Физическо предаване на данни по комуникационни линии

Страница4от4Основни понятия. Класификация

Основните проблеми, които възникват, когато устройствата взаимодействат в мрежа

В изчислителната техника двоичният код се използва за представяне на данни. Вътре в компютъра дискретните електрически сигнали съответстват на данни единици и нули.

Представянето на данни като електрически или оптични сигнали се наричакодиране.

Има различни начиниза кодиране на двоични цифри, катопотенциален начин, при който едно ниво на напрежение съответства на единица, а друго ниво на напрежение на нула, илиимпулсен метод, когато се използват импулси с различна полярност за представяне на цифри.

Подобни подходи са приложими за кодиране на данни и предаване между два компютъра по комуникационни линии. Тези комуникационни линии обаче се различават по своите характеристики от линиите вътре в компютъра. Основната разлика между външните комуникационни линии и вътрешните е тяхната много по-голяма дължина, както и фактът, че преминават извън екранирания корпус през пространства, често подложени на силни електромагнитни смущения. Всичко това води до значително по-голямо изкривяване на правоъгълните импулси (например "запълване" на фронтовете), отколкото вътре в компютъра. Следователно, за надеждно разпознаване на импулси в приемащия край на комуникационната линия, при предаване на данни вътре и извън компютъра, не винаги е възможно да се използват едни и същи скорости и методи на кодиране.

В компютърните мрежи се използват както потенциално, така и импулсно кодиране на дискретни данни, както и специфичен начин за представяне на данни, който никога не се използва в компютъра - модулация (фиг.). Примодулация, дискретната информация се представя от синусоидален сигнал с честотата, която съществуващата комуникационна линия предава добре.

Характеристики на физическите канали

Има голям брой характеристики, свързани с предаването на трафик по физически канали.

Предложен товаре потокът от данни, идващ от потребителя към мрежовия вход. Предложеното натоварване може да се характеризира със скоростта на данните, влизащи в мрежата - в битове в секунда (или килобити, мегабити и т.н.).

Скорост на трансфер на данни(скорост на информация или пропускателна способност, и двата английски термина се използват еднакво) е действителната скорост на потока от данни, преминал през мрежата. Тази скорост може да е по-малка от предложената скорост на натоварване, тъй като данните може да са повредени или загубени в мрежата.

Капацитетът на комуникационния канал (капацитет),наричан още пропускателна способност, представлява максималната възможна скорост на пренос на информация по канала.

Спецификата на тази характеристика е, че тя отразява не само параметрите на физическата среда за предаване, но и характеристиките на избрания метод за предаване на дискретна информация по тази среда. Например, капацитетът на комуникационен канал в Ethernet мрежа по оптично влакно е 10 Mbps. Тази скорост е максимално възможната за комбинация от Ethernet технология и оптично влакно. Въпреки това, за същото оптично влакно е възможно да се разработи друга технология за предаване на данни, която се различава по метода на кодиране на данните, тактовата честота и други параметри, които ще имат различен капацитет. Така технологията Fast Ethernet осигурява предаване на данни по едно и също оптично влакно с максимална скорост от 100 Mbps, а технологията Gigabit Ethernet - 1000 Mbps.Предавателят на комуникационното устройство трябва да работи със скорост, равна на честотната лента на канала. Тази скорост понякога се нарича битрейт на предавателя.

Широчина на честотната лента(честотна лента) - Този термин може да бъде подвеждащ, защото се използва по два различни начина. Първо, може да се използва за характеризиране на предавателната среда. В този случай това означава честотната лента, която линията предава без значително изкривяване. От това определение произходът на термина е ясен. Второ, терминът "честотна лента" се използва като синоним на термина "капацитет на връзката". В първия случай честотната лента се измерва в херци (Hz), във втория - в битове в секунда. Необходимо е да се разграничат значенията на този термин по контекст, въпреки че понякога е доста трудно. Разбира се, би било по-добре да се използват различни термини за различни характеристики, но има традиции, които трудно се променят. Тази двойна употреба на термина "честотна лента" вече си е проправила път в много стандарти и книги, така че ще продължим да следваме установения подход в тази книга. Трябва също така да се има предвид, че този термин във второто си значение е дори по-често срещан от капацитета, така че ще използваме честотната лента на тези два синонима.

Друга група характеристики на комуникационния канал е свързанас възможността за предаване на информация по канала в една или в двете посоки.

Когато два компютъра си взаимодействат, обикновено се изисква прехвърляне на информация в двете посоки, от компютър A към компютър B и обратно. Дори в случаите, когато изглежда, че потребителят само получава информация (например изтегля музикален файл от интернет) или предава (изпраща имейл), информацията се обменя по два начина.посоки. Има просто основен поток от данни, който интересува потребителя, и допълнителен поток в обратната посока, който формира разписки за получаване на тези данни.

Физическите комуникационни канали се делят на няколко типа в зависимост от това дали могат да предават информация в двете посоки или не.

Дуплексният каналосигурява едновременно предаване на информация в двете посоки. Дуплексният канал може да се състои от два физически носителя, всеки от които се използва за пренос на информация само в една посока. Възможно е една среда да се използва за едновременно предаване на насрещни потоци, като в този случай се използват допълнителни методи за изолиране на всеки поток от общия сигнал.

Полудуплексният каналсъщо осигурява пренос на информация в двете посоки, но не едновременно, а на свой ред. Тоест през определен период от време информацията се предава в една посока, а през следващия период - в обратна посока.

Симплексен каналпозволява информацията да се предава само в една посока. Често един дуплексен канал се състои от два симплексни канала.