Реферат на тему проводная связь

Обновлено: 08.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Проводная и беспроводная связь

Проводные локальные сети являются фундаментальной основой любой компьютерной сети и способны превратить компьютер в чрезвычайно гибкий и универсальный инструмент, без которого попросту невозможен никакой современный бизнес.

Локальная сеть позволяет осуществлять сверхбыстрый обмен данными между вычислительными машинами, реализовать работу с любыми базами данных , осуществлять коллективный выход во всемирную сеть Интернет, работать с электронной почтой, проводить распечатку информации на бумажный носитель, используя при этом всего один единый принт-сервер и многое другое, что оптимизирует рабочий процесс.

Однако беспроводные сети являются лишь дополнительным элементом локальной компьютерной сети, где основную работу выполняют магистральные кабели обмена данных. Основной причиной этого является феноменальная надежность проводных локальных сетей, которые используют все современные фирмы и организации, вне зависимости от их размеров и области занятости.

Сетевая топология

Сетевая тополо́гия (от греч . τόπος , - место) — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Сетевая топология может быть:

физической – описывает реальное расположение и связи между узлами сети;

логической – описывает хождение сигнала в рамках физической топологии;

информационной – описывает направление потоков информации, передаваемых по сети;

управления обменом – это принцип передачи права на пользование сетью.

Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют следующие базовых топологии:

Шина (топология компьютерной сети)

Топология типа общая ши́на , представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Сравнение с другими топологиями

Достоинства:

небольшое время установки сети;

дешевизна (требуется кабель меньшей длины и меньше сетевых устройств);

выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети.

неполадки в сети, такие как обрыв кабеля или выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети;

затрудненность выявления неисправностей;

с добавлением новых рабочих станций падает общая производительность сети.

Кольцо (топология компьютерной сети)

Кольцо́ – это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

Сравнение с другими топологиями

Достоинства:

практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

сложность конфигурирования и настройки;

сложность поиска неисправностей.

необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

Звезда (топология компьютерной сети)

Активная звезда

В центре сети содержится компьютер, который выступает в роли сервера.

Пассивная звезда

В центре сети с данной топологией содержится не компьютер, а концентратор, или коммутатор, что выполняет ту же функцию, что и повторитель. Он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи. Все пользователи в сети равноправны.

Сравнение с другими типами сетей

Достоинства:

выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

хорошая масштабируемость сети;

лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

гибкие возможности администрирования.

выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Беспроводные компьютерные сети

Беспроводные компьютерные сети – это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.

Существует два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей:

работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т. п.);

соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети).

Radio Ethernet

Беспроводная связь, или связь по радиоканалу, сегодня используется и для построения магистралей (радиорелейные линии), и для создания локальных сетей, и для подключения удаленных абонентов к сетям и магистралям разного типа. Весьма динамично развивается в последние годы стандарт беспроводной связи Radio Ethernet. Изначально он предназначался для построения локальных беспроводных сетей, но сегодня все активнее используется для подключения удаленных абонентов к магистралям. Radio Ethernet сейчас обеспечивает пропускную способность до 54 Мбит/с и позволяет создавать защищенные беспроводные каналы для передачи мультимедийной информации.

По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:

автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные);

бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера).

По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:

со статическими настройками радиоканалов;

с динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов;

Преимущества Wi-Fi:

позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями;

позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам;

коммерческий доступ к сервисам на основе wi-fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют wi-fi-кафе);

мобильность. вы больше не привязаны к одному месту и можете пользоваться интернетом в комфортной для вас обстановке;

в пределах wi-fi зоны в сеть интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.;

излучение от wi-fi устройств в момент передачи данных на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона.

Недостатки Wi-Fi:

bluetooth, и др, и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость;

реальная скорость передачи данных в wi-fi сети всегда ниже максимальной скорости, заявляемой производителями wi-fi оборудования. реальная скорость зависит от многих факторов: наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств относительно друг друга и т. п.;

частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы. во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в сша; в японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например испания, запрещают использование низкочастотных каналов. более того, некоторые страны, например россия, требуют регистрации всех сетей wi-fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации wi-fi-оператора;

как было упомянуто выше — в россии точки беспроводного доступа, а также адаптеры wi-fi с эиим, превышающей 100 мвт (20 дбм), подлежат обязательной регистрации;

стандарт шифрования wep может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных.

WiMAX (англ. W orldwide I nteroperability for M icrowave A ccess ) – телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а название форума, на котором Wireless MAN и был согласован). Максимальная скорость - до 1 Гбит/сек на ячейку.

Область использования

WiMAX подходит для решения следующих задач:

соединения точек доступа wi-fi друг с другом и другими сегментами интернета;

обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы;

предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг;

создания точек доступа, не привязанных к географическому положению;

создания систем удалённого мониторинга (monitoring системы), как это имеет место в системе.

Адресация в Интернет

Для того чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.

IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой вид: 84.42.63.1

Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес.

IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS.

Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.

Доменные имена

DNS – адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно).

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит географический домен ru.

gov - правительственное учреждение или организация

mil - военное учреждение

com - коммерческая организация

net - сетевая организация

org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных

Компьютерные коммуникации необходимы для обмена информацией между компьютерами и использования общих ресурсов. Для передачи информации от одного компьютера к другому с использованием компьютерных сетей можно использовать:

В свою очередь объем передаваемой информации определяется полосой пропускания. Установлено, что достижимая скорость передачи информации тем выше, чем выше частота колебаний электрического тока или радиоволны. Для того, чтобы передать в закодированном виде любую букву алфавита, необходимо использовать 7–8 битов. Таким образом, если для передачи текста применять проводную связь с частотой 20 кГц, то стандартную книгу в 400–500 страниц можно будет передать примерно за 1,5–2 часа. При передаче по линии с частотой 32 МГц та же процедура потребует лишь 2–3 секунды .

Вложенные файлы: 1 файл

история развития проводных каналов связи.docx

история развития проводных каналов связи

Вся история развития кабельных систем связи связана с проблемой увеличения объема информации передаваемой по проводному каналу связи.

Рассмотрим как с развитием проводной связи, т.е. с освоением новых частот изменялась пропускная способность канала связи.

Как отмечалось выше, развитие электрических систем передачи информации началось с изобретения П. Л. Шиллингом в 1832 году телеграфной линии с использованием иголок. В качестве линии связи использовался медный провод. Эта линия обеспечивала скорость передачи информации – 3 бит/с (1/3 буквы). Первая телеграфная линия Морзе (1844 г) обеспечивала скорость 5 бит/с (0,5 буквы). Изобретение в 1860 г. печатающей телеграфной системы обеспечивало скорость – 10 бит/с (1 буква). В 1874 г. система шестикратного телеграфного аппарата Бодо уже обеспечивала скорость передачи – 100 бит/с (10 букв). Первые телефонные линии, построенные на основе изобретенного в 1876 году Беллом телефона, обеспечивали скорость передачи информации 1000 бит/с (1кбит/с –100 букв).

Первая практическая телефонная цепь была однопроводной с телефонными аппаратами, включенными на ее концах. Данный принцип требовал большого количества не только соединительных линий, но и самих телефонных аппаратов. Это простое устройство в 1878 году было заменено первым коммутатором, который позволил осуществить соединение нескольких телефонных аппаратов через единое коммутационное поле.

До 1900 года первоначально используемые однопроводные цепи с заземленным проводом были заменены двухпроводными линиями передачи. Несмотря на то, что к этому времени уже был изобретен коммутатор, каждый абонент имел свою линию связи. Необходим был способ, позволяющий увеличить количество каналов без прокладки дополнительных тысяч километров проводов. Однако появление этого способа (системы уплотнения) задержалось до возникновения электроники в начале 1900 года. Первая коммерческая система уплотнения была создана в США, где в 1918 году между Балтиморой и Питсбуром начала работать четырехканальная система с частотным разделением каналов. До второй мировой войны большинство разработок было направлено на увеличение эффективности систем уплотнения воздушных линий и многопарных кабелей, поскольку по этим двум средам передачи были организованы почти все телефонные цепи.

Изобретение в 1920 году шести-двенадцати канальных систем передачи позволили увеличить скорость передачи информации в заданной полосе частот до 10 000бит/с, (10кбит/с – 1000 букв). Верхние граничные частоты воздушных и многопарных кабельных линий составляли соответственно 150 и 600 кГц. Потребности передачи больших объемов информации требовали создания широкополосных систем передачи.

В СССР, примерно в это же время была разработана система К–3600 на отечественном кабеле КМБ 8/6, имеющем 14 коаксиальных цепей в одной оболочке. Затем появляется коаксиальная система с большей шириной полосы пропускания 60 МГц. Она обеспечивала емкость 9000 каналов в каждой паре. В общей оболочке объединены 22 пары.

Коаксиальные кабельные системы большой емкости в конце ХХ века обычно применялись для связи между близко расположенными центрами с высокой плотностью населения. Однако стоимость монтажа таких систем была высока из-за незначительного расстояния между промежуточными усилителями и вследствие большой стоимости кабеля и его прокладки.

6.4.2. История волоконно-оптических систем связи

По современным воззрениям, все электромагнитные излучения, в том числе радиоволны и видимый свет, имеют двойственную структуру и ведут себя то как волнообразный процесс в непрерывной среде то как поток частиц, получивших название фотонов, или квантов. Каждый квант обладает определенной энергией.

Следующий этап развития связан с перенесением известных методов в оптический диапазон. В 1958 году Таунс и Шавлов теоретически обосновали возможность создания оптического квантового генератора (ОКГ) на твердом теле. В 1960 году Мейман построил первый импульсный ОКГ на твердом теле – рубине. В этом же году вопрос об ОКГ и квантовых усилителях независимо был проанализирован Н. Г. Басовым, О. Н. Крохиным и Ю. М. Поповым.

После создания первых мазеров и лазеров начались работы, направленные на их использование в системах связи.

Уже в 1973–1974 гг. расстояние, которое луч мог пройти по волокну, достигло 20 км, а к началу 80-х годов превысило 200 км. К этому же времени скорость передачи информации по ВОЛС возросла до невиданных ранее значений – в несколько миллиардов бит/с. Дополнительно выяснилось, что ВОЛС имеют не только сверхвысокую скорость передачи информации, но и обладают целым рядом других достоинств.

Световой сигнал не подвержен действию внешних электромагнитных помех. Более того, его невозможно подслушать т. е. перехватить. Волоконные световоды имеют отличные массогабаритные показатели: применяемые материалы имеют малую удельную массу, нет нужды в тяжелых металлических оболочках; простота прокладки, монтажа, эксплуатации. Волоконные световоды можно закладывать в обычную подземную кабельную канализацию, можно монтировать на высоковольтных ЛЭП или силовых сетях электропоездов и вообще совмещать их с любыми другими коммуникациями. Характеристики ВОЛС не зависят от их длины, от включения или отключения дополнительных линий – в электрических же цепях все это не так, и каждое подобное изменение требует кропотливых настроечных работ. В волоконных световодах в принципе невозможно искрение, и это открывает перспективу использования их во взрывоопасных и подобных им производствах.

Очень важен и стоимостной фактор. В конце прошлого века волоконные линии связи, как правило, по стоимости были соизмеримы с проводными линиями, но с течением времени, учитывая дефицит меди, положение непременно изменится. Эта убежденность основана на том, что материал световода – кварц – имеет неограниченный сырьевой ресурс, тогда как основу проводных линий составляют такие теперь уже редкие металлы, как медь и свинец. И дело даже не только в стоимости. Если связь будет развиваться на традиционной основе, то к концу века вся добываемая медь и весь свинец буду расходоваться на изготовление телефонных кабелей – а как развиваться дальше?

В настоящее время оптические линии связи занимают доминирующее положение во всех телекоммуникационных системах, начиная от магистральных сетей до домовой распределительной сети. Благодаря развитию оптико-волоконных линий связи активно внедряются мультисервисные системы, позволяющие довести до конечного потребителя в одном кабеле телефонию, телевидение и Интернет.

Проводная связь до появления и развития средств радиосвязи считалась основной. По предназначению проводная связь делится на:

- дальнюю – для межобластной и межрайонной связи;

- внутреннюю – для связи в населенном пункте, в производственных и служебных помещениях;

- служебную – для руководства эксплуатационной службой на линиях и узлах связи.

Проводные линии связи часто сопрягаются с радиорелейными, тропосферными и спутниковыми линиями. Проводная связь из-за ее большой уязвимости (природные воздействия: сильные ветры, налипание снега и льда, грозовые разряды или преступная деятельность человека) имеет недостатки в применении.

тенденция развития беспроводных каналов связи

Беспроводные каналы EtherHaul-1200 отличаются высокой надёжностью, широкими функциональными возможностями, а также самой низкой стоимостью в диапазоне 71-76 ГГц (E-Band). Без сомнения беспроводные каналы связи Siklu будут востребованы для оперативного решения самых различных задач, в том числе:

Изначально электрическая связь была проводной. Лишь в конце XIX века была открыта и использована возможность связи без проводов, посредством электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. К настоящему времени беспроводные технологии получили исключительно широкое распространение. Однако, несмотря на использование самых современных средств, и методов обработки сигналов, беспроводные средства связи проигрывают по пропускной способности кабельным линиям и вряд ли когда-нибудь их превзойдут. Это связано с тем, что электромагнитный сигнал, распространяющийся в закрытой направляющей системе (в кабеле), находится в гораздо более выгодных условиях, чем радиосигнал в открытом пространстве. На него практически не оказывают воздействия сигналы других линий, он не подвержен влиянию погодных условий, искажениям за счет многолучевого распространения и т. д.

Вместе с тем, оборудование кабельной линии связи – чрезвычайно трудоемкое и дорогостоящее мероприятие. Многие километры кабеля необходимо закопать в землю либо проложить по каналам кабельной канализации. Дополнительные трудности возникают при преодолении водных преград, автомобильных и железных дорог. Также следует учесть, что на протяжении большей части истории электросвязи использовались исключительно металлические кабели, для изготовления которых применялись такие дорогостоящие металлы, как медь и свинец.

Магистральная сеть связи страны базируется на использовании кабельных, радиорелейных и спутниковых линий связи. Эти линии дополняют друг друга, обеспечивая передачу больших потоков информации любого назначения на базе использования цифровых и аналоговых систем передачи. Кабельные линии связи, обладающие высокой защищенностью каналов связи от атмосферных влияний и различных помех, эксплуатационной надежностью и долговечностью, являются основой сети связи страны. По кабельным сетям передается до 75% всей информации.

Наиболее эффективными являются коаксиальные кабели, которые позволяют передавать мощные пучки связи различного назначения. Быстрыми темпами внедряются на сетях связи оптические кабели, обладающие широкой полосой передачи, малым затуханием, высокой помехозащищенностью и не требующие для своего изготовления цветных металлов.

Сегодня решающими факторами при внедрении новых систем связи являются скорость передачи информации и обеспечение высокого качества передачи. Внедрение интеллектуальных сетей, ISDN, сетей подвижной связи требует создание систем передачи информации, удовлетворяющих самым современным требованиям.

Курсовой проект представляет собой разработку и проектирование кабельной магистрали для организации многоканальной связи между городами Тамбов – Курск.

Согласно варианту задания №82 оконечными пунктами трассы магистрали являются города Тамбов и Курск.

Трасса прокладки кабеля определяется расположением оконечных пунктов. Все требования, учитываемые при выборе трассы, можно свести к трем основным: минимальные капитальные затраты на строительство; минимальные эксплуатационные расходы; удобство обслуживания.

Для соблюдения указанных требований, трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество препятствий, усложняющих и удорожающих строительство.

При рассмотрении возможных вариантов трасс прокладки кабеля можно выделить два основных варианта:

Способы организации и технической реализации проводной связи приведены на рис. 2.1.

Проводная связь

Телефонная связь

Телеграфная связь

Фототелеграфная связь

Громкоговорящая связь

Связь сигнализации

Рис. 2.1.Способы организации и технической реализации проводной связи

Классическими видами проводной связи являются телефонная и телеграфная связь. Так как телефонная связь по истории своего развития является наиболее распространенным видом проводной электрической связи и имеющей довольно развитую инфраструктуру ЛС, то разработка и реализация многих современных СП предусматривает использование в качестве линий имеющиеся телефонные ЛС (факсимильная связь, системы передачи данных).

Проводная связь в современной литературе часто именуется фиксированной связью. Понятия проводной и фиксированной связи достаточно близки и часто взаимозаменяемы. Но, тем не менее, в некоторых случаях следует их разделять. Сущность фиксированной связи составляет привязка технических средств связи к определенному территориальному расположению, что впрочем, характерно для проводной связи, т.к. оконечная и коммутационная аппаратура, использующая проводные ЛС, имеет стационарное оборудование. Но есть ряд средств, которые могут обеспечивать абонентам и связь в движении, используя при этом проводные ЛС, например специальные переговорные устройства СПУ - 3А. Поэтому понятия проводной и фиксированной связи отождествлять не всегда правильно: понятие фиксированной связи используется в более широком смысле.

К системам фиксированной связи, кроме упомянутых выше систем проводной связи, можно отнести системы телевидения, системы оповещения и звукового вещания, системы вололконно-оптической связи и даже некоторые системы радиосвязи.

Читайте также: