Реферат: Технологии создания сетей
CCITT - наиболее известная организация по стандартам в области
телекоммуникации (в противоположность передаче данных телекоммуникация имеет
дело с телефонией). CCITT дает технические рекомендации по интерфейсам
передачи данных, телефонии и телеграфии. ISO - активный член CCITT. V24 и
X25 - это наиболее известные стандарты, разработанные CCITT.
[КС 3-4]
IEEE -самая большая профессиональная организация в мире. Она
является спонсором группы по стандартизации, которая разрабатывает стандарты
по компьютерной и электротехнической инженерии. Широко используемые стандарты
IEEE.802 являются примером деятельности IEEE.
Список различных государственных и частных организаций, работающих над
разработкой тестов соответствия (тестов, которые гарантируют соответствие
реализаций стандартов их спецификациям) включает:
- Корпорация Открытых Систем (США) - COS
- Технологическая Ассоциация по Совместной Обработке Информации (Япония) -
INTAP
- Индустриальный Технологический Институт (США) - ITI
- Национальный Институт Стандартов и Технологий (США) - NIST
- Франхоферский Институт Информации и Обработки Информации (Германия)
- Сетевой Центр (Обьединенное королевство)
В дополнение к вышеперечисленным организациям два правительственных агентства
США имеют большое влияние на решение сетевых проблем. Министерство Обороны
(DoD) представляет собственные стандарты для своего круга покупателей.
Национальное Бюро Стандартов (NBS) - представитель Министерства Коммерции,
представляет стандарты для другой группы покупателей (не DoD).
[1]Итоги
[5]В этом разделе делается упор на важнейшие сетевые стандарты и организации
по стандартизации, которые их разрабатывают. Как и большинство юнных отраслей,
сетевая индустрия располагает целым рядом стандартов. По мере становления
сетевой индустрии число стандартов будет сокращаться. Это упростит ситуацию,
складывающуюся на рынке сетевых технологий, и усилит уверенность пользователей
в том, что продукты, приобретенные сегодня, не устареют завтра.
[КС 3-6]
[1]Упражнение 3
[5]1. C какой организацией нужно будет контактировать, чтобы улучшить
набор протоколов, используемых в сетях Военно Воздушных Сил США?
2. Почему сетевая индустрия имеет дело с таким большим количеством разных
протоколов и стандартов?
3. Какая организация ответственна за Модель OSI?
[КС 3-6]
//20.08.94
[ Типы данных и сигналы ]
[0]Раздел 4. [2] Типы данных и сигналов
[1]Цели
[5]В конце этого раздела вы сможете:
1. Различать аналоговые и цифровые данные;
2. Различать аналоговые и цифровые сигналы и определять как они измеряются.
[1]Введение
[5]Связь предполагает передачу сообщения от передатчика к приемнику.
Сообщения или данные передаются посредством сигналов. Сигналы - это
электрические или электромагнитные коды данных. И данные, и сигналы могут
быть либо аналоговыми, либо цифровыми.
В этом разделе рассматриваются типы данных и типы сигналов. Раздел начинается
с выяснения различий между аналоговыми и цифровыми данными. Затем
рассматриваются типы сигналов и способы их измерения. В конце раздела
рассматривается вопрос о том, как оба типа данных и сигналов могут быть
использованы для связи.
[КС 4-1]
[ Аналоговые данные Цифровые данные ]
[ к рис. на стр 4-2 (в поле рисунка) ]
[1]Аналоговые и цифровые данные
[5]Аналоговые данные могут принимать любое значение в некотором диапазоне.
Время дня в виде линии, очерчивающей циферблат, - пример аналоговых данных.
Линия непрерывна, и данные (время) могут принимать любые возможные значения
(их бесконечное множество). Другие примеры аналоговых данных - температура
воздуха, измеренная жидкостным термометром в течение дня, и напряжение в
некоторой электросети.
Цифровые данные дискретны и могут иметь только ограниченное число значений.
Например, показание времени дня на электронных часах дискретно. Другими
примерами цифровых данных являются цифры или буквы в последовательности.
Каждое значение дискретно и не связано ни с предыдущим, ни с последующим
значениями. Данные современных ЭВМ - цифровые, поэтому ЭВМ называются
цифровыми.
[КС 4-2]
[ Периодический аналоговый сигнал ]
Один
цикл
Амплитуда
Время
[к рис. на стр 4-3 (в поле рисунка) ]
[1]Аналоговые сигналы
[5]Так же как и аналоговые данные, аналоговые сигналы могут принимать любое
значение в некотором диапазоне, они плавно меняется от одного значения к
другому. Периодический аналоговый сигнал изменяется регулярно во времени и
может быть представлен графически в виде волны. Аналоговые сигналы могут
передаваться по проводам и по воздуху. Периодические аналоговые сигналы (в
дальнейшем, просто аналоговые сигналы) характеризуются тремя параметрами:
амплитудой, частотой и фазой.
Достоинства:
- Передача аналоговых сигналов иногда предпочтительнее из-за возможности
использования телевизионного кабельного сетевого оборудования
для построении сети и обеспечения широкой полосы
пропускания для больших и сложных сетей;
- Аналоговые сигналы в меньшей степени подвержены искажениям из-за ослабления
сигнала, поэтому сеть может охватывать большие расстояния без необходимости
регенерации сигналов.
Недостаток:
- При создании сети, которая охватывает значительные расстояния необходимо
использование радиочастот определенного диапазона.
[КС 4-3]
[1]Амплитуда
[5]Мощность периодического аналогового сигнала характеризуется амплитудой,
разницей между осью и пиком волны. Амплитуда выражается в вольтах,
амперах, ваттах или децибелах. Вольт - это единица электрического напряжения,
ампер - единица электрического тока, ватт - единица электрической мощности
(вольт*ампер). Децибел - это логарифмическая единица, представляющая
собой отношение энергии двух сигналов.
Сигналы ослабляются в пути, уменьшается их амплитуда. При передаче
сигналов на большие расстояния, сигналы нужно периодически усиливать,
чтобы компенсировать их ослабление. Ослабление и усиление часто выражаются
в децибелах (дб). Аналоговые усилители усиливают аналоговые сигналы на линии,
включая помехи, которые накапливаются на линии при передаче сигнала. Чем
длиннее путь сигнала, тем больше накапливается помех.
[1]Частота
[5]Колебательный характер периодического аналогового сигнала измеряется
частотой или количеством циклов в единицу времени. Высокий голос имеет
частоту выше, чем низкий голос. Частота измеряется в герцах (гц) или
циклах в секунду. Один цикл определяется как колебание сигнала от одной
вершины волны до следующей.
[КС 4-4]
[ Фаза периодических аналоговых сигналов ]
[к рис. на стр 4-5 (в поле рисунка) ]
[1]Фаза
[5]Два сигнала одной частоты могут отличаться по фазе. Это означает, что
второй сигнал посылается немного позже, чем первый. Разница фаз в 180
градусов означает сдвиг на пол-цикла (начинается спад вместо подьема).
На рисунке показано, что сигнал В сдвинут на 90 градусов по отношению к А,
сигнал С - на 270 градусов по отношению к А.
[КС 4-5]
[ Двоичные цифровые данные и сигналы ]
Данные
Сигнал Амплитуда
Время
[ к рис. на стр 4-6 (в поле рисунка) ]
[1]Цифровые сигналы
[5]И цифровые данные, и цифровые сигналы имеют два характерных свойства.
Во-первых, они могут принимать только ограниченное число дискретных значений,
часто только два. Во-вторых, сигнал из одного состояния в другое переходит
мгновенно.
Информация, которую несет цифровой сигнал, зависит от уровня сигнала в
течение какого-то времени. Поэтому, цифровые передающие и принимающие станции
должны иметь синхронизированные счетчики. С помощью этих счетчиков ведется
отсчет бодов, т.е. сколько раз в секунду меняется значение сигнала.
Различные таймерные схемы используются для синхронизации передающей и
приемной сторон. Цифровые сигналы часто включают синхросигналы. В отличие
от аналоговых сигналов цифровые сигналы могут быть переданы только по
проводам.
Достоинства:
- Цифровое оборудование обычно проще и дешевле,
- При использовании цифровых сигналов встречается меньше ошибок из-за
шумов и помех.
Недостаток:
- В отличие от аналоговых сигналов цифровые сигналы ослабляются в большей
степени на тех же расстояниях.
[КС 4-6]
[1]Данные и сигналы
[5]Важно понять, что и аналоговые, и цифровые сигналы могут передавать и
аналоговые, и цифровые данные. Примеры различных комбинаций данных и
сигналов, приведены ниже.
- Аналоговые сигналы переносят цифровые данные. Например, при тональном
режиме набора телефонного номера цифровые данные (номер) передаются с
помощью аналоговых сигналов. Модемы тоже посылают цифровые данные между ЭВМ,
используя аналоговые телефонные сигналы.
- Аналоговые сигналы передают аналоговые данные. Например, коммерческие
радиостанции транслируют голоса и музыку (аналоговые сигналы), используя
амплитудную модуляцию (АМ) или частотную модуляцию (FM).
- Цифровые сигналы передают цифровые данные. Например, связь между
двумя ЭВМ - это обмен цифровыми данными с использованием цифровых
сигналов.
- Цифровые сигналы передают аналоговые данные. Например, музыкальный
компакт-диск (CD) кодирует вводимый с микрофона звук в цифровые значения
амплитуд и частот. СD-плейер декодирует записанные цифровые значения и
воссоздает аналоговый сигнал (музыку).
[1]Итоги
[5]В этом разделе вводятся понятия аналоговых и цифровых данных. Аналоговые
данные непрерывны, а цифровые - дискретны. И аналоговые, и цифровые данные
могут быть представлены или аналоговыми, или цифровыми сигналами. Аналоговые
сигналы характеризуются частотой, амплитудой, фазой. Работа с цифровыми
сигналами обычно проще и дешевле, чем с аналоговыми сигналами, хотя цифровые
сигналы в большей степени ослабляются на расстоянии. В больших, сложных
сетях используются и аналоговые и цифровые данные и сигналы.
[КС 4-8]
[1]Упражнение 4
[5]Расставьте тип данных в следующих пунктах (А - аналоговые,
D - цифровые )
1.______ Счет очков в гольфе.
2.______ Путь мяча в игре в гольф.
3.______ Перечень хранящихся приборов.
4.______ Изменение количества бензина в автомобиле во времени.
5.______ Население города.
6.______ Длина змеи.
7.______ Сколько станций (FM) передают рок-н-рол?
8. Нарисуйте аналоговый и цифровой сигнал. Назовите их характеристики.
[КС 4-8]
[ Преобразование данных ]
[0]Раздел 5 [2]Преобразование данных
[1]Цели
[5]В коце данного раздела вы сможете:
1. Определять основные методы кодирования и их ключевые характеристики для
аналоговых и цифровых сигналов.
2. Определять общие коды представления сообщений и причины, по которым эти
коды используются при передаче сообщений.
[1]Введение
[5]В отличие от людей, хорошо различающих такие символы, как "А" и "1", ЭВМ
способны оперировать лишь с нулями и единицами. Поэтому существует
необходимость преобразования символов в последовательности нулей и единиц
прежде, чем ЭВМ сможет обрабатывать информацию. Обьединение ЭВМ в сети
требует еще более глубоких преобразований. Единицы и нули необходимо
кодировать и декодировать в цифровые или аналоговые сигналы для передачи по
линиям связи. В данном разделе описывается как метод представления символов в
виде нулей и единиц, так и способы их кодирования и декодирования
с помощью цифровых и аналоговых сигналов.
[КС 5-1]
[Цифровые данные и Модулированные аналоговые несущие]
[ Двоичные данные ]
[ ASK ]
[ Амплитудная модуляция время ]
[ FSK ]
[ Частотная модуляция время ]
[ PSK ]
[ Фазовая модуляция время ]
[ к рис. на стр. 5-2 (в поле рисунка)]
[1]Кодирование цифровых данных аналоговыми сигналами
[5]Цифровые данные могут быть переданы с помощью аналоговых сигналов
(аналоговой несущей) посредством модулирования характеристик несущей:
амплитуды, частоты или фазы. Основные методы кодирования обсуждаются в
следующих трех разделах. Большое количество подсетей передачи данных
используют эти методы модуляции аналоговой несущей при работе с телефонными
системами. Наличие временных меток в сигналах позволяет довольно просто
осуществить синхронизацию счетчиков передачи/приема на обеих сторонах.
[1]Амплитудная модуляция (ASK-Amplitude-Shift Keying)
[5]Метод кодирования ASK заключается в модулировании амплитуды несущей двумя
и более уровнями. Например, двоичный 0 может быть представлен амплитудой,
равной одной единице измерения, а двоичная 1 - амплитудой, равной трем единицам
измерения.
Закодированные методом ASK данные в значительной степени подвержены
искажениям из-за возможной интерференции с другими сигналами, затухания и
усиления. Поэтому метод ASK не обеспечивает необходимой надежности при
передаче на большие расстояния.
[1]Частотная модуляция (FSK- Frequency-Shift Keying)
[5]Метод кодирования FSK заключается в модулировании частоты несущей двумя
и более значениями. Например, двоичный 0 может представляться одной частотой
(или группой частой), а двоичная 1 - другой частотой (или группой частот).
Закодированные методом FSM данные в сравнении с методом ASK менее подвержены
искажениям, однако этот метод не применяется при передаче данных в речевом
диапазоне на скоростях выше 1200 бит в секунду. В большинстве низкоскоростных
модемов применяется метод FSK для преобразования цифровых данных в аналоговые
сигналы для передачи по телефонным линиям связи.
[1]Фазовая модуляция (PSK Phase-Shift Keying)
[5]Метод кодирования PSK заключается в сдвиге фазы несущей в определенные
периоды времени в соответствии с данными. Так, например, для передачи
двоичной единицы осуществляется сдвиг фазы несущей на 180 градусов, сдвиг
фазы на 0 градусов - для передачи двоичного 0.
Закодированные методом PSK данные высоко устойчивы к искажениям. Сигналы,
получаемые методом PSK, содержат временные отметки, которые могут быть
использованы для синхронизации счетчиков приема/передачи.
Широко применяются комбинированные методы кодирования. Например, возможна
комбинация методов PSK и ASK, при этом изменение фазы несущей сочетается с
соответствующим изменением ее амплитуды.
[КС 5-3]
[ Цифровое кодирование ]
[ Двоичные данные ]
[ Униполярное ]
[ Полярное ]
[ Биполярное ]
[ RZ ]
[ NRZ ]
[ Бифазное ]
[ Манчестер ]
[ Дифференциальный ]
[ Манчестер ]
[ к рис. на стр. 5-4 (в поле рисунка]
[1]Кодирование цифровых данных цифровыми сигналами
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42
