Передача информации Современные технические средства

Передача информации
1. Современные технические средства обмена данными и каналообразующая аппаратура
Процесс передачи информации является двусторонним: есть источник и приемник
информации:
Канал связи
Источник
Приемник
информации
информации
Шумы
Источник передает (отправляет) информацию, а приемник ее получает (воспринимает). Канал
связи – среда, посредством которой передается информация.
Передача информации может происходить:
 непосредственно при разговоре людей;
 через переписку, с помощью технических средств связи.
Какие каналы связи вам известны? (почта, телефон, воздух, радиоканал, спутниковый канал и др.)
Телекоммуникации (от греч. tele – вдаль, далеко и лат. communicato связь) – обмен
информацией на расстоянии с помощью средств связи. Компьютерные телекоммуникации – обмен
информацией на расстоянии с помощью компьютера.
Передатчик – устройство, являющееся источником данных.
Приемник – устройство, принимающее данные.
Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровре устройство.
Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.
Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.
Средства передачи –физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая
передачу сообщений.
Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее
распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации.
Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.
Особняком в этом отношении стоят ЛВС, где в качестве передающей среды используются витая
пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.
Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовать
сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. При этом
должно быть выполнено как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и
кодовое.
Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются
адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивать сопряжение с ЭВМ одного
канала связи. Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства –
мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.
Мультиплексор передачи данных – устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.
Мультиплексоры передачи данных использовались в системах телеобработки данных – первом шаге на пути
к созданию вычислительных сетей. В дальнейшем при появлении сетей со сложной конфигурацией и с большим
количеством абонентских систем для реализации функций сопряжения стали применяться специальные связные
процессоры.
Как уже говорилось ранее, для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов
преобразовать в аналоговые каналы, и при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное
действие – преобразовать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такие
преобразования выполняет специальное устройство – модем.
Модем – устройство выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при
передаче их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.
Наиболее дорогим компонентом вычислительной сети является канал связи. Поэтому при
построении ряда вычислительных сетей стараются сэкономить на каналах связи, коммутируя
несколько внутренних каналов связи на один внешний. Для выполнения функций коммутации
используются специальные устройств – концентраторы.
Концентратор – устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частотного
разделения.
1
В ЛВС, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для
увеличения протяженности сети используются специальные устройства – повторители.
Повторитель – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при
передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды,
расстояние.
Существуют локальные и дистанционные повторители. Локальные повторители позволяют
соединять фрагменты сетей, расположенные на расстоянии до 50 м., а дистанционные – до 2000 м.
Классификация компьютерных каналов связи

по способу кодирования:

по способу коммуникации:

по способу передачи сигнала:
цифровые
аналоговые
выделенные (постоянное соединение)
коммутируемые (временное соединение)
проводные (кабели)
оптические (световоды)
радиоканалы
спутниковые каналы
2. Основные характеристики каналов связи
1. Скорость передачи данных (пропускная способность) – максимально возможный объем
передаваемой информации за 1 с. Единица измерения пропускной способности – бод
(количество бит в 1 с).
Канал связи
Расстояние действия
Скорость передачи
Незащищенная витая пара
до 90 м
10 – 155 Мбит/с
Коаксиальный кабель
до 2 км
2 – 44 Мбит/с
Телефонная линия
56,6 Кбит /с
Оптоволоконный
до 10 км
до 10 Гбит/с
Радиоканал
до 70 км
до 400 Кбит/с
Защищенная витая пара
до 300 м
16 Мбит/с
Спутниковый канал
2. Надежность (способность передавать информацию без искажений и потерь).
3. Стоимость.
4. Резервы развития (расширяемость).
Для большинства индивидуальных пользователей доступным по цене является подключение по
коммутируемым каналам со скоростью 56,6 Кбит/с. Для подключения компьютера к каналу связи необходим
модем, выполняющий преобразование цифрового сигнала в аналоговый (модуляция) и наоборот (демодуляция).
Возможно проведение амплитудной, частотной и фазовой модуляций. Они нужны для наложения
информационной частоты на несущую, чтобы сигнал при передаче не угас. Каждое изменение состояние
сигнала несет 1 бит информации. Скорость модуляции – количество переключений сигнала за 1 секунду,
измеряется в бодах (бит/с). Если применяются сразу два (три) вида модуляции, то одно переключение несет уже
2 (3) бит информации.
Например, определить скорость передачи данных, если реализуются три вида модуляции со скоростью
19200 бод. Т.к. видов модуляции три, то они несут 3 бит информации. 3 бит*19200 с-1 = 57600 бит/с.
Задача. Требуется найти время передачи звукового файла в формате WAV длительностью звучания 10 с. В
процессе записи были установлены следующие параметры кодирования: глубина кодирования – 16 бит, частота
дискретизации – 48 кГц, стерео. Скорость передачи канала – 57,6 Кбит/с.
Решение:
V= 16 бит*48000 Гц*10 с*2=15360000 бит
t= V/57,6 Кб/с = 15360000 бит/57600 бит/с ≈ 267 с ≈ 4 мин 27 с
3. Сжатие данных и коррекция ошибок.
В целях сокращения времени передачи данных по линям связи делают сжатие данных. Модем
сжимает данные, получаемые из последовательного порта, и поэтому скорость передачи данных из
порта компьютера должна быть выше скорости модема в 2-3 раза.
Т.к. данные при передаче могут быть искажены или потеряны, то модемы осуществляют еще и
коррекцию ошибок. Передаваемая информация разбивается на блоки (пакеты), к которым добавляется
контрольная сумма. Определенный алгоритм вычисляет итоговую сумму всех пакетов. Эти суммы
сверяются с исходными при получении всех пакетов принимающим модемом. Если есть разница, то
выполняется запрос на повторную пересылку пакетов.
2