Режимы передачи данных
Для передачи цифровых данных по каналам связи используются специальные двоичные коды. Коды эти стандартизованы и определены рекомендациями ISO (International Organization for Standardization) — Международной организации по стандартизации (МОС) или CCITT (по-французски Comite Consultatie International Telegraphique et Telefonique) – Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ). Сейчас последняя организация имеет название ITU-T (International Telecommunication Union – Technical Standard Sector) – Международный Союз Электросвязи, Сектор Технических стандартов телекоммуникаций (МСЭ-Т). В узком смысле под термином кодирование понимают переход от одной формы представления информации к другой форме, в частности к двоичной форме. При таком способе кодирования любая информация представляется в виде последовательности двоичных символов (0 и 1). Устройство, выполняющее операцию кодирования, называют кодирующим или кодером. При двоичном кодировании букв, цифр, знаков (например, математических операций), так как набор этих символов намного больше двух, каждому символу соответствует некоторая последовательность двоичных цифр (бит), которую называют кодовой комбинацией или просто кодом. Например, русский алфавит из 32 букв можно закодировать последовательность из пяти двоичных цифр. Кодом часто называют и само правило, описывающее отображение одного набора знаков в другой набор знаков (например, двоичный). Объем алфавита (набора) символов, используемых при кодировании, называют основанием кода. Например, если набор символов двоичный, то такой код имеет основание 2 и называется двоичным. Таким кодом является азбука Морзе, 7-разрядный код ASCII и т.п. Число символов в кодовой комбинации называют длиной кода, значностью или разрядностью. Если значность всех кодовых комбинаций одинакова, то код называется равномерным. Код Морзе неравномерный, 7-разрядный код ASCII – равномерный. Обратную операцию перевода кодовых комбинаций в знаки исходного сообщения называют декодированием. Техническая ее реализация осуществляется декодирующим устройством или декодером. Совокупность кодирующего и декодирующего устройств образует подсистему, называемую кодеком. Наиболее распространенным двоичным кодом является код ASCII (American Standard Code for Information Interchange), принятый для кодирования информации практически во всем мире (отечественный аналог — код КОИ-7), однако есть и другие виды кодирования, например, одношаговые, помехоустойчивые коды и т.д., но об этом в другой теме. Чрезвычайно важным разделом кодирования (который называется физическим или сигнальным кодированием – signal encoding) является способ представления двоичных цифр (0 и 1) в виде электрических или оптических сигналов, распространяющихся по линиям связи. Существуют несколько способов сигнального кодирования двоичных цифр:
- потенциальный (potencial coding) способ, при котором единице соответствует один уровень напряжения, а нулю другой (рис. 2.1). Разность величин верхнего и нижнего уровня может быть различной.
Существуют большое количество разновидностей потенциального способа, например биполярное кодирование, при котором используют положительное, отрицательное и нулевое значение напряжения, На рис.2.2. приведена биполярная схема кодирования AMI (Alternate Mark Inversion), где все нулевые биты представляются значением 0 v, а единичные – чередующимися положительными и отрицательными значениями.;
- импульсный способ, когда для представления цифр используются импульсы различной или одной полярности
Эти способы используются для кодирования данных при передаче как внутри компьютера, так и при передаче в компьютерных сетях. Однако линии связи во втором случае существенно отличаются по своим электрическим характеристикам от тех, которые существуют внутри компьютера. Главное отличие внешних линий связи от внутренних состоит в их гораздо большей протяженности, а также в том, что они проходят вне экранированного корпуса по пространствам, зачастую подверженным воздействию сильных электромагнитных помех. Все это приводит к существенно большим искажениям прямоугольных импульсов (например, «заваливанию» фронтов), чем внутри компьютера. Поэтому при передаче данных внутри и вне компьютера не всегда можно использовать одни и те же скорости и способы кодирования. В частности потенциальное или импульсное кодирование применяется только на каналах высокого качества и на небольшие расстояния (до 1000 м), т.е. в ЛВС, а в случае, когда канал вносит сильные искажения в передаваемые сигналы, в вычислительных сетях применяют специфический способ сигнального кодирования (никогда не используемого внутри компьютера) – модуляцию с использованием гармонического (синусоидального) переносчика, той частоты, которую хорошо передает имеющаяся линия связи. Информация на выходе компьютера 
а) Информация на выходе компьютера 
б) Рис.2.1. Потенциальные способы сигнального кодирования а) – классический, б) — биполярный AMI Обычно модуляция используется в глобальных сетях при передаче данных через аналоговые телефонные линии, которые были разработаны для передачи голоса в аналоговой форме и поэтому не очень подходят для непосредственной передачи импульсов.
17. Состав и компоненты компьютерной сети. Режимы передачи данных.
Любая коммуникац. сеть должна включать след. осн. компоненты:
Сообщение представл. собой цифровые данные опред. формата, предназначенные для передачи.
Ср-ва передачи служат физич. передающая среда и спец. аппаратура, обеспеч. передачу сообщений.
В ЛВС в качестве передающей среде используются витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.
Чтобы обеспечить передачу инфы из ЭВМ в коммуникац .среду, необходимо согласовать сигналы внутр. интерфейса, ЭВМ с параметрами сигналов передаваемых по каналам связи. При этом должно быть выполнено как физич. согласование сигнала, так и кодовое.
Сетевой адаптр – спец. аппарат, ср-во для эффектив. взаимодействия персонал. компов сети.
Мультиплексор — уст-во сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.
Модем- уст-во, преобраз. цифр. сигналы компа в аналоговый телефон. сигнал и обратно,т .е. модем осущ. модуляцию и демодуляцию сигналов.
Для экономии ср-в на каналах связи коммутирует неск. внутр. каналов связи в один внешний, путем их частного разделения. Для этого исп-ся спец. уст-ва концентраторы.
Для увеличения протяженности сети исп-ся повторители. Они обеспеч. сохранение формы и амплитуды сигналов при передачи на большие расстояния.
Сущ. 3 режима передачи данных в комп. сети:
- передача данных в одном направлении — симплексный режим,
- попеременная передача инфы, когда источник и приемник мен-ся местами-полудуплексный режим,
- одновременная передача и прием сообщений — дуплексный режим.
18.Аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений в ЛВС
Сетью называют группу компьютеров, соединенных между собой при помощи специальной аппаратуры, обеспечивающей обмен данными между любыми компьютерами данной группы. Компьютеры могут соединяться друг с другом непосредственно либо через промежуточные узлы связи.
Компьютер, подключенный к сети называют рабочей станцией. Компьютер, предназначенный для управления сетью и концентрации данных называют сервером.
· возможность совместного использования дорогостоящих периферийных устройств (принтеры, сканеры, коммуникационные устройства);
· возможность организации и улучшения связи между людьми, использование общих данных;
· возможность объединения средств обслуживания обработки данных.
роцедуры обмена данными между рабочими станциями называют протоколами передачи данных. На самом низком уровне, который только может использовать программа, работающая в сети, испорльзуются протоколы передачи данных IPX/SPX и NETBIOS.
Протокол IPX (Internetwork Packet Exchange) является базовым в Novell Netware. Он определяет формат передаваемых по сети пакетов и интерфейс с сетевым программным обеспечением. На уровне протокола IPX рабочие станции могут обмениваться блоками данных (datagram), причем без подтверждения получения.
Протокол SPX (Sequenced Packet Exchange) предполагает, что перед началом обмена данными рабочие станции устанавливают между собой связь. На уровне протокола SPX гарантируется доставка передаваемых по сети пакетов. При необходимости выполняются повторные передачи пакетов информации. Протокол SPX выполнен на основе IPX и является протоколом более высокого уровня.
Протокол NETBIOS (Network Basic Input/Output System) предназначен для передачи данных между рабочими станциями. Он является протоколом еще более высокого уровня.
Иногда в локальных сетях можно встретить протокол TCP/IP. Этот протокол выполняется на базе операционной системы UNIX, а также используется для передачи информации между компьютерами глобальной вычислительной сети.
Для объединения компьютеров в локальную сеть необходимы сетевые адаптеры для подключения компьютера к кабелю, разъемы, сам кабель и, возможно, концентратор для объединения компьютеров при использовании топологии «звезда».
Сетевой адаптер вставляют в материнскую плату компьютера. Он имеет один или два разъема для подключения кабеля.
В качестве кабеля может использоваться коаксиальный кабель или витая пара, или волоконно-оптический кабель.
Если протяженность сети составляет сотни метров, может потребоваться специальное устройство – репитер, задача которого в простейшем случае сводится к усилению сигнала.
Аппаратура локальных сетей обеспечивает реальную связь между абонентами. Выбор аппаратуры имеет важнейшее значение на этапе проектирования сети, так как стоимость аппаратуры составляет наиболее существенную часть от стоимости сети в целом, а замена аппаратуры связана не только с дополнительными расходами, но зачастую и с трудоемкими работами. К аппаратуре локальных сетей относятся:
кабели для передачи информации;
разъемы для присоединения кабелей;
Сетевые адаптеры (они же контроллеры, карты, платы, интерфейсы, NIC -Network Interface Card) — это основная часть аппаратуры локальной сети, без которой сеть невозможна. Назначение сетевого адаптера — сопряжение компьютера (или другого абонента) с сетью, то есть обеспечение обмена информацией между компьютером и каналом связи в соответствии с принятыми правилами обмена. Именно они выполняют функции нижних уровней модели OSI. Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде платы, вставляемой в слоты расширения системной магистрали (шины) компьютера (чаще всего ISA или PCI). Плата сетевого адаптера обычно имеет также один или несколько внешних разъемов для подключения к ней кабеля сети .