Под дуплексным режимом работы модема понимается возможность передавать и принимать информацию одновременно. Проблема для модема заключается не в способности канала передавать дуплексную информацию, т.к. обычный телефонный канал – дуплексный, а в возможности демодулятора модема распознать входной сигнал на фоне отраженного от аппаратуры АТС собственного выходного сигнала. При этом его мощность может быть не только сравнима, но в большинстве случаев значительно превосходить мощность принимаемого полезного сигнала (так как объединение и разделение передачи и приема производится с помощью дифсистем, которые невозможно идеально настроить на полное подавление сигнала передатчика местного модема). Поэтому, могут ли модемы передавать информацию одновременно в обе стороны определяется возможностями протокола физического уровня.
Соединение абонента передачи данных с телефонным каналом может осуществляться с помощью четырехпроводного окончания (главным образом с арендованными каналами) и/или двухпроводным окончанием (в основном с коммутируемыми каналами). При четырехпроводном окончании передача и прием осуществляются независимо друг от друга. В этом случае каждая пара используется для передачи информации только в одном направлении и проблемы разделения входного сигала и отраженного выходного не существует.
Передача данных по телефонным каналам с двухпроводным окончанием организуется с использованием одного из следующих методов:
поочередной передачи в каждом из направлений (полудуплексный режим);
частотного разделения направлений передачи (дуплексный режим: симметричный или ассимметричный – в зависимости от равенства или неравенства скоростей передачи в разных направлениях);
одновременной передачи в обоих направлениях с подавлением на приеме отраженного сигнала собственного передатчика (дуплексный режим с эхокомпенсацией).
Наиболее простым в реализации и наименее эффективным по использованию канала связи является метод поочередной передачи (полудуплексный), т.к. передача ведется только в одном направлении, и имеют место потери времени на смену направлений передачи. Ввиду отсутствия проблем с взаимным проникновением подканалов передачи, а также с эхо-отражением, полудуплексные протоколы в общем случае характеризуются большей помехоустойчивостью и возможностью использования всей ширины полосы пропускания канала. Этот метод применяется при малых скоростях передачи. Все протоколы, предназначенные для факсимильной связи – полудуплексные. С освоением более высоких скоростей появилась возможность организации на базе этого метода псевдодуплексной передачи (дуплексный режим оконечного оборудования данных при полудуплексной передаче в канале) – т.н. метод "ping-pong".
Модемные протоколы
Модемы можно классифицировать в соответствии с реализованными в них протоколами. Все протоколы, регламентирующие те или иные аспекты функционирования модемов могут быть отнесены к двум большим группам: международные и фирменные.
Протоколы международного уровня разрабатываются под эгидой ITU-T и принимаются им в качестве рекомендаций (ранее ITU-T назывался Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии – МККТ, международная аббревиатура CCITT). Все рекомендации ITU-T относительно модемов относятся к серии V. Фирменные протоколы разрабатываются отдельными компаниями – производителями модемов, с целью преуспеть в конкурентной борьбе. Часто фирменные протоколы становятся стандартными протоколами де-факто и принимаются частично либо полностью в качестве рекомендаций ITU-T, как это случилось с рядом протоколов фирмы Microcom. Наиболее активно разработкой новых протоколов и стандартов занимаются такие известные фирмы, как AT&T, Motorolla, U.S.Robotics, ZyXEL и другие.
С функциональной точки зрения модемные протоколы могут быть разделены на следующие группы:
Протоколы, регламентирующие соединение и алгоритмы взаимодействия модема и DTE (V.10, V.11, V.24, V.25, V.25bis, V.28);
Протоколы модуляции, определяющие основные характеристики модемовб предназначенных для коммутируемых и выделенных телефонных каналов. К ним относятся такие протоколы, как V.17, V.22, V.32, V.34, HST, ZyX и большое количество других;
Протоколы защиты от ошибок (V.41, V.42, MNP1-MNP4);
Протоколы зжатия передаваемых данных, такие как MNP5, MNP7, V.42bis;
Протоколы согласования параметров связи на этапе ее установления (HandShaking ), например V.8.
Приставки “bis” и “ter” в названиях протоколов обозначают, соответственно, вторую и третью модификацию существующих протоколов или протокол, связанный с исходным протоколом. При этом исходный протокол, как правило, остается поддерживаемым.
Некоторую ясность среди многообразия модемных протоколов может внести их условная классификация, приведенная на схеме.
Классификация каналов связи. Симплексный. Полудуплексный. Дуплексный.
В технических системах часто возникает задача связать две подсистемы или два узла для организации информационного обмена между ними. Полученную коммуникативную связь называют каналом связи.
Каналы связи можно разделить по типу передаваемого сигнала (электрический, оптический, радиосигнал и т.д.), по среде передачи данных (воздух, электрический проводник, оптоволокно и т.д.) и по многим другим характеристикам. В этой статье речь пойдёт о делении каналов связи по режимам и правилам приёма и передачи информации. По указанным признакам каналы связи делят на симплексные, полудуплексные и дуплексные.
Симплексная связь
Симплексный канал связи - это односторонний канал, данные по нему могут передаваться только в одном направлении. Первый узел способен отсылать сообщения, второй может только принимать их, но не может подтвердить получение или ответить. Типичным...
0 0
Соединения WiFi работает в полудуплексном режиме, а проводная часть локальной сети в полном дуплексе. Узнайте больше прочитав эту статью.
Дуплекс против симплекса
В сети термин «дуплекс» означает возможность для двух точек или устройств связываться друг с другом в оба направления, в отличие от «симплекса», который относится к однонаправленной коммуникации. В системе дуплексной связи, обе точки (устройства) могут передавать и получать информацию. Примерами дуплексных систем являются телефоны и рации.
С другой стороны, в симплекс системе одно устройство передает информацию, а другое получает. Пульт дистанционного управления является примером системы симплекс, где пульт дистанционного управления передает сигналы, но не получает их в ответ.
Полный и полудуплекс
Полная дуплексная связь между двумя компонентами означает, что оба могут...
0 0
Виды связи
Телекоммуникационные системы по видам связи, а так же режимам передачи и приема данных делятся на следующие виды связи:
Симплексная связь
Симплексная связь – это односторонняя связь между двумя абонентами, в которой направление осуществляется в одну сторону и по одному и тому же каналу связи. Т.е. при симплексной связи второй абонент, кому направленно сообщение или послание, не может ни ответить, ни подтвердить ничего, а только слушать.
Полудуплексная связь
Полудуплексная связь – это двусторонняя связь между двумя абонентами, в которой по одному и тому же каналу связи прием и передача данный осуществляется поочередно. Первый абонент посылает сообщение и должен освободить свой канал. Второй, получив сообщение, по этому же каналу отправляет (посылает) ответное сообщение. И так может продолжаться сколь угодно долго. В фильмах часто звучат подобные диалоги:
Первый, это айсберг – ПРИЕМ
- Айсберг, твое послание...
0 0
СИМПЛЕКСНАЯ СВЯЗЬ - двухсторонняя связь между 2 пунктами, при которой в каждом из них передача и прием сообщений ведутся поочередно … Большой Энциклопедический словарь
Симплексная связь - двухсторонняя связь, в которой передача и прием сообщений (сигналов) между двумя корреспондентами осуществляется по одному каналу связи поочередно. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь
симплексная связь - - [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN one way communication … Справочник технического переводчика
симплексная связь - двусторонняя связь между 2 пунктами, при которой в каждом из них передача и приём сообщений ведутся поочерёдно. * * * СИМПЛЕКСНАЯ СВЯЗЬ СИМПЛЕКСНАЯ СВЯЗЬ, двухсторонняя связь между 2 пунктами, при которой в каждом из них передача и прием… … Энциклопедический словарь
симплексная связь - 3.4 симплексная связь (simplex):...
0 0
симплексные каналы передачи данных характеризуются тем что
В разделе Наука, Техника, Языки на вопрос Чем отличается симплекс от дуплекса? заданный автором МАНЬЯК-ОСЕМЕНИТЕЛЬ.БОЙТЕСЬ!!! лучший ответ это все очень просто: симплекс - передача по каналу в момент времени возмодна тока в одну из сторон (один передает - другой принимает и пока первый не закончит передачу, 2й не сможет ему что нибудь отослать. даже сообщение о возникшей ошибке) дуплекс - канал можно одновременно использовать в каждом из направлений
Ответ от 2 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Чем отличается симплекс от дуплекса?
Ответ от Александр С[гуру]
односторонняя и двухсторонняя передача...
Ответ от Isok[гуру]
Передача сообщений в один конец, затем приём с другого конца. А при дуплексной связи - обмен сообщениями. как при телефонном разговоре.
Ответ от Ёвалился с Луны[гуру]
Одно - связь с одним абонентом, другое- сразу с несколькими (...
0 0
Симплексная связь (Simplex operation)
Схема связи позволяет передавать сигналы только в одном направлении, в одну сторону и по одному и тому же каналу связи, при этом прием сообщения производятся поочередно. Передатчик включается при передачи и выключается при приеме. Большинство УКВ радиостанции и радиостанций с однополосным сигналом (SSB - Single Side Band) работают в симплексном режиме.
Полудуплексная связь (Semi Duplex operation)
Полудуплексная радиосвязь представляет собой способ симплексной связи на одном конце линии и дуплексной на другой, осуществляется с помощью двух частот. Радиопередатчик включается при передачи и выключается во время приема. Сигнал принимается на одной частоте, а передается на другой.
Дуплексная связь (Duplex operation)
Дуплексная связь – это связь, которая осуществляется одновременно на двух частотах. На одной прием, на другой передача, как в обычном телефоне.
Оборудования для дуплексной связи более...
0 0
Лекция 4. Методы сетевой коммуникации.
Методы сетевой коммуникации
Как упоминалось раньше, существует много способов физического создания и пе редачи сигнала электрические импульсы могут проходить по медному проводу, им пульсы света - по стеклянному или пластмассовому волокну, радиосигналы переда ются по воздуху, так же передаются и лазерные импульсы в инфракрасном, или ви димом диапазоне Преобразование единиц и нулей, представляющих данные в компьютере, в импульсы энергии называется кодированием (модуляцией).
Подобно классификации компьютерных сетей, сигналы можно классифицировать на основе их различных характеристик. Сигналы бывают следующие:
аналоговые и цифровые,
смодулированные и модулированные,
синхронные и асинхронные,
симплексные, полудуплексные, дуплексные и мультиплексные
Аналоговые и цифровые сигналы
В зависимости от формы электрического напряжения (которую можно увидеть на экране...
0 0
2.4. Режимы передачи данных
2.4.1. Направление потока сигналов
Симплекс
Симплексный канал является однонаправленным, позволяющим передавать данные " лишь в одном направлении, как показано на рис. 2.10. Традиционное радиовещание является примером симплексной передачи. Радиостанция передает широковещательную программу, но в ответ ничего не получает от вашего радиоприемника.
Рис. 2.10. Симплексная передача
Это ограничивает использование симплексного канала для передачи данных, поскольку для контроля процесса передачи, подтверждения данных и т. д. требуется постоянный поток данных в обоих направлениях.
Полудуплекс
Полудуплексная передача дает возможность предоставить симплексную связь в обои;, направлениях по, единственному каналу, как показано на рис. 2.11. Здесь передатчик кг станции А посылает данные приемнику на станции В. Когда требуется передаче з обратном направлении, имеет место процедура переключения линии. После этогс...
0 0
Перед тем, как приступить к обсуждению принципов организации систем связи, следует определиться с терминами, которые мы будем использовать при обозначении того или иного действия. К сожалению, в этой области не существует конкретных названий, однозначно характеризующих «методы», «способы» и «виды». Поэтому мы оставляем за читателем право выбора предпочтительного слова.
Примечание: Если не оговорено иное, то приведенные ниже соображения относятся к подвижной наземной связи, организуемой в диапазонах УКВ и ДЦВ (с некоторыми допущениями – «Low Band»).
Симплекс, дуплекс и нечто среднее
Симплекс
Для связи используется одна частота, как для приема, так и для передачи. Экономично, просто, понятно.
Радиосвязь осуществляется одновременно на двух частотах. На одной прием, на другой передача. На этом принципе работают телефонные системы. Неэкономично, сложно и, в подвижной связи, непонятно зачем.
Полудуплекс (двухчастотный...
0 0
10
Дуплекс (Duplex) Дуплексная связь - способ связи, при котором передача возможна в обоих направлениях канала электросвязи (ст. 1.126).
Реализующее дуплексный способ связи устройство может в любой момент времени и передавать, и принимать информацию. Пример дуплексной связи - разговор двух людей (корреспондентов) по городскому телефону: каждый из говорящих в один момент времени может и говорить, и слушать своего корреспондента.
Для обозначения конца передачи и перехода в режим приема корреспондент произносит слово «прием» (англ. «over»). Режим, когда передача данных может производиться одновременно с приёмом данных (иногда его также называют «полнодуплексным», для того чтобы яснее показать разницу с полудуплексным).
Например, если используется технология Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, то скорость может быть близка к 200 Мбит/с (100 Мбит/с - передача и 100 Мбит/с - приём). Полная скорость обмена информацией по каналу связи в данном режиме имеет...
0 0
11
Что такое дуплексная связь?
Дуплексный в переводе с латинского означает двойной. Дуплексная связь - двухсторонняя связь, позволяющая осуществлять передачу и прием сообщений одновременно, т. е. принимающий сообщение может, не дожидаясь окончания сообщения, обратиться к передающему абоненту за разъяснением или уточнением. Такая связь значительно повышает оперативность в обмене информацией, но достигается за счет усложнения средств связи. Для этого требуется дополнительный канал связи с трех- или четырехпроводной линией (кабелем) связи, либо с электронной аппаратурой. На рис. 2.3 приведены схемы дуплексной связи по трехпроводной (а) и четырехпроводной (б) линиям. Недостатком трехпроводной линии связи является то, что при обрыве общего провода связь между абонентами нарушается. Наглядный пример дуплексной связи по двухпроводной линии представляет собой обычная телефонная связь (см. рис. 2.3, в). Установленные у каждого абонента телефонные аппараты выполняют функцию разделения...
0 0
12
Ду плекс (лат. duplex - двухсторонний) - способ связи с использованием приёмопередающих устройств (модемов, сетевых карт, раций, телефонных аппаратов и др.). Реализующее дуплексный способ связи устройство может в любой момент времени и передавать, и принимать информацию. Передача и прием ведутся устройством одновременно по двум физически разделённым каналам связи (по отдельным проводникам, на двух различных частотах и др. за исключением разделения во времени - поочередной передачи). Пример дуплексной связи - разговор двух людей (корреспондентов) по городскому телефону: каждый из говорящих в один момент времени может и говорить, и слушать своего корреспондента. Дуплексный способ связи иногда называют полнодуплексным (от англ. full-duplex); это синонимы.
Помимо дуплексной, выделяют полудуплексную и симплексную связь.
Реализующее полудуплексный (англ. half-duplex) способ связи устройство в один момент времени может либо передавать, либо принимать информацию. Как правило,...
0 0
13
27.07.2011
Системы радиосвязи обычного типа. Конвенциональные системы связи.
Конвенциональные системы.
В переводе с английского Conventional radio обозначает - cистема радиосвязи обычного типа.
Система обычного типа - основной тип радио-коммуникационных систем. Как следует из названия, под обычным типом понимается «традиционные» методы использования частот. Обычные рации работают на фиксированной частоте канала, и каждая группа устанавливает свою фиксированную частоту или несколько частот.Что касается раций с несколькими каналами, то они работают одновременно только на одном канале. Пользователь выбирает надлежащий канал, как правило, используя селектор каналов или кнопки на панели управления рацией.
В многоканальной системе каналы используются для различных целей. Канал может быть зарезервированн для специального использования или использования в определенном географическом регионе. В системе с большим количеством каналов один...
0 0
Лекция 4. Методы сетевой коммуникации.
Методы сетевой коммуникации
Сигналы
Как упоминалось раньше, существует много способов физического создания и передачи сигнала электрические импульсы могут проходить по медному проводу, импульсы света - по стеклянному или пластмассовому волокну, радиосигналы передаются по воздуху, так же передаются и лазерные импульсы в инфракрасном, или видимом диапазоне Преобразование единиц и нулей, представляющих данные в компьютере, в импульсы энергии называется кодированием (модуляцией).
Подобно классификации компьютерных сетей, сигналы можно классифицировать на основе их различных характеристик. Сигналы бывают следующие:
аналоговые и цифровые,
смодулированные и модулированные,
синхронные и асинхронные,
симплексные, полудуплексные, дуплексные и мультиплексные
Аналоговые и цифровые сигналы
В зависимости от формы электрического напряжения (которую можно увидеть на экране осциллографа), сигналы делятся на аналоговые и цифровые Скорее всего, вы Уже знакомы с этими терминами, так как они довольно часто встречаются в документации различного электронного оборудования, например магнитофонов, телевизоров, телефонов и т.д.
В некотором смысле аналоговое оборудование представляет уходящую эпоху электронной техники, а цифровое - новейшую, приходящую ей на смену. Однако следует помнить, что один тип сигналов не может быть лучше другого. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, а также свои области применения. Хотя цифровые сигналы используются все более широко, они никогда не вытеснят аналоговых.
Параметры аналоговых сигналов
Аналоговые сигналы плавно и непрерывно изменяются во времени, поэтому их можно графически представить в виде плавной кривой (рис. 4.1).
В природе подавляющее большинство процессов принципиально аналоговые. Например, звук - это изменение давления воздуха, которое с помощью микрофона можно преобразовать в электрическое напряжение. Подавая это напряжение на вход осциллографа, можно увидеть график, аналогичный приведенному на рис. 4.1, т.е. можно проследить, как изменяется давление воздуха во времени.
Чтобы нагляднее представить себе аналоговую информацию, вспомните традиционный спидометр в автомобиле. Когда скорость автомобиля увеличивается, стрелка плавно проходит по шкале от одного числа к другому. Еще один пример - настройка на станцию в радиоприемнике: при повороте ручки принимаемая частота плавно изменяется.
Большинство аналоговых сигналов имеют циклический, или периодический характер, например радиоволны, представляющие собой колебания электромагнитного поля с высокой частотой. Такие циклические аналоговые сигналы принято характеризовать тремя параметрами.
Амплитуда. Максимальное или минимальное значение сигнала, т.е. высота волны.
Частота. Количество циклических изменений сигнала в секунду. Частота измеряется в герцах (Гц); 1 Гц - это один цикл в секунду.
Фаза. Положение волны относительно другой волны или относительно некоторого момента времени, служащего началом отсчета. Фазу принято измерять в градусах, причем считается, что полный цикл равен 360 градусам.
Параметры цифровых сигналов
Другое название цифровых сигналов - дискретные Довольно часто встречается термин дискретные состояния Цифровые сигналы изменяются от одного дискретного состояния к другому почти мгновенно, не останавливаясь в промежуточных состояниях (рис. 4.2).
Примером цифрового сигнала могут служить показания новейшего цифрового спидометра в автомобиле (сравните с примером аналогового спидометра в предыдущем разделе). Когда скорость автомобиля увеличивается, цифры, показывающие значение скорости в километрах в час, переключаются скачками, причем величина сигнала принципиально дискретна: например, между дискретными состояниями "125 км/ч" и "126 км/ч" нет промежуточных значений. Другой пример цифровой информации - новейший радиоприемник, в котором для настройки на определенную станцию пользователь вводит точное число, равное частоте радиостанции.
Сравнение аналоговых и цифровых сигналов
Компьютеры являются цифровыми машинами. Обрабатываемая ими информация представлена нулями и единицами. Двоичная цифра равна или 0, или 1, причем между ними или за их пределами нет ничего. Благодаря такой четкой определенности цифровые сигналы очень удобны для представления и передачи компьютерных данных, поэтому они используются в подавляющем большинстве сетей.
Благодаря простоте технологии цифровые сигналы имеют ряд преимуществ:
Цифровое оборудование в общем случае дешевле аналогового.
Цифровые сигналы менее чувствительны к помехам.
Тем не менее и аналоговые сигналы имеют некоторые преимущества:
Их легко мультиплексировать, т.е. передавать большое количество сигналов по одному каналу.
Они меньше подвержены затуханию (ослаблению сигнала с увеличением расстояния), поэтому при той же мощности передающего устройства их можно передавать на большее расстояние.
В общем случае полезными являются как аналоговые, так и цифровые сигналы. Однако в компьютерных сетях цифровые сигналы позволяют достичь большего уровня безопасности, пропускной способности и надежности. Кроме того, цифровые линии значительно меньше подвержены ошибкам, чем аналоговые.
Локальные сети практически всегда основаны на передаче цифровых сигналов по кабелю. Аналоговые сигналы используются в некоторых глобальных сетях.
Модулированные и немодулированные сигналы
Важной характеристикой метода передачи является пропускная способность канала, непосредственно связанная с модулированием сигнала. Цифровой сигнал называется немодулированнымесли переходы из одного дискретного состояния в другое представляют собой скачки напряжения в кабеле или другом носителе. В то же время в модулированном сигнале переход между дискретными состояниями - это изменение амплитуды так называемого несущего сигнала, представляющего собой высокочастотные колебания напряжения.
Немодулированный сигнал занимает весь канал связи. Кроме него, по каналу связи нельзя передать больше ничего. Примером немодулированных сигналов являются сигналы в кабеле Ethernet.
Если используется модулирование, то по одному каналу можно передать несколько цифровых сигналов на разных несущих частотах. Кроме того, на разных несущих частотах можно передавать не только цифровые, но и аналоговые сигналы. Примером может служить система кабельного телевидения, в которой один кабель обслуживает десятки телевизионных каналов, по каждому из которых идут разные передачи.
Немодулированные сигналы
Немодулированные сигналы довольно просты: по кабелю в один момент времени передается только один сигнал. Немодулированным чаще всего является цифровой сигнал, хотя может быть и аналоговый.
В компьютерной и коммуникационной технике применяются главным образом немодулированные цифровые сигналы. Например, компьютер обменивается смодулированными цифровыми сигналами с мониторами, принтерами, клавиатурой и т.д. Примером применения модулированных цифровых сигналов является система ISDN (Integrated Services Digital Network), в которой многие сигналы передаются на разделенных каналах по одному кабелю. Немодулированные сигналы могут передаваться в двух направлениях, т.е. на каждом конце кабеля можно установить как передатчик, так и приемник, работающие одновременно.
Модулированные сигналы
С помощью модулированных сигналов можно организовать несколько каналов связи по одному кабелю, при этом каждый канал связи может работать на своей несущей частоте, не мешая другим каналам.
Модулированные сигналы являются однонаправленными. Это значит, что сигнал передается только в одном направлении: на одном конце кабеля установлен передатчик, а на другом - приемник. Однако на одном кабеле могут одновременно работать несколько каналов в разных направлениях.
Кроме кабельного телевидения, модулированные сигналы используются в системе DSL (Digital Subscriber Line), в которой данные и голос передаются одновременно по одной и той же линии, возможно через спутник или посредством радиоволн.
Для размещения на одной линии нескольких каналов связи используются методы мультиплексирования.
Мультиплексирование
Мультиплексированием называется одновременная передача многих сигналов по одной линии. На принимающей стороне мультиплексированные сигналы восстанавливаются, т.е. отделяются друг от друга. Вернемся к примеру с кабельным телевидением. В телевизор встроено устройство декодирования сигналов, которое выделяет один канал и отбрасывает остальные. Благодаря этому зритель может выбрать желаемую программу.
Во многих литературных источниках о методах мультиплексирования говорится только применительно к аналоговым сигналам, однако мультиплексировать можно и цифровые сигналы. Применяются следующие основные методы мультиплексирования:
частотное разделение каналов (Frequency Division Method - FDM);
временное разделение каналов (Time Division Method - TDM);
по длине волны высокой плотности (Dense Wavelength Division Multiplexing - DWDM).
Частотное разделение каналов
При частотном разделении каналов, занимающих одну и ту же линию, каждый канал работает на своей частоте (рис. 4.3). Обычно этим методом мультиплексируются аналоговые сигналы. Чтобы при частотном разделении каналов была возможна двусторонняя коммуникация, необходимо установить на каждой стороне как мультиплексор, так и демультиплексор.
Временное разделение каналов
Обычно этот метод используется для мультиплексирования цифровых сигналов. При временном разделении каждому каналу выделяются свои промежутки времени. На принимающем конце сигналы разных каналов отделяются демульти- плексором (рис. 4.4).
Мультиплексирование по длине волны высокой плотности
Этот метод мультиплексирования используется при передаче сигналов по волоконно-оптическим кабелям. Сигналы каждого канала передаются световым лучом со своей длиной волны. Физически этот метод совпадает с частотным разделением каналов, так как длина волны светового луча однозначно связана с его частотой. Однако отличия аппаратных реализаций этих методов настолько велики, что они все же рассматриваются как отдельные методы Как показано на рис. 4.5, по одному оптическому волокну могут одновременно передаваться различные данные, причем разными методами (например, SONET и ATM).
Асинхронная и синхронная передача
Данные, заложенные в цифровом сигнале, фактически представлены изменениями дискретных состояний сигнала. Можно восстановить наши исходные нули и единицы, измеряя напряжение вольтметром в определенные моменты времени. Однако нужно точно знать, в какие именно моменты времени следует выполнять измерения. Синхронизация, т.е. согласование по времени, в коммуникационных технологиях не менее важна, чем во всех других областях нашей жизни.
В сетевых технологиях такое согласование по времени называется битовой синхронизацией. Электронные устройства синхронизируют отдельные биты с помощью асинхронного или синхронного методов.
Асинхронная передача
В этом методе для синхронизации используется стартовый бит, расположенный в начале каждого сообщения. Когда стартовый бит попадает в принимающее устройство, оно в этот момент синхронизирует свои внутренние часы с часами передающего устройства.
Синхронная передача
При синхронной передаче внутренние часы передающего и принимающего устройств координируются встроенными механизмами. Например, информация о времени может быть встроена в сигналы данных. Такой метод называется синхронизацией с гарантированным изменением состояний. Среди синхронных методов это наиболее распространенный.
Другой синхронный метод - синхронизация с помощью отдельного временного сигнала, в котором информация о времени передается между передатчиком и приемником по отдельному каналу. Еще один синхронный метод - стробирование. В этом случае синхронизация выполняется с помощью специальных строб-импульсов.
Симплексный, полудуплексный и дуплексный методы передачи
Каналы, по которым передаются сигналы данных, могут работать в одном из трех режимов: симплексном, полудуплексном и дуплексном. Отличаются эти методы направлениями, в которых передаются сигналы
Симплексная передача
Как видно из названия, это самый простой метод передачи. Иногда его называют однонаправленным, потому что сигналы проходят только в одном направлении, как автомобили по улице с односторонним движением (рис. 4.6).
Примером симплексной коммуникации может служить телевидение. Данные (телевизионные программы) передаются на телевизор. От телевизора обратно в студию или в кабельную компанию никакие сигналы не передаются. Поэтому в состав телевизора входит только приемник сигналов, но не передатчик.
В настоящее время все большее распространение получают системы интерактивного телевидения, позволяющие передавать сигналы не только из студии к телевизору, но и в обратном направлении. Однако кабельное оборудование большинства компаний по-прежнему поддерживает только симплексную передачу. Это создало серьезную проблему при появлении сети Internet. Существующая кабельная система оказалась способной передавать данные только в одном направлении, к пользователю.
Этот недостаток делает невозможным, например, доступ пользователя к Web-страницам, потому что броузер пользователя должен передать на Web-узел свой запрос. Кабельные компании предлагают два способа решения этой проблемы:
передавать запросы пользователей (которые всегда намного короче, чем Web- страницы) по телефонным линиям, а Web-страницы - по телевизионным кабелям;
установить новое кабельное оборудование с двусторонней передачей.
Большинство компаний использовали первый способ как временную альтернативу второго, более совершенного. Если оставить кабельную систему передачи симплексной, то пользователю придется нести расходы только на покупку кабельного и телефонного модемов (с пропускной способностью последнего не более 56 Кбит/с.) При этом ресурсы высокоскоростного кабельного канала будут использоваться полностью.
Многие кабельные компании сразу модернизируют свое оборудование для поддержки двусторонней коммуникации, в то время как другие все еще предоставляют только одностороннюю передачу данных Internet по телевизионному кабелю. В этих районах клиенты вынуждены использовать как кабельные, так и аналоговые модемы, подключенные к телефонной линии.
Полудуплексная передача
По сравнению с симплексной преимущества полудуплексной передачи очевидны: сигналы могут передаваться в обоих направлениях. Однако, к сожалению, эта дорога недостаточно широка, чтобы сигналы проходили в обоих направлениях одновременно. В полудуплексном методе в каждый момент времени сигналы передаются только в одном направлении (рис. 4.7).
Полудуплексный метод используется во многих системах радиосвязи, например, в устройствах связи в полицейских автомобилях. В этих системах при нажатой кнопке микрофона можно говорить, но услышать что-либо нельзя. Если пользователи нажмут кнопки микрофонов в обоих концах одновременно, то ни один из них ничего не услышит.
Дуплексная передача
Работа дуплексной системы коммуникации похожа на улицу с двусторонним движением: автомобили могут двигаться в обоих направлениях одновременно (рис. 4.8).
Примером дуплексной коммуникации является обычный телефонный разговор. Оба абонента могут говорить одновременно, при этом каждый из них слышит, что говорит другой на другом конце линии (правда, при этом не всегда можно разобрать, что было сказано).
Проблемы, возникающие при передаче сигналов
Сигналы, с помощью которых сообщаются компьютеры, подвержены различным помехам и ограничениям. Разные типы кабелей и методы передачи обладают разной чувствительностью к помехам.
Электромагнитные помехи
Электромагнитные помехи представляют собой вторжение постороннего электромагнитного сигнала, нарушающего форму полезного сигнала. Когда в полезный сигнал добавляются внешние помехи, принимающий компьютер не может правильно интерпретировать сигнал.
Представьте себе, что вы проезжаете в автомобиле рядом с мощной промышленной установкой и слушаете в это время радио. Чистый и разборчивый сигнал вдруг покрывается шумом и треском. Это происходит потому, что к сигналу радиостанции Добавляются сильные сигналы, создаваемые установкой, которая расположена ближе, чем радиостанция. Поэтому электромагнитные помехи иногда называют шумами
Довольно часто помехи поступают из неизвестного источника. Существует множество Устройств, в которых электрические сигналы не выполняют информационные функции, а являются побочным продуктом различных производственных процессов. Создаваемые ими помехи могут распространяться на расстояние вплоть до нескольких километров.
Электромагнитные помехи порождают проблемы не только в компьютерных коммуникационных технологиях. В городах есть много устройств, передающих и принимающих электромагнитные сигналы: мобильные телефоны, средства радиосвязи, телевизионные передатчики и приемники. Электромагнитные помехи могут стать причиной многих неприятностей, таких как плохое телевизионное изображение, крушение самолета вследствие нарушения связи с диспетчером, смерть пациента из-за нарушения работы медицинского оборудования и т.д. Существуют также долговременные побочные эффекты электромагнитного излучения, например рак или лейкемия могут быть вызваны длительным пребыванием человека рядом с мощным источником электромагнитных полей.
В коммуникационных технологиях особенно чувствительны к электромагнитным помехам неэкранированные медные провода. Металлическая внешняя оболочка коаксиальных кабелей в значительной степени защищает их от помех. Эту же функцию выполняет металлическая оболочка экранированной витой пары. Неэкранированная витая пара довольно сильно подвержена помехам. Совершенно нечувствительны к электромагнитным помехам волоконно-оптические кабели, потому что в них сигналами служат не электрические импульсы, а луч света. Поэтому в условиях сильных электромагнитных помех лучше всего работают волоконно-оптические каналы связи.
Радиочастотные помехи
Радиочастотные помехи представляют собой сигналы радиопередатчиков и других устройств, генерирующих сигналы на радиочастотах. К ним относятся также процессоры и дисплеи компьютеров. Радиочастотным считается электромагнитное излучение на частотах от 10 КГц до 100 ГГц. Излучение на частотах от 2 до 10 ГГц называется также микроволновым.
Влияние радиочастотных помех устраняется с помощью помехозащитных фильтров, применяемых в различных типах сетей.
Перекрестные помехи
К этому типу помех относятся сигналы проводов, расположенных на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга. Протекающий по проводу электрический ток создает электромагнитное поле, которое генерирует сигналы в другом проводе, расположенном рядом. Довольно часто, разговаривая по телефону, можно услышать приглушенные разговоры других людей. Причиной этого являются перекрестные помехи.
Перекрестные помехи значительно уменьшаются, если скрутить два провода, как это сделано в витой паре. Чем больше витков приходится на единицу длины, тем меньше влияние помех. Применение волоконно-оптического кабеля полностью устраняет эту проблему. Внутри одной оболочки можно расположить сколько угодно оптических волокон, и они не будут мешать друг другу, потому что сигналами в них служат не электрические импульсы, а световые лучи.
Затухание сигналов
Проходя по кабелю, электрические сигналы становятся все слабее. Чем больше расстояние до источника, тем слабее сигнал. Это нетрудно представить себе, вообразив, будто вы пытаетесь что-то сказать человеку, находящемуся на некотором расстоянии от вас. Если до него 5 метров, то он услышит ваш голос (сигнал) четко и громко, однако если до него 50 метров, то он с трудом поймет, о чем вы ему кричите. Такое ослабление сигнала с расстоянием называется затуханием сигнала
Затухание является причиной того, что в спецификациях различных сетевых архитектур указывается ограничение на длину кабеля. Если это ограничение соблюдается, то эффект затухания не повлияет на нормальную работу канала связи.
При увеличении частоты затухание увеличивается, потому что, чем выше частота сигнала, тем интенсивнее рассеивание его электромагнитной энергии в окружающее пространство. При увеличении частоты сам провод превращается из носителя сигнала в антенну, рассеивающую его энергию в пространство.
Сигналы в волоконно-оптическом кабеле тоже подвержены затуханию. Две главные причины - поглощение светового луча примесями в стекле и рассеивание луча вследствие небольших изменений оптической плотности стекла, образовавшихся при его производстве. Однако волоконно-оптические кабели могут передавать сигнал на значительно большее расстояние, чем медные кабели, причем без уменьшения его мощности до недопустимого уровня.
Пропускная способность
Пропускная способность канала коммуникации обычно измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с). На пропускную способность влияет тир сигнала, тип среды и расстояние, на которое передается сигнал.
Понятия высокой и низкой пропускной способности весьма относительны. Например, пропускная способность Ethernet lOBaseT, равная 10 Мбит/с, кажется очень высокой по сравнению с пропускной способностью телефонного модема (50 Кбит/с), в то же время она кажется удручающе низкой по сравнению Gigabit Ethernet (1 Гбит/с) или с высокоскоростными соединениями глобальных сетей, такими как SONET и ATM.
Важным критерием при выборе типа кабеля и архитектуры сети является требующаяся (как сейчас, так и в будущем) пропускная способность.
Планирование роста сети
На этапе планирования сети необходимо помнить, что пропускная способность - это такой ресурс, которого всегда оказывается недостаточно. Покупка оборудования с более высокой пропускной способностью, чем необходимо сейчас, является хорошим вложением капитала: дополнительные затраты обязательно окупятся.
Компьютерные и коммуникационные технологии развиваются быстрыми темпами. В 1980-х годах типичные каналы глобальных сетей имели пропускную способность 10 Кбит/с, а локальных - 2,5 Мбит/с. Тогда никто даже не предполагал, что когда- нибудь понадобится передавать что-нибудь со скоростью, большей 100 Мбит/с Ведь еще не существовали такие технологии, как видеоконференции, передача голоса, или передача больших файлов, которые сейчас широко распространены
Проложить кабель с увеличенной пропускной способностью значительно легче и дешевле, чем потом заменять кабель новым Допустим, вы устанавливаете сеть 10BaseT, для кото- Рои достаточно кабеля категории 3 с пропускной способностью 10 Мбит/с. Купив кабель категории 3, а не категории 5, вы сэкономите несколько долларов. Однако через несколько лет, когда понадобится модернизировать сеть до 100 Мбит/с (а это случится почти наверняка), вам придется заменять все кабели. Это обойдется значительно дороже, чем если бы вы сразу купили и установили кабель категории 5.
Методы доступа к сети
Существует несколько различных методов доступа, соответствующих разным архитектурам и топологиям сети. Наибольшее распространение получили следующие методы:
передача маркера (эстафетный доступ);
приоритеты запросов.
Метод CSMA/CD
В настоящее время самый распространенный метод управления доступом в локальную сеть - это CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - множественный доступ с контролем носителя и обнаружением конфликтов). Распространенность метода CSMA/CD в значительной степени обусловлена тем, что он используется в наиболее распространенной в настоящее время архитектуре Ethernet.
Это весьма быстродействующий и эффективный метод предоставления доступа к кабелю Ethernet. Чтобы понять, как он работает, рассмотрим отдельно фрагменты его названия.
Контроль носителя. Когда компьютер собирается передать данные в сеть методом CSMA/CD, он должен сначала проверить, передает ли в это время по этому же кабелю свои данные другой компьютер. Другими словами, проверить состояние носителя: занят ли он передачей других данных.
Множественный доступ. Это означает, что несколько компьютеров могут начать передачу данных в сеть одновременно.
Обнаружение конфликтов. Это главная задача метода CSMA/CD. Когда компьютер готов передавать, он проверяет состояние носителя. Если кабель занят, компьютер не посылает сигналы. Если же компьютер не слышит в кабеле чужих сигналов, он начинает передавать. Однако может случиться, что кабель прослушивают два компьютера и, не обнаружив сигналов, начинают передавать оба одновременно. Такое явление называется конфликтом сигналов.
Когда в сетевом кабеле сигналы конфликтуют, пакеты данных разрушаются. Однако еше не все потеряно. В методе CSMA/CD компьютеры ждут на протяжении случайного п- риода временш посылают эти же сигналы повторно. Почему промежуток времени должен быть случайным? Если оба компьютера будут ждать некоторое фиксированное количество миллисекунд, то их времена ожидания могут совпасть и все повторится сначала. Компьютер, который первым повторяет передачу пакета (у которого случайный период времени оказался меньшим), как бы "выигрывает" доступ к сети в рулетку.
Вероятность конфликтов невелика, так как они происходят, только если совпадают начала пакетов, т.е. весьма короткие отрезки времени. Поскольку сигналы передаются с высокой скоростью (в Ethernet - 10 или 100 Мбит/с), производительность остается высокой.
Реализация метода CSMA/CD определяется спецификациями IEEE 802.3.
Метод CSMA/CA
Название метода расшифровывается как Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (множественный доступ с контролем носителя и предотвращением конфликтов).
CSMA/CA - более "недоверчивый" метод. Если компьютер не находит в кабеле других сигналов, он не делает вывод, что путь свободен и можно отправлять свои драгоценные данные. Вместо этого компьютер сначала посылает сигнал запроса на передачу - RTS (Request to Send). Этим он объявляет другим компьютерам, что намерен начать передачу данных. Если другой компьютер сделает то же самое в тот же момент времени, то произойдет конфликт сигналов, а не пакетов данных. Таким образом, пакеты данных никогда не смогут конфликтовать. Это называется предотвращением конфликтов.
На первый взгляд, метод с предотвращением конфликтов значительно совершеннее, чем с обнаружением. Однако его производительность ниже из-за того, что дополнительно к данным приходится посылать сигналы KTS, подавляющее большинство которых не нужны. Фактически количество поступающих на кабель сигналов почти удваивается.
Метод CSMA/CA используется в сетях AppleTalk.
Передача маркера
Существует ли метод доступа, работающий вообще без конфликтов сигналов? Такой метод существует: это метод с передачей маркера.
Метод с передачей маркера неконкурентный В нем два компьютера не могут начать передавать сигнал одновременно. Работа метода похожа на семинар, участник которого не может начать говорить, пока ему не предоставлено слово. Аналогично этому, компьютер в сети с передачей маркера не передает сигнал, пока маркер не перейдет к нему.
В технических системах часто возникает задача связать две подсистемы или два узла для организации информационного обмена между ними. Полученную коммуникативную связь называют каналом связи .
Каналы связи можно разделить по типу передаваемого сигнала (электрический, оптический, радиосигнал и т.д.), по среде передачи данных (воздух, электрический проводник, оптоволокно и т.д.) и по многим другим характеристикам. В этой статье речь пойдёт о делении каналов связи по режимам и правилам приёма и передачи информации. По указанным признакам каналы связи делят на симплексные, полудуплексные и дуплексные.
Симплексная связь
Симплексный канал связи — это односторонний канал, данные по нему могут передаваться только в одном направлении. Первый узел способен отсылать сообщения, второй может только принимать их, но не может подтвердить получение или ответить. Типичным примером каналов связи этого типа является речевое оповещение в школах, больницах и других учреждениях. Другой пример — радио и телевидение.
При симплексной передаче данных один узел связи имеет передатчик, а другой (другие) приёмник.
Полудуплексная связь
При полудуплексном типе связи оба абонента имеют возможность принимать и передавать сообщения. Каждый узел имеет в своём составе и приёмник, и передатчик, но одновременно они работать не могут. В каждый момент времени канал связи образуют передатчик одного узла и приёмник другого.
Типичным примером полудуплексного канала связи является рация. По рации обычно происходит приблизительно такой диалог:
— Белка, Белка! Я Мадагаскар! Приём!
— Мадагаскар, я Белка. Приём!
Слово «Приём» делегирует право на передачу сообщения. В этот момент узел, который был приёмником, становится передатчиком и наоборот. Конечно, направление обмена данными меняется не само по себе. Для этого на рации предусмотрена специальная кнопка. Человек, начинающий говорить, зажимает эту кнопку, включая свою рацию в режим передачи. После этого он произносит своё сообщение и кодовое слово «Приём», отпускает кнопку и возвращается в режим приёмника. Кодовое слово даёт другому абоненту понять, что сообщение закончено и он может переключиться в режим передачи для ответного сообщения. Слово «Приём» позволяет избежать коллизий, когда оба абонента начнут передавать одновременно и ни одно из сообщений не будет услышано собеседником.
Дуплексная связь
По дуплексному каналу данные могут передаваться в обе стороны одновременно. Каждый из узлов связи имеет приёмник и передатчик. После установления связи передатчик первого абонента соединяется с приёмником второго и наоборот.
Классическим примером дуплексного канала связи является телефонный разговор. Безусловно, одновременно говорить и слушать собеседника тяжело для человека, но такая возможность при телефонном разговоре имеется, и,согласитесь, разговаривать по дуплексному телефону гораздо удобнее, чем по полудуплексной рации. Электронные же устройства, в отличие от человека, без проблем могут одновременно передавать и принимать сообщения, благодаря своему быстродействию и внутренней архитектуре.
Симплексной радиосвязью принято называть одностороннюю радиоэлектронную связь между двумя людьми, в которой прием и отправка голосовых сообщений осуществляется с помощью одного радиоканала.
Другими словами, если используется симплексная радиосвязь, то второй пользователь сети, который должен получить отправленное сообщение, не сможет ничего предпринять кроме приема голосовых данных.
То есть, второй пользователь такой радиосети не сможет ни отправить ответное сообщение, ни дать подтверждение о приеме.
Дуплексная радиосвязь
Дуплексной радиосвязью называют двухстороннюю радиосвязь между несколькими участниками радиосети. То есть, к примеру, оба абонента радиосети могут одновременно и принимать, и отправлять голосовые сообщения, используя, при этом, один и тот же радиоканал связи.
Самый наглядный пример дуплексной радиосвязи - разговор по телефону (как стационарному, так и мобильному). Но, на практике, для передачи и приема применяются два разных радиоканала.
Всего одна радиолиния может прекрасно справиться с реализацией нескольких каналов связи. Такая система будет называться многоканальной.
Двухсторонняя радиосвязь
Такая связь предполагает возможность осуществления одновременной передачи и приема сообщений каждым приемопередатчиком.
Чтобы реализовать двухстороннюю связь, необходима как минимум пара оборудования для симплексной связи. То есть, каждая точка сети должна иметь и радиоприемное, и радиопередающее устройство.
Стоит отметить, что двухсторонняя связь может быть как симплексной, так и дуплексной. Разберемся с каждой вариацией подробнее:
- Дуплексная двухсторонняя связь . Передача и получения информации производится одновременно
- Симплексная двухсторонняя связь . Отправка и прием сообщений осуществляется каждой радиостанцией по очереди
А) - организация симплексной радиосвязи, В) - организация дуплексной радиосвязи
При симплексной радиосвязи приемопередатчики на обеих концах радиосети будут функционировать на одной и той же радиочастоте. При дуплексной - на двух разных частотах, одна для приема, другая - для передачи информации. Последнее реализовано для того, чтобы радиоприемник получал данные только от передатчика, находящегося на другом конце сети, а не принимал свои собственные сигналы.
В дуплексной радиосети во время приема или отправки голосовых сообщений каждый приемник и передатчик должны постоянно находиться во включенном состоянии. Точнее - в то время, когда осуществляется передача данных через радиолинию.
Если вы хотите глубже вникнуть в работу симплексных и дуплексных сетей, а также, радиоустройств, которые в них входят, звоните в нашу Компанию по номеру телефона, указанному выше.
