Лекция 7 Линии связи кафедра ЮНЕСКО по НИТ1

Первичные сети, линии и каналы связи Звено (link) – это сегмент, обеспечивающий передачу данных между двумя соседними узлами сети. Канал (channel) – часть пропускной способности звена, используемую независимо от коммутации. Составной канал (circuit) – путь между конечными узлами сети. Составной канал образуется отдельными каналами промежуточных звеньев и внутренними соединениями в коммутаторах. Линия связи – синоним любого из трех остальных терминов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ2

Первичные сети, линии и каналы связи Состав линии связи кафедра ЮНЕСКО по НИТ3

Физическая среда передачи данных Физическая среда передачи данных – представляет собой набор проводников, по которым передается сигналы. Типы сред передачи данных. кафедра ЮНЕСКО по НИТ4

Физическая среда передачи данных Проводные (воздушные) линии – провода без каких- либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Кабельные линии имеют сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, климатической. кафедра ЮНЕСКО по НИТ5

Физическая среда передачи данных Типы кабеля: Кабели на основе скрученных витых пар медных проводов: Неэкранированная витая пара (UTP); Экранированная витая пара (STP); Коаксиальные кабели с медной жилой; Волоконно-оптические кабели. кафедра ЮНЕСКО по НИТ6

Физическая среда передачи данных Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Типы радиоканалов: Диапазоны широковещательного радио; Диапазоны очень высоких частот; Диапазоны ультравысоких частот; Диапазон микроволн. кафедра ЮНЕСКО по НИТ7

Аппаратура передачи данных Аппаратура передачи данных (Data Circuit Equipment, DCE) в компьютерных сетях непосредственно присоединяет компьютеры или коммутаторы к линиям связи и является пограничным оборудованием. Примеры: Модем, терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства для подключения к цифровым каналам DSU/CSU. кафедра ЮНЕСКО по НИТ8

Аппаратура передачи данных Оконечное оборудование данных (Data Terminal Equipment, DTE) - аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая непосредственно у аппаратуре передачи данных. На физическом уровне модели OSI, отвечая за передачу информации в физическую среду и прием из нее сигналов нужной формы, мощности и частоты. кафедра ЮНЕСКО по НИТ9

Аппаратура передачи данных Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Основные задачи: Улучшение качества сигнала; Создание постоянного составного канала связи между абонентами сети. кафедра ЮНЕСКО по НИТ10

Аппаратура передачи данных В локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться, если протяженность физической среды – кабелей или радиоэфира – позволяет одному сетевому адаптеру приминать непосредственно от другого сетевого адаптера без дополнительного усиления. В противном случае применяется промежуточная аппаратура: устройства типа повторителей и концентраторов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ11

Аппаратура передачи данных В глобальных сетях необходимо обеспечить качественную передачу сигналов на расстояния в сотни и тысячи километров. Применяется промежуточная аппаратура: усилителей и регенераторов. Промежуточная коммутационная аппаратура: мультиплексоры, демультиплексоры и коммутаторы. кафедра ЮНЕСКО по НИТ12

Спектральный анализ сигналов на линиях связи Любой периодический процесс можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различных частот и различных амплитуд. Каждая составляющая синусоида - гармоника; Набор всех гармоник – спектральное разложение; Разность между максимальной и минимальной частотами – ширина спектра сигнала. кафедра ЮНЕСКО по НИТ13

Спектральный анализ сигналов на линиях связи Представление периодического сигнала суммой синусоид кафедра ЮНЕСКО по НИТ14

Спектральный анализ сигналов на линиях связи Спектральное разложение идеального импульса кафедра ЮНЕСКО по НИТ15

Спектральный анализ сигналов на линиях связи Искажение импульсов в линии связи кафедра ЮНЕСКО по НИТ16

Спектральный анализ сигналов на линиях связи Представление линии как распределенной индуктивно- емкостной нагрузки кафедра ЮНЕСКО по НИТ17

Затухание и волновое сопротивление Затухание показывает, насколько уменьшается мощность эталонного синусоидального сигнала на выходе линии связи по отношению к мощности сигнала на входе этой линии. Pout – мощность сигнала на выходе линии; Pin – мощность сигнала на входе линии. Погонное затухание – характеристика линии связи. кафедра ЮНЕСКО по НИТ18

Затухание и волновое сопротивление Зависимость затухания от частоты кафедра ЮНЕСКО по НИТ19

Затухание и волновое сопротивление Зависимость неэкранированного кабеля на витой паре кафедра ЮНЕСКО по НИТ20

Затухание и волновое сопротивление Абсолютный уровень мощности измеряется в ваттах, Относительный уровень мощности – в децибелах. кафедра ЮНЕСКО по НИТ21

Затухание и волновое сопротивление Окна прозрачности оптического волокна кафедра ЮНЕСКО по НИТ22

Помехоустойчивость и достоверность Помехоустойчивость линии определяет способность линии противостоять влиянию помех, создаваемых во внешней среде или на внутренних проводниках самого кабеля. Электрическая связь определяется отношением наведенного тока в подверженной влиянию цепи к напряжению, действующему во влияющей цепи. Магнитная связь – отношение электродвижущей силы, наведенной в подверженной влиянию цепи, к току во влияющей цепи. Наведенные сигналы. кафедра ЮНЕСКО по НИТ23

Помехоустойчивость и достоверность Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk, NEXT) определяют устойчивость кабеля в том случае, когда наводка образуется в результате действия сигнала, генерируемого передатчиком, подключенным к одной из соседних пар на том же конце кабеля. кафедра ЮНЕСКО по НИТ24

Помехоустойчивость и достоверность Перекрестные наводки на дальнем конце (Far End Cross Talk, FEXT) позволяют оценить устойчивость кабеля к наводкам для случая, когда передатчик и приемник подключены к разным концам кабеля. кафедра ЮНЕСКО по НИТ25

Помехоустойчивость и достоверность Суммарное переходное затухание кафедра ЮНЕСКО по НИТ26

Помехоустойчивость и достоверность Защищенность витой пары кафедра ЮНЕСКО по НИТ27

Полоса пропускания и пропускная способность Полоса пропускания – непрерывный диапазон частот, для которого затухание не превышает некоторый заранее заданный предел. кафедра ЮНЕСКО по НИТ28

Типы кабелей Витая пара; Коаксиальные кабели; Волоконно-оптические кабели. кафедра ЮНЕСКО по НИТ29

Экранированная и неэкранированная витая пара Витой парой называется скрученная пара проводов. Скручивание проводов снижает влияние внешних и взаимных помер на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Кабели на основе витой пары являются симметричными. Симметричный кабель на основе витой пары может быть экранированным и неэкранированным. кафедра ЮНЕСКО по НИТ30

Экранированная и неэкранированная витая пара Устройство кабелей кафедра ЮНЕСКО по НИТ31

Экранированная и неэкранированная витая пара Кабель на основе неэкранированной витой пары разделяется в международных стандартах на категории ( от 1 до 7). кафедра ЮНЕСКО по НИТ32

Экранированная и неэкранированная витая пара Категория 1. Традиционный телефонный кабель, по которому можно передавать только речь, но не данные. Большинство телефонных кабелей, произведенных до 1983 года, относится к категории 1 (до 20 Кбит/с). Категория 2. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар. Категория 3. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар с девятью витками на метр. Категория 4. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 16 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар. Категория 5. Скорость передачи данных зависит от используемого протокола: 100 Мбит/с - FDDI, 155 Мбит/с - ATM, 1000 Мбит/с - Gigabit Ethernet) Состоит из четырех витых пар медного провода. Категория 6 и 7. частота 250 МГц, частота 600 МГц,. кафедра ЮНЕСКО по НИТ33

Коаксиальный кабель Коаксиальный кабель состоит из несимметричных пар проводников. Тонкий коаксиальный кабель гибкий кабель диаметром около 0,5 см. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера компьютеров. Тонкий коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м Толстый коаксиальный кабель относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см толстый коаксиальный кабель передает сигналы на расстояние до 500 м). иногда используют в качестве основного кабеля [магистрали], который соединяет несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле. кафедра ЮНЕСКО по НИТ34

Волоконно-оптический кабель Волоконно-оптический кабель состоит из тонких (5-60 микрон) гибких стеклянных волокон, по которым распространяются световые сигналы. Типы волокна: Одномодовой кабель (Single Mode Fiber, SMF) Многомодовый кабель (Multi Mode Fiber, MMF) кафедра ЮНЕСКО по НИТ35

Волоконно-оптический кабель кафедра ЮНЕСКО по НИТ36

КОНЕЦ кафедра ЮНЕСКО по НИТ37