Kablolu iletişim kanalları. Verilerin temel özellikleri. Kablo standartları. İletişim hatları ve kanalları

Konu 1.4: Yerel ağların temelleri

Konu 1.5: Temel LAN teknolojileri

Konu 1.6: Bir LAN'ın temel yazılım ve donanım bileşenleri

Yerel ağlar

1.2. Bilgisayar ağlarında veri aktarım ortamı ve yöntemleri

1.2.2. İletişim hatları ve veri kanalları

Bilgisayar ağları oluşturmak için farklı bir fiziksel ortam kullanan iletişim hatları kullanılır. İletişimde fiziksel bir ortam olarak metaller (esas olarak bakır), ultra şeffaf cam (kuvars) veya plastik ve eter kullanılır. Fiziksel iletim ortamı bir kablo olabilir" bükümlü çift", koaksiyel kablo, fiber optik kablo ve çevresi.

İletişim hatları veya veri iletim hatları, bilgi sinyallerinin (verilerin) iletildiği ara ekipman ve fiziksel ortamdır.

Tek bir iletişim hattında, örneğin kanalların frekans veya zaman bölümüyle birkaç iletişim kanalı (sanal veya mantıksal kanallar) oluşturulabilir. Bir iletişim kanalı, tek yönlü bir veri iletimi aracıdır. İletişim hattı yalnızca iletişim kanalı tarafından kullanılıyorsa, bu durumda iletişim hattına iletişim kanalı denir.

Bir veri iletim kanalı, iletişim hatlarını ve veri iletim (alma) ekipmanını içeren iki yönlü bir veri alışverişi aracıdır. Veri iletim kanalları, bilgi kaynakları ile bilgi alıcılarını birbirine bağlar.

Veri iletiminin fiziksel ortamına bağlı olarak, iletişim hatları aşağıdakilere ayrılabilir:

• yalıtkan ve koruyucu örgüleri olmayan kablolu iletişim hatları;
• sinyal iletimi için çift bükümlü kablolar gibi iletişim hatlarının kullanıldığı kablo, koaksiyel kablolar veya fiber optik kablolar;
• sinyalleri iletmek için havada yayılan elektromanyetik dalgaları kullanan kablosuz (karasal ve uydu iletişiminin radyo kanalları).

Kablolu iletişim hatları

Kablolu (havai) iletişim hatları, bilgisayar verilerinin iletilmesinin yanı sıra telefon ve telgraf sinyallerinin iletilmesi için kullanılır. Bu iletişim hatları, ana iletişim hatları olarak kullanılır.

Analog ve dijital veri iletim kanallarını düzenlemek için kablolu iletişim hatları kullanılabilir. İlkel Eski Telefon Sisteminin (POST) kablolu hatları üzerinden iletim hızı çok yavaştır. Ek olarak, bu hatların dezavantajları arasında gürültü bağışıklığı ve ağa basit bir yetkisiz bağlantı olasılığı yer alır.

Kablo iletişim hatları

Kablolu haberleşme hatları oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Kablo, birkaç yalıtım katmanıyla çevrelenmiş iletkenlerden oluşur. İÇİNDE bilgisayar ağlarıüç tip kablo kullanılmaktadır.

bükümlü çift(bükümlü çift) - korumalı bir kılıf içine alınmış bükülmüş bir çift bakır tel (veya birkaç çift tel) olan bir iletişim kablosu. Paraziti azaltmak için tel çiftleri birlikte bükülür. Twisted pair oldukça gürültüye dayanıklıdır. Bu kablonun iki tipi vardır: ekransız bükümlü UTP çifti ve korumalı bükümlü çift STP.

Bu kablonun özelliği kurulum kolaylığıdır. bu kablo yıldız topolojisi üzerine kurulmuş Ethernet mimarisine sahip en yaygın yerel ağlarda yaygın olarak kullanılan en ucuz ve en yaygın iletişim türüdür. Kablonun bağlı olduğu ağ cihazları bir RJ45 konektörü kullanarak.

Kablo, 10 Mbps ve 100 Mbps'de veri iletimi için kullanılır. Bükümlü çift tipik olarak birkaç yüz metreyi aşmayan bir mesafedeki iletişim için kullanılır. Çift bükümlü kablonun dezavantajları, ağa basit bir yetkisiz bağlantı olasılığını içerir.

Koaksiyel kablo(koaksiyel kablo), merkezi iletkeni dış iletken kalkandan (bakır örgü veya alüminyum folyo tabakası) ayırmak için bir yalıtım malzemesi tabakası ile çevrili, merkezi bir bakır telli bir kablodur. Kablonun dış iletken ekranı yalıtımla kaplıdır.

İki tür koaksiyel kablo vardır: 5 mm çapında ince koaksiyel kablo ve 10 mm çapında kalın koaksiyel kablo. Kalın bir koaksiyel kablo, ince olandan daha az zayıflamaya sahiptir. Koaksiyel kablo maliyeti, çift bükümlü kablo maliyetinden daha yüksektir ve ağ kurulumu, çift bükümlü kabloya göre daha zordur.

Koaksiyel kablo, örneğin, "ortak veri yolu" topolojisi üzerine kurulu Ethernet mimarisine sahip yerel ağlarda kullanılır.

Koaksiyel kablo, çift bükümlü kabloya göre girişime karşı daha bağışıktır ve kendi radyasyonunu azaltır. Bant genişliği - 50-100 Mbps. İletişim hattının izin verilen uzunluğu birkaç kilometredir. Koaksiyel kabloya izinsiz bağlantı, bükümlü çift kabloya göre daha zordur.

Kablo fiber optik iletişim kanalları. Bir fiber optik kablo, bir dış kılıfla kapatılmış, ışığın düşük kırılma indeksine sahip bir malzeme içine alınmış, silikon veya plastik bazlı bir optik fiberdir.

Optik lif sinyalleri yalnızca bir yönde iletir, bu nedenle kablo iki fiberden oluşur. Fiber optik kablonun verici ucunda, elektrik sinyalinin ışığa dönüştürülmesi ve alıcı ucunda, ters dönüşüm gereklidir.

Bu tip kablonun ana avantajı, son derece yüksek seviye gürültü bağışıklığı ve radyasyon yok. Yetkisiz bağlantı çok zordur. Veri aktarım hızı 3Gbps. Bir fiber optik kablonun ana dezavantajları, kurulumunun karmaşıklığı, düşük mekanik mukavemeti ve iyonlaştırıcı radyasyona duyarlılığıdır.

Kablosuz (karasal ve uydu radyo kanalları) veri iletim kanalları

Karasal (radyo rölesi ve hücresel) ve uydu iletişiminin radyo kanalları, radyo dalgalarının bir vericisi ve alıcısı kullanılarak oluşturulur ve teknolojiye aittir. kablosuz iletim veri.

Radyo röle veri iletim kanalları

Radyo röle iletişim kanalları, tekrarlayıcı olan bir dizi istasyondan oluşur. İletişim görüş alanı içinde gerçekleştirilir, komşu istasyonlar arasındaki mesafe 50 km'ye kadardır. Dijital radyo röle hatları iletişim (CRRS), hücresel baz istasyonları arasındaki iletişimin yanı sıra bölgesel ve yerel iletişim ve veri iletim sistemleri olarak kullanılır.

Uydu veri kanalları

İÇİNDE uydu sistemleri mikrodalga antenler, yer istasyonlarından radyo sinyallerini almak ve bu sinyalleri yer istasyonlarına geri iletmek için kullanılır. Uydu ağları, üzerinde bulunan üç ana uydu türünü kullanır. durağan yörüngeler, orta veya düşük yörüngeler. Uydular, kural olarak gruplar halinde fırlatılır. Birbirlerinden ayrı olarak, Dünya'nın neredeyse tüm yüzeyini kaplayabilirler. İş uydu kanalı veri aktarımı şekilde gösterilmiştir

Pirinç. 1.

Çok uzak mesafelerde bulunan istasyonlar arasında bir iletişim kanalı düzenlemek ve abonelere en erişilemeyen noktalarda hizmet verme olasılığı için uydu iletişimini kullanmak daha uygundur. Verim yüksektir - birkaç on Mbps.

Hücresel veri bağlantıları

Hücresel radyo kanalları, hücresel telefon ağlarıyla aynı prensipler üzerine kuruludur. hücresel yer tabanlı alıcı-verici istasyonlarının bir ağından ve bir hücresel anahtardan (veya mobil anahtarlama merkezinden) oluşan bir kablosuz telekomünikasyon sistemidir.

Baz istasyonları, hem baz istasyonları arasında hem de diğer telefon ağları ve küresel İnternet ile iletişim sağlayan anahtarlama merkezine bağlanır. İşlevler açısından, anahtarlama merkezi geleneksel bir kablolu PBX'e benzer.

LMDS (Yerel Çok Noktalı Dağıtım Sistemi) bir standarttır hücresel ağlar sabit aboneler için kablosuz bilgi iletimi. Sistem hücresel prensibe dayanmaktadır, bir baz istasyonu birkaç kilometre yarıçaplı (10 km'ye kadar) bir alanı kapsamanıza ve birkaç bin aboneyi bağlamanıza olanak tanır. BS'nin kendisi, yüksek hızlı karasal iletişim kanalları veya radyo kanalları ile birbirleriyle birleştirilir. 45 Mbps'ye kadar veri aktarım hızı.

WiMAX veri radyo kanalları(Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik) Wi-Fi'ye benzer. WiMAX, geleneksel radyo erişim teknolojilerinin aksine, görüş alanı dışında, yansıyan sinyal üzerinde de çalışır Baz istasyonu. Uzmanlar, mobil WiMAX ağlarının, kullanıcılar için kurumsal müşterilere yönelik sabit WiMAX ağlarından çok daha ilginç beklentiler sunduğuna inanıyor. Bilgi, 70 Mbps'ye kadar olan hızlarda 50 km'ye kadar olan mesafelerde iletilebilir.

MMDS veri radyo kanalları(Çok Kanallı Çok Noktalı Dağıtım Sistemi). Bu sistemler, 50-60 km'lik bir yarıçap içindeki bir alana hizmet verebilirken, operatörün vericisinin doğrudan görünürlüğü gerekli değildir. Ortalama garantili veri hızı 500 Kbps - 1 Mbps'dir, ancak kanal başına 56 Mbps'ye kadar sağlamak mümkündür.

Yerel ağlar için radyo veri iletim kanalları. standart kablosuz iletişim yerel alan ağları için Wi-Fi teknolojisidir. Wi-Fi iki modda bağlantı sağlar: noktadan noktaya (iki PC'yi bağlamak için) ve altyapı bağlantısı (birden fazla PC'yi bir erişim noktasına bağlamak için). Noktadan noktaya bağlantı ile 11 Mbps'ye kadar ve altyapı bağlantısı ile 54 Mbps'ye kadar veri değişim hızı.

Bluetooth veri radyo kanalları kısa mesafelerde (en fazla 10 m) veri iletimi için bir teknolojidir ve ev ağları oluşturmak için kullanılabilir. Veri aktarım hızı 1 Mbps'yi geçmez.

İletişim hattı ile iletişim kanalını karıştırmayın. Çok benzerler, ancak bu terimler birbirinin yerine kullanılmamalıdır. İletişim hattı, bilgi alışverişinin gerçekleştiği fiziksel ortam tarafından oluşturulur. Örneğin, konuşma iletişiminde iletişim hattı çevreleyen havadır, çünkü ses iletimi hava kütlesinin elastik titreşimleri ile sağlanır. Buna göre, telefon iletişimi için iletişim hattı, içinden elektrik sinyallerinin iletildiği bir çift bakır teldir.

İletişim kanalı sadece fiziksel bir kavram değil, aynı zamanda mantıksal bir kavramdır. Yalnızca fiziksel bir iletişim hattının varlığını değil, aynı zamanda kullanımıyla ilgili mantıksal bir anlaşmanın varlığını da ima eder (bu tür anlaşmalara protokol denir).

Örneğin, ne zaman sesli iletişim aşağıdaki anlaşmalar geçerlidir:
• sadece sırayla konuşabilirsin
• Yalnızca tüm muhatapların anlayabileceği bir dilde konuşabilirsiniz.
• Herkesin sizi duyabilmesi için yeterince yüksek sesle konuşmanız gerekir.

Sırayla konuşursak, böyle paylaşırız paylaşılan kaynak zaman gibi iletişim hatları. Bu çok kanallı iletişim ilkesine zaman paylaşımı ilkesi denir. Bir muhatap konuştuğunda (zaman kaynağını tükettiğinde), diğeriyle konuşma zamanıdır.

Bağlantı, paylaşılabilecek başka kaynaklara da sahip olabilir. Örneğin, iletkenler iletme yeteneğine sahiptir. elektromanyetik salınımlar farklı (hepsi olmasa da) frekanslar. İzin verilen frekans aralığı (minimumdan maksimuma) bölünebilen bir kaynaktır. Bu ilke denir frekans bölümü kanallar. Televizyon ve radyo yayıncılığı alanında faaliyet göstermektedir. Aynı televizyon alıcı anteni, birkaç vericiden sinyal alır. Farklı frekanslarda yayın yaparlarsa (çok yakın değil), kanallar arasında geçiş yapabilir ve farklı TV programları izleyebiliriz. İki verici aynı frekansta (yakın frekanslarda) bir sinyal gönderiyor olsaydı, yalnızca parazit alırdık.

Telefon iletişimi, tasarım gereği tek kanallıdır. gelen çizgi segmentinde telefon seti(telefon santralleri arasında) daha modern ekipman çalışmalarına rağmen, telefon santralinden önce iletişim hattının kaynaklarını ayırmak için hiçbir şey yapılmadı. Örneğin, farklı şehirlerin telefon santrallerini birbirine bağlayan bir fiber optik hatta, on binlerce telefon kanalı aynı anda çalışabilir.

İstenirse telefon setimizden telefon santraline kadar hat bölümünde birkaç bilgi kanalı da düzenleyebiliyoruz. Tek yapmanız gereken bilgisayarınızı internete bağlamak. İnternetteki veriler, zaman paylaşım modunda parçalar (paketler) halinde dolaşır. Farklı paketlerin farklı hedefleri vardır, bu nedenle aynı anda birkaç sunucuyla iletişim kurabiliriz. Ne kadar çok iletişim kanalı açarsak, her biri o kadar yavaş çalışır, çünkü paketlerin boşta kalması ve sırayla bir iletişim hattından geçmesi gerekir.

İletişim kanalları (CS) bir sinyal iletmeye hizmet eder ve herhangi bir bilgi iletim sisteminde ortak bir bağlantıdır.

Fiziksel doğası gereği, iletişim kanalları ayrılır mekanik, iletim için kullanılır malzeme taşıyıcıları bilgi, akustik, optik Ve elektriksel sırasıyla ses, ışık ve elektrik sinyallerini iletir.

Elektrik ve optik iletişim kanalları, sinyal iletim yöntemine bağlı olarak, sinyal iletimi için fiziksel iletkenler (elektrik telleri, kablolar, ışık kılavuzları) kullanan kablolu ve sinyal iletimi için elektromanyetik dalgalar (radyo kanalları, kızılötesi) kullanan kablosuz olarak ayrılabilir. kanallar).

İletilen bilgilerin sunum şekline göre, iletişim kanalları ayrılır: analog, bilginin sürekli bir biçimde iletildiği, yani. bazı fiziksel niceliklerin sürekli bir dizi değeri olarak ve dijital,çeşitli fiziksel yapıdaki dijital (ayrık, darbeli) sinyaller şeklinde sunulan bilgilerin iletilmesi.

Bilgi aktarımının olası yönlerine bağlı olarak, iletişim kanalları ayrılır: basit, bilginin yalnızca bir yönde iletilmesine izin verilmesi; yarım dubleks hem ileri hem de geri yönlerde alternatif bilgi aktarımı sağlamak; dubleks, bilgilerin aynı anda ileri ve geri yönlerde iletilmesine izin verir.

İletişim kanalları anahtarlı, sadece üzerlerinden bilgi iletimi sırasında ayrı bölümlerden (segmentlerden) oluşturulan ve iletimin sonunda böyle bir kanal tasfiye edilir (bağlantısı kesilir) ve anahtarsız(seçilmiş), uzun süredir oluşturulmuş ve sabit özellikler uzunluk, bant genişliği, gürültü bağışıklığı.

Yaygın olarak kullanılan otomatik sistemler bilgi işleme ve kontrol, elektrikli kablolu iletişim kanalları bant genişliğinde farklılık gösterir:

düşük hız 50 ila 200 bps arasında bilgi aktarım hızı. Bu telgraf kanalları hem anahtarlamalı (abone telgrafı) hem de anahtarlamasız iletişim;

ortalama hız, analog (telefon) iletişim kanallarının kullanılması; içlerindeki iletim hızı 300 ila 9600 bps arasındadır ve Uluslararası Telgraf ve Telefon Danışma Komitesi'nin (CCITT) yeni standartları V.32 - V.34 ve 14400 ila 56.000 bps arasındadır;

yüksek hız(geniş bant), 56.000 bps'nin üzerinde bir bilgi aktarım hızı sağlar.

bilgileri aktarmak için düşük hızlı ve orta hızlı CS fiziki çevre genellikle kablolu iletişim hatlarıdır: paralel veya bükülmüş tellerden oluşan gruplar bükümlü çift Yüksek frekanslarda iletim sırasında hem elektromanyetik paraziti hem de sinyal zayıflamasını azaltmak için çiftler halinde bükülmüş yalıtılmış iletkenlerden oluşur.

Yüksek hızlı (geniş bant) CS organizasyonu için kullanılır çeşitli kablolar:

Bükümlü bakır tel çiftleri ile ekranlanmış;

Bükülmüş bakır tel çiftleri ile ekransız;

koaksiyel;

Optik lif.

STP kabloları(bükülmüş bakır tel çiftleriyle ekranlanmış) iyi teknik özelliklere sahiptir, ancak kullanımı elverişsizdir ve pahalıdır.

UTP kabloları(bükümlü bakır tel çiftleri ile ekransız), özellikle veri iletim sistemlerinde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. bilgisayar ağları.

Beş bükümlü çift kategorisi vardır: birinci ve ikinci kategoriler, düşük hızlı veri iletimi için kullanılır; üçüncü, dördüncü ve beşinci - sırasıyla 16.25 ve 155 Mbps'ye kadar iletim hızlarında. Bu kablolar iyi teknik özellikler, nispeten ucuz, kullanımı kolay, topraklama gerektirmez.

Koaksiyel kablo dielektrik ile kaplanmış ve koruyucu bir kılıf ile ince bakır iletkenlerden oluşan bir maiyetle çevrelenmiş bir bakır iletkendir. Koaksiyel kablo üzerinden veri aktarım hızı oldukça yüksektir (300 Mbps'ye kadar), ancak kullanımı yeterince uygun değildir ve maliyeti yüksektir.

Fiber optik kablo(Şekil 8.2), yüksek kırılma indisine sahip birkaç mikrometre çapında (ışık kılavuzlu çekirdek) cam veya plastik liflerden oluşur not, düşük kırılma indisine sahip yalıtımla çevrili n 0 ve koruyucu polietilen kılıf içerisine yerleştirilmiştir. Şek. 8.2, A kırılma indisinin fiber optik kablonun enine kesiti üzerindeki dağılımı gösterilmektedir ve Şek. 8.2, B- ışınların yayılma şeması. Bir fiber optik kablodan yayılan radyasyonun kaynağı bir LED veya yarı iletken bir lazerdir, radyasyon alıcısı ise bir fotodiyottur ve onu dönüştüren bir fotodiyottur. ışık sinyalleri elektrikte. Bir ışık demetinin bir fiberden iletilmesi, minimum sinyal zayıflaması sağlayan ışık kılavuz çekirdeğinin duvarlarından ışının toplam iç yansıması ilkesine dayanır.

Pirinç. 8.2. Işınların bir fiber optik kablo boyunca yayılması:

A- fiber optik kablonun enine kesiti üzerinde kırılma indisinin dağılımı;

B -ışın yayılma modeli

Ayrıca fiber optik kablolar, iletilen bilgilerin harici elektromanyetik alanlardan korunmasını ve 1000 Mbps'ye kadar yüksek iletim hızlarını sağlar. Bilgi kodlaması, ışık huzmesinin analog, dijital veya darbe modülasyonu kullanılarak gerçekleştirilir. Fiber optik kablo oldukça pahalıdır ve genellikle yalnızca önemli ana iletişim kanallarının döşenmesi için kullanılır; örneğin, Atlantik Okyanusu'nun dibine döşenen bir kablo Avrupa'yı Amerika'ya bağlar. Bilgisayar ağlarında başta internet olmak üzere en kritik alanlarda fiber optik kablo kullanılmaktadır. Bir kalın omurga fiber optik kablo aynı anda birkaç yüz bin telefon, birkaç bin görüntülü telefon ve yaklaşık bin düzenleyebilir. televizyon kanalları bağlantılar.

Yüksek hızlı CS kablosuz radyo kanalları temelinde organize edilmiştir.

Radyo kanalı - havadan döşenen kablosuz iletişim kanalıdır. Bir radyo kanalı oluşturmak için bir radyo vericisi ve bir radyo alıcısı kullanılır. Radyo kanalı üzerinden veri aktarım hızları, pratik olarak alıcı-verici ekipmanın bant genişliği ile sınırlıdır. Radyo dalgası bandı, veri iletimi için kullanılan radyo tarafından belirlenir. Frekans bandı elektromanyetik spektrum. Masada. 8.1, radyo dalgalarının aralıklarını ve bunlara karşılık gelen frekans bantlarını gösterir.

Ticari telekomünikasyon sistemleri için en yaygın olarak kullanılan frekans aralıkları 902 - 928 MHz ve 2,40 - 2,48 GHz.

Kablosuz iletişim kanalları zayıf gürültü bağışıklığına sahiptir, ancak kullanıcıya maksimum hareketlilik ve yanıt verebilirlik sağlar.

telefon hatları en kapsamlı ve yaygın olanı. Ses (ton) ve faks mesajlarının iletimini gerçekleştirirler. Bir telefon iletişim hattı temelinde, bilgi ve referans sistemleri, sistemler E-posta ve bilgisayar ağları. Telefon hatları bazında, bilgi iletimi için analog ve dijital kanallar oluşturulabilir.

İÇİNDE analog telefon hatları bir telefon mikrofonu, ses titreşimlerini üzerinden iletilen bir analog elektrik sinyaline dönüştürür. abone hattı ATS'de. İnsan sesini iletmek için gereken bant genişliği yaklaşık 3 kHz'dir (aralık 300 Hz - 3,3 kHz). Çağrı sinyali, ses iletimi ile aynı kanal üzerinden iletilir.

İÇİNDE dijital kanallar bağlantılar analog sinyal giriş ayrıklaştırılmadan önce - dönüştürülür dijital form: Her 125 µs'de bir (örnekleme hızı 8 kHz'dir), analog sinyalin mevcut değeri 8 bit ikili kodda görüntülenir.

Tablo 8.1

Radyo dalgası bantları ve karşılık gelen frekans bantları

iletmek için çeşitli bilgiler, dağıtımı için başlangıçta bir dizi hat veya özel alıcı-verici ekipmanına sahip veri iletim kanalları olan bir ortam yaratılmalıdır. Hatlar veya iletişim kanalları, bağlantı bağlantısı herhangi bir modern veri iletim sisteminde ve kuruluş açısından iki ana türe ayrılır - bunlar hatlar ve kanallardır.

Bir iletişim hattı, iletişim noktalarının birbiriyle birleştirildiği ve abonelerin en yakın düğümlerle birleştirildiği bir dizi kablo veya teldir. Aynı zamanda iletişim kanalları, belirli bir nesnenin ve şemanın özelliklerine bağlı olarak çeşitli şekillerde oluşturulabilir.

Ne olabilirler?

Özel kabloların kullanımına dayalı fiziksel kablo kanalları olabileceği gibi dalga da olabilir. dalga kanalları iletişim, belirli bir ortamda, antenler ve özel bir frekans bandı kullanılarak her türlü radyo iletişimini düzenlemek için oluşturulur. Aynı zamanda, hem optik hem de elektriksel iletişim kanalları da kablolu ve kablosuz olmak üzere iki ana türe ayrılır. Bu bağlamda, optik ve elektrik sinyali kablolar, hava ve diğer birçok yolla iletilebilir.

Telefon şebekesinde, bir numara çevrildikten sonra, örneğin iki abone arasında bir bağlantı olduğu sürece ve ayrıca oturum sürdürüldüğü sürece kanal oluşturulur. sesli iletişim. Kablolu iletişim kanalları kullanılarak oluşturulur özel ekipmançok sayıda farklı kaynaktan sağlanan, uzun veya kısa bir süre için iletişim hatları üzerinden bilgi iletmenin mümkün olduğu sıkıştırma. Bu tür hatlar aynı anda bir veya birkaç çift kablo içerir ve yeterince uzun bir mesafe üzerinden veri iletimi imkanı sağlar. Hangi tür iletişim kanalları ele alınırsa alınsın, radyo iletişiminde eş zamanlı olarak belirli veya birkaç iletişim oturumu için düzenlenen bir veri iletim ortamıdır. Birkaç seanstan bahsediyorsak, sözde frekans dağılımı uygulanabilir.

türleri nelerdir?

Tıpkı modern iletişimde olduğu gibi, Farklı türde iletişim kanalları:

• Dijital.
• Analog.
• Analog dijital.

Dijital

Bu seçenek, analogdan daha pahalı bir büyüklük sırasıdır. Bu tür kanalların yardımıyla maksimum yüksek kalite yayın verilerinin yanı sıra, kanalların mutlak bütünlüğünü, yüksek derecede bilgi güvenliğini ve bir dizi başka hizmetin kullanımını sağlayan çeşitli mekanizmaların tanıtılması olasılığı. Analog bilgilerin iletimini sağlamak için teknik kanallar bağlantılar dijital tip, bu bilgiler başlangıçta dijitale dönüştürülür.

1980'lerin sonunda, uzmanlaşmış bir dijital ağ entegre hizmetler ile, bugün birçok kişi tarafından daha çok ISDN olarak bilinir. Böyle bir ağın zamanla, ofis ve ev bilgisayarları arasında bağlantı sağlayan ve onlara yeterince yüksek veri aktarım hızı sağlayan küresel bir dijital omurgaya dönüşebileceği varsayılmaktadır. Ana iletişim kanalları bu türden olabilir:

• Faks makinesi.
• Telefon.
• Veri aktarım cihazları.
• Telekonferans için özel ekipman.
• Ve bircok digerleri.

Bu tür araçlara bir rekabet olarak olabilir modern teknolojiler, artık ağlarda aktif olarak kullanılan kablolu televizyon.

Diğer çeşitler

İletişim kanallarının iletim hızına bağlı olarak, bunlar aşağıdakilere ayrılır:

• Düşük hız. Bu kategori, maksimum 200 bps'ye ulaşan son derece düşük (bugünün standartlarına göre neredeyse hiç olmayan) veri aktarım hızı ile karakterize edilen her türlü telgraf hattını içerir.
• Ortalama hız. 56.000 bps'ye kadar aktarım hızları sağlayan analog telefon hatları bulunmaktadır.
• Yüksek hızlı veya aynı zamanda geniş bant olarak da adlandırılır. Bu tür iletişim kanalları üzerinden veri iletimi, 56.000 bps'den daha yüksek bir hızda gerçekleştirilir.

Veri aktarım yönlerini düzenleme olanaklarına bağlı olarak, iletişim kanalları aşağıdaki türlere ayrılabilir:

• Basit. Bu tür iletişim kanallarının organizasyonu, verilerin yalnızca belirli bir yönde yayınlanmasını sağlar.
• Yarım dubleks. Bu tür kanallar kullanılarak veriler hem ileri hem de geri yönde iletilebilir.
• Dubleks veya tam dubleks. Bu kanalları kullanmak geri bildirim, veriler aynı anda ileri ve geri yönlerde iletilebilir.

kablolu

Kablolu iletişim kanalları, bir dizi paralel veya bükülmüş bakır kablo, fiber optik iletişim hatları ve özel koaksiyel kabloları içerir. Hangi iletişim kanallarının kablo kullandığını düşünürsek, birkaç ana noktayı vurgulamakta fayda var:

• bükümlü çift 1 Mbps'ye kadar hızlarda bilgi aktarma yeteneği sağlar.
• koaksiyel kablolar. Bu grup, hem ince hem de kalın olmak üzere TV biçimli kabloları içerir. İÇİNDE bu durum Veri aktarım hızı zaten 15 Mbps'ye kadar.
• Fiber optik kablolar. En modern ve üretken seçenek. Bu tür bilgileri iletmek için iletişim kanalları, diğer tüm teknolojileri önemli ölçüde aşan yaklaşık 400 Mbit / s'lik bir hız sağlar.

bükümlü çift

Çiftler ve iletkenler arasındaki girişimi önemli ölçüde azaltmak için çiftler halinde birlikte bükülen yalıtılmış iletkenlerden oluşur. Bugün yedi bükümlü çift kablo kategorisi olduğunu belirtmekte fayda var:

• Birincisi ve ikincisi, düşük hızlı veri aktarımı sağlamak için kullanılır ve birincisi, standart, iyi bilinen bir telefon kablosudur.
• Üçüncü, dördüncü ve beşinci kategoriler, farklı frekanslar sağlayan farklı kategorilerle 16, 25 ve 155 Mbps'ye kadar iletim hızları sağlamak için kullanılır.
• Altıncı ve yedinci kategoriler en verimli olanlardır. İletişim kanallarının en verimli özelliği olan 100 Gb/s hızlara kadar veri iletimi imkanından bahsediyoruz.

Üçüncü kategori açık ara en yaygın olanıdır. Ağ bant genişliğini sürekli geliştirme ihtiyacına ilişkin çeşitli gelecek vaat eden çözümlere odaklanarak, en uygun olanı, standart telefon hatları üzerinden veri aktarım hızını sağlayan beşinci kategorideki iletişim ağlarını (iletişim kanalları) kullanmak olacaktır.

Koaksiyel kablo

Özel bir bakır iletken, oldukça ince damarlardan sarılan ve ayrıca bir dielektrik kullanılarak iletkenden tamamen izole edilen, silindirik bir koruyucu koruyucu kılıfın içine yerleştirilmiştir. standarttan televizyon kablosu bu, içerdiğinden farklıdır dalga direnci. böyle aracılığıyla bilgi kanalları iletişim verileri 300 Mbps'ye kadar hızlarda iletilebilir.

Bu kablo formatı, kalınlığı 5 mm olan ince ve kalınlığı - 10 mm olarak ayrılmıştır. Modern LAN'larda, döşemesi ve kurulumu son derece kolay olduğundan, genellikle ince bir kablo kullanmak alışılmış bir durumdur. Zor bir döşeme ile son derece yüksek maliyet, bu tür kabloların kullanım olasılığını oldukça ciddi şekilde sınırlar. modern ağlar bilgi aktarımı.

Kablolu televizyon ağları

Bu tür ağlar, bir analog sinyalin onlarca kilometreye kadar bir mesafe boyunca iletilebildiği özel bir koaksiyel kablonun kullanımına dayanmaktadır. Tipik bir kablolu televizyon ağı, ana düğümün özel bir uydudan veya fiber optik aracılığıyla sinyalleri aldığı bir ağaç yapısı ile karakterize edilir. Bugüne kadar, fiber optik kablo kullanan, bunun yardımıyla geniş alanlara hizmet etmenin yanı sıra daha hacimli veriler yayınlarken, tekrarlayıcıların yokluğunda son derece yüksek sinyal kalitesini koruyan bu tür ağlar aktif olarak kullanılmaktadır.

Simetrik bir mimari ile dönüş ve direkt sinyaller farklı frekans aralıklarında ve aynı anda tek bir kablo kullanılarak yayınlanır. farklı hızlar. Buna göre, ters sinyal doğrudan olandan daha yavaştır. Her durumda, bu tür ağları kullanarak, uzun süredir kullanılmayan standart telefon hatlarına kıyasla birkaç yüz kat daha yüksek veri aktarım hızları sağlamak mümkündür.

Kendi kablo ağlarını kuran kuruluşlarda, simetrik şemalar en sık kullanılır, çünkü bu durumda hem ileri hem de geri veri iletimi aynı hızda, yani yaklaşık 10 Mbps'de gerçekleştirilir.

Tel kullanmanın özellikleri

Ev bilgisayarlarını ve çeşitli elektronik cihazları birbirine bağlamak için kullanılabilecek kabloların sayısı her yıl artıyor. Profesyonel uzmanlar tarafından yapılan araştırma sırasında elde edilen istatistiklere göre, 150 metrelik bir daireye yaklaşık 3 km çeşitli kablolar döşenmiştir.

Geçen yüzyılın 90'larında, İngiliz şirketi UnitedUtilities, bugün daha iyi DPL azaltmasıyla tanınan DigitalPowerLine adlı kendi geliştirmesinin yardımıyla bu soruna oldukça ilginç bir çözüm önerdi. Şirket, yüksek hızlı veri iletimi sağlamak, veri paketlerini iletmek veya sıradan ses üzerinden ses sağlamak için bir ortam olarak standart elektrik şebekelerini kullanmayı önerdi. Ağın elektriği voltajı 120 veya 220 V olan.

Bu konuda en başarılı olanı, PLC (Powerline Communications) teknolojisini ilk yayınlayan Main.net adlı İsrailli şirkettir. Bu teknoloji kullanılarak, ses veya veri iletimi 10 Mbps'ye kadar hızlarda gerçekleştirilirken, bilgi akışı, ayrı frekanslarda iletilen ve nihayetinde tek bir sinyalde yeniden birleştirilen birkaç düşük hızlı akışa dağıtıldı.

Günümüzde PLC teknolojisinin kullanımı yalnızca düşük hızda veri iletimi koşullarıyla ilgilidir ve bu nedenle ev otomasyonunda, çeşitli ev cihazlarında ve diğer ekipmanlarda kullanılır. Bu teknolojiyi kullanarak, internet gerektiren uygulamalar için yaklaşık 1 Mbps hızında internete erişmek mümkündür. yüksek hız bağlantılar.

-de kısa mesafe bina ile trafo merkezi olan ara alıcı-verici noktası arasında veri iletim hızı 4,5 Mbps'ye ulaşabilir. Bu teknolojinin kullanımı aktif olarak formasyonda yürütülmektedir. yerel ağ bazı konut binalarında veya küçük ofislerde minimum hızşanzıman, 300 metreye kadar mesafeleri kat etme yeteneği sağlar. Bu teknolojinin yardımıyla, akıllı bir evin unsurlarının bir parçası olan uzaktan izleme, nesnelerin korunması ve nesnelerin modlarını ve kaynaklarını yönetme ile ilgili çeşitli hizmetleri uygulamak mümkündür.

Fiber optik kablo

Bu kablo, çapı sadece 10 mikron olan özel bir kuvars çekirdekten yapılmıştır. Bu çekirdek, dış çapı yaklaşık 200 mikron olan benzersiz bir yansıtıcı koruyucu kılıf ile çevrilidir. Veri iletimi, örneğin bir tür LED kullanılarak elektrik sinyallerinin ışık sinyallerine dönüştürülmesiyle gerçekleştirilir. Veri kodlama, ışık akısının yoğunluğu değiştirilerek gerçekleştirilir.

Veri iletirken, fiberin duvarlarından yansıyan ve sonunda minimum zayıflamaya sahipken alıcı uca ulaşan bir ışın. Böyle bir kablo kullanılarak, herhangi bir harici elektromanyetik alana maruz kalmaya karşı son derece yüksek bir koruma elde edilir ve 1000 Mbps'ye ulaşabilen yeterince yüksek bir veri aktarım hızı elde edilir.

Bir fiber optik kablo kullanarak, aynı anda birkaç yüz bin telefon, görüntülü telefon ve televizyon kanalının işini aynı anda organize etmek mümkündür. Bu tür kabloların doğasında bulunan diğer avantajlardan bahsedersek, aşağıdakileri belirtmekte fayda var:

• Yetkisiz bağlantının son derece yüksek karmaşıklığı.
• Herhangi bir yangına karşı en yüksek koruma derecesi.
• Yeterince yüksek veri aktarım hızı.

Bununla birlikte, bu tür sistemlerin dezavantajlarından bahsedecek olursak, oldukça pahalı olduklarını ve hafif lazerlerin elektrikli lazerlere dönüştürülmesini veya tam tersini gerektirdiğini vurgulamakta fayda var. Çoğu durumda bu tür kabloların kullanımı, ana iletişim hatlarının döşenmesi sürecinde gerçekleştirilir ve kablonun benzersiz özellikleri, onu İnternet organizasyonunu sağlayan sağlayıcılar arasında da oldukça yaygın hale getirmiştir.

anahtarlama

Diğer şeylerin yanı sıra, iletişim kanalları anahtarlanabilir veya anahtarsız olabilir. İlki yalnızca üzerinde oluşturulur kesin zaman, veri aktarmanız gerekirken, anahtarsız olanlar aboneye belirli bir süre için tahsis edilir ve verilerin ne kadar süreyle aktarıldığına bağlı değildir.

WiMAX

Bu tür hatlar, geleneksel radyo erişim teknolojilerinin aksine, belirli bir baz istasyonunun görüş alanında olmayan yansıyan sinyal üzerinde de çalışabilir. Bugün uzmanların görüşü, bu tür mobil ağların, kurumsal müşterilere yönelik sabit WiMAX'a kıyasla kullanıcılar için büyük umutlar açtığı konusunda kesin olarak hemfikirdir. Bu durumda, bilgi yeterince uzun bir mesafede (50 km'ye kadar) yayınlanabilirken, bu tür iletişim kanallarının özellikleri arasında 70 Mbps'ye kadar hızlar bulunur.

Uydu

Uydu sistemleri, bazı yer istasyonlarından radyo sinyallerini almak ve daha sonra alınan sinyalleri diğer yer istasyonlarına geri iletmek için kullanılan özel mikrodalga antenlerin kullanımını içerir. Bu tür ağların, orta veya alçakta bulunan üç ana uydu türünün yanı sıra coğrafi yörüngelerin kullanımını içerdiğine dikkat edilmelidir. Vakaların büyük çoğunluğunda, uyduları gruplar halinde fırlatmak gelenekseldir, çünkü birbirlerinden yayılarak gezegenimizin tüm yüzeyini kapsıyorlar.

Veri kanalı türleri ve özellikleri

Bilgisayar ağlarında kullanılan veri iletim kanalları bir takım kriterlere göre sınıflandırılmaktadır.

İlk önce, elektrik sinyalleri şeklinde bilgi sunum şekline göre, kanallar dijital ve analog olarak ayrılır.

ikincisi, veri iletim ortamının fiziksel yapısına göre, iletişim kanalları kablolu (genellikle bakır), optik (genellikle fiber optik), kablosuz (kızılötesi ve radyo kanalları) şeklindedir.

Üçüncü, ortamı mesajlar arasında bölme yöntemine göre, yukarıda belirtilen kanallar zaman (TDM) ve frekans (FDM) bölümü ile ayırt edilir.

Bir kanalın en önemli özelliklerinden biri, verim(bilgi aktarım hızı), kanal bant genişliği ve verileri elektrik sinyalleri biçiminde kodlama yöntemi ile belirlenir. Bilgi hızı, birim zamanda iletilen bilgi bitlerinin sayısı ile ölçülür. Bilgi ile birlikte çalışırlar baud (modülasyon) hız , hangi ile ölçülür baudlar , yani değişiklik sayısı ayrık sinyal birim zaman başına. Hattın bant genişliği tarafından belirlenen baud hızıdır. Ayrık bir sinyalin değerindeki bir değişiklik birkaç bit'e karşılık geliyorsa, o zaman bilgi oranı gövdeyi aşar.

Aslında, eğer baud aralığındaysa (bitişik sinyal değişiklikleri arasında) N bit, o zaman sinyal derecelendirmelerinin sayısı 2'dir N. Örneğin, derecelendirme sayısı 16 ve hız 1200 baud ise, bir baud 4 bit/s'ye karşılık gelir ve bilgi hızı 4800 bit/s'dir.
İletişim hattının uzunluğunun artmasıyla sinyalin zayıflaması artar ve sonuç olarak bant genişliği ve bilgi hızı azalır.

Mümkün olan maksimum bilgi oranı V bant genişliği ile ilgili F Hartley-Shannon formülüne göre iletişim kanalı. Log 2 başına sinyal değerinde bir değişikliğin meydana geldiği varsayılır. k biraz nerede k olası ayrık sinyal değerlerinin sayısıdır. hız beri V= günlük 2 k / t, Nerede T- süre geçici olaylar, yaklaşık olarak 3'e eşittir T B, bir T B = 1 / (2pF), o zaman:

V= 2F günlük 2 k, saniye,

Nerede k≤ 1+A(A- sinyal gürültü oranı).

Kablolu iletişim hatları bilgisayar ağlarında koaksiyel kablolar ve bükülmüş tel çiftleri ile temsil edilir.

Aşağıdaki koaksiyel kablolar kullanılır - 12,5 mm çapında "kalın" ve 6,25 mm çapında "ince". "Kalın" bir kablo daha az zayıflamaya, daha iyi gürültü bağışıklığına sahiptir, bu da uzun mesafelerde çalışmayı mümkün kılar, ancak iyi bükülmez, bu da iç mekanlarda bağlantı kurmayı zorlaştırır ve "ince" bir kablodan daha pahalıdır.

korumalı var STP(Korumalı Büküm Çifti) ve Korumasız UTP(Korumasız Büküm Çifti) tel çiftleri. Daha yaygın olarak kullanılan, birkaç kategoriye (tipe) sahip korumasız çiftlerdir.

Kategori 5 ve 6'nın korumasız bükümlü çiftleri daha mükemmel. 100 MHz'e kadar olan frekanslarda kategori 5'in bir çifti kullanılır. İçinde iletken, belirli bir teknolojiye göre sarılmış ve ısıya dayanıklı bir yalıtkan kılıf içine alınmış 0,51 mm çapında bakır tellerden yapılmıştır. UTP üzerindeki yüksek hızlı LAN'larda bağlantı uzunlukları genellikle 100 m'yi geçmez.

Kategori 6 ve 7 çiftlerinin örnekleri, PIC tarafından üretilen kablolardır. Her biri kendi renginde polietilen izolasyona sahip 4 çift tel içerirler. Kategori 6 kabloda kılıfın çapı 5 mm, bakır iletkenlerin çapı ise 0,5 mm'dir. Bu kablodaki zayıflama 100 MHz'de yaklaşık 22 dB'dir. Kategori 7 kabloda, her bir çift ayrıca koruyucu bir alüminyum folyo ile kapatılır, kılıf çapı 8 mm'ye çıkarılır, 100 MHz'de zayıflama yaklaşık 20 dB, 600 MHz - 50 dB'de.

bükülmüş çiftler bazen denir dengeli aynı sinyal seviyelerinin (toprağa göre) hattın iki kablosunda, ancak farklı kutuplarda iletilmesi anlamında hat. Alırken, parafaz sinyali adı verilen bir sinyal farkı algılanır. Ortak mod girişimi bu durumda kendi kendini telafi eder.

Fiber optik iletişim hatları(FOCL) kablolu hatlara göre önemli bir avantaja sahiptir. Bilgi aktarımında vazgeçilmezdirler. uzun mesafeler kurumsal ve bölgesel ağların yüksek hızlı omurga kanallarının yanı sıra.

Yapısal olarak FOCL, dış çapı 125...200 µm olan yansıtıcı bir kabukla kaplı, 10 µm çapında bir kuvars çekirdeğidir. FOCL'nin tipik özellikleri, 0,83 ... 1,55 mikron dalgalarda çalışma, 0,7 dB / km zayıflama, 2 GHz'e kadar frekans bandıdır.

Sınır mesafeleri D FOCL aracılığıyla veri iletimi için
(yeniden iletim olmadan) radyasyonun dalga boyuna bağlıdır ben: -de ben= 850 mil
D= 5 km ve ben= 300 deniz mili - D= 50 km. Bununla birlikte, radyasyonun dalga boyunun azalmasıyla, ekipmanın maliyeti önemli ölçüde artar.

Anabilgisayarlar, iş istasyonları, havuzlar arasında bir veri aktarım ortamı örneği çevre birimleri 10 km'ye kadar mesafelerde 133 ila 1062 Mbps hız sağlayan FOCL'de Fiber Kanal ortamı olarak hizmet verebilir. Karşılaştırma için, göre standart arayüz Aralarında onlarca metreyi geçmeyen mesafelerde SCSI hızı 160 Mbit/s iş istasyonu ve disk sürücüsü.

Yüksek hızlı veri omurgaları için yeni standartlar, Dijital Eşzamanlı Hiyerarşi standardını içerir SDH(Eşzamanlı Dijital Hiyerarşi). SDH ağlarında, veri iletim hatları olarak FOCL'ler kullanılır. Standart, iletilen veri akışının bölündüğü çerçevelerin yapısını oluşturur. Bu yapıya taşıma modülü denir.