ГПОУ ТО "ДКИТ"

Компоненты компьютерных сетей

КС, как было показано выше, представляет собой сложную систему соответствующим образом структурированную на структурно-физическом и функционально-логическом уровнях. Следовательно, ВС можно представить в виде совокупности базовых составляющих. В основе организации ВС лежит сеть передачи данных (СПД), так как для поддержки распределенной обработки необходимо обеспечивать обмен данными между удаленными ЭВМ. К базовым составляющим ВС, необходимым для ее построения, относятся:

Линия связи (рис. 15) состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы. Дополнительно для обеспечения передачи данных в линию связи вводят следующие компоненты: аппаратура передачи данных и промежуточная аппаратура. Синонимом термина «линия связи» (line) в технической литературе является термин «канал связи» (channel), хотя это разные понятия.

Состав линии связи

Рис. 15. Состав линии связи

Линия связи - средства, свойства которых обеспечивают распространение сигналов и которые непосредственно используются для соединения между собой АКД, концентраторов данных, коммутаторов и другой аппаратуры, осуществляющей передачу данных.

Канал передачи данных - средства двухстороннего обмена данными, представляющие собой совокупность АКД и линии передачи данных (ЛС).

Физическая среда передачи данных (medium) может представлять собой кабель, т. е. набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

Среда передачи данных - совокупность линий передачи данных и, возможно, коммутаторов, концентраторов, повторителей и другого оборудования, не относящегося к 00Д, организация структуры и функционирование которой обеспечивают физическую передачу данных между ООД.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются:

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких- либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.

Скрученная пара проводов называется витой парой. Витая пара существует в экранированном варианте (STP), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном (UTP), когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.

Коаксиальный кабель (coaxial) имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения - для локальных сетей, глобальных сетей, кабельного телевидения и т. п. Волоконно-оптический кабель состоит из тонких (5-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля - он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (КВ, СВ и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (Amplitude Modulation, AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), для которых характерна частотная модуляция (Frequency Modulation, FM), а также в диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ или microwaves). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли, и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.

В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества к стоимости, а также простотой монтажа. С помощью витой пары обычно подключают конечных абонентов сетей на расстояниях до 100 метров от концентратора. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя - например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети.

Следовательно, при проектировании и эксплуатации ВС важное место занимает выбор кабельной системы, так как от этого во многом зависят параметры качества обслуживания [3, 9, 10, 13, 22].