- •1 Роль комп’ютерних мереж в сучасному суспільстві 6
- •2 Основи побудови мереж 26
- •3 Протоколи та архітектура 49
- •1 Роль комп’ютерних мереж в сучасному суспільстві
- •1.1 Еволюція комп’ютерних мереж
- •Конвергенція мереж
- •1.3 Класифікація комп’ютерних мереж
- •1.4 Вимоги до комп’ютерних мереж
- •Надійність км – це інтегральний показник, до складу якого зокрема входять:
- •Контрольні питання
- •2 Основи побудови мереж
- •2.1 Топології комп’ютерних мереж
- •2.2 Комутація каналів і пакетів
- •Комутація пакетів
- •Переваги кп
- •Недоліки кп
- •Пропускна спроможність мереж з кп
- •2.3 Структуризація як засіб побудови великих мереж
- •Фізична структуризація мережі
- •Логічна структуризація мережі
- •Контрольні питання
- •2.5 Завдання
- •3 Протоколи та архітектури
- •3.1 Багаторівневий підхід. Протокол. Інтерфейс. Стек протоколів
- •3.3 Рівні моделі osi
- •Мережевозалежні та мережевонезалежні рівні
- •3.4 Поняття відкритої системи
- •3.5 Стандартні стеки комунікаційних протоколів
- •Стек osi
- •Контрольні питання
- •4 Основи передачі дискретних даних
- •4.1 Типи та апаратура ліній зв’язку
- •Апаратура ліній зв’язку
- •Характеристики ліній зв’язку
- •Пропускна спроможність лінії
- •Зв’язок між пропускною спроможністю лз та її смугою пропущення
- •Завадостійкість і вірогідність
- •10Log (Рвих/Рнав),
- •4.2 Стандарти кабелів
- •Кабелі на основі неекранованої скрученої пари
- •Кабелі на основі екранованої кручений пари
- •Волоконно-оптичні кабелі
- •Коаксіальні кабелі
- •4.3 Аналогова модуляція
- •Методи аналогової модуляції
- •Дискретна модуляція аналогових сигналів
- •4.4 Цифрове кодування
- •Вимоги до методів цифрового кодування
- •Потенційний код без повернення до нуля
- •Метод біполярного кодування з альтернативною інверсією
- •Потенційний код з інверсією при одиниці
- •Біполярний імпульсний код
- •Манчестерський код
- •Потенційний код 2в1q
- •4.5 Логічне кодування
- •Надлишкові коди
- •Скремблювання
- •4.6 Передача даних канального рівня
- •Асинхронна і синхронна передачі
- •Протоколи з гнучким форматом кадру
- •Передача з встановленням та без встановлення з’єднання
- •Виявлення і корекція помилок
- •Методи виявлення помилок
- •Методи відновлення спотворених і загублених кадрів
- •Компресія даних
- •4.8 Контрольні питання
- •4.9 Завдання
- •Потенційного коду 2в1q.
- •Словник часто вживаних термінів
- •Література
- •Навчальне видання
- •Навчальний посібник
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, внту
Зв’язок між пропускною спроможністю лз та її смугою пропущення
Чим вище частота несучого періодичного сигналу, тим більше інформації в одиницю часу передається по ЛЗ і тим вища пропускна спроможність ЛЗ при фіксованому способі фізичного кодування. Однак, з іншого боку, зі збільшенням частоти періодичного несучого сигналу збільшується і ширина спектру цього сигналу, тобто різниця між максимальною і мінімальною частотами того набору синусоїд, що у сумі дадуть обрану для фізичного кодування послідовність сигналів. ЛЗ передає цей спектр синусоїд з тими спотвореннями, що визначаються її смугою пропущення. Чим більше невідповідність між смугою пропущення лінії і шириною спектра інформаційних сигналів, які передаються, тим більше сигнали спотворюються і тим ймовірніші помилки в розпізнаванні інформації приймаючою стороною, а значить, швидкість передачі інформації насправді виявляється меншою, ніж можна було припустити.
Зв’язок між смугою пропущення лінії і її максимально можливою пропускною спроможністю, не залежить від прийнятого способу фізичного кодування, встановив Клод Шеннон [1]:
С = Flog2(1+Рс/Рш),
де С максимальна пропускна спроможність здатність лінії у біт/с; F ширина смуги пропущення лінії в герцах; Рс, Рш потужності сигналу та шуму відповідно.
З цього співвідношення видно, що хоча теоретичної межі пропускної здатності лінії з фіксованою смугою пропущення не існує, на практиці така межа існує. Дійсно, підвищити пропускну спроможність ЛЗ можна за рахунок збільшення потужності передавача або зменшення потужності шуму (завад) на ЛЗ. Обидві ці складові піддаються зміні з важкими зусиллями.
Близьким по суті до формули Шеннона є співвідношення, отримане Найквистом, яке визначає максимально можливу пропускну здатність ЛЗ, але без врахування шуму на лінії [1]:
С = 2Flog2М,
де М кількість станів інформаційного параметра, які можна розрізнити.
Якщо сигнал має два стани, то пропускна спроможність дорівнює подвійному значенню ширини смуги пропущення ЛЗ. Якщо ж передавач використовує більш ніж два стійкі стани сигналу для кодування даних, то пропускна спроможність ЛЗ підвищується, оскільки за один такт роботи передавач передає декілька біт вихідних даних, наприклад два біти при наявності чотирьох станів сигналу, що можна відрізнити (рис. 4.1б).
|
Рисунок 4.1 Підвищення швидкості передачі за рахунок додаткових станів сигналу |
Хоча формула Найквиста явно не враховує наявність шуму, побічно його вплив відбивається у виборі кількості станів інформаційного сигналу. Для підвищення пропускної здатності каналу слід було б збільшити цю кількість до значних величин, але практично це неможливо через шум на ЛЗ. Оскільки, якщо амплітуда шуму буде перевищувати різницю між сусідніми рівнями, то приймач не зможе стійко розпізнавати дані, що передаються.
Приведені співвідношення дають граничне значення пропускної здатності лінії, а ступінь наближення до цієї межі залежить від конкретних методів фізичного кодування.
Завадостійкість і вірогідність
Завадостійкість ЛЗ визначає її здатність зменшувати рівень завад, які створюються у зовнішньому середовищі та на внутрішніх провідниках. Завадостійкість залежить від типу фізичного середовища, яке використовується, а також від екрануючих і засобів самої лінії. Найменш завадостійкими є радіолінії, високою завадостійкістю волоконно-оптичні кабелі вони малочутливі до зовнішнього електромагнітного випромінювання. Зазвичай для зменшення перешкод, що з’являються через зовнішні електромагнітні поля, провідники екранують і скручують [1, 4].
Перехресні наведення на ближньому кінці (Near End Cross Talk, NEXT) визначають завадостійкість кабелю до внутрішніх джерел перешкод, коли електромагнітне поле сигналу, переданого виходом передавача по одній парі провідників, наводить на іншу пару провідників сигнал завади. Якщо до другої пари буде підключений приймач, то він може прийняти наведену внутрішню заваду за корисний сигнал. Показник NEXT, виражений у децибелах, дорівнює