Классы трафика. Типы линий связи. Аппаратура передачи данных

Классы трафика. Компьютерные сети изначально ориентировались на совместный доступ пользователя к ресурсам сети. Трафик, создаваемый традиционными службами компьютерных сетей, имеет свои особенности и существенно отличается от трафика сообщений в телефонных и кабельных сетях. В 90-е гг. в компьютерных сетях появились мультимедийные данные, что повлекло за собой появление нового вида трафика – трафика мультимедийных данных. В свою очередь, появление мультимедийного трафика повлекло за собой проблему динамической передачи данного вида трафика.

Для динамической передачи мультимедийного трафика потребовались иные алгоритмы и протоколы и другое оборудование. Из локальных сетей мультимедийный трафик перекочевал в глобальные сети. Например, одной из основных особенностей трафика, образующегося при динамической передаче голоса или изображения, является наличие жестких требований к синхронности передаваемых сообщений.

В общем, трафик компьютерных данных характеризуется крайне неравномерной интенсивностью поступления сообщений при отсутствии жестких требований к синхронности доставки этих сообщений. В связи с этим основной сложностью, связанной с работой с мультимедийным трафиком, является совмещение традиционного компьютерного и мультимедийного трафика (передача только мультимедийного трафика компьютерной сетью является хоть и сложной, но вызывает гораздо меньше трудностей). В настоящее время существующие протоколы и оборудование КС относят мультимедийный трафик к факультативному, поэтому качество его обслуживания оставляет желать лучшего. В настоящее время только разрабатываются стандарты для совмещения этих двух видов трафика.

Типы линий связи. Линия связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина линия связи (line) является термин капал связи (channel).

Физическая среда передачи данных (medium) может представлять собой кабель, то есть набор проводов, изоляционных и защитных оболочек, соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются информационные сигналы. В современных телекоммуникационных системах информация передается с помощью электрического тока или напряжения, радиосигналов или световых сигналов. В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:

— проводные (воздушные);

— кабельные (медные и волоконно-оптические);

— радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии имеют достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. В компьютерных (и телекоммуникационных) сетях применяются три основных типа кабеля: кабели па основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели (первые два типа кабелей называют также медными кабелями).

Аппаратура передачи данных, или ЛПД (Data Circuit Terminating Equipment, DCE) в компьютерных сетях непосредственно присоединяет компьютеры или локальные сети пользователя к линии связи и является пограничным оборудованием. Примерами DCE являются модемы, терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства подключения к цифровым каналам. Обычно DCE работает на физическом уровне, отвечая за передачу информации в линию и прием из нее сигналов нужной формы и мощности.

Аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая непосредственно к аппаратуре передачи данных, носит обобщенное название оконечное оборудование данных, или ООД (Data Terminal Equipment, DTE). Примером DTE могут служить компьютеры, коммутаторы или маршрутизаторы. Эту аппаратуру не включают в состав линии связи.

Разделение оборудования на классы DCE и DTE в локальных сетях является условным. Например, адаптер локальной сети можно считать как DTE, так и DCE. В глобальной сети это разделение становится более четким, при этом устройство DCE обычно относят к глобальной сети, а устройство DCE — уже нет. Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Она решает две основные задачи:

- улучшение качества сигнала;

- создание постоянного составного канала связи между двумя абонентами сети.

В локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться, если протяженность физической среды позволяет одному сетевому адаптеру принимать сигналы непосредственно от другого сетевого адаптера без промежуточного усиления. В противном случае применяются устройства типа повторителей и концентраторов.

В глобальных сетях необходимо обеспечить качественную передачу сигналов на расстояния в сотни и тысячи километров. Поэтому без усилителей и регенераторов построить территориальную линию связи невозможно. В глобальной сети необходимы также мультиплексоры, демульти-плексоры и коммутаторы. Эта аппаратура решает вторую задачу, то есть создает между двумя абонентами сети непрерывный составной канал из отрезков физической среды — кабелей с усилителями. Наличие промежуточной коммутационной аппаратуры избавляет создателей глобальной сети от необходимости прокладывать отдельную кабельную линию для каждой пары соединяемых узлов сети. Промежуточная аппаратура канала связи прозрачна для пользователя. Промежуточная аппаратура образует первичную сеть.

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры все линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях промежуточная аппаратура предназначена для усиления аналоговых сигналов. Такие линии связи традиционно применялись в телефонных сетях. Для создания высокоскоростных каналов, которые мультиплексируют несколько низкоскоростных аналоговых абонентских каналов, при аналоговом подходе обычно используется техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM).

В цифровых линиях связи передаваемые сигналы имеют конечное число состояний. С помощью таких сигналов передаются как компьютерные данные, так и оцифрованные речь и изображение. В цифровых каналах связи используется специальная промежуточная аппаратура — регенераторы, которые улучшают форму импульсов и обеспечивает их ресинхронизацию, то есть восстанавливают период их следования.