Принцип построения телекоммуникационных сетей реферат

Обновлено: 05.07.2024

Основы построения телекоммуникационных систем и сетей

1 Основы построения телекоммуникационных систем и сетей

Раздел №1 является вводным и предназначен для создания у слушателей представления о целях изучения данной дисциплины.

Вводятся базовые понятия: сеть связи (первичная и вторичная), сетевая станция, канал передачи, групповой тракт, линейный тракт.

1.1 Принципы построения и структура взаимоувязанной сети связи РФ

В историческом плане все виды электросвязи длительный период развивались независимо друг от друга, в результате чего сформировались несколько независимых сетей. Вместе с тем, ряд министерств и ведомств стали создавать свои сети для удовлетворения собственных нужд. Такая техническая политика привела к еще большему разобщению технических средств, а эффективность совокупности сетей в масштабах страны оставалась низкой.

Возрастающие потребности в различных видах связи, обеспечивающих нужды народного хозяйства нашей страны, непрерывно расширяющиеся производственные и общественные взаимодействия людей ставят задачу постоянного совершенствования сети связи.

Концепция Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС) предполагала создание общегосударственной сети на основе единой технической политики на базе аналоговых и цифровых систем передачи. Под понятием “автоматизированная сеть” подразумевается широкое использование автоматической коммутации, управления и автоматизации процессов технической эксплуатации.

В настоящее время этот проект, отражая изменение геополитической ситуации и новые технические достижения в области связи, носит название Взаимоувязанная сеть связи России.

Взаимоувязанная сеть связи (ВСС) – это совокупность технически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, ведомственных и других сетей электросвязи на территории России независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности, обеспеченная общим централизованным управлением. В состав ВСС не входят выделенные, внутрипроизводственные и технические сети.

Основными требованиями к ВСС являются надежность и экономичность.

Сеть связи первичная – совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи. Часть сети, ограниченная территорией сельского района или города, называется местной первичной сетью. Часть, охватывающая территорию зоны и обеспечивающая соединение между собой каналов разных местных сетей внутри этой зоны, образует внутризоновую первичную сеть . Часть сети, соединяющая между собой каналы разных Зоновых сетей на всей территории страны, составляет магистральную первичную сеть . Принцип построения первичной сети ВСС показан на рисунке 1.1. В состав ПС входят сетевые узлы, сетевые станции и линии передачи.

Рисунок 1.1 – Принцип построения первичной сети ВСС

Узел сетевой – комплекс технических средств, обеспечивающий соединение сетевых станций первичной сети, образование и перераспределение сетевых трактов, типовых каналов передачи и типовых физических цепей, а также представление их вторичным сетям и спецпотребителям.

Станция сетевая – комплекс технических средств, обеспечивающий образование и предоставление вторичным сетям типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, а также их транзит.

Для организации взаимодействия между магистральными узлами и станциями строятся транспортные сети.

Сеть транспортная – часть первичной сети связи, охватывающая магистральные узлы, междугородные станции, а также соединяющие их каналы и узлы (национальные, международные) [1], [19].

Канал передачи – комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу сигнала электросвязи в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи между сетевыми станциями, сетевыми узлами или между сетевой станцией и сетевым узлом, а также между сетевой станцией или сетевым узлом и оконечным устройством первичной сети. Каналы подразделяются на аналоговые, цифровые и смешанные (аналого-цифровые).

Канал передачи, параметры которого соответствуют принятым нормам, называют типовым . Например, это каналы: тональной частоты с полосой частот 300…3400 Гц или основной цифровой канал (ОЦК) со скоростью передачи 64Кбит/с [5].

Канал передачи, групповые тракты организуются с помощью соответствующих систем передачи.

Система передачи – комплекс технических средств, обеспечивающих образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи первичной сети. Системы передачи разделяют на аналоговые и цифровые, проводные (электрические и оптические) и радиорелейные.

Групповой тракт – комплекс технических средств, предназначенный для организации нормализованного числа каналов тональной частоты или ОЦК в полосе частот или со скоростью передачи, соответствующей данному групповому тракту.

Групповой тракт, параметры и структура которого соответствуют принятым нормам, называют типовым . Например, это первичный аналоговый тракт с полосой частот 60…108 кГц или первичный цифровой тракт со скоростью передачи 2048 Кбит/с.

Линейный тракт системы передачи – комплекс технических средств, обеспечивающий передачу сигналов электросвязи в полосе частот или со скоростью, соответствующей данной системе передачи. Линейный тракт может быть радиорелейным, кабельным (оптическим или электрическим), по типу системы передачи – аналоговым или цифровым [5].

Структура ПС учитывает административное деление страны. Территория страны поделена на зоны. Признак зоны – единая семизначная нумерация. Как правило, зоны совпадают с территориями областей. В соответствии с этим делением ПС состоит из отдельных частей (рисунок 1.1):

местные ПС (МСП) – ограничены территорией города или сельского района;
внутризоновые ПС (ВЗПС) – охватывает территорию зоны и обеспечивает соединение местных сетей внутри зоны;
магистральная ПС (СМП) – соединяет зоновые сети.

На базе первичной сети строятся вторичные сети связи (ВС).

Сеть связи вторичная – совокупность линий и каналов вторичной сети, образованных на базе первичной сети, станций и узлов коммутации или станций и узлов переключений, предназначенная для организации связи между двумя, или более, определёнными точками. Границами вторичной сети являются стыки этой сети с абонентскими оконечными устройствами.

В состав ВС входят: оконечные абонентские устройства, абонентские линии (АЛ), коммутационные устройства и каналы, выделенные из ПС для организации данной ВС [рисунок 1.2].

Устройство оконечное абонентское (абонентский терминал) – оконечное устройство, устанавливаемое в помещении абонента и находящееся в его пользовании. В абонентский терминал могут включаться элементы сети (сетевые окончания) и операционные системы.

В зависимости от вида электросвязи вторичная сеть ВСС имеет название: телефонная, телеграфная, передача данных, факсимильная, передачи газет, звукового вещания, телевизионного вещания.

1 – система передачи (транспортная система); 2 – сетевой узел первичной (транспортной) сети; 3 – сетевая станция; 4 – интерфейсы – граница между двумя взаимодействующими системами (устройствами), определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена и т.д. 5 – узел вторичной сети А – комплекс технических средств, осуществляющих соединение вторичной сети между собой; 6 – узел вторичной сети Б; 7 – станция вторичной сети А – комплекс технических средств, обеспечивающий соединение линий и каналов вторичной сети; 8 – станция вторичной сети Б; 9 – абонентский терминал сети А; 10 – абонентский терминал сети Б; 11 – линия передачи абонентская [19].

В зависимости от принадлежности сети связи подразделяются на:

1.Сеть связи общего пользования – составная часть ВСС РФ, открытая для пользования всем физическим и юридическим лицам.

2.Сети связи ведомственные (корпоративные) – сети электросвязи министерств и иных федеральных органов исполнительной власти, промышленных объединений (Газпром, Энергетические системы) и предприятий, создаваемые для удовлетворения производственных и специальных нужд, в масштабе как одного, так и нескольких государств, имеющие выход на сеть связи общего пользования. Корпоративные строятся так же, как и сети связи общего пользования. Они состоят из первичных и вторичных сетей.

3.Сеть связи наложенная – сетевая структура, которая строится параллельно существующей сети, как правило, с использованием новых методов передачи и коммутации (например, цифровых) и сопрягается с существующей сетью на различных иерархических уровнях.

1.2 Основные тенденции развития телекоммуникационных систем

В последние годы связь развивалась по пути цифровизации всех видов информации. Это стало главным направлением, обеспечивающим экономичные методы не только передачи информации, но и её распределения, хранения и обработки [20].

На смену аналоговым системам передачи и медным кабелям приходят волоконно-оптические системы передачи с колоссальными скоростями передачи.

Интенсивное развитие цифровых систем передачи объясняется существенными достоинствами этих систем по сравнению с аналоговыми: высокой помехоустойчивостью:

В России наблюдается ежегодный рост телефонной плотности (число телефонов на сто жителей) и к 2005 году количество телефонов ожидается 36,9, а к 2010 – 47,7.

На смену телеграфной связи пришли такие виды документальной связи, как передача данных, электронная почта, факсимильная связь.

Успешно развивается российский сегмент сети Интернет, растёт число пользователей электронной почтой.

Вместе с тем, ужесточаются требования к наборам, качеству и возможностям новых услуг связи. С конца 80-х – начала 90-х годов стал более активным рынок услуг связи – рынок требовал все более новых услуг, причем в крайне сжатые сроки. Все это привело к тому, что индустрия телекоммуникационных технологий в ближайшем будущем изменит свою ориентацию от производства способов и средств предоставления соединений на предоставление услуг. Главным “инициатором” таких изменений сегодня является концепция интеллектуальной сети – IN [22]. Базой для предоставления интеллектуальных услуг являются цифровые сети с интеграцией служб [7].

Сеть с интеграцией служб цифровая ЦСИС (Integrated Services Digital Network, ISDN) – сеть с интеграцией служб, обеспечивающая цифровые соединения между стыками “абонент – сеть” при передаче любых сигналов. Они подразделяются на узкополосные (У-ЦСИС, скорость передачи до 2 Мбит/с, и широкополосные Ш-ЦСИС, скорость передачи 2 Мбит/с и выше). Внедрение ЦСИС позволяет более эффективно решать проблему “доставки” информации к высокоскоростным магистралям, то есть совершенствовать сети доступа как проводные, так и беспроводные [1], [13].

Одним из важнейших факторов, влияющих на “интеллектуализацию” сетей, является развитие систем связи с мобильными абонентами. Например, уже внедренная во многих европейских странах цифровая система GSM (Global System Mobile) и перспективная универсальная система мобильной связи UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Основные ключевые моменты развития телекоммуникационных технологий, с точки зрения их “интеллектуализации”, отражены на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Развитие телекоммуникационных технологий

Первым важным моментом является появление услуг модемной связи, используемой для передачи данных по аналоговой телефонной сети. Ее основным недостатком является низкая скорость передачи. Далее возникла потребность в тарификации объемов передаваемых данных, а не времени их передачи. Такая услуга была предоставлена в сетях пакетной коммутации. Затем, почти одновременно с ISDN (цифровая сеть интегрального обслуживания), ITU-T разработал и стандартизовал цифровую систему сигнализации по общему каналу SS7.

Система общеканальной сигнализации – система передачи межстанционной сигнализации по специальному каналу сигнализации, общему для пучка каналов коммутации (система сигнализации№7, ОКС 7/SS7) [3]. Внедрение ОКС освобождает типовые каналы (например, канал ТЧ, ОЦК) от передачи по ним узкополосных или низкоскоростных сигналов управления и взаимодействия – СУВ (сигналы “готовности”, “набора номера”, “посылки вызова” и др.), что повышает эффективность использования типовых каналов. Кроме того, каналы ОКС могут быть организованы с более высоким качеством, большей надёжностью, что позволяет повысить эффективность работы сети в целом [28]. Считается, например, что без SS7 невозможно построение сетей ISDN, GSM, IN и др. По каналам ОКС может передаваться информация от систем управления (СУ) для управления элементами сети и сетью связи в целом. Одной из таких СУ является сеть управления электросвязью.

Сеть управления электросвязью (TMN) – специальная сеть, обеспечивающая управление сетями электросвязи и их услугами путём организации взаимосвязи с компонентами различных сетей электросвязи на основе единых интерфейсов и протоколов, стандартизированных Международным Союзом Электросвязи [15].

Следующий принципиальный момент – это появление в 1992 году технологии асинхронного режима переноса информации ATM (Asynchronous Transfer Mode) [12], [14], благодаря которому получили дальнейшее развитие такие сетевые концепции, как B-ISDN (широкополосная ISDN) , UMTS, B-IN и некоторые другие. Инфраструктура широкополосных коммуникаций делает возможным создание новых услуг, таких как услуги универсальной подвижной связи и услуги мультимедиа на сетях связи.

В заключении можно сказать, что человечество движется по пути создания Глобального информационного общества, основой которого станет Глобальная информационная инфраструктура, составляющей которой будут мощные транспортные сети связи и распределённые сети доступа, предоставляющие информацию пользователям. Глобализация связи и её персонализация (доведение услуг связи до каждого пользователя) – вот две взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые на данном этапе развития. И, конечно же, дальнейшая эволюция телекоммуникационных технологий будет идти в направлении увеличения скорости передачи информации, интеллектуализации сетей и обеспечения мобильности пользователей.

Способы построения сетей связи. Сети связи двух пользователей. Сети связи трех и более пользователей.
Телефонные сети и их классификация. Сети телефонной связи.
Построение абонентских сетей. Аналоговые сети и цифровые сети.
Системы управления в ЦСК. Классификация систем управления. Способы взаимодействия УУ.
Библиографический список.

Абилов А.В. Сети связи и системы коммутации

формат pdf
размер 50.78 МБ
добавлен 03 мая 2010 г.

Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2004, 288 с. Приводится классификация сетей связи. Излагаются принципы построения аналоговых и цифровых телефонных сетей, сетей и систем сотовой связи, а также аналоговых и цифровых систем коммутации. Рассматриваются вопросы сигнализации в телефонных сетях, способы аналогового и цифрового абонентского доступа, основы теории телетрафика. Для студентов вузов, обучающихся по специальностям: «Многоканальн.

Абилов А.В. Сети связи и системы коммутации

формат djvu
размер 2.81 МБ
добавлен 31 марта 2010 г.

Абилов А. В. Сети связи и системы коммутации. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. 325 с.: ил Издание содержит разделы, посвященные основам построения аналоговых и цифровых сетей связи и систем коммутации. Для студентов ВУЗов, обучающихся по специальностям: "Многоканальные телекоммуникационные системы", "Сети связи и системы коммутации". УДК 621.395.4

Гольдштейн Б.С. Системы коммутации

формат doc
размер 4.44 МБ
добавлен 08 октября 2009 г.

Гольдштейн Б.С. Системы коммутации

формат djvu
размер 2.36 МБ
добавлен 04 января 2011 г.

Дипломный проект - Модернизация телефонной сети г. Тараз (1-этап)

формат doc
размер 816.87 КБ
добавлен 20 ноября 2009 г.

Алматинский институт энергетики и связи. Выпускная работа специальности "Сети связи и системы коммутации". В дипломном проекте рассматривается вопрос модернизации телефонной сети г. Тараз. Взят 1 этап модернизации, на котором организуется основное кольцо транспортной сети и проектируются соединительные линии между АТС 43/45 и концентраторами RSM-1,2,3 с использованием ВОЛС. Выбирается тип системы передачи и кабеля производится расчет параметров.

Дипломный проект - Модернизация ЦС Каратальского района Алматинской области

формат doc
размер 306.42 КБ
добавлен 05 ноября 2009 г.

Елягин С.В. Руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине Системы коммутаций Проектирование АТСЭ С-12 (S-12)

формат pdf
размер 388.25 КБ
добавлен 07 января 2010 г.

Карташевский В.Г., Сутягина Л.Н. Цифровая коммутационная система DRX-4

формат pdf
размер 1.24 МБ
добавлен 16 ноября 2009 г.

Учебник, Москва изд. Радио и связь, 2001 г. Учебник для студентов ВУЗ и СУЗ по специальности "Сети связи и системы коммутации". Приведены описание системы, функциональные блоки, модули. Программное обеспечение станции и другие вопросы. Материалы учебника полезны также ИТР эксплуатирующих системы коммутации типа DRX-4.

Кудяков В.О. Цифровые системы коммутации в вопросах и ответах. Часть 2

формат doc
размер 368 КБ
добавлен 31 марта 2010 г.

Справочное пособие содержит примеры и разъяснения по следующим вопросам для студентов специальности "Сети связи и системы коммутации" Нумерация на цифровых АТС. Алгоритм прпоцесса установления соединения и тестирования. Вопросы организации процесса коммутации каналов. Эволюция систем коммутации. Основные понятия и термины компьютерной телефонии. Введение в xDSL. Аналогоцифровое и цифроаналоговое преобразование.

Лекции - Сети связи и системы коммутации

формат doc
размер 1.11 МБ
добавлен 22 февраля 2011 г.

2007. – 186с. Рекомендовано УМО по образованию в области телекоммуникаций в качестве учебного пособия и лекционного материала для студентов высших учебных заведений, по специальностям 080502 – Экономика и управление на предприятии (по отраслям) и 210406 – Сети связи и системы коммутации направления Телекоммуникации. Основы построения телекоммуникационных сетей. Понятие системы и сети связи. Этапы развития сетей и их классификация. Основные способ.

Телекоммуникации можно определить как технологию, связывающую информационные массивы, зачастую находящиеся не некотором расстоянии друг от друга. В настоящее время в телекоммуникациях происходит революция, затрагивающая два аспекта: быстрые изменения в технологиях коммуникаций и не менее важные изменения в вопросах владения, контроля и предоставления коммуникационных услуг. Сегодняшние менеджеры должны разбираться в возможностях и преимуществах различных коммуникационных технологий, а также уметь сопоставлять затраты и прибыль, получаемую при правильном использовании телекоммуникаций.

Телекоммуникационная система – это совокупность аппаратно и программно совместимого оборудования, соединенного в единую систему с целью передачи данных из одного места в другое. Телекоммуникационная система способна передавать текстовую, графическую, голосовую или видеоинформацию. В этой главе описаны основные компоненты телекоммуникационных систем. В следующих разделах объясняется, как эти компоненты работают совместно друг с другом, образуя различные виды сетей.

В состав типичной коммуникационной системы входят серверы, пользовательские компьютеры, каналы связи (на рисунке они обозначены красными линиями), а также активное оборудование – модемы, концентраторы и проч.

2.Компоненты телекоммуникационной системы

Ниже перечислены основные компоненты телекоммуникационной системы:

1. Серверы, хранящие и обрабатывающие информацию.

2. Рабочие станции и пользовательские ПК, служащие для ввода запросов к базам данных, получения и обработки результатов запросов и выполнения других задач конечных пользователей информационных систем.

Рекомендуемые материалы

3. Коммуникационные каналы – линии связи, по которым данные передаются между отправителем и получателем информации. Коммуникационные каналы используют различные типы среды передачи данных: телефонные линии, волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель, беспроводные и другие каналы связи.

4. Активное оборудование – модемы, сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы и проч. Эти устройства необходимы для передачи и приема данных.

5. Сетевое программное обеспечение, управляющее процессом передачи и приема данных и контролирующее работу отдельных частей коммуникационной системы.

Функции телекоммуникационной системы

Сетевые устройства и средства коммуникаций.

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

· стоимость монтажа и обслуживания,

· скорость передачи информации,

· ограничения на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров),

· безопасность передачи данных.

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

3. Типы телекоммуникационных сетей.

Существуют различные способы организации совместной работы активного и пассивного сетевого оборудования, и поэтому, есть множество способов классификации сетей. Сети можно классифицировать по конфигурации, или топологии (network topology). По своим географическим размерам сети подразделяются на глобальные и локальные. Глобальные сети, как правило, охватываю достаточно большие площади – от 1-2 до сотен тысяч километров. Локальные сети объединяют компьютерные ресурсы одного или нескольких зданий. В этой части вы познакомитесь с различными видами компьютерных сетей.

Локальные сети

Локальная сеть, ЛС (иногда используется название локальная вычислительная сеть, ЛВС) – Local Area Network, LAN – охватывает небольшие пространства, обычно одно здание или несколько близко стоящих зданий. Большинство локальных сетей связывают компьютеры, находящиеся друг от друга на расстоянии не более 600 м. Локальные сети нуждаются в своих собственных телекоммуникационных каналах (чаще всего применяется витая пара или коаксиальный кабель). Локальные сети нашли широкое применение в бизнесе. Благодаря им организации могут применять приложения, способствующие значительному повышению производительности и эффективности управления. К таким приложениям относятся, прежде всего, все виды электронной почты (обычная, текстовая, голосовая и видеопочта), теле и видеоконференции, интернет-технологии. Сегодня трудно представить себе офис, не оснащенный локальной сетью. Локальные сети позволяют организациям совместно использовать программное обеспечение и дорогостоящее оборудование. Например, пользователи нескольких компьютеров, объединенных локальной сетью, могут совместно пользоваться одним лазерным или струйным принтером, подсоединенным к сети. Сети применяются для работы с приложениями коллективного планирования, а также для организации распределенных вычислений.

Без сетей было бы невозможным совместное использование в организациях доступа к Интернет. Обычно в организациях только один компьютер напрямую подключен к поставщику услуг Интернет (провайдеру). Чтобы пользователи остальных компьютеров могли работать с Всемирной сетью, на компьютер, выполняющий функцию шлюза, устанавливается специальное программное обеспечение, выполняющее от имени пользователей запросы к Интернет. Персонал отделения Michelin Corporation в Милане использует локальную сеть в основном для обмена электронной почтой, а также для совместной обработки текстовой и графической информации. Кабельная система, построенная на базе кабеля UTP5, связывает несколько концентраторов, с которыми соединены более 200 компьютеров. В сети используются серверы Compaq ProLiant с мощными процессорами и емкими жесткими дисками, а также рабочие станции и персональные компьютеры Olivetti. В каждом офисе установлен сетевой лазерный принтер. Ночью, когда в здании нет сотрудников, вся важнейшая информация копируется системой резервного копирования, которой оснащен один из серверов – это снижает риск потери жизненно важных данных. К Интернету все миланское отделение Michelin Corporation подключено через один из компьютеров, работающий как шлюз между локальной сетью компании и оптоволоконным каналом связи с Интернет-провайдером. Благодаря постоянной связи с Интернет, миланское отделение корпорации Michelin может в любой момент установить связь с мэйнфреймом, который находится в здании штаб-квартиры Michelin Corporation в Турине.

4. Топологии вычислительной сети.

Топология типа звезда.

Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.

Топология в виде звезды является наиболее надежной из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями.

Кольцевая топология.

При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией

4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется.

Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий.

Шинная топология.

При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet-кaбeль с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы.

Древовидная структура ЛВС.

Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором.

Для связи удаленных компьютеров друг с другом используются в основном обычные телефонные сети, которые покрывают более или менее обширные территории большинства государств - PSTN (Public Switchable Tele-phone

Network). Единственная проблема в этом случае - преобразование цифровых (дискретных) сигналов, которыми оперирует компьютер, в аналоговые (непрерывные).

Для решения этой задачи и предназначены устройства, именуемые модемами.

Модем - это периферийное устройство, предназначенное для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. По терминологии ГОСТа они называются УПС (устройства преобразования сигналов). По сути, модем образован двумя узлами - модулятором и демодулятором; он выполняет модуляцию и демодуляцию информационных сигналов. Собственно слово "модем" - сокращение от двух других:

Другими словами, модулятор модема преобразует поток битов из компьютера в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи; демодулятор модема осуществляет обратную задачу - преобразует сигналы звуковой частоты в цифровую форму, чтобы они могли быть восприняты компьютером. Таким образом, данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема компьютера. Принимающий модем, находящийся на противоположном конце линии, передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой при помощи демодулятора.

Следовательно, модем является устройством, способным как передавать, так и принимать данные.

Благодаря тому, что в качестве среды передачи данных используются телефонные линии связи, оказывается возможным связываться с любой точкой земного шара.

Современные модемы выполнены на базе специализированных БИС (больших интегральных схем), выполняющих практически все функции модема. Это обеспечивает малые габариты, высокую надёжность и простоту использования модемов.

В последние годы наиболее широко применяются модемы на скорости передачи 2400, 9600 и 14400 бит/с., в то же время указанные виды модемов допускают передачу на пониженных скоростях (1200, 4800, 7200, 12000 бит/с.), а также взаимодействие с основной массой модемов более ранних годов выпуска.

В настоящее время в состав задач, выполняемых модемом, введены функции защиты от ошибок при передаче и функция сжатия данных, что позволило радикально увеличить достоверность и скорость передачи информации. Благодаря сжатию данных фактическая скорость передачи цифровой информации с помощью модемов может быть доведена до 40-60 Кбит/с.

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера.

В лекции "Теофраст Ренадо (кратко)" также много полезной информации.

Установив модем на свой компьютер, вы фактически открываете для себя новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера в звеноглобальной сети.

Список использованной литературы.

1. Сухман С.М., Бернов А.В., Шевкопляс Б.В. Компоненты телекоммуникационных систем. Анализ инженерных решений. – М.: МИЭТ, 2002.– 220 с.

Краткий курс — основы компьютерных сетей. В этом материале я расскажу (сжато) об основах компьютерных сетей. Статья предназначена для начинающих, а так же будет полезна школьникам старших классов и студентам. Начнем с базовых определений.

Сеть – совокупность систем связи и систем обработки информации, которая может использоваться несколькими пользователями.

Компьютерная сеть – сеть, в узлах которой содержатся компьютеры и оборудование коммуникации данных.

Вычислительная сеть – соединенная каналами связи система обработки данных, ориентированная на конкретного пользователя.

Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации. Что тут важно. Важно то, что в распределенной системе не важно откуда и с какого устройства вы заходите. Вы можете войти в сеть с любого устройства (персональный компьютер, ноутбук, планшетный компьютер, телефон) из любой точки мира где есть интернет.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

?0-е годы, время холодной войны. СССР и США сидели возле своих ракет и думали кто же атакует (или не атакует) первым. Центры управления ракетами США располагались в разных местах удаленных друг от друга. Если в одном центре производится запуск ракет, после которого в центр попадает ракета врага, то вся информация в этом центре — утеряна. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)) ставит перед учеными задачу — разработать технологию которая позволяла бы передавать информацию из одного стратегического центра в другой на случай его уничтожения.

В 1969 году появляется ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — первая компьютерная сеть созданная на основе протокола IP который используется и по сей день. За 11 лет ARPANET развивается до сети способной обеспечить связь между стратегическими объектами вооруженных сил США.

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую
одной организации.

Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

Ethernet.
Token Ring.
Arcnet.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — волоконнооптический интерфейс передачи данных.
TCP/IP используется в ARPANET.
Ethernet становится лидером среди сетевых технологий.
В 1991 году появился интернет World Wide Web.

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

Физические интерфейсы (порты).
Логические интерфейсы (протоколы).

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Адрес отправителя (Source address):
IP: 82.146.49.11
Port: 2049
Адрес получателя (Destination address):
IP: 195.34.32.111
Port: 53
Данные пакета:
…
Благодаря этим данным информация будет передана на нужный узел.

Пара клиент—сервер

Начнем с определений.

Проще говоря Сервер — это компьютер на котором установлена программа, или принтер. Клиент — это компьютер который подключается к программе, работает с ней и распечатывает какие-либо результаты, например.

При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

Топология физических сетей

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

Полносвязная (а).
Ячеистая (б).
Кольцо (в).
Звезда (г).
Дерево (д).
Шина (е).

Основных топологий сети 6. В целом тут все просто. На сегодняшний день наиболее распространенная топология — Дерево.

Адресация узлов сети

Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может
иметь плоскую (линейную) организацию или иерархическую организацию.

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.

Коммутация

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Обобщенные задачи коммутации

Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
Маршрутизация потоков.
Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

(OSI) Open System Interconnection — многоуровневая модель взаимодействия открытых систем, состоящая из семи уровней. Каждый из семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов связи.

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

Физический.
Канальный.
Сетевой.
Транспортный.
Сеансовый.
Представления.
Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Уровни OSI — краткий обзор

Физический уровень. Если коротко и просто, то на физическом уровне данные передаются в виде сигналов. Если передается число 1, то задача уровня передать число 1, если 0, то передать 0. Простейшее сравнение — связать два пластиковых стаканчика ниткой и говорить в них. Нитка передает вибрацию физически.

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

Сетевой уровень. Объединяет несколько сетей канального уровня в одну сеть. Есть, например, у нас кольцо, дерево и шина, задача сетевого уровня объединить их в одну сеть, а именно — ввести общую адресацию. На этом уровне определяются правила передачи информации:

Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
Транспортный = Транспортный.
Сетевой = Интернет.
Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Сегмент сети — часть сети состоящая из сетевых интерфейсов, отделенных только кабелями, коммутаторами, концентраторами и беспроводными точками доступа.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

Далее в кадре располагается заголовок — Ethernet.

Таким образом цель кадра — запрос содержимого веб-страницы которая находится на удаленном сервере.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.

Читайте также: