· Лекція 27. Принципи побудови телекомунікаційних обчислювальних систем.

Вступ

Телекомунікаціїможна визначити як технологію, що зв'язує інформаційні масиви, що часто знаходяться на певній відстані один від одного. В даний час в телекомунікаціях відбувається революція, що стосується двох аспектів: швидкі зміни в технологіях комунікацій і не менш важливі зміни в питаннях володіння, контролю та надання комунікаційних послуг. Сьогоднішні менеджери повинні розбиратися в можливостях та перевагах різних комунікаційних технологій, а також вміти зіставляти витрати та прибуток, що отримується при правильному використанні телекомунікацій.

Телекомунікаційна система– це сукупність апаратно та програмно сумісного обладнання, з'єднаного в єдину систему з метою передачі даних з одного місця до іншого. Телекомунікаційна система здатна передавати текстову, графічну, голосову чи відеоінформацію. У цьому розділі описано основні компоненти телекомунікаційних систем. У наступних розділах пояснюється, як ці компоненти працюють спільно один з одним, утворюючи різні види мереж.

До складу типової комунікаційної системи входять сервери, комп'ютери, канали зв'язку (на малюнку вони позначені червоними лініями), а також активне обладнання - модеми, концентратори та ін.

2.Компоненти телекомунікаційної системи

Нижче наведено основні компоненти телекомунікаційної системи:

1. Сервери, що зберігають та обробляють інформацію.

2. Робочі станції та ПК, що служать для введення запитів до баз даних, отримання та обробки результатів запитів та виконання інших завдань кінцевих користувачів інформаційних систем.

3. Комунікаційні канали – лінії зв'язку, якими дані передаються між відправником і одержувачем інформації. Комунікаційні канали використовують різні типи середовища передачі: телефонні лінії, волоконно-оптичний кабель, коаксіальний кабель, бездротові та інші канали зв'язку.

4. Активне обладнання – модеми, мережеві адаптери, концентратори, комутатори, маршрутизатори та ін. Ці пристрої необхідні передачі та прийому даних.

5. Мережеве програмне забезпечення, що управляє процесом передачі та прийому даних та контролює роботу окремих частин комунікаційної системи.

Функції телекомунікаційної системи

Щоб передати інформацію з одного пункту та отримати її в іншому, телекомунікаційній системі потрібно виконати деякі операції, які переважно приховані від користувачів. Перш, ніж телекомунікаційна система передасть інформацію, їй необхідно встановити з'єднання між стороною, що передає (sender) і приймаючою (receiver). Потім розрахувати оптимальний маршрут передачі даних, виконати первинну обробку інформації (наприклад, необхідно перевірити, що ваше повідомлення передається саме тому, кому ви його відіслали) і перетворити швидкість передачі комп'ютера в швидкість, що підтримується лінією зв'язку. Нарешті, телекомунікаційна система управляє потоком інформації, що передається.

Мережеві пристрої та засоби комунікацій.

Як засоби комунікації найчастіше використовуються кручена пара, коаксіальний кабель, оптоволоконні лінії. При виборі типу кабелю враховують такі показники:

· вартість монтажу та обслуговування,

· швидкість передачі інформації,

· обмеження на величину відстані передачі без додаткових підсилювачів-повторювачів (репітерів),

· безпеку передачі.

Головна проблема полягає в одночасному забезпеченні цих показників, наприклад, найвища швидкість передачі даних обмежена максимально можливою відстанню передачі даних, при якій ще забезпечується необхідний рівень захисту даних. Легка нарощування та простота розширення кабельної системи впливають на її вартість.

3. Типи телекомунікаційних мереж.

Існують різні способи організації спільної роботи активного та пасивного мережного обладнання, і тому є безліч способів класифікації мереж. Мережі можна класифікувати за конфігурацією або топологією (network topology). За своїми географічними розмірами мережі поділяються на глобальні та локальні. Глобальні мережі, як правило, охоплюють досить великі площі – від 1-2 до сотень тисяч кілометрів. Локальні мережі об'єднують комп'ютерні ресурси однієї чи кількох будівель. У цій частині ви познайомитеся з різними видами комп'ютерних мереж.

Локальні мережі

Локальна мережа , ЛЗ (іноді використовується назва локальна обчислювальна мережа, ЛВС) - Local Area Network, LAN - охоплює невеликі простори, зазвичай одна будівля або кілька будинків, що близько стоять. Більшість локальних мереж пов'язують комп'ютери, що знаходяться один від одного на відстані не більше 600 м. Локальні мережі потребують своїх власних телекомунікаційних каналів (найчастіше застосовується кручена пара або коаксіальний кабель). Локальні мережі знайшли широке застосування у бізнесі. Завдяки їм організації можуть застосовувати додатки, що сприяють значному підвищенню продуктивності та ефективності управління. До таких додатків належать, перш за все, всі види електронної пошти (звичайна, текстова, голосова та відеопошта), теле- та відеоконференції, інтернет-технології. Сьогодні важко уявити офіс, не оснащений локальною мережею. Локальні мережі дозволяють організаціям спільно використовувати програмне забезпечення та дороге обладнання. Наприклад, користувачі кількох комп'ютерів, об'єднаних локальною мережею, можуть спільно використовувати один лазерний або струменевий принтер, підключений до мережі. Мережі застосовуються до роботи з додатками колективного планування, соціальній та організації розподілених обчислень.

Без мереж було б неможливе спільне використання в організаціях доступу до Інтернету. Зазвичай лише один комп'ютер безпосередньо підключений до постачальника послуг Інтернету (провайдера). Щоб користувачі інших комп'ютерів могли працювати зі Світовою мережею, на комп'ютер, що виконує функцію шлюзу, встановлюється спеціальне програмне забезпечення, яке виконує від імені користувачів запити до Інтернету. Персонал відділення Michelin Corporation у Мілані використовує локальну мережу переважно для обміну електронною поштою, а також для спільної обробки текстової та графічної інформації. Кабельна система, побудована на базі кабелю UTP5, пов'язує кілька концентраторів, з якими з'єднано понад 200 комп'ютерів. У мережі використовуються сервери Compaq ProLiant із потужними процесорами та ємними жорсткими дисками, а також робочі станції та персональні комп'ютери Olivetti. У кожному офісі встановлено мережний лазерний принтер. Вночі, коли в будівлі немає співробітників, вся найважливіша інформація копіюється системою резервного копіювання, якою обладнано один із серверів – це знижує ризик втрати життєво важливих даних. До Інтернету все міланське відділення Michelin Corporation підключено через один із комп'ютерів, що працює як шлюз між локальною мережею компанії та оптоволоконним каналом зв'язку з Інтернет-провайдером. Завдяки постійному зв'язку з Інтернетом, міланське відділення Michelin може в будь-який момент встановити зв'язок з мейнфреймом, який знаходиться в будівлі штаб-квартири Michelin Corporation в Турині.

4. Топологія обчислювальної мережі.

Топологія типу зірка.

Концепція топології мережі у вигляді зірки прийшла з області великих ЕОМ, в якій головна машина отримує та обробляє всі дані з периферійних пристроїв як активний вузол обробки даних. Цей принцип застосовується в системах передачі даних, наприклад, електронною поштою RELCOM. Вся інформація між двома периферійними робочими місцями проходить через центральний вузол обчислювальної мережі.

Пропускна здатність мережі визначається обчислювальною потужністю вузла та гарантується для кожної робочої станції. Колізій (зіткнень) даних не виникає.

Топологія у вигляді зірки є найбільш надійною з усіх топологій обчислювальних мереж, оскільки передача даних між робочими станціями проходить через центральний вузол (при його продуктивності) по окремих лініях, що використовуються тільки цими робочими станціями.

Кільцева топологія.

При кільцевої топології мережі робочі станції пов'язані одна з одною за колом, тобто. робоча станція 1 з робочою станцією 2, робоча станція 3 з робочою станцією

4 і т.д. Остання робоча станція пов'язана із першою. Комунікаційний зв'язок замикається у кільце.

Прокладка кабелів від однієї робочої станції до іншої може бути досить складною та дорогою, особливо якщо географічно робочі станції розташовані далеко від кільця (наприклад, у лінію).

Основна проблема при кільцевій топології полягає в тому, що кожна робоча станція повинна брати активну участь у пересиланні інформації, і у разі виходу з ладу хоча б одній із них вся мережа паралізується.

Спеціальною формою кільцевої топології є логічна кільцева мережу. Фізично вона монтується як поєднання зоряних топологій.

Шинна топологія.

При шинної топології середовище передачі представляється у вигляді комунікаційного шляху, доступного дня всіх робочих станцій, якого всі повинні бути підключені. Всі робочі станції можуть безпосередньо вступати в контакт із будь-якою робочою станцією, яка є в мережі.

Робочі станції у будь-який час, без переривання роботи всієї обчислювальної мережі, може бути підключені до неї чи відключені. Функціонування обчислювальної мережі залежить від стану окремої робочої станції.

У стандартній ситуації для шинної мережі Ethernet часто використовують тонкий кабель або Cheapernet-кабель з трійниковим з'єднувачем. Вимкнення та особливо підключення до такої мережі вимагають розриву шини, що спричиняє порушення циркулюючого потоку інформації та зависання системи.

Деревоподібна структура ЛОМ.

Поряд з відомими топологіями обчислювальних мереж кільце, зірка та шина, на практиці застосовується і комбінована, наприклад, деревоподібна структура. Вона утворюється переважно у вигляді комбінацій вищезгаданих топологій обчислювальних мереж. Основа дерева обчислювальної мережі розташовується у точці (корінь), у якій збираються комунікаційні лінії інформації (гілки дерева).

Обчислювальні мережі з деревоподібною структурою застосовуються там, де неможливе безпосереднє застосування базових мережевих структур у чистому вигляді. Для підключення великої кількості робочих станцій відповідно до адаптерних плат застосовують мережні підсилювачі або комутатори. Комутатор, що має одночасно і функції підсилювача, називають активним концентратором.

5. Модем

Для зв'язку віддалених комп'ютерів один з одним використовуються в основному звичайні телефонні мережі, які покривають більш менш просторі території більшості держав - PSTN (Public Switchable Tele-phone

Network). Єдина проблема у разі - перетворення цифрових (дискретних) сигналів, якими оперує комп'ютер, в аналогові (безперервні).

Для вирішення цієї задачі і призначені пристрої, які називають модемами.

Модем - це периферійний пристрій, призначений обмінюватись інформацією з іншими комп'ютерами через телефонну мережу. За термінологією ГОСТу вони називаються УПС (пристрої перетворення сигналів). По суті, модем утворений двома вузлами - модулятором та демодулятором; він виконує модуляцію та демодуляцію інформаційних сигналів. Власне слово "модем" - скорочення від двох інших:

Модулятор/Демодулятор.

Іншими словами, модулятор модему перетворює потік бітів з комп'ютера в аналогові сигнали, придатні передачі по телефонному каналу зв'язку; демодулятор модему здійснює обернену задачу - перетворює сигнали звукової частоти в цифрову форму, щоб вони могли бути сприйняті комп'ютером. Таким чином, дані, що підлягають передачі, перетворюються на аналоговий сигнал модулятором модему<передающего>комп'ютера. Приймає модем, що знаходиться на протилежному кінці лінії,<слушает>переданий сигнал і перетворює його назад на цифровий за допомогою демодулятора.

Отже, модем є пристроєм, здатним як передавати, і приймати дані.

Завдяки тому, що в якості середовища передачі даних використовуються телефонні лінії зв'язку, можна зв'язуватися з будь-якою точкою земної кулі.

Сучасні модеми виконані з урахуванням спеціалізованих БІС (великих інтегральних схем), виконують майже всі функції модему. Це забезпечує малі габарити, високу надійність та простоту використання модемів.

В останні роки найбільш широко застосовуються модеми на швидкості передачі 2400, 9600 і 14400 біт/с., в той же час зазначені види модемів допускають передачу на знижених швидкостях (1200, 4800, 7200, 12000 біт/с), а також взаємодія з Основною масою модемів більш ранніх років випуску.

В даний час до складу завдань, що виконуються модемом, введені функції захисту від помилок при передачі та функція стиснення даних, що дозволило радикально збільшити достовірність та швидкість передачі інформації. Завдяки стиску даних фактична швидкість передачі цифрової інформації за допомогою модемів може бути доведена до 40-60 Кбіт/с.

Останнім часом модеми стають невід'ємною частиною комп'ютера.

Встановивши модем на власний комп'ютер, ви практично відкриваєте для себе новий світ. Ваш комп'ютер перетворюється з відокремленого комп'ютера на ланку глобальної мережі.

Список використаної литературы.

1. Сухман С.М., Бернов А.В., Шевкопляс Б.В. Компоненти телекомунікаційних систем Аналіз інженерних рішень. - М.: МІЕТ, 2002. - 220 с.

2. Комп'ютер Прес. - 1998р. – №8

3. Комп'ютер Прес. - 1999р. - №1

4. Сайт в Інтернеті: www.iXBT.ru. Посилання – «комунікації».

2 Два корені комп'ютерних мереж Обчислювальна та телекомунікаційна технології Еволюція телекомунікацій Еволюція обчислювальної техніки Еволюція комп'ютерних мереж Еволюція комп'ютерних мереж на стику обчислювальної техніки та телекомунікаційних технологій

3 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційних системах Основна функція телекомунікаційних систем (ТКС), або територіальних мереж зв'язку (ТСС), полягає в організації оперативного та надійного обміну інформацією між абонентами, а також скорочення витрат на передачу даних. Поняття "територіальна" означає, що мережа зв'язку розподілена на значній території. Вона створюється на користь усієї держави, установи, підприємства або фірми, що мають відділення по району, області або по всій країні. Головний показник ефективності функціонування телекомунікаційних систем – час доставки інформації. Він залежить від ряду факторів: структури мережі зв'язку, пропускної спроможності ліній зв'язку, способів з'єднання каналів зв'язку між взаємодіючими абонентами, протоколів інформаційного обміну, методів доступу абонентів до середовища, методів маршрутизації пакетів та ін.

4 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційні системи Характерні особливості територіальних мереж зв'язку: різнотипність каналів зв'язку від провідних каналів тональної частоти (телефону) до оптоволоконних та супутникових; обмеженість числа каналів зв'язку між віддаленими абонентами, якими необхідно забезпечити обмін даними, телефонний зв'язок, відеозв'язок, обмін факсимільними повідомленнями; наявність такого критично важливого ресурсу, як пропускну здатність каналів зв'язку. Отже, територіальна мережа зв'язку (ТСС) це географічно розподілена мережа, що поєднує у собі функції традиційних мереж передачі (СПД), телефонних мереж і призначена передачі трафіку різної природи, з різними вероятностно-временными характеристиками.

5 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційні системи Типи мереж, ліній та каналів зв'язку. У ТВС використовують мережі зв'язку телефонні, телеграфні, телевізійні, супутникові. Як лінії зв'язку застосовуються: кабельні (телефонні лінії, кручена пара, коаксіальний кабель, волоконно-оптичні лінії), радіорелейні та радіолінії. Серед кабельних ліній зв'язку найкращі показники мають світловоди (тобто волоконно-оптичні лінії). Основні їх переваги: ​​висока пропускна спроможність (сотні мегабіт за секунду); нечутливість до зовнішніх полів та відсутність власних випромінювань; низька трудомісткість прокладання оптичного кабелю; іскра-, вибухо- та пожежобезпечність; підвищена стійкість до агресивних середовищ; невелика питома вага; різні сфери застосування. Недоліки: передача сигналів здійснюється лише в одному напрямку; підключення додаткових ЕОМ значно послаблює сигнал; необхідні для світловодів високошвидкісні модеми; світловоди, що з'єднують ЕОМ, повинні забезпечуватися перетворювачами електричних сигналів у світлові та назад.

6 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційних системах У телекомунікаційних систем знайшли застосування такі типи каналів зв'язку: симплексні, коли передавач і приймач зв'язуються одним каналом зв'язку, яким інформація передається лише одному напрямі (це притаманно ТБ мереж зв'язку); напівдуплексні, коли два вузли зв'язку з'єднані також одним каналом, по якому інформація передається поперемінно то в одному напрямку, то в протилежному (це характерно для інформаційно-довідкових, запитально-відповідних систем); дуплексні, коли два вузли зв'язку з'єднані двома каналами (прямим і зворотним), якими інформація одночасно передається в протилежних напрямках. Дуплексні канали застосовуються в системах з вирішальним та інформаційним зворотним зв'язком.

7 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційні системи Комутовані та виділені канали зв'язку. У мережах (ТКС, ТСС) розрізняють виділені (некомутовані) канали зв'язку та канали з комутацією на час передачі за ними інформації. При використанні виділених каналів зв'язку приймальна апаратура вузлів зв'язку постійно з'єднана між собою. Цим забезпечується високий рівень готовності системи до передачі інформації, більш висока якість зв'язку, підтримка великого обсягу трафіку. Через порівняно високі витрати на експлуатацію мереж з виділеними каналами зв'язку їх рентабельність досягається лише за умови досить повного завантаження каналів. Для комутованих каналів зв'язку, створюваних лише тимчасово передачі фіксованого обсягу інформації, характерні висока гнучкість і невелика вартість. Недоліки таких каналів: втрати часу на комутацію (встановлення зв'язку між абонентами), можливість блокування через зайнятість окремих ділянок лінії зв'язку, нижчу якість зв'язку, більшу вартість за значного обсягу трафіку.

8 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційні системи Аналогове та цифрове кодування цифрових даних. Пересилання даних від одного вузла мережі до іншого здійснюється послідовною передачею всіх біт повідомлення від джерела до пункту призначення. Фізично-інформаційні біти передаються у вигляді аналогових або цифрових електричних сигналів. Аналоговими називають сигнали, які можуть представляти незліченну кількість значень деякої величини в межах обмеженого діапазону. Цифрові (дискретні) сигнали можуть мати одне значення або кінцевий набір значень. При роботі з аналоговими сигналами для передачі закодованих даних використовується аналоговий сигнал синусоїдальної форми, а при роботі з цифровими сигналами двох і багаторівневий дискретний сигнал. Аналогові сигнали менш чутливі до спотворення, зумовленого згасанням в середовищі, зате кодування і декодування даних простіше здійснюється для цифрових сигналів.

10 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційних системах Синхронізація елементів мережі – це частина протоколу зв'язку. У процесі синхронізації забезпечується синхронна робота апаратури приймача і передавача, при якій приймач здійснює вибірку інформаційних бітів, що надходять, строго в моменти їх приходу. Розрізняють синхронну передачу, асинхронну передачу та передачу з автопідстроюванням. Синхронна передача відрізняється наявністю додаткової лінії зв'язку (крім основної) передачі синхронізуючих імпульсів (СІ) стабільної частоти. Видача бітів даних передавачем і вибірка сигналів приймачем здійснюються у моменти появи СІ. Це надійно, але потрібна додаткова лінія. Асинхронна передача не потребує додаткової лінії. Передача здійснюється невеликими фіксованими блоками, а синхронізації використовується старт-бит. У передачі з автопідстроюванням синхронізація досягається за рахунок використання кодів, що самосинхронізуються (СК). Кодування даних за допомогою СК полягає в тому, щоб забезпечити регулярні та часті зміни рівнів сигналу в каналі. Кожен перехід використовується для підстроювання приймача.

11 Супутникові мережі зв'язку (СРС). Космічні апарати (КА) зв'язку запускаються на висоту км і знаходяться на геостаціонарній орбіті, площина якої паралельна площині екватора. Три таких КА забезпечують охоплення майже всієї Землі. Взаємодія між абонентами ССС здійснюється за ланцюжком: АС-відправник інформації > передавальна наземна станція >> супутник > приймальна наземна станція >АС-одержувач. Одна наземна станція обслуговує групу довколишніх АС. Для управління передачею даних між супутником та наземними станціями використовуються такі способи. 1. Звичайне мультиплексування з частотним та тимчасовим поділом. 2. Звичайна дисципліна «первинний/вторинний» з використанням або без використання методів та засобів опитування/вибору. 3. Рівнорангові дисципліни управління з рівним правом доступу до каналу в умовах суперництва за канал. Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційні системи передавальна наземна станція >> супутник > приймальна наземна станція >АС-одержувач. Одна наземна станція обслуговує групу довколишніх АС. Для управління передачею даних між супутником та наземними станціями використовуються такі способи. 1. Звичайне мультиплексування з частотним та тимчасовим поділом. 2. Звичайна дисципліна «первинний/вторинний» з використанням або без використання методів та засобів опитування/вибору. 3. Рівнорангові дисципліни управління з рівним правом доступу до каналу в умовах суперництва за канал. Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційні системи">

12 Телекомунікаційні системи 1. Основні відомості про телекомунікаційних системах Основні переваги супутникових мереж зв'язку: велика пропускна спроможність, зумовлена ​​роботою супутників у широкому діапазоні гігагерц нових частот. Супутник може підтримувати кілька тисяч мовних каналів; забезпечення зв'язку між станціями, розташованими на дуже великих відстанях, та можливість обслуговування абонентів у найбільш важкодоступних точках; незалежність вартості передачі від відстані між абонентами; можливість побудови мережі без фізично реалізованих комутаційних пристроїв. Недоліки супутникових мереж зв'язку: необхідність витрат коштів і часу забезпечення конфіденційності передачі; наявність затримки прийому радіосигналу наземною станцією через великі відстані між супутником і стацією зв'язку; можливість взаємного перекручування радіосигналів від наземних станцій, що працюють на сусідніх частотах; схильність сигналів до впливу різних атмосферних явищ.

13 Телекомунікаційні системи 2. Комутація в мережах Комутація є життєво важливим елементом зв'язку абонентських систем (АС) між собою та з центрами управління, обробки та зберігання інформації в мережах. Вузли мережі підключаються до деякого устаткування, що комутує, уникаючи таким чином необхідності створення спеціальних ліній зв'язку. Комутируемой транспортної мережею називається мережу, у якій між двома (чи більше) кінцевими пунктами встановлюється зв'язок на запит. Прикладом такої мережі є телефонна мережа, що комутується. Існують такі методи комутації: - Комутація ланцюгів (каналів); комутація з проміжним зберіганням, що поділяється на комутацію повідомлень та комутацію пакетів.

15 Телекомунікаційні системи 2. Комунікація у мережах Комутація каналів (ланцюгів). При комутації каналів (ланцюгів) між кінцевими пунктами, що зв'язуються, протягом усього часового інтервалу з'єднання забезпечується обмін в реальному масштабі часу, причому біти передаються з незмінною швидкістю по каналу з постійною смугою пропускання. Переваги методу комутації ланцюгів: відпрацьованість технології комутації ланцюгів; робота у діалоговому режимі та в реальному масштабі часу; забезпечення прозорості незалежно від кількості з'єднань між АС; широка сфера застосування. Недоліки методу комутації ланцюгів: тривалий час встановлення наскрізного каналу зв'язку через очікування звільнення окремих його ділянок; необхідність повторної передачі сигналу виклику через зайнятість комутаційного пристрою в ланцюжку проходження сигналу; відсутність можливості вибору швидкостей передачі; можливість монополізації каналу одним джерелом інформації; нарощування функцій та можливостей мережі обмежено; не забезпечується рівномірність завантаження каналів зв'язку.

17 Телекомунікаційні системи 2. Комунікація в мережах Комутація повідомлень – ранній метод передачі (застосовується в електронній пошті, новинах). Технологія – «запам'ятати і надіслати». Повідомлення повністю зберігає свою цілісність у процесі його проходження від одного вузла до іншого аж до пункту призначення, а транзитний вузол неспроможна розпочинати подальшу передачу частини повідомлення, якщо ще приймається. Переваги методу: відсутність необхідності у завчасному встановленні каналу; формування маршруту з ділянок із різною пропускною спроможністю; реалізація систем обслуговування запитів з урахуванням їхніх пріоритетів; можливість згладжування пікових навантажень запам'ятовуванням потоків; відсутність втрат запитів обслуговування. Недоліки: необхідність реалізації серйозних вимог до ємності пам'яті у вузлах зв'язку прийому великих повідомлень; недостатні можливості щодо реалізації діалогового режиму та роботи в реальному масштабі часу при передачі даних; канали використовуються менш ефективно порівняно з іншими методами.

18 Телекомунікаційні системи 2. Комунікація в мережах Комутація пакетів поєднує переваги комутації каналів і комутації повідомлень. Її основні цілі: забезпечення повної доступності мережі та прийнятного часу реакції на запит для всіх користувачів, згладжування асиметричних потоків між користувачами, забезпечення мультиплексування можливостей каналів зв'язку та портів комп'ютерів мережі, розосередження критичних компонентів мережі. Дані розбиваються на короткі пакети фіксованої довжини. Кожен пакет забезпечується протокольною інформацією: коди початку та закінчення пакета, адреси відправника та одержувача, номер пакета в повідомленні, інформація для контролю достовірності даних, що передаються. Незалежні пакети одного повідомлення можуть передаватися одночасно різними маршрутами у складі дейтаграм. Пакети доставляються до пункту призначення, де їх формується початкове повідомлення. На відміну від комутації повідомлень комутація пакетів дозволяє: збільшити кількість станцій, що підключаються; легше подолати труднощі із підключенням додаткових ліній зв'язку; здійснювати альтернативну маршрутизацію, що створює підвищені зручності для користувачів; суттєво скоротити час на передачу даних, підвищити пропускну спроможність та ефективність використання мережевих ресурсів. Зараз пакетна комутація є основною передачі даних.

20 Телекомунікаційні системи 2. Комунікація в мережах Висновок по розділу Аналіз розглянутих комутаційних технологій дозволяє зробити висновок про можливість розробки комбінованого методу комутації, заснованого на використанні у певному поєднанні принципів комутації повідомлень, пакетів та забезпечує ефективніше управління різнорідним трафіком.

21 Телекомунікаційні системи 3. Маршрутизація пакетів у мережах Сутність, цілі та способи маршрутизації. Завдання маршрутизації полягає у виборі маршруту передачі від відправника до одержувачу. Йдеться насамперед про мережі з довільною (комірковою) топологією, в яких реалізується комутація пакетів. Однак у сучасних мережах зі змішаною топологією (зоряно-кільцевою, зірково-шинною, багатосегментною) реально стоїть і вирішується завдання вибору маршруту для передачі кадрів, для чого використовуються відповідні засоби, наприклад, маршрутизатори. У віртуальних мережах завдання маршрутизації при передачі повідомлення, що розчленовується на пакети, вирішується єдиний раз, коли встановлюється віртуальне з'єднання між відправником та одержувачем. У дейтаграмних мережах, де дані передаються у формі дейтаграм, маршрутизація виконується кожного окремого пакета. Вибір маршрутів у вузлах зв'язку телекомунікаційних мереж проводиться відповідно до алгоритму (методу) маршрутизації, що реалізується.

24 Телекомунікаційні системи 3. Маршрутизація пакетів у мережах Алгоритм маршрутизації це правило призначення вихідної лінії зв'язку передачі пакета, що базується на інформації, що міститься в заголовку пакета (адреси відправника і одержувача), інформації про завантаження цього вузла (довжина черг пакетів) і мережі загалом . Основні цілі маршрутизації полягають у забезпеченні: мінімальної затримки пакета під час його передачі від відправника до одержувача; максимальної пропускної спроможності мережі; максимального захисту пакета від загроз для інформації, що міститься в ньому; надійність доставки пакета адресату; мінімальної вартості передачі пакета адресату. Розрізняють такі методи маршрутизації: - централізована маршрутизация; - розподілена (децентралізована) маршрутизація; - Змішана маршрутизація

25 Телекомунікаційні системи 3. Маршрутизація пакетів у мережах 1. Централізована маршрутизація реалізується у мережах із централізованим управлінням. Вибір маршруту для кожного пакета здійснюється в центрі управління мережею, а вузли мережі зв'язку лише сприймають та реалізують результати розв'язання задачі маршрутизації. Таке управління маршрутизацією вразливе до відмов центрального вузла і не відрізняється високою гнучкістю. 2. Розподілена (децентралізована) маршрутизація виконується у мережах із децентралізованим управлінням. Функції управління маршрутизацією розподілені між вузлами мережі, які мають у своєму розпорядженні відповідними засобами. Розподілена маршрутизація складніша за централізовану, але відрізняється більшою гнучкістю. 3. Змішана маршрутизація характеризується тим, що в ній у певному співвідношенні реалізовані принципи централізованої та розподіленої маршрутизації. Завдання маршрутизації в мережах вирішується за умови, що найкоротший маршрут, що забезпечує передачу пакета за мінімальний час, залежить від топології мережі, пропускної спроможності та навантаження лінії зв'язку.

26 Телекомунікаційні системи 3. Маршрутизація пакетів у мережах Методи маршрутизації – проста, фіксована та адаптивна. Різниця між ними у ступені обліку зміни топології та навантаження мережі при виборі маршруту. 1. Проста маршрутизація відрізняється тим, що при виборі маршруту не враховується ні зміна топології мережі, ні зміна її навантаження. Вона не забезпечує спрямованої передачі пакетів та має низьку ефективність. Її переваги - простота реалізації та забезпечення сталої роботи мережі при виході з експлуатації окремих її елементів. Практичне застосування отримали: випадкова маршрутизація - передачі пакета вибирається одне випадкове вільне напрям. Пакет «блукає» по мережі і з ймовірністю досягає адресата. лавинна маршрутизація передбачає передачу пакета із вузла по всіх вільних вихідних лініях. Наявне явище «розмноження» пакета. Основна перевага такого методу – гарантоване забезпечення оптимального часу доставки пакету адресату. Метод може використовуватися в незавантажених мережах, коли вимоги щодо мінімізації часу та надійності доставки пакетів досить високі.

27 Телекомунікаційні системи 3. Маршрутизація пакетів у мережах 2. Фіксована маршрутизація - при виборі маршруту враховується зміна топології мережі та не враховується зміна її навантаження. Для кожного вузла призначення напрямок передачі вибирається за таблицею найкоротших маршрутів. Відсутність адаптації до зміни навантаження призводить до затримки пакетів мережі. Розрізняють одноколійну та багатоколійну фіксовані маршрутизації. Перша будується на основі єдиного шляху передачі пакетів між двома абонентами, що пов'язано з нестійкістю до відмов та перевантажень, а друга на основі кількох можливих шляхів між двома абонентами, з яких вибирається найкращий шлях. Фіксована маршрутизація застосовується в мережах з топологією, що мало змінюється, і встановилися потоками пакетів. 3. Адаптивна маршрутизація відрізняється тим, що ухвалення рішення про спрямування передачі пакетів здійснюється з урахуванням зміни як топології, так і навантаження мережі. Існує кілька модифікацій адаптивної маршрутизації, що відрізняються тим, яка саме інформація використовується при виборі маршруту. Набули поширення локальна, розподілена, централізована та гібридна адаптивна маршрутизація (сенс зрозумілий з назви).

28 Телекомунікаційні системи 4. Захист від помилок у мережах При передачі даних одна помилка на тисячу переданих сигналів може серйозно позначитися якості інформації. Існує безліч методів забезпечення достовірності передачі інформації (захисту від помилок), що відрізняються: за коштами, за витратами часу на їх застосування, за ступенем забезпечення достовірності передачі інформації. Практичне втілення методів складається з двох частин програмної та апаратної. Співвідношення між ними може бути різним, аж до майже повної відсутності однієї з частин. Основні причини виникнення помилок при передачі в мережах: збої в якійсь частині обладнання мережі або виникнення несприятливих подій у мережі. Система передачі готова до такого і усуває їх з допомогою передбачених планом коштів; перешкоди, спричинені зовнішніми джерелами та атмосферними явищами.

29 Телекомунікаційні системи 4. Захист від помилок у мережах Серед численних методів захисту від помилок виділяються три групи методів: групові методи, завадостійке кодування та методи захисту від помилок у системах передачі зі зворотним зв'язком. З групових методів набули широкого застосування мажоритарний метод та метод передачі інформаційними блоками з кількісною характеристикою блоку. Суть мажоритарного методу у тому, що кожне повідомлення передається кілька разів (частіше втричі). Повідомлення запам'ятовуються та порівнюються, правильне вибирають за збігом «2 з 3». Інший груповий метод, який також не потребує перекодування інформації, передбачає передачу даних блоками з кількісною характеристикою блоку (число одиниць або нулів, контрольна сума символів та ін.). Якщо параметри збігаються, вважається, що блок не містить помилок. В іншому випадку на сторону, що передає, надходить сигнал з вимогою повторної передачі блоку. У сучасних ТВС такий метод набув найширшого поширення.

30 Телекомунікаційні системи 4. Захист від помилок у мережах Перешкодостійке (надлишкове) кодування передбачає розробку та використання коригувальних (перешкодостійких) кодів. Системи передачі зі зворотним зв'язком діляться: на системи з вирішальним зворотним зв'язком та системи з інформаційним зворотним зв'язком. Особливістю систем з вирішальним зворотним зв'язком є ​​те, що рішення про необхідність повторної передачі приймає приймач. Застосовується завадостійке кодування, за допомогою якого на приймальній станції здійснюється перевірка інформації, що приймається. При виявленні помилки на сторону, що передає, по каналу зворотного зв'язку посилається сигнал перезапиту, по якому інформація передається повторно. У системах з інформаційним зворотним зв'язком передача інформації здійснюється без завадового кодування. Приймач, прийнявши інформацію по прямому каналу і запам'ятавши, передає її назад, де вона порівнюється. При збігу передавач посилає сигнал докази, інакше відбувається повторна передача всієї інформації, тобто. рішення про передачу приймає передавач.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://allbest.ru

ФІЛІЯ ФЕДЕРАЛЬНОЇ ДЕРЖАВНОЇ БЮДЖЕТНОЇ ОСВІТНОЇ УСТАНОВИ ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ

«ТЮМЕНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

У Г. ТОБОЛЬСЬКУ

Тобольський педагогічний інститут ім. Д.І. Менделєєва

Кафедра фізики, математики, інформатики та методик викладання

Курсова робота

Телекомунікаційні системи

студента 5 курсу заочної форми навчання

природничого факультету,

напрями «Професійне навчання

(електроніка, радіотехніка та зв'язок)»

Сороченко Олександра Миколайовича

Викладач: кандидат педагогічних наук,

доцент Кутумова О. О.

Тобольськ 2016

Вступ

1. Характеристики та класифікація інформаційних мереж

2. Багаторівнева архітектура інформаційних мереж

3. Різновиди каналів зв'язку

4. Організація доступу до інформаційних мереж

4.1 Структура територіальних мереж

4.2 Основні види доступу

4.2.1 Сервіс телекомунікаційних технологій

4.2.2 Електронна пошта

4.2.3 Файловий обмін

4.2.4 Телеконференції та "дошки оголошень"

4.2.5 Доступ до розподілених баз даних

4.2.6 Інформаційна система WWW

Висновок

Список літератури

Вступ

XXI століття без перебільшення можна назвати століттям інформаційних технологій. Поняття інформаційні технології включає безліч аспектів. Однією з найважливіших частин цього напряму є безпосередньо передача інформації у вигляді інформаційних мереж.

Технології телекомунікацій – це принципи організації сучасних аналогових та цифрових систем та мереж зв'язку, включаючи комп'ютерні та INTERNET-мережі.

Засоби телекомунікацій - це сукупність технічних пристроїв, алгоритмів та програмного забезпечення, що дозволяють передавати та приймати мову, інформаційні дані, мультимедійну інформацію за допомогою електричних та електромагнітних коливань кабельними, волоконно-оптичними та радіотехнічними каналами в різних діапазонах хвиль. Це пристрої перетворення інформації, її кодування та декодування, модуляції та демодуляції, це сучасні комп'ютерні технології обробки.

1. Характеристики та класифікація інформаційних мереж

Сучасні телекомунікаційні технології ґрунтуються на використанні інформаційних мереж.

Комунікаційна мережа - система, що складається з об'єктів, що здійснюють функції генерації, перетворення, зберігання та споживання продукту, які називаються пунктами (вузлами) мережі та ліній передачі (зв'язків, комунікацій, з'єднань), що здійснюють передачу продукту між пунктами.

Відмінна риса комунікаційної мережі - великі відстані між пунктами проти геометричними розмірами ділянок простору, займаних пунктами.

Інформаційна мережа - комунікаційна мережа, у якій продуктом генерування, переробки, зберігання та використання є інформація.

Обчислювальна мережа – інформаційна мережа, до складу якої входить обчислювальне обладнання. Компонентами обчислювальної мережі можуть бути ЕОМ та периферійні пристрої, які є джерелами та приймачами даних, що передаються по мережі. Ці компоненти становлять кінцеве обладнання даних (ООД або DTE - Data Terminal Equipment). Як ООД можуть виступати ЕОМ, принтери, плотери та інше обчислювальне, вимірювальне та виконавче обладнання автоматичних та автоматизованих систем. Власне пересилання даних відбувається за допомогою середовищ та засобів, що об'єднуються під назвою середовище передачі даних.

Підготовка даних, переданих чи одержуваних ООД від середовища передачі, здійснюється функціональним блоком, званим апаратурою закінчення каналу даних (АКД чи DCE - Data Circuit-Terminating Equipment). АКД може бути конструктивно окремим або вбудованим ООД блоком. ООД і АКД разом є станцією даних, яку часто називають вузлом мережі. Прикладом АКД може бути модем.

Обчислювальні мережі класифікуються за низкою ознак.

Залежно від відстаней між вузлами, що зв'язуються, розрізняють обчислювальні мережі:

Територіальні, що охоплюють значний географічний простір; серед територіальних мереж можна виділити мережі регіональні та глобальні, що мають відповідно регіональні чи глобальні масштаби; регіональні мережі іноді називають мережами MAN (Metropolitan Area Network), а загальна англомовна назва для територіальних мереж – WAN (Wide Area Network);

Локальні (ЛВС)? що охоплюють обмежену територію (зазвичай у межах віддаленості станцій не більше ніж на кілька десятків або сотень метрів один від одного, рідше на 1...2 км); локальні мережі позначають LAN (Local Area Network);

Корпоративні (масштабу підприємства)? сукупність пов'язаних між собою ЛОМ, що охоплюють територію, на якій розміщено одне підприємство або установу в одній або кількох близько розташованих будинках. Локальні та корпоративні обчислювальні мережі – основний вид обчислювальних мереж, що використовуються в системах автоматизованого проектування (САПР).

Особливо виділяють єдину свого роду глобальну мережу Internet (реалізована у ній інформаційна служба World Wide Web (WWW) перекладається російською мовою як всесвітня павутина); це мережа мереж зі своєю технологією. У Internet існує поняття інтрамереж (Intranet) - корпоративних мереж у межах Internet.

Розрізняють інтегровані мережі, неінтегровані мережі та підмережі. Інтегрована обчислювальна мережа (інтермережа) є взаємопов'язаною сукупністю багатьох обчислювальних мереж, які в інтермережі називаються підмережами.

У автоматизованих системах великих підприємств підмережі включають обчислювальні засоби окремих проектних підрозділів. Інтермережі потрібні для об'єднання таких підмереж, а також для об'єднання технічних засобів автоматизованих систем проектування та виробництва єдиної системи комплексної автоматизації (CIM - Computer Integrated Manufacturing).

Зазвичай інтермережі пристосовані до різних видів зв'язку: телефонії, електронної пошти, передачі відеоінформації, цифрових даних, і у разі вони називаються мережами інтегрального обслуговування. Розвиток інтермереж полягає у розробці засобів сполучення різнорідних підмереж та стандартів для побудови підмереж, спочатку пристосованих до сполучення. Підмережі в інтермерті об'єднуються відповідно до обраної топології за допомогою блоків взаємодії.

2. Багаторівнева архітектура інформаційних мереж

У випадку для функціонування мереж ЕОМ необхідно вирішити дві проблеми:

Передати дані щодо призначення у правильному вигляді та своєчасно;

Дані, що надійшли за призначенням, користувачеві повинні бути розпізнавані і мати належну форму для їх правильного використання.

Перша проблема пов'язана із завданнями маршрутизації та забезпечується мережевими протоколами (протоколами низького рівня).

Друга проблема викликана використанням у мережах різних типів ЕОМ, з різними кодами та синтаксисом мови. Ця частина проблеми вирішується шляхом запровадження протоколів високого рівня.

Таким чином, повна архітектура, орієнтована на кінцевого користувача, включає обидва протоколи.

Розроблена еталонна модель взаємодії відкритих систем (ВОС) підтримує концепцію, за якої кожен рівень надає послуги вищому рівню і базується на основі рівня, що нижчий, і використовує його послуги. Кожен рівень виконує певну функцію передачі даних. Хоча вони мають працювати у суворій черговості, але кожен із рівнів допускає кілька варіантів. Розглянемо стандартну модель. Вона складається з 7 рівнів і є багаторівневою архітектурою, яка описується стандартними протоколами і процедурами.

Три нижніх рівнів надають мережеві послуги. Протоколи, які реалізують ці рівні, мають бути передбачені у кожному вузлі мережі.

Чотири верхні рівні надають послуги самим кінцевим користувачам і таким чином пов'язані з ними, а не з мережею.

Фізичний рівень.У цій частині моделі визначаються фізичні, механічні та електричні характеристики ліній зв'язку, складових ЛОМ (кабелів, роз'ємів, оптоволоконних ліній тощо).

Можна вважати, що цей рівень відповідає за апаратне забезпечення. Хоча функції інших рівнів можуть бути реалізовані у відповідних мікросхемах, але все ж таки вони відносяться до ПЗ. Функції фізичного рівня полягають у гарантії того, що символи, що надходять у фізичне середовище передачі на одному кінці каналу, досягнуть іншого кінця. При використанні цієї послуги з транспортування символів завдання протоколу каналу полягає в забезпеченні надійної (безпомилкової) передачі блоків даних по каналу. Такі блоки часто називають циклами чи кадрами. Процедура зазвичай вимагає: синхронізації за першим символом у кадрі, розпізнавання кінця кадру, виявлення помилкових символів, якщо такі виникнуть, та виправлення таких символів у будь-який спосіб (зазвичай це робиться шляхом запиту на повторну передачу кадру, в якому виявлено один або кілька помилкових символів ).

Рівень каналу.Рівень каналу передачі даних і фізичний рівень, що знаходиться під ним, забезпечують канал безпомилкової передачі між двома вузлами в мережі. У цьому рівні визначаються правила використання фізичного рівня вузлами мережі. Електричне представлення даних у ЛОМ (біти даних, методи кодування даних та маркери) розпізнаються на цьому і тільки на цьому рівні. Тут виявляються (розпізнаються) та виправляються помилки шляхом вимог повторної передачі даних.

Мережевий рівень.Функція мережного рівня полягає в тому, щоб встановити маршрут передачі даних по мережі або при необхідності через кілька мереж від вузла передачі до вузла призначення. Цей рівень передбачає також керування потоком або перевантаженнями з метою запобігання переповненню мережевих ресурсів (накопичувачів у вузлах та каналів передачі), що може призвести до припинення роботи. При виконанні цих функцій на мережному рівні використовується послуга нижчестоящого рівня - каналу передачі даних, що забезпечує безпомилкове надходження мережного маршруту блоку даних, введеного в канал на протилежному кінці.

Основне завдання нижніх рівнів передати за маршрутом блоки даних від джерела до одержувача, доставивши їх своєчасно бажаний кінець.

Тоді завдання верхніх рівнів - фактична доставка даних у правильному вигляді та формі, що розпізнається. Ці верхні рівні не знають існування мережі. Вони забезпечують лише потрібну від них послугу.

Транспортний рівень.Забезпечує надійний, послідовний обмін даними між двома кінцевими користувачами. Для цього на транспортному рівні використовується послуга мережного рівня. Він також управляє потоком, щоб гарантувати правильний прийом блоків даних. Внаслідок відмінності кінцевих пристроїв, дані в системі можуть передаватися з різними швидкостями, тому, якщо не діє управління потоками, більш повільні системи можуть бути переповнені швидкодіючими. Коли в процесі обробки перебуває більше одного пакета, транспортний рівень контролює черговість проходження компонентів повідомлення. Якщо надходить дублікат прийнятого раніше повідомлення, цей рівень упізнає це і ігнорує повідомлення.

Рівень сеансу.Функції цього рівня полягають у координації зв'язку між двома прикладними програмами, що працюють на різних робочих станціях. Він також надає послуги вищому рівню вистави. Це відбувається у вигляді добре структурованого діалогу. До цих функцій входить створення сеансу, керування передачею та прийомом пакетів повідомлень протягом сеансу та завершення сеансу. Цей рівень за потреби також керує переговорами, щоб гарантувати правильний обмін даними. Діалог між користувачем сеансової послуги (тобто сторонами рівня подання та вищим рівнем) може складатися з нормального або прискореного обміну даними. Він то, можливо дуплексним, тобто. одночасної двосторонньої передачею, коли кожна сторона має можливість незалежно вести передачу, чи напівдуплексної, тобто. з одночасною передачею лише в один бік. У разі передачі управління з одного боку до іншої застосовуються спеціальні мітки. Рівень сеансу надає послугу синхронізації для подолання будь-яких виявлених помилок. Під час цієї послуги мітки синхронізації повинні вставлятися в потік даних користувачами послуги сеансу. Якщо буде виявлено помилку, то сеансове з'єднання має бути повернено у певний стан, користувачі повинні повернутися до встановленої точки діалогового потоку, скинути частину переданих даних і потім відновить передачу, починаючи з цієї точки. комп'ютерний телеконференція мережа

Рівень уявлення.Керує та перетворює синтаксис блоків даних, якими обмінюються кінцеві користувачі. Така ситуація може виникати у неоднотипних ПК (IBM PC, Macintosh, DEC, Next, Burrogh), яким необхідно обмінюватись даними. Призначення – перетворення синтаксичних блоків даних.

Прикладний рівень.Протоколи прикладного рівня надають відповідну семантику або зміст інформації, що обмінюється. Цей рівень є прикордонним між ПП та процесами моделі OSI. Повідомлення, призначене передачі через комп'ютерну мережу, потрапляє у модель OSI у цій точці, проходить через рівень 1 (фізичний), пересилається інший PC, і проходить від рівня 1 у порядку до досягнення ПП іншому PC через її прикладний рівень. Таким чином, прикладний рівень забезпечує взаєморозуміння двох прикладних програм на різних комп'ютерах.

3. Різновиди каналів зв'язку

Середовище передачі даних - сукупність ліній передачі даних і блоків взаємодії (тобто мережного обладнання, що не входить до станції даних), призначених для передачі між станціями даних. Середовища передачі можуть бути загального користування або виділеними конкретного користувача.

Лінія передачі даних - засоби, що використовуються в інформаційних мережах для поширення сигналів у потрібному напрямку.

Канал (канал зв'язку) – засоби односторонньої передачі даних. Прикладом каналу, можливо, смуга частот, виділена одному передавачу при радіозв'язку.

Канал передачі даних - засоби двостороннього обміну даними, що включають апаратуру закінчення каналу даних та лінію передачі даних. За природою фізичного середовища передачі (ПД) розрізняють канали передачі на оптичних лініях зв'язку, провідних (мідних) лініях зв'язку і бездротові.

Провідні лінії зв'язку: Провідні лінії електрозв'язку діляться на кабельні, повітряні та оптоволоконні.

Факсимільний зв'язок: Факсимільний (або фототелеграфний) зв'язок – це електричний спосіб передачі графічної інформації – нерухомого зображення тексту або таблиць, креслень, схем, графіків, фотографій тощо. Здійснюється за допомогою факсимільних апаратів: телефаксів та каналів електрозв'язку (головним чином телефонних).

Оптоволоконні лінії зв'язку: Як провідні лінії зв'язку використовуються в основному телефонні лінії та телевізійні кабелі. Найбільш розвиненою є телефонний провідний зв'язок. Але їй притаманні серйозні недоліки: схильність до перешкод, згасання сигналів при передачі їх на значні відстані і низька пропускна здатність. Усіх цих недоліків позбавлені оптоволоконні лінії - вид зв'язку, у якому інформація передається оптичним діелектричним хвилеводам ("оптичному волокну").

Оптичне волокно вважається найдосконалішим середовищем передачі великих потоків інформації великі відстані. Воно виготовлене з кварцу, основу якого становить двоокис кремнію - широко поширеного та недорогого матеріалу, на відміну від міді. Оптичне волокно дуже компактне та легке, воно має діаметр лише близько 100 мкм.

Оптоволоконні лінії відрізняють від традиційних провідних ліній:

Дуже висока швидкість передачі інформації (відстань понад 100 км без ретрансляторів);

Захищеність інформації, що передається від несанкціонованого доступу;

Висока стійкість до електромагнітних перешкод;

Стійкість до агресивних середовищ;

Можливість передавати по одному волокну одночасно до 10 мільйонів телефонних розмов та одного мільйона відеосигналів;

Гнучкість волокон;

Малі розміри та маса;

Іскро-, вибухо- та пожежобезпечність;

Простота монтажу та укладання;

Низька собівартість;

Висока довговічність оптичних волокон – до 25 років.

В даний час обмін інформацією між континентами здійснюється головним чином через підводні оптоволоконні кабелі, а не через супутниковий зв'язок. При цьому головною рушійною силою розвитку підводних оптоволоконних ліній зв'язку є Інтернет.

Бездротові системи зв'язку: Бездротові системи зв'язку здійснюються радіоканалами.

У 1930-ті роки. були освоєні метрові, а в 40-ті - дециметрові і сантиметрові хвилі, що поширюються прямолінійно, не огинаючи земної поверхні (тобто в межах прямої видимості), що обмежує прямий зв'язок на цих хвилях відстанню 40-50 км у рівнинній місцевості, а в гірських районах – у кілька сотень кілометрів. Оскільки ширина діапазонів частот, відповідних цим довжинам хвиль, - від 30 МГц до 30 ГГц - у 1000 разів перевищує ширину всіх діапазонів частот нижче 30 МГц (хвилі довше 10 м), вони можуть передавати величезні потоки інформації та здійснювати багатоканальний зв'язок. У той же час обмежена дальність поширення та можливість отримання гострої спрямованості з антеною нескладної конструкції дозволяють використовувати одні й ті ж довжини хвиль у багатьох пунктах без взаємних перешкод. Передача на значні відстані досягається застосуванням багаторазової ретрансляції в радіорелейних лініях або за допомогою супутників зв'язку, що знаходяться на великій висоті (близько 40 тис. км) над Землею (див. "Космічний зв'язок"). Дозволяючи вести на великих відстанях одночасно десятки тисяч телефонних розмов і передавати десятки телевізійних програм, радіорелейний і супутниковий зв'язок за своїми можливостями значно ефективніші, ніж звичайний далекий радіозв'язок на метрових хвилях.

Радіорелейні лінії зв'язку: Радіорелейний зв'язок спочатку застосовувався для організації багатоканальних ліній телефонного зв'язку, в яких повідомлення передавалися аналоговим електричним сигналом. Перша така лінія протяжністю 200 км із 5 телефонними каналами з'явилася у США 1935 року. Вона поєднувала Нью-Йорк і Філадельфію.

Останні десятиліття необхідність передавати дані - інформацію, подану у цифровому вигляді, - призвела до створення цифрових систем передачі. З'явилися цифрові радіорелейні системи передачі, здатні обмінюватися цифровою інформацією.

Супутниковий зв'язок та навігація: Космічний або супутниковий зв'язок по суті є різновидом радіорелейного зв'язку і відрізняється тим, що його ретранслятори знаходяться не на поверхні Землі, а на супутниках у космічному просторі.

У 1980-ті роки почався розвиток персонального супутникового зв'язку. На початку XXI століття число її абонентів становить кілька мільйонів людей, а ще через 10 років – значно більше. Відбудеться об'єднання супутникових та наземних систем зв'язку в єдину глобальну систему персонального зв'язку. Буде забезпечено досяжність будь-якого абонента шляхом набору його номера незалежно від його місцезнаходження. У цьому полягає перевага супутникового зв'язку порівняно з стільниковим (вона розглядається нижче в цьому розділі), оскільки вона не має прив'язки до конкретної місцевості. Адже на початку XXI століття зона охоплення стільникового зв'язку складає лише 15% земної поверхні. Тому попит на персональний рухомий зв'язок у багатьох регіонах світу можна забезпечити лише за допомогою супутникових систем зв'язку. Крім мовного (радіотелефонного) зв'язку вони дозволяють визначати місце розташування (координати) споживачів.

Супутниковий телефон безпосередньо з'єднується із супутником, що знаходиться на навколоземній орбіті. З супутника сигнал надходить на наземну станцію, звідки передається до звичайної телефонної мережі. Число супутників, необхідне стабільного зв'язку у будь-якій точці планети, залежить від радіуса орбіти тієї чи іншої системи супутників.

В даний час діє перша глобальна система зв'язку "Ірідіум". Вона дозволяє клієнту залишатися на зв'язку, де б він не знаходився, і користуватися при цьому одним і тим самим телефонним номером.

Система складається з 66 низькоорбітальних супутників, що розташовані на відстані 780 км від поверхні Землі. Вона забезпечує прийом та передачу сигналу з мобільного телефону, що знаходиться у будь-якій точці земної кулі. Сигнал, що надійшов на супутник, передається по ланцюжку на наступний супутник, поки не дійде до найближчої до наземної станції системи, що викликається абоненту. Таким чином, забезпечується висока якість сигналу.

Основний недолік персонального супутникового зв'язку - її відносна дорожнеча в порівнянні з стільниковим. Крім того, у супутникові телефони вбудовуються передавачі великої потужності. Тому вони вважаються небезпечними для здоров'я користувачів.

Найнадійніші супутникові телефони працюють у мережі Інмарсат, створеній понад 20 років тому. Супутникові телефони системи "Інмарсат" є валізкою з відкидною кришкою розміром з перші портативні комп'ютери. Кришка супутникового телефону за сумісництвом є антеною, яку необхідно повертати у напрямку до супутника (на дисплеї телефону відображається рівень сигналу). Здебільшого такі телефони використовуються на суднах, поїздах чи великовантажних автомобілях. Щоразу, коли необхідно зателефонувати чи відповісти на чийсь дзвінок, потрібно буде встановлювати супутниковий телефон на якусь рівну поверхню, розкривати кришку та крутити його, визначаючи напрямок максимального сигналу. Коштують такі супутникові телефони понад 2500 доларів та важать від 2,2 кг. Хвилина розмови таким супутниковим телефоном коштує 2,5 долара США і вище.

Пейджинговий зв'язок: Пейджинговий зв'язок - це радіотелефонний зв'язок, пересилання по телефону продиктованих абонентом-відправником повідомлень та прийом їх по радіоканалу абонентом-отримувачем за допомогою пейджера - радіоприймача з рідкокристалічним дисплеєм, на якому висвічуються прийняті буквено-цифрові тексти. Пейджер - це засіб одностороннього зв'язку: нею можна лише отримувати повідомлення, але надсилати з нього повідомлення не можна.

Історія пейджингу як засобу персонального радіовиклику розпочалася із середини 1950-х років в Англії. Перший такий пристрій було розроблено у 1956 році. Кількість абонентів могла бути не більше 57. Коли абонент отримував тоновий сигнал, він повинен був піднести пристрій до вуха та у мовній формі прослухати повідомлення, яке передавав диспетчер. Користувачами першої мережі Англії стали лікарі. Мережі, що існували на той час, мали місцевий характер і служили потребам конкретних служб. Найбільшими з них були служби аеропортів. Деякі такі мережі існують і сьогодні. Широке поширення пейджингу розпочалося наприкінці 1970-х років у США.

З того часу системи пейджингу набули досить широкого поширення у містах Європи та США. У цей час пейджинг прийшов у Росію.

Перші пейджери були простими приймачами частотно-модульованого сигналу. Вони містили кілька налаштованих контурів, що відстежують характерну послідовність сигналів низькочастотних (тонів). При отриманні цих тонів пристрій подавав звукові сигнали. Тому такі пейджери називають тональними.

Перехід до цифрових систем був неминучим. Тональне кодування не підходило для передачі буквено-цифрових повідомлень.

Мобільний стільниковий зв'язок: Зв'язок називають мобільним, якщо джерело інформації або її одержувач (або обидва) переміщуються у просторі. Радіозв'язок з моменту виникнення був мобільним. Перші радіостанції призначалися зв'язку з рухомими об'єктами - кораблями. Адже один із перших приладів радіозв'язку А.С. Попова було встановлено на броненосці "Адмірал Апраксин". І саме завдяки радіозв'язку з ним вдалося взимку 1899/1900 років урятувати цей корабель, затертий у льодах у Балтійському морі.

Довгі роки для здійснення індивідуального радіозв'язку між двома абонентами був потрібен свій окремий канал радіозв'язку, що працює на одній частоті. Одночасний радіозв'язок багатьма каналами можна було б забезпечити, виділивши кожному каналу певну смужку частот. Але ж частоти потрібні і для радіомовлення, телебачення, радіолокації, радіонавігації, військових потреб. Тому й кількість каналів радіозв'язку була дуже обмежена. Вона використовувалася для військових цілей, урядового зв'язку. Так, у автомобілях, якими користувалися члени політбюро ЦК КПРС, було встановлено телефони мобільного зв'язку. Встановлювалися вони в поліцейських машинах та радіотаксі. Для того, щоб мобільний зв'язок став масовим, знадобилася нова ідея її організації. Цю ідею 1947 року висловив Д. Рінг, співробітник американської компанії Bell Laboratories. Вона полягала у розподілі простору на невеликі ділянки - стільники (або осередки) радіусом 1-5 кілометрів та у відділенні радіозв'язку в межах одного осередку від зв'язку між осередками. Це дозволяло використовувати в різних сотах ті самі частоти. У центрі кожного осередку пропонувалося розташувати базову - приймально-передавальну - радіостанцію для забезпечення радіозв'язку в межах осередку з усіма абонентами. У кожного абонента своя мікрорадіостанція - "мобільний телефон" - комбінація телефону, приймача та міні-комп'ютера. Абоненти зв'язуються між собою через базові станції, з'єднані один з одним та з міською телефонною мережею.

Кожна стільника повинна обслуговуватись базовим радіопередавачем з обмеженим радіусом дії та фіксованою частотою. Це дозволяє повторно використовувати ту ж частоту в інших стільниках. Під час розмови стільниковий радіотелефон з'єднаний із базовою станцією радіоканалом, яким передається телефонний розмову. Розміри стільники визначаються максимальною дальністю зв'язку радіотелефонного апарату з базовою станцією. Ця максимальна дальність є радіусом стільника.

Ідея мобільного стільникового зв'язку полягає в тому, що ще не вийшовши з зони дії однієї базової станції, мобільний телефон потрапляє в зону дії будь-якої сусідньої аж до зовнішньої межі всієї зони мережі.

Для цього створено системи антен-ретрансляторів, що перекривають свою "соту" - область Землі. Щоб зв'язок був надійним, відстань між двома сусідніми антенами має бути меншою за радіус їхньої дії. У містах воно становить близько 500 метрів, а в сільській місцевості – 2-3 км. Мобільний телефон може приймати сигнали відразу від кількох антен-ретрансляторів, але він налаштовується завжди на найпотужніший сигнал.

Ідея мобільного стільникового зв'язку полягала ще й у застосуванні комп'ютерного контролю за телефонним сигналом від абонента, коли він переходить від одного стільникового осередку до іншого. Саме комп'ютерний контроль дозволив протягом лише тисячної частки секунди перемикати мобільний телефон з одного проміжного передавача на інший. Все відбувається так швидко, що абонент цього просто не помічає.

Центральною частиною системи мобільного зв'язку є комп'ютери. Вони шукають абонента, що у будь-якій з сот, і підключають його до телефонної мережі. Коли абонент переміщається з одного осередку до іншого, вони передають абонента з однієї базової станції на іншу, а також підключають абонента з "чужої" стільникової мережі до "своєї", коли він опиняється в зоні її дії, - здійснюють роумінг (що по-англійськи означає "мандрівку" або "бродяжництво").

Принципи сучасного мобільного зв'язку були досягнення вже кінця 40-х років. Однак у ті часи комп'ютерна техніка була ще на такому рівні, що її комерційне застосування у системах телефонного зв'язку було утруднено. Тому практичне застосування стільникового зв'язку стало можливим лише після винаходу мікропроцесорів та інтегральних напівпровідникових мікросхем.

Важливою перевагою мобільного стільникового зв'язку є можливість користуватися нею поза загальною зоною свого оператора – роумінг. Для цього різні оператори домовляються між собою про взаємну можливість користування своїми зонами для користувачів. Абонент, залишаючи загальну зону свого оператора, автоматично переключається на зони інших операторів навіть при переміщенні з однієї країни до іншої, наприклад, з Росії до Німеччини або Франції. Або, перебуваючи в Росії, користувач може дзвонити по мобільному зв'язку в будь-яку країну. Таким чином, стільниковий зв'язок забезпечує користувачеві можливість зв'язуватися по телефону з будь-якою країною, де б він не знаходився.

Провідні компанії-виробники мобільних телефонів орієнтуються на єдиний європейський стандарт – GSM. Саме тому їхня апаратура технічно досконала, але відносно недорога. Адже вони можуть дозволити собі випускати величезні партії телефонів, які мають збут.

Зручним доповненням до мобільного телефону стала система коротких повідомлень SMS (Short Message Service). Вона використовується для передачі коротких повідомлень прямо на телефон сучасної цифрової системи GSM без застосування додаткового обладнання тільки за допомогою цифрової клавіатури та екранчика-дисплея стільникового телефону. Прийом SMS-повідомлень здійснюється також на цифровий дисплей, яким оснащений будь-який мобільний телефон. SMS можна використовувати в тих випадках, коли звичайна телефонна розмова не є найзручнішим видом зв'язку (наприклад, у переповненому галасливому поїзді). Можна надіслати знайомому по SMS свій номер телефону. Через низьку вартість SMS є альтернативою телефонній розмові. Максимальний розмір SMS-повідомлення становить 160 символів. Надсилати його можна кількома способами: дзвінком у спеціальну службу, а також за допомогою свого телефону GSM з функцією відправки, за допомогою Інтернету. Система SMS може забезпечувати додаткові послуги: посилати на телефон GSM курс валют, прогноз погоди і т.д. Фактично, телефон GSM із системою SMS є альтернативою пейджеру.

Але й система SMS – не останнє слово у стільниковому зв'язку. У найсучасніших стільникових телефонах (наприклад, фірми Nokia) з'явилася функція Chat (у російській версії – "діалог"). За допомогою неї можна спілкуватися в режимі реального часу з іншими власниками стільникових телефонів, як це робиться в Інтернеті. Фактично, це новий вид обміну посланнями SMS. Для цього ви складаєте послання своєму співрозмовнику та відправляєте його. Текст вашого послання з'являється на дисплеях обох мобільних телефонів - вашого та вашого співрозмовника. Потім він відповідає вам і на дисплеях висвічується його послання. Таким чином ви ведете електронний діалог. Але якщо стільниковий телефон вашого співрозмовника не підтримує цю функцію, він отримуватиме звичайні SMS-повідомлення.

З'явилися і стільникові телефони з підтримкою високошвидкісного доступу до Інтернету через GPRS (General Packet Radio Service) – стандарт пакетної передачі даних по радіоканалах, при якому телефону не потрібно "дзвонюватися": апарат постійно підтримує з'єднання, відправляє та приймає пакети даних. Випускаються і мобільні телефони з вбудованою цифровою фотокамерою.

За даними дослідницької компанії Informal Telecoms & Media (ITM), кількість користувачів мобільного зв'язку у світі в 2007 році становить 3,3 млрд. осіб.

Нарешті, найскладніші та найдорожчі апарати – це смартфони та комунікатори, що поєднують можливості стільникового телефону та кишенькового комп'ютера.

Інтернет-телефонія: Одним із найсучасніших та економічних видів зв'язку стала Інтернет-телефонія. Днем її народження можна вважати 15 лютого 1995 року, коли фірма VocalTec випустила свій перший soft-phone – програму, яка служить для обміну голосом через мережу IP. Потім Microsoft випустив у жовтні 1996 року першу версію NetMeeting. А вже в 1997 році стали цілком звичайними з'єднання через Інтернет двох звичайних телефонних абонентів, що знаходяться в різних місцях планети.

Чому звичайний міжміський та міжнародний телефонний зв'язок такий дорогий? Пояснюється це тим, що під час розмови ви займаєте цілий канал зв'язку, причому не тільки коли ви говорите або слухаєте співрозмовника, але і коли ви мовчите або відволікаєтесь від розмови. Так відбувається при передачі голосу телефоном звичайним аналоговим способом.

При цифровому способі інформацію можна передавати не безперервно, а окремими "пакетами". Тоді по одному каналу зв'язку можна надсилати інформацію одночасно від багатьох абонентів. Цей принцип пакетної передачі інформації подібний до перевезення безлічі листів з різними адресами в одному поштовому вагоні. Адже не "ганяють" один поштовий вагон для перевезення кожного листа окремо! Таке тимчасове "пакетне ущільнення" дозволяє набагато ефективніше використовувати існуючі канали зв'язку, "стискати" їх. На одному кінці каналу зв'язку інформація ділиться на пакети, кожен з яких, подібно до листа, забезпечується своєю індивідуальною адресою. По каналу зв'язку пакети багатьох абонентів передаються "впереміш". На іншому кінці каналу зв'язку пакети з однією адресою знову об'єднуються та надсилаються своєму адресату. Такий пакетний принцип широко використовується у мережі Інтернет.

Через персональний комп'ютер можна по мережі Internet посилати та отримувати листи, тексти, документи, малюнки, фотографії. Але так само працює і Інтернет-телефонія (IP-телефонія) – телефонна розмова двох користувачів персональних комп'ютерів.

Для цього обидва користувачі повинні мати мікрофони, з'єднані з комп'ютером, навушники або звукові колонки, а їх комп'ютери - звукові карти (бажано для двостороннього зв'язку). При цьому комп'ютер перетворює аналоговий "голосовий" сигнал (електричний аналог звуку) на цифровий (комбінації імпульсів і пауз), який потім передається мережами Інтернету.

На іншому кінці лінії комп'ютер співрозмовника здійснює зворотне перетворення (цифровий сигнал в аналоговий), і голос відтворюється як у звичайному телефоні. Інтернет-телефонія значно дешевша за міжміські та міжнародні розмови по звичайному телефону. Адже за IP-телефонії потрібно платити лише за користування Інтернетом.

Маючи персональний комп'ютер, звукову карту, сумісні з нею мікрофон та навушники (або звукові колонки), Ви можете за допомогою Інтернет-телефонії зателефонувати будь-якому абоненту, який має звичайний міський телефон. При цій розмові Ви також платитимете лише за користування Інтернетом.

Перед початком користування Інтернет-телефонією абоненту-власнику персонального комп'ютера необхідно встановити спеціальну програму.

Для використання послуг Інтернет-телефонії взагалі не обов'язково мати персональний комп'ютер. Для цього достатньо мати звичайний телефон із тональним набором. У цьому випадку кожна набрана цифра йде у лінію не у вигляді різної кількості електричних імпульсів, як при обертанні диска, а у вигляді змінних струмів різної частоти. Такий тоновий режим є у більшості сучасних телефонів.

Для користування Інтернет-телефонією за допомогою телефону потрібно купити кредитну картку, і зателефонувати на потужний центральний комп'ютер-сервер за вказаним на картці номером. Потім автомат сервера голосом (на вибір російською або англійською мовою) повідомляє команди: набрати за допомогою кнопок телефону серійний номер і ключ картки, набрати код країни і номер свого майбутнього співрозмовника.

Далі сервер перетворює аналоговий сигнал на цифровий, відправляє його в інше місто, країну або на інший континент на сервер, що знаходиться там, який знову перетворює цифровий сигнал на аналоговий і відправляє його потрібному абоненту. Співрозмовники розмовляють як звичайним телефоном, щоправда, іноді відчувається невелика (частки секунди) затримка відповіді. Нагадаємо ще раз, що для економії каналів зв'язку голосова інформація передається "пакетами" цифрових даних: ваша голосова інформація розчленовується на відрізки, пакети, які називаються Інтернет-протоколами (IP).

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) - це основний інтернет-протокол, чи формат передачі у Інтернеті. При цьому ІР забезпечує просування пакету через мережу, а ТСР гарантує надійність його доставки. Вони забезпечують розбивку даних на пакети, передачу кожного з них одержувачу за довільним маршрутом, а потім - складання в правильному порядку і без втрат.

По каналу зв'язку послідовно передаються як ваші пакети, а й пакети кількох інших абонентів. На іншому кінці лінії зв'язку всі ваші пакети знову поєднуються, і ваш співрозмовник чує всю вашу промову. Щоб не відчувати затримки в розмові, цей процес не повинен перевищувати 0,3 секунди. Так проводиться стиск інформації, завдяки якому Інтернет-телефонія в кілька разів дешевша за звичайні міжміські і тим більше міжнародні переговори.

У 2003 році була створена програма Skype (www.skype.com), абсолютно безкоштовна і не вимагає від користувача ніяких знань ні для її встановлення, ні для використання. Вона дозволяє розмовляти з відеосупроводом співрозмовникам, які сидять біля своїх комп'ютерів у різних кінцях світу. Для того, щоб співрозмовники могли бачити один одного, комп'ютер кожного з них має бути забезпечений web-камерою.

Ось такий довгий шлях у розвитку засобів зв'язку пройшло людство: від сигнальних багать і барабанів до мобільного мобільного телефону, який дозволяє практично миттєво зв'язатися двом людям, які знаходяться в будь-яких точках нашої планети.

4. Організація доступу до інформаційних мереж

4.1 Структуратериторіальнихмереж

Глобальна мережа Internet - найбільша і єдина свого роду мережу у світі. Серед глобальних мереж вона посідає унікальне становище. Правильніше її розглядати як об'єднання багатьох мереж, що зберігають самостійне значення.

Справді, Internet немає ні чітко вираженого власника, ні національної власності. Будь-яка мережа може мати зв'язок з Internet і, отже, розглядатися як її частина, якщо в ній використовуються прийняті Internet протоколи TCP/IP або є конвертори в протоколи TCP/IP. Майже всі мережі національного та регіонального масштабів мають вихід до Internet.

Типова територіальна (національна) мережа має ієрархічну структуру.

Верхній рівень - федеральні вузли, пов'язані між собою магістральними каналами зв'язку. Магістральні канали фізично організуються на ВОЛЗ чи супутникових каналах зв'язку.

Середній рівень – регіональні вузли, що утворюють регіональні мережі. Вони пов'язані з федеральними вузлами і, можливо, між собою виділеними високо- або середньошвидкісними каналами, такими як Т1, Е1, B-ISDN або радіорелейні лінії.

Нижній рівень – місцеві вузли (сервери доступу), пов'язані з регіональними вузлами, переважно комутованими або виділеними телефонними каналами зв'язку, хоча помітна тенденція до переходу до високо- та середньошвидкісних каналів.

Саме до місцевих вузлів підключаються локальні мережі малих та середніх підприємств, а також комп'ютери окремих користувачів. Корпоративні мережі великих підприємств з'єднуються з регіональними вузлами, виділеними високо- або середньошвидкісними каналами.

4.2 Основнівидидоступу

4.2. 1 Сервіс телекомунікаційних технологій

Основними послугами, що надаються телекомунікаційними технологіями, є:

Електронна пошта;

Передача файлів;

Телеконференції;

Довідкові служби (дошки оголошень);

Відеоконференції;

Доступ до інформаційних ресурсів (інформаційних баз) мережевих серверів;

Мобільний стільниковий зв'язок;

Комп'ютерна телефонія.

Специфіка телекомунікацій проявляється насамперед у прикладних протоколах. Серед них найбільш відомі протоколи, пов'язані з Internet, та протоколи ISO-IP (ISO 8473), що належать до семирівневої моделі відкритих систем. До прикладних протоколів Internet належать такі:

Telnet - протокол емуляції терміналу, або, іншими словами, протокол реалізації дистанційного керування використовується для підключення клієнта до сервера при їх розміщенні на різних комп'ютерах; користувач через свій термінал має доступ до комп'ютера-сервера;

FTP - протокол файлового обміну (реалізується режим віддаленого вузла), клієнт може запитувати та отримувати файли з сервера, адресу якого вказано у запиті;

HTTP (Hypertext Transmission Protocol) - протокол для зв'язку WWW-серверів та WWW-клієнтів;

NFS - мережна файлова система, забезпечує доступ до файлів всіх UNIX-машин локальної мережі, тобто. файлові системи вузлів виглядають користувача як єдина файлова система;

SMTP, IMAP, POP3 – протоколи електронної пошти.

Зазначені протоколи реалізуються за допомогою програмного забезпечення. Для Telnet, FTP, SMTP на серверній стороні виділено фіксовані номери протокольних портів.

4.2. 2 Електронна пошта

Електронна пошта (E-mail) – засіб обміну повідомленнями з електронних комунікацій (в режимі off-line). Можна надсилати текстові повідомлення та архівовані файли. В останніх можуть бути дані (наприклад, тексти програм, графічні дані) в різних форматах.

4.2. 3 Файловий обмін

Файловий обмін - доступ до файлів, розподілених різними комп'ютерами. У мережі Internet на прикладному рівні використовується протокол FTP. Доступ можливий у режимах off-line та on-line.

У режимі off-line надсилається запит до FTP-сервера, сервер формує та надсилає відповідь на запит. В режимі on-line здійснюється інтерактивний перегляд каталогів FTP-сервера, вибір та передача потрібних файлів. На ЕОМ користувача необхідний FTP-клиент.

4.2. 4 Телеконференції та "дошки оголошень"

Телеконференції – доступ до інформації, виділеної для групового використання в окремих конференціях (newsgroups). Можливі глобальні та локальні телеконференції. Включення матеріалів у newsgroups, розсилання повідомлень про нові матеріали, виконання замовлень - основні функції програмного забезпечення телеконференцій. Можливі режими E-mail та on-line.

Найбільша система телеконференцій – USENET. У USENET інформація організована ієрархічно. Повідомлення надсилаються або лавиноподібно, або через списки розсилки.

Телеконференції можуть бути з модератором чи без нього. Приклад: робота колективу авторів над книгою за списками розсилки.

Існують також засоби аудіоконференцій (голосових телеконференцій). Виклик, з'єднання, розмова відбуваються користувача як у звичайному телефоні, але зв'язок йде через Internet.

Електронна "дошка оголошень" BBS (Bulletin Board System) - технологія, близька за функціональним призначенням до телеконференції, дозволяє централізовано та оперативно надсилати повідомлення для багатьох користувачів.

Програмне забезпечення BBS поєднує у собі засоби електронної пошти, телеконференцій та обміну файлами. Приклади програм, у яких є засоби BBS - Lotus Notes, World-group.

4.2. 5 Доступ до розподілених баз даних

У системах " клієнт / сервер " запит має формуватися в ЕОМ користувача, а організація пошуку даних, їх обробка та формування відповіді запит мають відношення до ЕОМ-серверу.

При цьому необхідна інформація може бути розподілена на різні сервери. У мережі Internet є спеціальні сервери баз даних, звані WAIS (Wide Area Information Server), у яких можуть міститися сукупності баз даних під керівництвом різних СУБД.

Типовий сценарій роботи з WAIS-сервером:

Вибір необхідної бази даних;

Формування запиту, що складається із ключових слів;

Надсилання запиту до WAIS-сервера;

Отримання від сервера заголовків документів, які відповідають заданим ключовим словам;

Вибір потрібного заголовка та його посилка до сервера;

Отримання тексту документа.

На жаль, WAIS в даний час не розвивається, тому використовується мало, хоча індексування та пошук за індексами у великих масивах неструктурованої інформації, що було однією з основних функцій WAIS, – завдання актуальне.

4.2. 6 Інформаційна система WWW

WWW (World Wide Web – всесвітня павутина) – гіпертекстова інформаційна система мережі Internet. Інша її коротка назва – Web. Це сучасна система надає користувачам великі можливості.

По-перше, це гіпертекст - структурований текст із запровадженням до нього перехресних посилань, відбивають смислові зв'язки частин тексту. Слова-посилання виділяються кольором та/або підкресленням. Вибір посилання викликає на екран, пов'язаний зі словом-посиланням текст або малюнок. Можна шукати потрібний матеріал за ключовими словами.

По-друге, полегшено представлення та отримання графічних зображень. Інформація, доступна за допомогою Web-технології, зберігається в Web-серверах.

Сервер має програму, постійно відстежує прихід певний порт (зазвичай це порт 80) запитів від клієнтів. Сервер задовольняє запити, надсилаючи клієнту вміст запитаних Web-сторінок або результати виконання цих процедур. Клієнтські програми WWW називають браузерами.

Є текстові та графічні браузери. У браузерах є команди перегортання, переходу до попереднього або наступного документа, друку, переходу за гіпертекстовим посиланням і т.п.

Для підготовки матеріалів та їх включення до бази WWW розроблено спеціальну мову HTML (Hypertext Markup Language) та програмні редактори, що реалізують його, наприклад Internet Assistant у складі редактора Word або Site Edit, підготовка документів передбачена і у складі більшості браузерів.

Для зв'язку Web-серверів та клієнтів розроблено протокол HTTP, що працює на базі TCP/IP. Web-сервер отримує запит від браузера, знаходить відповідний запит файл і передає його для перегляду в браузер.

Висновок

Технології Інтранет та Інтернет продовжують розвиватися. Розробляються нові протоколи; переглядаються старі. NSF значно ускладнила систему, ввівши свою магістральну мережу, кілька регіональних мереж та сотні університетських мереж.

Інші групи також продовжують приєднуватись до Інтернету. Найбільша зміна відбулася не через приєднання додаткових мереж, а через додатковий трафік.

Фізики, хіміки та астрономи працюють і обмінюються обсягами даних більшими, ніж дослідники в комп'ютерних науках, що становлять більшу частину користувачів трафіку раннього Інтернету.

Ці нові вчені призвели до значного збільшення завантаження Інтернету, коли вони почали використовувати його, і завантаження постійно збільшувалося в міру того, як вони активніше використовували його.

Щоб пристосуватися до зростання трафіку, пропускна спроможність магістральної мережі NSFNET була збільшена вдвічі, привівши до того, що поточна пропускна спроможність приблизно в 28 разів більша, ніж початкова; планується ще одне збільшення, щоби довести цей коефіцієнт до 30.

На даний момент важко передбачити, коли зникне необхідність додаткового підвищення пропускної спроможності. Зростання потреб у мережному обміні не було несподіваним. p align="justify"> Комп'ютерна індустрія отримала велике задоволення від постійних вимог на збільшення обчислювальної потужності і більшого обсягу пам'яті для даних протягом довгих років.

Користувачі почали розуміти, як використовувати мережі. У майбутньому ми можемо очікувати постійного збільшення потреб у взаємодії.

Тому будуть потрібні технології взаємодії з більшою пропускною здатністю, щоб пристосуватися до цього зростання.

Розширення Інтернету полягає в складності, яка виникла через те, що кілька автономних груп є частинами об'єднаного Інтернету. Вихідні проекти багатьом підсистем припускали централізоване управління. Потрібно було багато зусиль, щоб доопрацювати ці проекти для роботи при децентралізованому управлінні.

Отже, для подальшого розвитку інформаційних мереж будуть потрібні більш високошвидкісні комунікаційні технології.

Список літератури

1. Лазарєв В.Г. Інтелектуальні цифрові мережі: Довідник./Под ред. академіка Н.А. Кузнєцова. - М.: Фінанси та статистика, 1996.

2. Нові технології передачі. - URL: http://kiberfix.ucoz.ru. – (Дата звернення: 18.12.2015).

3. Пушнін А.В., Янушко В.В.. Інформаційні мережі та телекомунікації. – Таганрог: Видавництво ТРТУ, 2005. 128 с.

4. Семенов Ю.А. Протоколи та ресурси Internet. - М: Радіо і зв'язок,1996.

5. Телекомунікаційні системи. - URL: http://otherreferats.allbest.ru/radio. – (Дата звернення: 18.12.2015).

6. Фінаєв В.І. Інформаційні обміни у складних системах: Навчальний посібник. - Таганрог: Вид-во ТРТУ, 2001.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Принципи побудови систем передачі. Характеристики сигналів та каналів зв'язку. Методи та способи реалізації амплітудної модуляції. Структура телефонних та телекомунікаційних мереж. Особливості телеграфних, мобільних та цифрових систем зв'язку.

курсова робота , доданий 29.06.2010


Характеристика локальних комп'ютерних мереж та розгляд основних засад роботи глобальної мережі Інтернет. Поняття, функціонування та компоненти електронної пошти, формати її адрес. Телекомунікаційні засоби зв'язку: радіо, телефон та телебачення.

курсова робота , доданий 25.06.2011


Компоненти апаратного забезпечення телекомунікаційних обчислювальних мереж. Робочі станції та комунікаційні вузли. Модулі, що утворюють область взаємодії прикладних процесів та фізичних засобів. Напрями методів обробки та зберігання даних.

лекція, доданий 16.10.2013


Шинна, деревоподібна, кільцева топологія телекомунікаційних мереж. Користувальницькі, транспортні та доставочні агенти; міжмережеві та транспортні протоколи. Синхронна та асинхронна передача даних. Використання концентратора, комутатора, маршрутизатора.

тест, доданий 11.10.2012


Призначення комутатора, завдання, функції, технічні характеристики. Переваги та недоліки в порівнянні з маршрутизатором. Основи технології організації кабельних систем мережі та архітектура локальних обчислювальних мереж. Еталонна модель OSI.

звіт з практики, доданий 14.06.2010


Огляд мереж передачі. Засоби та методи, що застосовуються для проектування мереж. Розробка проекту мережі високошвидкісного абонентського доступу на основі оптоволоконних технологій зв'язку із використанням засобів автоматизованого проектування.

дипломна робота , доданий 06.04.2015


Сучасні системи телекомунікацій; основні стандарти рухомого зв'язку GSM, CDMA 200, UMTS. Використання операторами стільникових мереж нових послуг та технологій 3-го покоління. Характеристики найновіших стандартів бездротового доступу: Wi-Fi, Bluetooth.

навчальний посібник, доданий 08.11.2011


Дослідження тенденцій розвитку телекомунікаційних та мережевих інформаційних технологій. Розподілені мережі на оптоволокні. Інтерактивні комерційні інформаційні служби. Інтернет, електронна пошта, дошки оголошень, відеоконференції.

реферат, доданий 28.11.2010


Класифікація телекомунікаційних мереж. Схеми каналів з урахуванням телефонної мережі. Різновиди некомутованих мереж. Поява світових мереж. Проблеми розподіленого підприємства. Роль та типи глобальних мереж. Варіант об'єднання локальних мереж.

презентація , додано 20.10.2014


Поняття мереж передачі даних, їх види та класифікація. Оптико-волоконні та волоконно-коаксіальні мережі. Використання крученої пари та абонентських телефонних проводів для передачі даних. Супутникові системи доступу. Мережі персонального стільникового зв'язку.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Подібні документи

Теоретичні аспекти комунікаційних засобів. Види та основні технології спілкування. Соціальні мережі: поняття, історія створення. Коротка характеристика соціальної мережі Твіттер, її можливості. Аналіз блогу відомої людини на прикладі Олени Весніної.

курсова робота , доданий 28.06.2017


Поняття телекомунікаційного середовища та його дидактичних можливостях на уроці інформатики. Веб-технології педагогічної взаємодії. Педагогічні можливості Інтернет та тенденції в навчанні. Система технологічних засобів телекомунікаційного середовища.

курсова робота , доданий 27.04.2008


Телекомунікаційні освітні проекти у системі загальної освіти. Особливості застосування комп'ютерних телекомунікацій під час уроків у шкільництві. Перспективи розвитку. Методика використання телекомунікаційних проектів у базовому курсі інформатики.

курсова робота , доданий 27.04.2008


Звукова зксплікація вибраних епізодів. Структурна схема з'єднання обладнання на майданчику з урахуванням відео, звукового сигналу та сигналу синхронізації для кожної сцени. Обґрунтування вибору мікрофонів, їх характеристики, призначення у вибраних епізодах.

курсова робота , доданий 29.05.2014


Поняття комп'ютерних мереж, їх види та призначення. Розробка локальної обчислювальної мережі технології Gigabit Ethernet, побудова блок-схеми конфігурації. Вибір та обґрунтування типу кабельної системи та мережевого обладнання, опис протоколів обміну.

курсова робота , доданий 15.07.2012


Функції та характеристики мережних адаптерів. Особливості застосування мостів-маршрутизаторів. Призначення та функції повторювачів. Основні види передавального обладнання глобальних мереж. Призначення та типи модемів. Принципи роботи устаткування локальних сетей.

контрольна робота , доданий 14.03.2015


Основні можливості локальних обчислювальних мереж. Потреби в Інтернеті. Аналіз існуючих технологій ЛОМ. Логічне проектування ЛОМ. Вибір обладнання та мережного ПЗ. Розрахунок витрат за створення мережі. Працездатність та безпека мережі.

курсова робота , доданий 01.03.2011

Вступ. 2

Цифрова телекомунікаційна система. 5

Телекомунікація. 5

1.2) Телекомунікаційна система. 9

1.3) Цифрова система передачі. 12

1.3.1) Вторинна цифрова система передачі ИКМ120. 21

1.3.2) Третинна цифрова система передачі ИКМ480. 25

1.3.4. STM-N.. 32

1.4) Види ЦТС. 43

1.5) Цифрові системи передачі ІКМ та STM. 56

Основні переваги технології SDH: 57

Недоліки технології SDH: 58

2.2. Визначити крок квантування за амплітудою. 66

2.3. Розробити схему тимчасового спектра ЦТЗ. 71

2.4) Розробити укрупнену структурну схему ЦТС, що складається з устаткування тимчасового групоутворення, обладнання лінійного тракту кінцевої станції та проміжних станцій лінійного тракту. 86

Висновок. 91

Список літератури. 92

Вступ

Науково-технічний прогрес кінця XX століття відкрив шляхи створення глобального інформаційного суспільства, в якому інформаційні та телекомунікаційні технології набувають особливого значення, складаючись в інфокомунікаційний сектор.

Людство переходить на новий рівень спілкування та передачі інформації. Тепер для того, щоб передати повідомлення немає необхідності перебувати на близькій відстані. Є можливість передавати інформацію з різних точок планети. Телекомунікаційні системи дуже впливають на всі сфери життя людини. Росії необхідно фінансувати розвиток телекомунікаційних систем, т.к. держава стоїть на щабель нижче, порівняно зі світовими тенденціями.

Розвиток зв'язку на початку ХХI століття характеризується такими поняттями: універсалізація, інтеграція, інтелектуалізація - у частині технічних засобів та у мережевому плані; глобалізація, персоналізація - у частині послуг. Прогрес у галузі зв'язку заснований на розробці та освоєнні нових телекомунікаційних технологій, а також на подальшому розвитку та вдосконаленні існуючих, що ще не вичерпали свій потенціал.

Розвиток інфокомунікаційного сектора у світі відбувається одночасно за кількома напрямками. При цьому в галузі телекомунікації та інформації воно характеризується створенням глобальних інфокомунікаційних систем, основу яких складають цифрові системи передачі (ЦСП) різного призначення з широким використанням сучасних оптоволоконних технологій та цифрових систем комутації різного виду та рівня.

У світі зараз активно розвивається цифровий зв'язок – це основна тенденція розвитку телекомунікацій. Якість цифрового зв'язку має низку переваг перед звичайним зв'язком. На основі цифрових систем передачі будують протяжні транспортні мережі майже будь-якого призначення. Завдяки науковому прогресу сучасні цифрові системи передачі даних дозволяють одночасно передавати аудіо, відео та цифровий сигнал.

Останні роки у Росії з погляду розвитку телекомунікацій були стабільними. Їм передувала світова криза в галузі телекомунікацій, яка призвела до зниження темпів зростання. Проте навіть у цей період розвивалися та впроваджувалися нові телекомунікаційні технології. Протягом цього періоду в рамках ВАТ "Связьінвест" було проведено структуризацію колишніх мереж електрозв'язку у бік їхнього укрупнення, створено сильні, високо капіталізовані, прибуткові та конкурентно-здатні компанії. Через війну у Росії є сім міжрегіональних компаній (МРК), але в телекомунікаційному ринку діє близько 6500 зареєстрованих нових операторів. У червні 2003 року Державною думою РФ було прийнято новий федеральний закон " Про зв'язок " , запроваджений з 1 січня 2004 року. З цим пов'язано по суті завершення одного етапу розвитку зв'язку в Росії та початок нового етапу.

Модернізація мереж наземного ефірного мовлення шляхом переходу на цифрові технології є світовою тенденцією, якою слідує і Російська Федерація. Перехід на цифрове мовлення в Росії не тільки дозволить забезпечити населення багатопрограмним мовленням заданої якості, а й чинить стимулюючий вплив на розвиток ринків ЗМІ, зв'язку та виробництва вітчизняного теле- та радіообладнання, створення інфраструктури виробничо-впроваджувальних, збутових та сервісних організацій, подальший розвиток малого та середнього підприємництва та розвиток конкуренції у цій сфері. Основною метою, згідно з Концепцією розвитку телерадіомовлення в Російській Федерації на 2008 – 2015 роки, є забезпечення населення багатопрограмним мовленням із гарантованим наданням загальнодоступних телевізійних каналів та радіоканалів заданої якості, що дозволить державі повніше реалізувати конституційне право громадян на отримання інформації.

Відповідно до цієї мети поставлені такі завдання:

Дослідити основні засади цифрової системи передачі даних;

Розглянути, які цифрові системи передачі існують;

Вивчити особливості побудови цифрових систем передачі.

Цифрова телекомунікаційна система

Телекомунікація

Телекомунікація (грец. tele - вдалину, далеко і лат. communicatio -спілкування) - передача даних на великі відстані.

Засоби телекомунікації - сукупність технічних, програмних та організаційних засобів передачі даних великі відстані.

Телекомунікаційна мережа - безліч засобів телекомунікації, пов'язаних між собою та утворюють мережу певної топології (конфігурації). Телекомунікаційними мережами є:

Телефонні мережі передачі телефонних даних (голосу);

радіомережі для передачі аудіоданих;

Телевізійні мережі передачі відеоданих;

Цифрові (комп'ютерні) мережі чи мережі передачі даних (СПД) передачі цифрових (комп'ютерних) даних.

Дані в цифрових телекомунікаційних мережах формуються у вигляді повідомлень, що мають певну структуру та розглядаються як єдине ціле.

Дані (повідомлення) можуть бути:

Безперервними;

Дискретними.

Безперервні дані можуть бути представлені у вигляді безперервної функції часу, наприклад, мова, звук, відео. Дискретні дані складаються із символів (символів).

Передача даних у телекомунікаційній мережі здійснюється за допомогою їхнього фізичного подання - сигналів.

У комп'ютерних мережах передачі даних використовуються такі типи сигналів:

Електричний (електричний струм);

Оптичний (світло);

Електромагнітний (електромагнітне поле випромінювання – радіохвилі).

Для передачі електричних та оптичних сигналів застосовуються кабельні лінії зв'язку відповідно:

Електричні (ЕЛС);

Волоконно-оптичні (ВОЛЗ).

Передача електромагнітних сигналів здійснюється через радіолінії (РЛЗ) та супутникові лінії зв'язку (СЛЗ).

Сигнали, як і дані, можуть бути:

Безперервними;

Дискретними.

При цьому безперервні та дискретні дані можуть передаватися в телекомунікаційній мережі або у вигляді безперервних або у вигляді дискретних сигналів.

Процес перетворення (спосіб подання) даних у вигляд, необхідний передачі по лінії зв'язку і що дозволяє, у деяких випадках, виявляти і виправляти помилки, що виникають через перешкод під час їх передачі, називається кодуванням. Прикладом кодування є представлення даних як двійкових символів. Залежно від параметрів середовища передачі та вимог до якості передачі можуть використовуватися різні методи кодування.

Лінія зв'язку - фізичне середовище, за яким передаються інформаційні сигнали, що формуються спеціальними технічними засобами, що належать до лінійного обладнання (передавачі, приймачі, підсилювачі тощо). Лінію зв'язку часто розглядають як сукупність фізичних ланцюгів і технічних засобів, що мають загальні лінійні споруди, пристрої їх обслуговування і те саме середовище поширення. Сигнал, що передається в лінії зв'язку, називається лінійним (від слова лінія).

Лінії зв'язку можна розбити на 2 класи:

Кабельні (електричні та волоконно-оптичні лінії зв'язку);

Бездротові (радіолінії).

На основі ліній зв'язку будуються канали зв'язку.

Канал зв'язку являє собою сукупність однієї або декількох ліній зв'язку та каналоутворювального обладнання, що забезпечують передачу даних між абонентами, що взаємодіють, у вигляді фізичних сигналів, відповідних типу лінії зв'язку.

Канал зв'язку може складатися з кількох послідовних ліній зв'язку, утворюючи складовий канал, наприклад: між абонентами А1 і А2 сформований канал зв'язку, що включає телефонні (ТфЛЗ) та волоконно-оптичну (ВОЛЗ) лінії зв'язку. В той же час, в одній лінії зв'язку, як буде показано нижче, може бути сформовано кілька каналів зв'язку, що забезпечують одночасну передачу між кількома парами абонентів.

Телекомунікаційна система

Під телекомунікаційними системами (ТЗ) прийнято розуміти структури та засоби, призначені для передачі великих обсягів інформації (як правило, у цифровій формі) за допомогою спеціально прокладених ліній зв'язку або радіоефіру. При цьому передбачається обслуговування значної кількості користувачів систем (від декількох тисяч). Телекомунікаційні системи включають такі структури передачі інформації, як телемовлення (колективне, кабельне, супутникове, стільникове), телефонні мережі загального користування (ТФОП), стільникові системи зв'язку (у тому числі макро-і мікро-стільникові), системи персонального виклику, супутникові системи зв'язку та навігаційне обладнання, волоконні мережі передачі інформації.

Слід зазначити, що основною вимогою до систем зв'язку є відсутність факту переривання зв'язку, але допускається деяке погіршення якості повідомлення, що передається, і очікування встановлення зв'язку.

За призначенням телекомунікаційні системи групуються так:

· Системи телемовлення;

· Системи зв'язку (в т.ч. персонального виклику);

· комп'ютерні мережі.

За типом середовища передачі інформації:

· Кабельні (традиційні мідні);

· Оптоволоконні;

· Етерні;

· Супутникові.

За способом передачі:

· аналогові;

· Цифрові.

Ми розглянемо способи передачі: аналогові та цифрові.

Виділяють два класи у телекомунікаційних системах зв'язку (комутації). Це аналогові та цифрові системи.

Аналогові системи передачі та зв'язку (комутації).
У аналогових системах всі процеси (прийом, передача, зв'язок) заснована на аналогових сигналах. Прикладів таких систем безліч: телевізійне мовлення, радіо, телефонна комутація (зв'язок).
Цифрові системи передачі та зв'язку (комутації).
У цифрових системах усі процеси походять від цифрових (дискретних) сигналів. Прикладами є – сучасні об'єкти зв'язку, цифрова телефонія, цифрове телебачення. Еволюційний процес переходу від аналогових систем до цифрових пов'язаний:

1. століття нових технологій, відповідно до техніки все більше поширюються мікропроцесорні технології обробки сигналів;

2. створюється високошвидкісна павутина цифрових телекомунікаційних мереж;
Сполучними нитками павутини є магістралі, які є набором цифрових каналів комутації (зв'язку) глобального і локального масштабу. Звернення до цих каналів дозволено різним державним структурам, підприємствам бізнесу, приватним користувачам. Якість передачі та зв'язку відповідно дуже висока.
Давайте наведемо переваги цифрових систем передачі та обробки даних над аналоговими системами:
1. Надійність передачі даних, а також висока завадостійкість;
2. Зберігання даних на високому рівні;
3. Зав'язана на обчислювальній техніці;
4. Мінімізація виникнення помилок під час обробки, передачі, комутації (зв'язку) даних;

Цифрова система передачі

Управління, автоматична система управління, в якій здійснюється квантування сигналів за рівнем і за часом. Безперервні сигнали (впливи), що виникають в аналоговій частині системи (до якої входять зазвичай об'єкт управління, виконавчі механізми і вимірювальні перетворювачі), піддаються перетворенню в аналогоцифрових перетворювачах, звідки в цифровій формі надходять для обробки в ЦВМ. Результати обробки даних піддаються зворотному перетворенню у вигляді безперервних сигналів (впливів) подаються на виконавчі механізми об'єкта управління. Використання ЦВМ дозволяє значно поліпшити якість управління, оптимізувати управління складними промисловими об'єктами. Прикладом може бути автоматизована система управління технологічними процесами (АСУТП).

Поняття "цифрова передача" є досить широким і включає безліч питань, таких як вибір параметрів імпульсів у конкретному середовищі передачі, перетворення цифрової послідовності коду передачі і т.п.

Синхронізація У цифрових системах передачі необхідно забезпечити виконання всіх операцій з обробки цифрових сигналів синхронно та послідовно. Якби ці операції відбувалися локально та синхронізувалися від одного джерела, то проблем не було б. У цьому випадку до стабільності генератора, що задає, не пред'являлися б жорсткі вимоги, так як на всіх ділянках відбувалися б однакові зміни тактової частоти. Але оскільки будь-яку систему цифрової передачі можна розглядати як таку, що складається з двох і більше напівкомплектів прийому та передачі, рознесених на значні відстані, то вимоги до синхронізації стають основними. Високостабільні і отже дорогі, тактові генератори можуть виявитися марними через лінійні перешкоди, що викликають фазові тремтіння тактових сигналів. Насправді фазові тремтіння викликають зміна числа бітів, переданих лінією. Для боротьби з цим явищем використовуються пристрої еластичної пам'яті, в яких запис здійснюється за тактовою частотою сигналу, а зчитування за тактовою частотою місцевого генератора. Така пам'ять дозволяє компенсувати навіть великі, але короткочасні відхилення тактової частоти. Однак еластична пам'ять не справляється при тривалих, навіть невеликих відхиленнях. Вона може переповнюватись або спустошуватися залежно від співвідношення тактових частот. При цьому виникає так зване ковзання. Рекомендацією ITU-T G.822 нормується частота прослизувань залежно від якості обслуговування та встановлюється розподіл тривалості роботи зі зниженою та незадовільною якістю. Таким чином, рекомендацією ITU-T допускаються на синхронних цифрових мережах деякі порушення синхронізації. Рекомендація ITU-T G.803 описує такі режими цифрових мереж із синхронізації: · синхронний режим, у якому прослизання практично відсутні, маючи випадковий характер. Цей режим роботи мереж із примусовою синхронізацією, коли всі елементи мережі одержують тактову частоту від одного еталонного генератора. · псевдосинхронний режим виникає, коли є кілька високостабільних генераторів (їхня нестабільність не більше 10-11 згідно G.811). Допускається одне ковзання за 70 діб. Цей режим має місце на стиках мереж із синхронними режимами різних операторів. плезіохронний режим з'являється на цифровій мережі при втраті елементом мережі зовнішньої примусової синхронізації. На мережі із синхронним режимом таке може статися при відмові основних та резервних шляхів проходження синхросигналу або при виході з ладу еталонного генератора. Для забезпечення в цьому випадку прийнятного рівня прослизання, 1 прослизання за 17 годин, генератори елементів мережі повинні мати нестабільність не більше 10-9. · асинхронний режим характеризується одним ковзанням за 7 секунд дозволяє мати генератори з нестабільністю не гірше 10-5. Подібний режим практично не застосовується на цифрових мережах. В даний час всі системи цифрової передачі, які застосовуються на цифрових мережах, прийнято розділяти на системи PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy – плезіохронна цифрова ієрархія) та SDH (Synchronous Digital Hierarchy – синхронна цифрова ієрархія). Своїми назвами вони зобов'язані відповідним режимам синхронізації. У статті докладно розглянемо PDH, принципам SDH присвячена окрема стаття. Плезіохронна цифрова ієрархія Першими виникли системи PDH, їх основою стали системи з тимчасовим поділом каналів (ВРК) та ІКМ-кодуванням. У силу історичних причин з'явилося два типи плезіохронної ієрархії - північноамериканська, що використовується в основному в США, Канаді та Японії, та європейська, що застосовується у більшості країн. Базовою швидкістю або нульовим рівнем в обох типах ієрархії (PDH та SDH) є швидкість 64 кбіт/с, під якою розуміється один стандартний телефонний канал. Наступною сходинкою в плезіохронних ієрархія є первинні цифрові системи передачі. Рекомендація ITU-T G.732 описує європейську систему (ІКМ30), а G.733 – північноамериканську (ІКМ24). Кадр або цикл системи ІКМ30 має тривалість 125 мкс і складається з 32 байт, кожен із яких належить до певного каналу системи. Рис 1.1) Структура циклу. На малюнку наводиться структура циклу. Нульовий канал призначений передачі службових сигналів і сигналів синхронізації. Канали з 1 по 15 та з 17 по 31 є інформаційними або телефонними. У кожному циклі передається 32 * 8 = 256 біт, що у результаті дає швидкість 2048 кбіт/с. Канал під номером 16 називається каналом сигналізації і може використовуватися у двох варіантах: для передачі сигнальної інформації для телефонних каналів. І тут у кожному циклі байт каналу сигналізації розбивається дві половини. У першій половині послідовно протягом 15 циклів передається сигнальна інформація з 1 до 15 телефонного каналу, у другій - з 16 до 31 каналу. У нульовому циклі каналі сигналізації передається сигнал надциклової синхронізації. Таким чином, через канал сигналізації забезпечується передача сигнальної інформації кожного телефонного каналу зі швидкістю 2 кбіт/с. канал сигналізації системи ИКМ30 може бути використаний для забезпечення передачі сигналізації по загальному каналу, наприклад, ГКС №7, або для передачі даних. Пояснимо деякі позначення малюнку. У всіх службових байтах біт, позначений символом "Х", зарезервований для міжнародного використання. Біти Y зарезервовані для національного застосування. Біт "Z" служить для сигналізації про збої в надцикловій синхронізації. Біт "А" використовується для сигналізації про наявність важливих повідомлень. Цей сигнал виникає (біт приймає значення "1") у таких випадках: · Збій з електроживлення; · Збій циклової синхронізації; · Збій апаратури лінійного кодування; · Наявність помилок у вхідному сигналі 2,048 Мбіт / с; · Частота появи серійних помилок циклової синхронізації перевищує величину 10-3. Цикл ІКМ24 також має тривалість 125 мкс, але складається з 24 байт і одного додаткового біта. Кожен байт відноситься до певного каналу системи. Рис. 1.2. Структура циклу. На малюнку наводиться структура циклу. За один цикл передається 24*8+1=193 біта, що дає швидкість 1544 кбіт/с. Циклова та надциклова синхронізація забезпечується певною комбінацією додаткового біта, при підрахунку за 12 циклів. Сигнальна інформація телефонних каналів передається по двох підканалах А і В, що утворюються молодшими бітами всіх каналів відповідно у 6 та 12 циклах. Ці канали забезпечують передачі сигналізації кожного телефонного каналу зі швидкістю 1,333 кбіт/с. Відсутність окремого сигнального каналу порівняно з європейською ієрархією дозволяє більш ефективно використовувати пропускну здатність. Однак відбувається невелике зменшення канальної швидкості. В силу кратності циклу формування сигнальних каналів, що дорівнює 6, зменшення швидкості "плаває" між каналами, що практично не впливає на якість мови, але не дозволяє одночасно здійснювати передачу даних по окремих каналах ИКМ24. Завдяки цикловій та надцикловій синхронізації підтримуються вимоги плезіохронного режиму роботи у первинних цифрових системах. Для синхронізації провідних генераторів у європейській ієрархії використовується тактова частота 2048 кГц, що виділяється із цифрового потоку зі швидкістю 2048 кбіт/с. Наступні сходинки північноамериканської та європейської плезіохронних цифрових ієрархій базуються на своїх первинних цифрових системах. У таблицях представлено співвідношення числа каналів та швидкостей. Таб. 1.1. Європейська плезіохронна цифрова ієрархія Таб. 1.2. Північноамериканська плезіохронна цифрова ієрархія На відміну від європейської, північноамериканська цифрова плезіохронна ієрархія має ряд варіацій, які не були стандартизовані ITU-T. Використовується ще один сигнал DS1C зі швидкістю 3152 кбіт/с (Т1С), що забезпечує 48 телефонних каналів. У Японії замість швидкості 44736 кбіт/с використовується 32064 кбіт/с (480 каналів), а замість 274176 кбіт/с - 97728 кбіт/с (1440 каналів). Як видно з таблиць у північноамериканській ієрархії сигналам присвоєно назви DS, яка розшифровується дуже просто – цифровий сигнал (Digital Signal). Дуже часто для позначення швидкості цифрових сигналів використовуються цифро-літерні комбінації, що наведені в таблицях. Первинний цифровий потік формується за рахунок байтного об'єднання каналів. На наступних рівнях об'єднання відбувається на основі побітного мультиплексування первинних потоків. З огляду на плезіохронного характеру первинних потоків за її об'єднанні неминучі прослизання. Для зниження ймовірності їхньої появи використовують процедуру узгодження або вирівнювання швидкостей (стаффінг). Суть її полягає у додаванні на передавальному кінці “порожніх” бітів та виключення їх на приймальному. Це процедура позитивного стафінгу. Можливість вставки додаткових бітів надається використанням більшої швидкості об'єднаного потоку, ніж у суми вихідних. Окрім додаткових бітів ще передаються службові сигнали та сигнали циклової синхронізації. Головними недоліками плезіохронної цифрової ієрархії (PDH) є неможливість прямого доступу до каналів, без процедур демультиплексування/мультиплексування всього лінійного сигналу, та практична відсутність засобів моніторингу та управління. Потреба більш високих швидкостях роботи цифрових систем передачі, підвищення вимог до якості призвели до створення систем синхронної цифрової ієрархії (SDH).

1.3.1) Вторинна цифрова система передачі ІКМ120

Вторинною ЦСП з ІКМ, що відповідає рекомендаціям МККТТ щодо європейської ієрархії, є серійна система ІКМ-120. Вона призначена для організації каналів на місцевих та зонових ділянках первинної мережі за кабелями типів ЗКНАП та МКС. Основним вузлом системи ІКМ-120 є пристрій утворення типового вторинного цифрового потоку зі швидкістю передачі 8448 кбіт/с із чотирьох первинних зі швидкостями передачі 2048 кбіт/с (рис 1.3). При використанні чотирьох комплектів АЦО-30 первинної ЦСП можна отримати 120 каналів ТЧ, при цьому, як і первинних ЦСП, зберігаються всі варіанти організації замість каналів ТЧ каналів ПДІ, ЗВ тощо.

1.3. Структура ЦСП ІКМ-120

Рис. 1.4. Тимчасовий спектр ЦСП ІКМ-120

Таблиця 1.3. Тимчасовий спектр ЦСП ІКМ-120.

Лінійний тракт організується за двокабельною схемою, але на місцевих ділянках мережі допускається однокабельна. Номінальна схема кабельного ділянки lуч =5 км, максимальна довжина секції дистанційного живлення l дптах= 200 км. Максимальна довжина переприймальної ділянки ТЧ L max = 600км, що відповідає і максимальній протяжності зонової ділянки первинної мережі.

Цифровий потік у точці мережевого стику СС 2 між ВВГ та ОЛТ системи ІКМ-120 має параметри, відповідні рекомендаціям МККТТ, і тому може використовуватися для організації зв'язку за допомогою типової апаратури РРЛ і ВОЛЗ.

Вторинний цифровий потік поділяється на цикли тривалістю Тц = 125мкс, що складаються з 1056 розрядних інтервалів. Цикл поділяється на чотири однакові за тривалістю субцикли (рис. 1.4.). Перші вісім позицій I субциклу зайняті синхросигналом об'єднаного потоку (111001100), а решта 256 позицій (з 9 по 264 включно) - інформацією посимвольно об'єднаних вихідних (чотирьох) потоків. На малюнку на відповідних позиціях зазначено номери символів вихідних потоків. Перші чотири позиції II субцикла зайняті першими символами команд узгодження швидкостей (КСС), а наступні чотири позиції - сигналами СС. Другі та треті символи КСС (команда позитивного узгодження має вигляд 111, а негативного – 000) займають перші чотири позиції III та IV субциклів.

Розподіл символів КСС дозволяє захистити команди від дії пакетів імпульсних перешкод. Позиції 5,...,8 субциклу III використовуються передачі сигналів ДІ (дві позиції), аварійних сигналів (одна позиція) і виклику службового зв'язку (одна позиція). У IV субциклі на позиціях 5,..., 8 передається інформація потоків, що об'єднуються при негативному узгодженні швидкостей. За позитивного узгодження швидкостей виключається передача інформації на позиціях 9,..., 12 IV субцикла. Таким чином, загальна кількість інформаційних символів у циклі 1024+4. Оскільки операція узгодження швидкостей проводиться не частіше ніж через 78 циклів, позиції 5,...,8 субциклу IV займаються дуже рідко, і тому їх використовують для передачі інформації про проміжні значення і характер зміни швидкостей потоків, що об'єднуються.