania danych między abonentami sieci;
• opóźnienie pakietu o zmiennej wartości;
• możliwa utrata danych z powodu przepełnienia bufora;
• są zaburzenia sekwencji pakietów.

Sieci komputerowe używają przełączania pakietów.

Przesyłanie pakietów w sieciach:

• Metoda datagramu. - Przekładnia prowadzona jest jako zestaw niezależnych pakietów. Każdy pakiet przenosi się do sieci po swojej trasie, a pakiety użytkownika są w porządku.
• Zalety: prostota procesu transferu.
• Wady: Niska niezawodność Liczono utratę pakietów i konieczności budowania pakietów i komunikatów odzyskiwania.
• Kanał logiczny. - Jest to transfer sekwencji pakietów związanych z łańcuchem, którym towarzyszy ustalanie połączenia wstępnego i potwierdzenie odbioru każdego opakowania. Jeśli pakiet I-th nie zostanie zaakceptowany, wszystkie kolejne pakiety nie będą akceptowane.
• Kanał wirtualny - Jest to logiczny kanał z przeniesieniem do stałej trasy sekwencji powiązanej w łańcuchach pakietów.
• Zalety: naturalna sekwencja danych jest zapisywana; zrównoważonych zwolenników ruchu; być może rezerwacja zasobów.
• Wady: złożoność sprzętu.

W tym artykule uważaliśmy podstawowe metody przełączania w sieciach obliczeniowych, z opisem każdej metody przełączania, wskazując dominujące i wady.

Wykład numer 8.

Charakterystyka kanałów informacyjnych

Kanał informacyjny można również scharakteryzować przez trzy odpowiednie parametry: Kanałowy czas użytkowania T k. , pasma przepustowości przekazywane przez kanałF K.i zasięg kanału dynamicznegoD K. Charakteryzuje swoją zdolność do przesyłania różnych poziomów sygnału.

Sprawdzaj pojemność Kanał.

Sygnalizacja nienotowana jest możliwa tylko wtedy, gdy sygnał jest "zamontowany" w jego objętości do pojemności kanału.

W związku z tym ogólny warunek negocjowania sygnału z kanałem informacyjnym jest określony przez stosunek

Jednak stosunek wyraża niezbędny, ale niewystarczający stan dopasowania sygnału z kanałem. Wystarczający warunek jest koordynacja pod każdym względem:

W przypadku kanału informacyjnego używa koncepcji: prędkość wpisu informacji, szybkość transferu informacji i przepustowość kanału.

W ramach prędkości wpisu informacji (przepływ informacji) JA. ( X. ) Zrozum średnią kwotę informacji wprowadzonych ze źródła wiadomości do kanału informacyjnego na jednostkę czasu. Ta funkcja źródła wiadomości jest określona tylko przez właściwości statystyczne wiadomości.

Szybkość transferu informacji. JA. ( Z. , Y. ) - średnia ilość informacji przesyłanych przez kanał na jednostkę czasu. Zależy to od właściwości statystycznych sygnału przesyłanego i właściwości kanału.

Benno s. - Największa teoretycznie osiągalna stawka transferu informacji dla tego kanału. Jest to charakterystyczna dla kanału i nie zależy od statystyki sygnału.

Przepustowość kanału informacyjnego jest określona przez dwa parametry: bit i częstotliwość. Jest proporcjonalny do ich pracy.

Benno. Zadzwoń do maksymalnej ilości informacji, które można jednocześnie umieścić w kanale.

Częstotliwość Pokazuje, ile razy informacje można umieścić w kanale dla jednostki czasu.

Wyładowanie kanału pocztowego jest ogromny. Tak więc wysyłka pocztą, na przykład, dysk laserowy, można umieścić jednocześnie w kanale ponad 600 MB informacji. W tym samym czasie częstotliwość kanału pocztowego jest bardzo niska - usunięcie poczty z pola występuje częściej niż pięć razy dziennie.

Informacje o kanale telefonicznym Singlebody: jednocześnie na drutu telefonicznym można wysłać lub jednostkę (prąd, impuls) lub zero. Częstotliwość tego kanału może osiągnąć dziesiątki i setki tysięcy cykli na sekundę. Ta właściwość sieci telefonicznej pozwala na jego użycie do komunikacji między komputerami.

Aby dokonać najbardziej efektywnego wykorzystania kanału informacyjnego, konieczne jest podjęcie działań w celu zapewnienia, że \u200b\u200bszybkość transferu informacji jest jak najbliżej przepustowości kanału. Jednocześnie szybkość wprowadzania informacji nie powinna przekraczać przepustowości kanału, w przeciwnym razie nie wszystkie informacje zostaną przeniesione przez kanał.

Jest to podstawowy warunek dynamicznej koordynacji źródła wiadomości i kanału informacyjnego.

Jedną z głównych problemów w teorii transferu informacji jest określenie zależności szybkości transmisji informacji i przepustowości z parametrów kanału i charakterystyki sygnałów i zakłóceń. Pytania te były po raz pierwszy zbadane przez K. Shannon.

1. Metody zwiększania odporności na hałas

W podstawach wszystkich metod zwiększania immunitetu hałasu systemów informatycznych, stosowanie pewnych różnic między użytym sygnałem a ingerencją. Dlatego priori informacje o zakłóceń i właściwościach sygnału są niezbędne do zwalczania zakłóceń.

Obecnie znana jest duża liczba sposobów zwiększenia immunitetu hałasu z systemów. Sposoby te są wygodne w przełomie do dwóch grup.

JA. Grupa opiera się na wyborze metody wiadomości.

II. Grupa jest związana z budową odbiorników odpornych na hałas.

Prosta i stosowana metoda zwiększania odporności na hałas zwiększ współczynnik sygnału / interferencji Zwiększając moc nadajnika. Ale ta metoda może być niezdolna ekonomicznie, ponieważ wiąże się ze znacznym wzrostem złożoności i kosztów sprzętu. Ponadto wzrost zdolności przesyłowej towarzyszy wzmocnienie efektu zakłócającego tego kanału do innych.

Ważnym sposobem zwiększenia immunitetu hałasu transmisji ciągłych sygnałów jest racjonalny wybór typu modulacji sygnały. Stosowanie typów modulacji, które zapewniają znaczne rozszerzenie pasma częstotliwości sygnału, można osiągnąć znaczny wzrost odporności na hałas transmisji.

Radykalny sposób zwiększenia immunitetu hałasu transmisji dyskretnych sygnałów jest użycie specjalne kody odporne na hałas . W tym samym czasie istnieją dwa sposoby zwiększenia odporności na hałas kodów:

1. Wybór metod transmisji, które zapewniają mniejsze prawdopodobieństwo zniekształcenia kodu;

2. Zwiększ właściwości korekcji kombinacji kodów. Ta ścieżka jest związana z użyciem kodów, które umożliwiają wykrycie i wyeliminowanie zakłóceń w kombinacjach kodu. Ta metoda kodowania jest związana z wprowadzeniem dodatkowych, nadmiarowych symboli do kodu, który towarzyszy wzrost czasu transmisji lub częstotliwości transmisji znaków kodu.

Wzrost immunitetu hałasu transmisji można również osiągnąć przez ponowne przesyłanie tej samej wiadomości. Po stronie odbierającej otrzymane wiadomości są porównywane, a te, które mają największą liczbę zbiegów, są traktowane jako prawdziwe. Aby wyeliminować niepewność podczas przetwarzania przyjętych informacji i zapewnić wybór przez kryterium większości, komunikat należy powtórzyć co najmniej trzy razy. Ta metoda zwiększania odporności na hałas jest związany z rosnącym czasem transmisji.

Systemy z powtórzeniem dyskretnych informacji są podzielone na systemy z summem grupowym, w którym porównanie jest dokonywane zgodnie z kombinacjami kodów, aw systemie z uwodzicielskim sumowaniem, w którym porównanie jest przeprowadzane przez kombinacje kodu w symbolach. Odpowiednia sprawdza jest bardziej wydajna niż grupage.

Różnorodność systemów, które mają wzrost odporności na hałas spowodowany wzrostem czasu transmisji, są systemy sprzężenia zwrotnego. Jeśli w przesyłanych wiadomościach znajdują się zniekształcenia, informacje pochodzące nad kanałem odwrotnym stanowi powtórzenie transmisji. Obecność kanału odwrotnego prowadzi do komplikacji systemu. Jednak w przeciwieństwie do systemów powtarzania transmisji w systemach sprzężenia zwrotnego, powtórzenie transmisji odbędzie się tylko w przypadku zniekształcenia w sygnale przesyłanym, tj. Redundancja na ogół okazuje się mniej.

Recepcja odporna na hałas Składa się w stosowaniu redundancji, a także a priori informacji o sygnałach i ingerencji w celu rozwiązania optymalnej metody odbierania zadania: wykrywanie sygnału, różnice sygnału lub odzyskiwanie wiadomości. Obecnie aparat teorii rozwiązań statystycznych jest szeroko stosowany do syntezy optymalnych odbiorników.

Błędy odbiornika zmniejszają się ze wzrostem wskaźnika sygnału / interferencji na wejściu odbiornika. W tym względzie często wytwarza wstępne przetwarzanie otrzymanego sygnału w celu zwiększenia relacji użytecznego składnika do zakłóceń. Takie sposoby wstępnego przetwarzania sygnałów obejmują metodę programu (kombinacja wzmacniacza szerokopasmowego, ogranicznika i wzmacniacza wąskopasmowego), wybór sygnałów sygnałowych, metodę pomiarową, metodę filtrowania, metoda korelacji, metoda akumulacji itp.

2. Nowoczesne środki techniczne wymiany urządzeń do formowania danych

Odbiornik może być komputerem, terminalem lub dowolnym urządzeniem cyfrowo.

Aby zapewnić transfer informacji z komputera do komunikacji

Może to być plik bazy danych, tabela, odpowiedź na żądanie, tekst lub obraz.

W przypadku przesyłania wiadomości używanych jest różne typy kanałów komunikacyjnych. Najczęstsze wybrane kanały telefoniczne i specjalne kanały do \u200b\u200bprzesyłania informacji cyfrowych są najczęstsze. Używane są również kanały radiowe i kanały satelitarne.

Dwór w tym względzie jest sieć LAN, gdzie skręcona para przewodów stosuje się jako przenoszony średni, kabel koncentryczny i kabel światłowodowy.

Aby zapewnić transmisję informacji z komputera do środowiska komunikacji, konieczne jest koordynowanie sygnałów wewnętrznego interfejsu komputera z parametrami sygnałów przesyłanych przez kanały komunikacyjne. Jednocześnie można wykonać zarówno fizyczną koordynację (kształt, amplitudę i czas trwania sygnału) i kod.

Urządzenia techniczne wykonujące funkcje parowania komputera z kanałami komunikacyjnymi adapterylub karty sieciowe. Jeden adapter zapewnia kompilację z komputerem jednego kanału komunikacyjnego. Oprócz adapterów jednokanałowych używanych urządzeń wielokanałowych - multipleksery danych.lub po prostu Multipleksery.

Multiplekser transferu danych. - Urządzenie kompilacji z wieloma kanałami komunikacyjnymi.

Multipleksery danych zastosowano w systemach danych - pierwszego kroku w drodze do tworzenia sieci komputerowych. W przyszłości, w pojawieniu sieci z kompleksową konfiguracją i dużą liczbą systemów abonenta zaczęły stosować specjalne procesory połączeń, aby zaimplementować funkcje interfejsu.

Jak wspomniano wcześniej, konieczne jest przekształcenie bitów do kanałów analogowych w celu przesyłania informacji cyfrowych na kanale komunikacyjnym, a podczas odbierania informacji z kanału komunikacyjnego do komputera, wykonaj odwrotną działanie - przekształcić sygnały analogowe w bity, które mogą przetwarzać komputery. Takie transformacje wykonuje specjalne urządzenie - modem.

Modem- Urządzenie wykonujące modulację i demodulację sygnałów informacyjnych podczas przesyłania ich z komputera do kanału komunikacyjnego i podczas odbierania komputera z kanału komunikacyjnego.

Najdroższym elementem sieci komputerowej jest kanał komunikacyjny. Dlatego, budując szereg sieci komputerowych, próbują zaoszczędzić na kanałach komunikacyjnych, łącząc kilka wewnętrznych kanałów komunikacyjnych do jednego zewnętrznego. Specjalne urządzenia służą do wykonywania funkcji przełączania - hubs..

Koncentrator. - Urządzenie, które przełącza kilka kanałów komunikacyjnych do jednego za pomocą separacji częstotliwości.

W sieci LAN, gdzie fizyczna medium transmisji jest kablem o ograniczonej długości, specjalne urządzenia służą do zwiększenia długości sieci - powtarzanie się.

Przekaźnik - Urządzenie, które zapewnia zachowanie kształtu i amplitudy sygnału podczas przesyłania go do więcej niż dostarczane przez tego typu fizycznego medium, odległości.

Są lokalne i zdalne repeatry. Lokalny Odpychanie pozwalają podłączyć fragmenty sieciowe znajdujące się w odległości do 50 m. I dystans - do 2000 m.