Среды передачи данных. Модемы. Спутниковые и оптико-волоконные каналы связи

    Содержание 

    Введение 

    1. Понятие  систем передачи данных и их  классификация 

    2. Беспроводные  системы передачи данных 

    2.1 Системы  персональной сотовой связи 

    2.2 СВЧ-системы 

    2.3 Спутниковые  системы 

    3. Проводные  системы передачи данных 

    3.1 Оптико-волоконные  и волоконно-коаксиальные системы 

    3.2 Использование  витой пары и абонентских телефонных  проводов для передачи данных 

    4. Характеристика основных производителей современного оборудования систем передачи данных 

    Заключение 

    Список  использованной литературы

    Введение 

    Сегодняшние реалии жизни требуют от человека быть в курсе всех последних событий, новостей финансового и политического  мира, а также незамедлительно  реагировать на любые изменения, происходящие в мире. Человек нуждается  в постоянном обмене данными. Человек, играющий на бирже, должен владеть всеми  сведениями, которые влияют на котировки  акций. Больше того, ему нужен Интернет, чтобы вовремя внести изменения  в свои фишки, иначе он не получит  прибыль. Благодаря тому, что сейчас активно развиваются кабельные, спутниковые и мобильные линии  связи, такой человек может иметь  постоянно работающий канал, а нередко  даже и резервный, на всякий случай. Этот пример доказывает актуальность темы исследования. 

    Целью работы является изучение возможностей, а также изучение достоинств и  недостатков современных систем передачи данных. 

    Для достижения данной цели в работе решаются следующие  задачи: 

    · классификация  систем передачи данных; 

    · подробное  рассмотрение всех видов систем передачи данных; 

    · краткое  описание основных производителей современного оборудования систем передачи данных 
 
 

    1. Понятие системы  передачи данных  и их классификация

    Система передачи данных - система, предназначенная  для передачи информации как внутри различных систем инфраструктуры организации, так и между ними, а также  с внешними системами. Определение  систем передачи данных, на первый взгляд, очень просто и коротко. Но за этими  словами скрывается огромное значение данной системы не просто для других технических систем, а для бизнес-процессов  современной организации в целом. Система передачи данных является, прямо или косвенно, основной технической  составляющей работоспособности практически  любых средних и крупных организаций, а также многих малых компаний, использующих современные средства управления своим бизнесом.

    Так сложилось  исторически, что система передачи данных с каждым годом становится все более универсальной средой для передачи самой различной  информации, как между конечными  пользователями, так и между системными (служебными) устройствами. Чем больше универсальность, тем больше требований к этой системе.

    Система передачи данных состоит из нескольких компонентов, определяемых в зависимости  от решаемых задач. Их далеко не полный перечень:  

    · коммутаторы, 

    · маршрутизаторы, 

    · межсетевые экраны и мосты, 

    · мультиплексоры, 

    · различные  конвертеры физической среды и интерфейсов  передачи данных, 

    · точки  беспроводного доступа, 

    · клиентское оборудование, 

    · программное  обеспечение управления оборудованием. 

    Также практически все современные  инженерные системы имеют в своем  составе встроенные компоненты для  организации передачи разнородных  данных (служебный "горизонтальный" трафик между устройствами, данные управления между центром управления и устройствами, мультимедийный трафик), имеющих непосредственное отношение к системам передачи данных.

    Крупнейшей  сетью передачи данных является сеть Интернет. В настоящее время Интернет представляет собой всемирную сеть, состоящую из соединенных между  собой компьютеров. Интернет позволяет  любому пользователю, имеющему выход  в сеть, получить доступ ко всем информационным ресурсам, хранящимся на сайтах (компьютерах-серверах) по всему миру. Сеть Интернет обеспечивает работу электронной почты, позволяющей  передавать сообщения другим пользователям  сети и принимать сообщения от них. Также Интернет дает возможность  передавать файлы между компьютерами, а с помощью специальных программ (браузеров) искать и выводить на свой дисплей любую информацию, имеющуюся  в сети Интернет. И это еще не полный список.

    По мере увеличения разнообразия имеющейся  в сети Интернет информации (совершен поразительный качественный скачок от простых текстовых файлов к  сложной графике, анимации, передаче аудио и видеосигналов) растет потребность  в организации именно высокоскоростного  доступа, позволяющего получать все  многообразие имеющейся в сети Интернет информации. 

    Сети  передачи данных могут быть проводными, что означает соединение компьютеров  с помощью кабелей, или беспроводными, в которых подключения выполняются  посредством радиоволн, по воздуху.

    Беспроводное  соединение позволяет работать на компьютерах  в любом месте дома без использования  кабелей. Прокладка кабелей затратный процесс, при этом они выглядят не эстетично и могут быть опасны, если свободно лежат на полу.

    Проводные системы передачи данных можно разделить  на системы, использующие витую пару телефонных проводов, и системы, использующие оптико-волоконные кабели, к этой категории также следует отнести системы, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели.

    Рассмотрим  все эти категории более подробно, причем начнем в обратном порядке - от пока наиболее экзотических беспроводных систем, через достаточно дорогие  оптико-волоконные к наиболее демократичным, широко распространенным и, значит, более  удобным в освоении и эксплуатации витым парам телефонных проводов. 

    2. Беспроводные системы  передачи данных

    В настоящее  время бурное развитие технологий беспроводных сетей открывает для бизнеса  новые возможности по эффективной  организации корпоративной сети предприятия. Преимущества беспроводных решений: 

    · низкая стоимость развертывания; 

    · мобильность, возможность демонтировать оборудование при переезде; 

    · безопасность, возможность шифрования трафика; 

    · надежная и качественная телефонная связь; 

    · высокоскоростной доступ к сети Интернет; 

    · независимость  от кабельной инфраструктуры; 

    · простота подключения и использования. 

    Отсутствие  проводов и, как следствие, привязки к какому-то конкретному месту  всегда было значимо для мобильных  пользователей, которым оперативный  доступ к информации нужен постоянно, независимо от места их нахождения. Беспроводные сети эффективны, прежде всего, при передаче данных на расстояния до нескольких сот метров, и отличаются низкой стоимостью реализации. Ассортимент  беспроводного сетевого оборудования может включать в себя беспроводные видеокамеры и прочие устройства. Развитие беспроводных систем доступа  идет в трех основных направлениях. Это спутниковые системы, наземные СВЧ-системы и системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей. Разумеется, каждое из этих средств имеет свои достоинства и недостатки. 

    2.1 Системы персональной  сотовой связи

    Доступ  в сеть Интернет может быть организован  посредством существующей системы  сотовой связи с использованием аналоговых модемов (модемов для  передачи по телефонным каналам). Так как каналы сотовой связи имеют достаточно узкую полосу частот, скорость передачи данных будет невелика (в процессе постепенного развития систем сотовой связи и усовершенствования технологий скорость передачи данных также постепенно росла от 9,6 Кбит/с до 19,2 Кбит/с). Определенного увеличения скорости передачи данных можно достичь за счет использования временно свободных каналов (по которым не ведутся телефонные разговоры). 

    Система передачи данных по каналам сотовой  связи.

    Плюсы и минусы использования сотовой  связи для доступа в сеть Интернет очевидны. Главное достоинство заключается  в мобильности и возможности  выхода в сеть Интернет из любого места, а не только из квартиры или офиса, которые с помощью кабеля привязаны  к провайдеру. К недостаткам можно  отнести достаточно высокую стоимость  услуг сотовой связи, а также  не стопроцентный охват территории компаниями сотовой связи и наличие  зон неуверенной связи. 

    2.2 СВЧ-системы

    По мере того, как увеличивалась потребность  в расширении количества линий междугородней  связи, разрабатывались системы, способные  удовлетворить такие потребности. Одной из таких систем были радиорелейные  линии, в которых в качестве носителя сигнала использовался не кабель, а радиоканал. Работая на сверхвысоких частотах (диапазон СВЧ) одна радиорелейная  линия способна поддерживать работу тысяч телефонных каналов и нескольких телевизионных каналов одновременно. Использование данного диапазона  частот приводит к необходимости  размещать ретрансляторы на небольшом  расстоянии друг от друга (до 30 километров) в пределах прямой видимости (сверхвысокочастотный сигнал не может завернуть за угол или перепрыгнуть даже через небольшую  горку). Необходимость строить через  определенное расстояние ретрансляционные вышки с антеннами делает данную технологию достаточно дорогой при организации связи на большое расстояние, но данная технология может найти свое применение, например, для организации фиксированного радиодоступа - высокоскоростной передачи данных между двумя зданиями (со скоростью от 2 Мбит/с и выше). Во многих случаях такое решение будет иметь меньшую стоимость по сравнению с прокладыванием между зданиями оптико-волоконного кабеля (например, в городах, где проложить кабель не всегда просто, или в том случае, когда эти здания разделяет река).

    В условиях недостатка частотного ресурса были созданы, успешно применяются и  развиваются беспроводные системы  фиксированного доступа, работающие в  инфракрасной области (на основе ИК светодиодов  и полупроводниковых лазеров). Они  обеспечивают рабочую дальность  от 300 м до 1-3 км при скорости передачи до 155 Мбит/с. Все основные недостатки этих систем (сравнительно высокая  стоимость и некоторая зависимость  от погодных условий и загрязнения  оптики) с лихвой окупаются отсутствием  необходимости получения разрешения на использование радиочастоты, а  также быстротой и простотой монтажа. На следующем этапом развития систем фиксированного радиодоступа явилось создание таких протоколов обмена информацией между приемо-передатчиками, которые позволили организовать подключение многих объектов к одному (соединение "точка-многоточка"), что наиболее соответствует задачам организации доступа в Интернет. Кроме того, были созданы различные механизмы (например, пакетная передача, работа на изменяющейся частоте), которые позволили увеличить пропускную способность, скорость передачи и эффективность использования частотного ресурса.

    Обеспечивая среднюю скорость передачи данных, системы данного типа позволяют  организовать канал передачи на достаточно большое расстояние. В то же время  подверженность внешним помехам  и зависимость от географических условий (обязательная необходимость прямой видимости) делают применение таких систем не всегда целесообразным. 

    2.3 Спутниковые системы

    Для организации  передачи данных используются и спутниковые  системы. Причем варианты могут быть различными - от низкоскоростных индивидуальных каналов для отдельных пользователей  до высокоскоростных каналов, одновременный  доступ к которым может иметь  большое количество пользователей (коллективный доступ). В первом случае может применяться двунаправленный  канал (но это по карману только очень  богатым организациям). Во втором случае спутник служит только для передачи нисходящего потока данных, поступающих  из сети Интернет к пользователю. Пользователю необходимо обязательно установить спутниковую антенну, СВЧ-ресивер и карту декодера прямо в персональный компьютер. Для организации восходящего потока данных (от пользователя в сеть Интернет) используется линия телефонной связи и модем.

    Спутник охватывает большую зону на поверхности  Земли и является наиболее "широко охватывающей" технологией доступа  в Интернет с географической точки  зрения. Спутниковые системы доступа  имеют не очень высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и работают не очень быстро. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув на него мышью своего компьютера, вы подали сигнал запроса, который должен пройти по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается на спутник вверх и вниз, что в общей сложности составляет около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, данное средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Это особенно заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени. Несмотря на широкую зону охвата, спутниковые системы имеют ряд недостатков, связанных, в частности, с необходимостью приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования. Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (простой пример - корабль, находящийся посреди океана).