Оборудование каналов передачи данных

Оборудование каналов передачи данных

1. Характеристики и типы каналов передачи данных

Применяемые в вычислительных сетях каналы передачи данных классифицируются по ряду признаков. Во-первых, по форме представления информации в виде электрических сигналов каналы подразделяют на цифровые и аналоговые. Во-вторых, по физической природе среды передачи данных различают каналы связи проводные (обычно медные), оптические (как правило, волоконно-оптические), беспроводные (инфракрасные и радиоканалы). В-третьих, по способу разделения среды между сообщениями выделяют упомянутые выше каналы с временным (TDM) и частотным (FDM) разделением.

Одной из основных характеристик канала является его пропускная способ­ность (скорость передачи информации, т. е. информационная скорость), определяемая полосой пропускания канала и способом кодирования данных в виде электрических сигналов.

Информационная скорость измеряется количеством битов информации, переданных в единицу времени. Наряду с информационной оперируют бобовой (модуляционной) скоростью, которая измеряется в бодах, т. е. числом изменений дискретного сигнала в единицу времени. Именно бодовая скорость определяется полосой пропускания линии. Если одно измене­ние значения дискретного сигнала соответствует нескольким битам, то информационная скорость превышает бодовую. Действительно, если на бодовом интервале (между соседними изменениями сигнала) передается N бит, то число градаций сигнала равно 2 N . Например, при числе градаций 16 и скорости 1200 бод одному боду соответствует 4 бит/с и информационная скорость составляет 4800 бит/с. С ростом длины линии связи увеличивается затухание сигнала и, следовательно, уменьшаются полоса пропускания и информационная скорость.

Максимально возможная информационная скорость Ксвязана с полосой пропускания Fканала связи формулой Хартли—Шеннона (предполагается, что одно изменение значения сигнала приходится на log2 k бит, где к—число возможных дискретных значений сигнала

так как V = Iog2k/t (здесь k

t — длительность переходных процессов, приблизительно равная ЗТВ, а TB=1/(2πF)

Проводные линии связи в вычислительных сетях представлены коаксиальными кабелями и витыми парами проводов.

Используются коаксиальные кабели: «толстый» диаметром 12,5 мм и «тонкий» диаметром 6,25 мм. «Толстый» кабель имеет меньшее затухание, лучшую помехозащищенность, что обеспечивает возможность работы на больших расстояниях, но он плохо гнется, что затрудняет прокладку соединений в помещениях, и дороже «тонкого».

Существуют экранированные (STP — Shielded Twist Pair) и неэкранированные (UTP — Unshielded Twist Pair) пары проводов. Экранированные пары сравнительно дороги, поэтому чаще используются неэкранированные пары, имеющие несколько категорий (типов). Обычный телефонный кабель — пара категории 1. Пара категории 2 может использоваться в сетях с пропускной способностью до 4 Мбит/с. Витые пары имеют категории, начиная с третьей. Для сетей Ethernet (точнее, для ее варианта 10Base-T) разработана пара категории 3, а для сетей Token Ring — пара категории 4. Более совершенными являются неэкранированные витые пары категорий 5 и 6.

Витые пары иногда называют сбалансированной линией в том смысле, что в двух проводах линии передаются одни и те же уровни сигнала (по отношению к «земле»), но разной полярности. При приеме воспринимается разность сигналов, называемая парафазным сигналом. Синфазные помехи при этом самокомпенсируются.

Оптические линии связи реализуются в виде ВОЛС, которые являются основой высокоскоростной передачи данных, особенно на большие расстояния. Каналы передачи данных в ЛВС представлены в основном проводными (медными) линиями, поскольку неэкранированные витые пары дешевле BOЛC и удобнее при прокладке кабельной сети. Но для реализации высокоскоростных магистральных каналов в корпоративных и территориальных сетях ВОЛС уже находится вне конкуренции.

Конструкция ВОЛС — кварцевый сердечник диаметром 10 мкм, покрытый отражающей оболочкой с внешним диаметром 125 . 200 мкм. Типичные характеристики ВОЛС: работа на волнах длиной 0,83 . 1,55 мкм; затухание 0,7 дБ/км; полоса частот—до 2 ГГц; ориентировочная цена 4. 5 долл. за 1 м. Пре­дельные расстояния D для передачи данных по ВОЛС (без ретрансляции) зависят от длины волны излучения X: при X = 850 нм имеем D = 5 км, а при "К = 1300 нм имеем D = 50 км, но аппаратурная реализация дороже.

К числу новых стандартов для высокоскоростных магистралей передачи данных относится стандарт цифровой синхронной иерархии SDH (Synchronous Digital Hierachy). В сетях SDH используют ВОЛС в качестве линий передачи данных. Стандарт устанавливает структуру фреймов, на которые разбивается поток передаваемых данных. Эта структура названа транспортным модулем.

Рассмотрим транспортный модуль STM-1. В нем фрейм состоит из девяти строк и 270 колонок, каждая позиция содержит 1 байт. В фрейме выделены три зоны. Первая зона содержит теги для разделения фреймов, для коммутации и управления потоком в промежуточных узлах (регенераторах оптических сигналов, устанавливаемых при больших длинах сегментов линии). Данные для управления в концевых узлах находятся во второй зоне. Третья зона содержит передаваемую информацию.

Информация конкретного сообщения может занимать ту или иную часть фрейма, называемую контейнером. Чем больше длина контейнера, тем выше информационная скорость. Предусмотрено несколько типов контейнеров со скоростями 1,5; 6; 45 и 140 Мбит/с (по американскому стандарту) или 2; 6; 34 и 140 Мбит/с (по европейскому). Общая скорость передачи для STM-1 равна 155,52 Мбит/с.

Кроме STM-1 стандартом предусмотрены также модули STM-0, STM-4 и STM-16 со скоростями 51, 622 и 2488 Мбит/с соответственно.

2. Радиоканалы

В беспроводных радиоканалах передача информации осуществляется с помощью радиоволн. В информационных сетях используются диапазоны от сотен мегагерц до десятков гигагерц.

Для организации канала передачи данных в диапазонах дециметровых волн (902 . 928 МГц и 2,4 . 2,5 ГГц) необходима регистрация в Госсвязьнадзоре. Работа в диапазоне 5,725 . 5,85 ГГц пока лицензирования не требует.

Обратим внимание на то, что чем выше рабочая частота, тем больше емкость (число каналов) системы связи, но тем меньше предельные расстояния, на которых возможна прямая передача между двумя пунктами без ретрансляторов. Первая из причин и порождает тенденцию к освоению новых более вы­сокочастотных диапазонов.

Радиоканалы используются в качестве альтернативы кабельным системам в локальных сетях и при объединении сетей отдельных подразделений и предприятий в корпоративные сети.

Радиоканалы являются необходимой составной частью также в спутниковых и радиорелейных системах связи, применяемых в территориальных сетях, в сотовых системах мобильной связи. Радиосвязь используют в корпоративных и локальных сетях, если затруднена прокладка других каналов связи. Во многих случаях построения корпоративных сетей применение радиоканалов оказывается более дешевым решением по сравнению с другими вариантами.

Радиоканал либо выполняет роль моста между подсетями (двухточечное соединение), либо является общей средой передачи данных в ЛВС по методу МДКН/ОК, либо служит соединением между центральным и терминальными узлами в сети с централизованным управлением, либо соединяет спутник с наземными станциями в спутниковом канале связи.

Радиомосты используют для объединения между собой кабельных сегментов и отдельных ЛВС в пределах прямой видимости и организации магистральных каналов в опорных сетях. Они выполняют ретрансляцию и фильтрацию пакетов. При этом имеет место двухточечное соединение с использованием направленных антенн, дальность в пределах прямой видимости (обычно до 15. 20 км с расположением антенн на крышах зданий). Мост имеет два адап­тера: один для формирования сигналов в радиоканале, другой — в кабельной подсети.

В случае использования радиоканала в качестве общей среды передачи данных в ЛВС сеть называют RadioEthernet, обычно ее применяют внутри зданий. В состав аппаратуры входят приемопередатчики и антенны. Связь осуществляется на частотах от одного до нескольких гигагерц. Расстояния между узлами несколько десятков метров.

В соответствии со стандартом ШЕЕ 802/11 возможны два способа передачи двоичной информации в ЛВС, их цель заключается в обеспечении защиты информации от нежелательного доступа.

Первый способ называют методом прямой последовательности (DSSS — Direct Sequence Spread Spectrum). В нем защита информации основана на избыточности — каждый бит данных представлен последовательностью из 11 элементов (чипов). Эта последовательность создается с помощью алгоритма, известного участникам связи, и поэтому ее можно дешифрировать при приеме. Сохранение высокой скорости обеспечивается расширением полосы пропускания (в DSSS по ШЕЕ 802/11в информационная скорость может доходить до 11 Мбит/с, полоса пропускания составляет 22 МГц в диапазоне частот 2,4 ГГц). Отметим, что избыточность повышает помехоустойчивость. Действительно, помехи обычно имеют более узкий спектр, чем 22 МГц, и могут исказить часть чипов, но высока вероятность того, что по остальным чипам значение бита будет восстановлено.

При этом не нужно стремиться к большим значениям отношения сигнал — помеха, сигнал становится шумоподобным, что, во-первых, обусловливает дополнительную защиту от перехвата и, во-вторых, не создает помех, мешающих работе другой радиоаппаратуры.

Второй способ — метод частотных скачков (FHSS — Frequency Hopping Spread Spectrum). Согласно этому методу полоса пропускания по ШЕЕ 802/11 делится на 79 поддиапазонов. Передатчик периодически (с шагом 20. 400 мс) переключается на новый поддиапазон, причем алгоритм изменения частот известен только участникам связи и может изменяться, что и затрудняет несанкционированный доступ к данным.

Вариант использования радиоканалов для связи центрального и периферийного узлов отличается тем, что центральный пункт имеет ненаправленную антенну, а в терминальных пунктах при этом применяются направленные антенны. Дальность связи составляет также десятки метров, а вне помещений — сотни метров.

Спутниковые каналы являются частью магистральных каналов передачи данных. В них спутники могут находиться на геостационарных (высота 36 тыс. км) или низких орбитах. В случае геостационарных орбит заметны задержки (около 500 мс) на прохождение сигналов к спутнику и обратно. Возможно покрытие поверхности всего земного шара с помощью четырех спутников. В низкоорбитальных системах обслуживание конкретного пользователя происходит попеременно разными спутниками. Чем ниже орбита, тем меньше площадь покрытия, и, следовательно, требуется или большее число наземных станций, или межспутниковая связь, что, естественно, приводит к утяжелению спутни­ка. Число спутников также значительно больше (обычно несколько десятков).

Читайте также:  Загрузить вайбер на ноутбук бесплатно русскую версию

В оборудование беспроводных каналов передачи данных входят сетевые адаптеры и радиомодемы, поставляемые вместе с комнатными антеннами и драйверами. Они различаются способами обработки сигналов, характеризуются частотой передачи, пропускной способностью, дальностью связи. Радио­модем подключают к цифровому ООД через стандартный интерфейс.

В вычислительных сетях САПР в основном используются цифровые каналы передачи данных. Однако применяют и аналоговые каналы, поскольку таковыми являются телефонные сети, которые можно использовать в качестве магистральных каналов или абонентских линий.

3. Аналоговые каналы

В телефонных каналах общего пользования полоса пропускания составляет 0,3 . 3,4 кГц (каналы с такой полосой пропускания называют каналами тональной частоты), что соответствует спектру человеческой речи.

Для передачи дискретной информации по каналам тональной частоты необходимы устройства преобразования сигналов, согласующие характеристики дискретных сигналов и аналоговых линий. Такое преобразование называют модуляцией при передаче и демодуляцией при приеме, и оно осуществляется с помощью специальных устройств — модемов.

Модуляция осуществляется с помощью воплощения сигнала, выражающего передаваемое сообщение, в некотором процессе, называемом переносчиком и

приспособленном к реализации в данной среде. Переносчик в системах связи

представляет собой электромагнитные колебания U некоторой частоты, называемой несущей частотой:

где Um — амплитуда; — частота; —фаза колебаний несущей.

Если сообщение переносится на амплитуду Um, то модуляцию называют амплитудной (AM), если на частоту — частотной (ЧМ) и если на фазу — фазовой (ФМ).

Для повышения информационной скорости применяют квадратурно-амплитудную модуляцию (QAM — Quadrature Amplitude Modulation, ее также называют квадратурно-импульсной), которая основана на передаче одним элементом модулированного сигнала n бит информации, где n= 4 . 8 (т. е. используются 16 . 256 дискретных значений амплитуды). Однако, чтобы правильно различать эти значения амплитуды, требуется малый уровень помех (отношение сигнал —помеха не менее 12 дБ при n=4). При меньших отношениях сигнал — помеха лучше применять фазовую модуляцию с четырьмя или восемью дискретными значениями фазы для представления 2 или 3 бит информации соответственно.

Современные высокоскоростные модемы построены в соответствии с протоколами V.32, V.34, V.90 или V.92. Например, в протоколе V.34 скорости составляют от 2,4 до 28,8 кбит/с с шагом 2,4 кбит/с. Протокол предусматривает адаптацию передачи под конкретную обстановку при изменении несущей в пределах 1600 . 2000 Гц, а также автоматическое предварительное согласование способов модуляции в вызывающем и вызывном модемах. В протоколе V34.bis скорости могут достигать 33,6 кбит/с. В последнее время стали выпускаться модемы на 56 кбит/с по технологиям, названным х2 и V.90-92.

4. Цифровые каналы

Для передачи аналоговых сигналов по цифровым каналам связи применяют импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ), или PCM (Pulse Code Modulation).

Этот вид модуляции сводится к измерению амплитуды аналогового сигнала в моменты времени, отстоящие друг от друга на dt, и к кодированию этих амплитуд цифровым кодом. Согласно теореме Котельникова, величину dt определяют следующим образом: для неискаженной передачи должно быть не менее двух отсчетов на период колебаний, соответствующий высшей оставляющей в частотном спектре сигнала. Требуемую пропускную способность определяют, исходя из условия обеспечения передачи голоса с частотным диапазоном до 4 кГц при кодировании восемью (или семью) битами. Отсюда получаем, что частота отсчетов (передачи байтов) равна 8 кГц, т. е. биты передаются с частотой 64 кГц (или 56 кГц при семибитовой кодировке).

В цифровых каналах для представления двоичной информации преимущественно используют самосинхронизирующийся манчестерский код. Примерманчестерского кода представлен на рис. 2.7. Самосинхронизация избавляет от необходимости иметь дополнительную линию связи для передачи синхронизирующих импульсов. Самосинхронизация обеспечивается благодаря формированию синхроимпульсов из перепадов, имеющихся в каждом такте манчестерского кода.

Различают несколько технологий связи, основанных на цифровых каналах.

В качестве магистральных каналов передачи данных в США и Японии применяют стандартную многоканальную систему Т1 (иначе DS-1). Она включает в себя 24 цифровых канала, называемых DS-0 (Digital Signal-0). В каждом канале применена ИКМ с частотой следования отсчетов 8 кГц и квантованием сигналов по 28 = 256 уровням, что обеспечивает скорость передачи 64 кбит/с на один канал или 1554 кбит/с на аппаратуру Т1. В Европе широко распространена аппаратура Е1 с 32 каналами по 64 кбит/с, т. е. с общей скоростью 2048 кбит/с. Применяются также каналы ТЗ (или DS-3), состоящие из 28 каналов Т1 (45 Мбит/с); Т4, объединяющие 6 каналов ТЗ, их аналоги ЕЗ и Е4 соответственно. Они находят преимущественное распространение в частных высокоскоростных сетях.

В канале Т1 использовано временное мультиплексирование (TDM). Все 24 канала передают в мультиплексор по одному байту, образуя 192-битный кадр с добавлением одного бита синхронизации. Суперкадр составляют 24 кадра. В нем имеются контрольный код и синхронизирующая комбинация.

Сборку информации из нескольких линий и ее размещение в магистрали Т1 осуществляет мультиплексор. Канал DS-0 (один слот) соответствует одной из входных линий, т. е. реализуется коммутация каналов.

Некоторые фультиплексоры позволяют маршрутизировать потоки данных, направляя их в другие мультиплексоры, связанные с другими каналами Т1, хотя собственно каналы Т1 называют некоммутируемыми.

При обычном мультиплексировании каждому соединению выделяется определенный слот (например, канал DS-0). Если же этот слот не используется из-за недогрузки канала по этому соединению, но по другим соединениям трафик значительный, то эффективность будет невысокой. Загружать свободные слоты или, другими словами, динамически перераспределять слоты можно, используя так называемые статистические мультиплексоры на основе микропроцессоров. В этом случае временно весь канал DS-1 или его часть отдается одному соединению с указанием адреса назначения.

В современных сетях важное значение имеет передача как данных, представляемых дискретными сигналами, так и аналоговой информации (например, голос и видеоизображения первоначально имеют аналоговую форму). Поэтому для многих применений современные сети должны быть сетями интегрального обслуживания. Наиболее перспективными сетями интегрального обслуживания являются сети с цифровыми каналами передачи данных, например сети ISDN (Integrated Service Digital Network).

Сети ISDN могут быть коммутируемыми и некоммутируемыми. Различают обычные ISDN со скоростями от 56 кбит/с до 1,54 Мбит/с и широкополосные ISDN (Broadband ISDN, или B-ISDN) со скоростями 155 . 2048 Мбит/с.

Применяют два варианта обычных сетей ISDN — базовый и специальный. В базовом варианте имеются два канала по 64 кбит/с (эти каналы называют 5-каналами) и один служебный канал с 16 кбит/с (D-канал). В специальном варианте — 23 канала В по 64 кбит/с и один или два служебных канала D по 16 кбит/с. Каналы В можно использовать для передачи как закодированной голосовой информации (коммутация каналов), так и пакетов. Служебные каналы используются для сигнализации — передачи команд, в частности для вызова соединения.

Очевидно, что для реализации технологий Т1, ТЗ, ISDN необходимо выбирать среду передачи данных с соответствующей полосой пропускания.

Схема ISDN показана на рис. 2.8. Здесь S-соединение представляет собой четырехпроводную витую пару. Если оконечное оборудование не имеет интерфейса ISDN, то его подключают к S-линии через специальный адаптер ТА. Устройство NT2 объединяет S-линии в одну Г-шину, которая имеет два провода от передатчика и два — к приемнику. Устройство NT1 реализует схему эхокомпенсации (рис. 2.9) и служит для интерфейса Г-шины с обычной телефонной двухпроводной абонентской линией U.

Для подключения клиентов к узлам магистральной сети с применением на ≪последней миле≫ обычного телефонного кабеля чаще всего используют цифровые абонентские линии xDSL (наряду с ISDN-каналами). К числу xDSL относят HDSL (High-bit-rate Digital Subcriber Line), SDSL (Single Pair Symmetrical Digital Subcriber Line), ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line) и др. Например, в HDSL используют две пары проводов, амплитудно-фазовая модуляция без несущей обеспечивает пропускную способность до 2 Мбит/с на расстоянии до 5,4 км. Применяемые для кодирования устройства также называют модемами. Собственно ISDN можно рассматривать как разновидность xDSL.

5. Организация дуплексной связи

Для организации дуплексной связи, т. е. одновременной передачи информации по линии в обоих направлениях, используют следующие способы:

четырехпроводная линия связи — одна пара проводов для прямой и другая — для обратной передачи, что, естественно, дорого;

частотное разделение — прямая и обратная передачи ведутся на разных частотах, но при этом полоса для каждого направления сужается более чем вдвое по сравнению с полосой симплексной (однонаправленной) связи;

эхо-компенсация—при установлении соединения с помощью посылки зондирующего сигнала определяются параметры (запаздывание и мощность) эха — отраженного собственного сигнала; в дальнейшем из принимаемого сигнала вычитается эхо собственного сигнала (см. рис. 2.9).

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-16; Нарушение авторского права страницы

. Типовая система передачи данных

Любая система передачи данных (СПД) может быть описана через три основные свои компоненты. Такими компонентами являются передатчик (или так называемый "источник передачи информации"), канал передачи данных и приемник (также называемый "получателем" информации). При двухсторонней (дуплексной передаче) источник и получатель могут быть объединены так, что их оборудование может передавать и принимать данные одновременно. В простейшем случае СПД между точками А и В (рис. 1. 1) состоит из следующих основных семи частей:

Читайте также:  Ноутбук асус как загрузиться с флешки

> Оконечного оборудования данных в точке А.

> Интерфейса (или стыка) между оконечным оборудованием данных и аппаратурой канала данных.

> Аппаратуры канала данных в точке А. > Канала передачи между точками А и В. > Аппаратуры канала данных в точке В. > Интерфейса (или стыка) аппаратуры канала данных.

> Оконечного оборудования данных в точке В.

Оконечное оборудование данных (ООД) — это обобщенное понятие, используемое для описания оконечного прибора пользователя или его части.

Рис. 1.1. Типовая система передачи данных: а — блок-схема системы передачи данных; б — реальная система передачи данных

ООД может являться источником информации, ее получателем или тем и другим одновременно. ООД передает и (или) принимает данные посредством использования аппаратуры канала данных (АКД) и канала передачи. В литературе часто употребляется соответствующий международный термин — DTE(Data Terminal Equipment). Часто в качестве DTE может выступать персональный компьютер, большая ЭВМ (mainframe computer), терминал, устройство сбора данных, кассовый аппарат, приемник сигналов глобальной навигационной системы или любое другое оборудование, способное передавать или принимать данные.

Аппаратуру канала данных также называют аппаратурой передачи данных (АПД). Широко используется международный термин DCE (Data Communications Equipment), который и будем употреблять в дальнейшем. Функция DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации между двумя или большим числом DTE по каналу определенного типа, например по телефонному. Для этого DCE должен обеспечить соединение с DTE с одной стороны, и с каналом передачи — с другой. На рис. 1. 1, а DCE может являться аналоговым модемом, если используется аналоговый канал, или, например, устройством обслуживания канала/данных (CSU/DSU — Channel Seruis Unit/ Data Service Unit), если используется цифровой канал типа Е1/Т1 или ISDN. Модемы, разработанные в 60—70-х годах, представляли собой устройства исключительно с функциями преобразования сигналов. Однако в последние годы модемы приобрели значительное количество сложных функций, которые будут рассмотрены ниже.

Слово модем является сокращенным названием устройства, осуществляющего процесс МОдуляции/ДЕМодуляции. Модуляцией называется процесс изменения одного либо нескольких параметров выходного сигнала по закону входного сигнала При этом входной сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирующим Выходной сигнал — обычно аналоговый и часто носит название модулированного сигнала В настоящее время модемы наиболее широко используются для передачи данных между компьютерами через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП, GTSN — General Switched Telefone Network)

Важную роль во взаимодействии DTE и DCE играет их интерфейс, который состоит из входящих/исходящих цепей в DTE и DCE, разъемов и соедини тельных кабелей В отечественной литературе и стандартах также часто употребляется термин стык

Соединение DTE с DCE происходит по одному из стыков типа С2 При подключении DCE к каналу связи или среде распространения применяется один из стыков типа С1

Аппаратура передачи данных (АПД или DCE Data Circuit terminating Equipment) непосредственно связывает компьютеры или локальные сети пользователя с линией связи и является, таким образом, пограничным оборудованием. Традиционно аппаратуру передачи данных включают в состав линии связи. Примерами DCE являются модемы, терминальные адаптеры сетей ISDN, оптические модемы, устройства подключения к цифровым каналам. Обычно DCE работает на физическом уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужной формы и мощности в физическую среду.

Аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая непосредственно к аппаратуре передачи данных, обобщенно носит название оконечное оборудование данных (00 Д или DTE Data Terminal Equipment). Примером DTE могут служить компьютеры или маршрутизаторы локальных сетей. Эту аппаратуру не включают в состав линии связи.

Разделение оборудования на классы DCE и DTE в локальных сетях является достаточно условным. Например, адаптер локальной сети можно считать как принадлежностью компьютера, то есть DTE, так и составной частью канала связи, то есть DCE.

Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Промежуточная аппаратура 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 — кабелей или радиоэфира — 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 сигналов, установленных через определенные расстояния, построить территориальную линию связи невозможно. В глобальной сети необходима также и промежуточная аппаратура другого рода — мультиплексоры, демультиплексоры и коммутаторы. Эта аппаратура решает вторую указанную задачу, то есть создает между двумя абонентами сети составной канал из некоммутируемых отрезков физической среды — кабелей с усилителями. Важно отметить, что приведенные на рис. 2.1 мультиплексоры, демультиплексоры и коммутаторы образуют составной канал на долговременной основе, например на месяц или год, причем абонент не может влиять на процесс коммутации этого канала — эти устройства управляются по отдельным входам, абоненту недоступным (на рисунке не показаны). Наличие промежуточной коммутационной аппаратуры избавляет создателей глобальной сети от необходимости прокладывать отдельную кабельную линию для каждой пары соединяемых узлов сети. Вместо этого между мультиплексорами и коммутаторами используется высокоскоростная физическая среда, например волоконно-оптический или коаксиальный кабель, по которому передаются одновременно данные от большого числа сравнительно низкоскоростных абонентских линий. А когда нужно образовать постоянное соединение между какими-либо двумя конечными узлами сети, находящимися, например, в разных городах, то мультиплексоры, коммутаторы и демультиплексоры настраиваются оператором канала соответствующим образом. Высокоскоростной канал обычно называют уплотненным каналом. Архитектура сети ЭВМ определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети. Современные сети можно классифицировать по различным признакам: по удаленности компьютеров, топологии, назначению, перечню предоставляемых услуг, принципам управления (централизованные и децентрализованные), методам коммутации (без коммутации, телефонная коммутация, коммутация цепей, сообщений, пакетов и дейтаграмм и т. д.), видам среды передачи и т. д.

Общая характеристика сети передачи данных (коммуникационного оборудования). Cетевая инфраструктура представлена коммутируемой локальной сетью на базе технологии Ethernet 10/100/1000. Интеллектуальная сетевая инфраструктура на базе IP‑ протокола включает в себя маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы и другое сетевое оборудование. IP-инфраструктура является основой для дальнейшего внедрения пользовательских приложений. В качестве активного сетевого оборудования используется семейство Cisco Catalyst Family Switches, которое отвечает требованиям, предъявляемым к оборудованию масштаба предприятия, таким как максимальная производительность с возможностью наращивания; модульность, дублирование связей, а также возможность горячей замены неисправных узлов. Оборудование Cisco Catalyst Family Switches устанавливается в стойку (монтажный шкаф). В состав стойки входит следующее оборудование: Cisco Catalyst 4507R; Cisco Catalyst 4506; Cisco Catalyst 4506; Cisco PIX Firewall 525; Cisco Catalyst 3550-12T; Cisco Catalyst 3550-48EMI; Cisco 3745.

Центральный коммутатор Cisco Catalyst 4507. В качестве центрального коммутатора используется семислотовый Catalyst 4507R, который является многофункциональным многопротокольным маршрутизатором. Выполняет задачи подключения пользовательских коммутаторов к магистрали, объединение разделяемых серверных ресурсов и регулирование трафика. Многозадачная операционная система (программный продукт — Cisco IOS, от англ. от англ. Internetwork Operating System) управляет функциями сетевой организации, маршрутизации, коммутации и передачи данных. Используется два маршрутизирующих модуля Cisco Catalyst Supervisor (основной и дополнительный). Cisco Catalyst 4507R обеспечивает высокую надежность, устойчивость и стабильность при помощи резервирования супервизора. На каждом модуле Supervisor Engine IV имеются по два слота для установки гигабитных интерфейсов GBIC, которые используются для подключения пользовательских коммутаторов. Cisco Catalyst 4507R имеет два резервированных источника питания для сети переменного тока PWR-C45-2800ACV.

Пользовательские коммутаторы для проводного доступа Cisco Catalyst 4506. С целью подключения требуемого для музейной ИКС количества пользователей установлены два шасси Catalyst 4506 (Cisco 4506-1 и Cisco 4506-2) с управляющим модулем Cisco Catalyst Supervisor Engine IV. Производительности этих устройств достаточно для подключения 300 пользователей (работающих, как на скорости 100 Мбит/с, так и на скорости 1000 Mбит/с) к информационной магистрали сети. Коммутаторы Catalyst 4506 соединяются с центральным коммутатором оптическим многомодовым кабелем. Для работы по многомодовому оптическому волокну при подключении к магистрали используются интерфейсные модули GBIC, реализующие гигабитное соединение стандарта 1000BASE-SX. Для коммутации со структурированной кабельной сетью (СКС) используются разъемы RJ-45, расположенные на модуле WS-X4448-GB-RJ45 (Catalyst 4000 48-Port GE Module, 10/100/1000 Base-T RJ45). К пользовательским коммутаторам Catalyst 4506 подключаются экспозиционные автоматизированные рабочие места (АРМ), а также АРМ лекционного зала и место преподавателя. Для выделения рабочих мест лекционного зала из общей сети они организуют отдельный VLAN. Сегментирование и администрирование АРМ лекционного зала производится администратором ЛВС, выход в Интернет осуществляется через общий сервер доступа, безопасность работы обеспечивается аппаратными и программными средствами мультисервисной сети. Электронный каталог и обучающие программы устанавливаются на серверах и являются общими ресурсами. Также администратором контролируется и при необходимости ограничивается доступ в Интернет.

Читайте также:  Человек в высоком замке сюжет книги

Коммутатор для групповых проводных подключений Cisco Catalyst 3550.Для подключения пользователей Интернет-Центра устанавлен коммутатор Cisco Catalyst 3550 (WS-C3550-48-EMI). Данный коммутатор имеет 48 портов 10/100BASE-T для подключения пользователей по витой паре, а также два слота для гигабитных модулей, которые можно использовать для подключения к магистрали. Наличие свободных портов обеспечивает возможность расширения. Места пользователей условно подразделяются на места Интернет-центра (только работа в Интернет) и места бизнес-центра (работа в Интернет и офисных приложениях); одно место предусмотрено для работы администратора Интернет-центра.

Точки беспроводного доступа Cisco Aironet 1100.Мобильные пользователи подключаются к музейной ИКС посредством беспроводного Wi-Fi-доступа (стандарт IEEE 802.11b). По всему зданию музея размещаются точки доступа (базовые станции) Cisco Aironet 1100. Точное место расположения точек доступа в здании музея связи определено исходя из результатов тестирования. Устройство Cisco Aironet 1100 базируется на высокопроизводительной аппаратной платформе и поддерживает полный набор интеллектуальных сервисов и приложений масштаба предприятия, таких как виртуальные локальные сети, переключение между сетями без прерывания сессии (функциональность Mobile IP), качество услуг (QoS) и возможность модернизации. В свое время Aironet 1100 стало первой точкой доступа Cisco, работающей под управлением Cisco IOS Software — корпоративной операционной системы, разработанной для инфраструктуры проводных сетей, таких как коммутаторы и маршрутизаторы. Cisco Aironet 1100 имеет встроенную всенаправленную антенну и хорошо защищенную систему установки, которая позволила осуществить монтаж устройства в самых разных местах – от стен и пола до поверхностей музейных витрин.

Сетевой фильтр Cisco Pix Firewall. Используется для защиты музейной ИКС от несанкционированного доступа из Интернета, а также разграничения прав доступа внутри сети. В отличие от обычных загружающих процессор proxy-серверов, Cisco PIX Firewall основан не на UNIX системе, а на защищенной, встроенной системе реального времени. Надежный, ориентированный на соединение, алгоритм адаптивной защиты ASA строит свою работу на основе следующих данных о потоке: адрес источника и приемника пакета, номер TCP-последовательности, номер порта и дополнительные TCP-флаги. Эта информация накапливается в таблице, и все входящие и исходящие пакеты проверяются на совпадение с записями таблицы. Cisco PIX Firewall позволяет обслуживать более чем 16000 одновременных соединений, т.е. тысячи пользователей, без потери производительности. Сервера, работающие с Интернет с целью контроля доступа, включены в отдельный порт PIX Firewall.

Виртуальные локальные сети и распределение адресов.Все используемое в музейной сети связи активное сетевое оборудование поддерживает стандартную технологию построения виртуальных локальных сетей (Virtual Local Area Network – VLAN) IEEE 802.1Q. Для обеспечения возможностей по регулированию загрузки сети и внедрения политики безопасности по ограничению доступа к данным музейная ИКС разделена на VLANы по подразделениям (по два VLAN на подразделение с выделенной IP-подсетью на каждую виртуальную группу). Связь между VLAN-ами регулируется коммутатором Catalyst 4507, который имеет развитые средства для идентификации принимаемых пакетов информации по различным признакам с последующей возможностью вводить необходимые ограничения по передаче на основании созданных администратором сети списков доступа (ACL access control list). Для подключения виртуальных локальных сетей музея зарезервирован диапазон адресов 192.168.X.0 – 192.168.X.255. Каждой информационной структуре выделяется одна подсеть с длиной префикса маски сети 24 бит из диапазона адресов 192.168.0.0 по 192.168.255.255. Такой размер подсети полностью перекрывает все текущие и планируемые потребности музейной ИКС.

Серверное оборудование

Все задачи, которые должна выполнять музейная ИКС, распределены по отдельным серверам (табл. 3.1), что позволяет избежать одномоментного отказа всей информационной составляющей музейной ИКС. При выходе из строя одного из серверов, музей не теряет функциональности всего комплекса, а лишь одного из его узлов. В музее используется серверное оборудование, в основном, компании Hewlett Packard. Оно представлено серверами (HP ProLiant ML370 X2800 – 4 шт. и HP ProLiant DL380 P2800 — 4 шт.) и ленточной библиотекой HP StorageWorks MSL5026SL. Все серверы установлены в отдельной стойке (монтажном шкафу). Там же размещены жидкокристаллический монитор HP TFT5110, клавиатурный переключатель и клавиатура. Сосредоточение оборудования в едином конструктиве обеспечивает простоту его эксплуатации, настройки, ремонта, проведения регламентных работ, безопасность, поддержку гарантированного электропитания.

Распределение задач по серверам
Сервер Выполняемые функции
DC server Сервер контроллера домена и DHCP-сервер. Выполняет функции аутентификации пользователей в сети, распределяет между рабочими местами в музее динамические IP-адреса. Содержит учетные записи, настройки прав, политики т.п. Является сервером резервного копирования данных с остальных серверов.
Mail Server Сервер электронной почты предприятия (e-mail). Обеспечивает функционирование системы обмена электронными сообщениями. Выполняет также функции резервного контроллера домена.
1С Server Сервер 1С, выполняет функции логистики, бухгалтерского учета.
MS SQL Server Сервер базы данных. Обеспечивает работу всех прикладных музейных приложений, функционирующих на основе СУБД MS SQL (информационная система музея, поддерживающая работу экспозиции; библиотечная автоматизированная система и т.п.).
WWW Server Веб-сервер. Обеспечивает функционирование WEB-сайта и Интернет-сервисов (DNS и пр.)
HP OpenView Server Сервер системы управления ЛВС HP OpenView. Обеспечивает мониторинг, слежение и управление серверами и активным сетевым оборудованием.
Video Server Сервер предоставления потоковой видео/аудио информации на различные устройства отображения информации в экспозиции. Обеспечивает трансляцию видео/аудио материалов по запросу. Также выполняет функции сервера хранилища файлов и информации пользователей.
KАМИС Комплексная автоматизированная музейная информационная система, база данных фондов (музейных предметов и документов).
Ticket Net Автоматизированная система заказов и продажи билетов, а также экскурсионного обслуживания.

Оборудование телефонии

Доступ традиционной телефонии и поддержка автоматической телефонной связи музея.В музейную ИКС с целью организации сети доступа (для демонстрации услуг традиционной телефонии на экспозиции) была включена цифровая УАТС Definity (поставщик AVAYA). При покупке оборудования УАТС ее состав был скомплектован с учетом необходимости выполнения двух функций: первая (обозначенная выше ) -экспозиционные цели, вторая – обеспечение местной и городской телефонной связью сотрудников музея. УАТС Definity, установленная в серверной музея, имеет кросс и три блока (основной кабинет А, кабинет расширения B, кабинет DECT Сompact). Каждый кабинет выполнен в виде многослотовой конструкции. Основной кабинет А (Definity CSI) имеет 8 свободных слотов (из 10) для установки модулей (два первых слота заняты процессорным модулем и модулем генераторных тональных сигналов). В основном кабинете А находятся интерфейсные платы. Дополнительный кабинет Б (кабинет расширения) имеет 10 слотов для установки модулей, предназначенных, главным образом, для внутренних подключений абонентских терминалов. Кабинеты смонтированы в серверной на стене вплотную друг к другу, соединяются коротким кабелем (около 600 мм) – в качестве системной шины. УАТС обеспечивает полную поддержку технологии «цифровой сети с интеграцией услуг (Integrated Services Digital network — ISDN)». Все внешние системы имеют подключение к УАТС на первичной скорости ISDN-PRI через кросс станции Definity витой парой 5e категории. Вне помещения серверной комнаты расположены абонентские терминалы: цифровые (включаются в УАТС через платы ISDN-BRI) и аналоговые (включаются в УАТС через платы аналоговых абонентских портов). Все внутренние абоненты включены в кросс УАТС витой парой 3 категории с промежуточной коммутацией на патч-панелях абонентского кросса в коммуникационных шкафах серверного помещения. Пользователям, которым приходится много передвигаться по территории объекта, предоставляется возможность использовать микросотовую связь DECT, обеспечиваемую УАТС. Мобильные терминалы системы Definity DECT имеют такую же функциональность, как и проводные цифровые терминалы. Базовые станции DECT размещены по всему зданию музея.

Доступ IP-телефонии. Используются специализированные цифровые IP-телефоны Cisco, включаемые в коммутируемую локальную сеть Ethernet 10/100/1000. Они обеспечивают как традиционную функциональность цифровых телефонов, так и дополнительную, присущую IP-телефонам Cisco. Управляющий сервер Cisco CallManager обеспечивает управление установлением телефонных соединений и дополнительными сервисами в системе Cisco IP телефонии. Он также обеспечивает администратора сети средствами для настройки и управления взаимодействием различных компонентов системы IP телефонии. Управляющий сервер Cisco CallManager располагается в стойке, для серверное оборудования. Он подключен к той же коммутируемой локальной сети Ethernet 10/100. Под управлением Cisco CallManager IP-телефон Cisco реализует такие возможности, как удержание звонка (call hold); перевод звонка (call transfer); перенаправление звонка (call forward); перехват звонка (call park); идентификация вызывающего абонента (calling party identification) и индикация состояния нескольких линий. Для стыковки IP-телефонов с цифровой УАТС и с целью подключения к телефонной сети общего пользования (ТФОП) применяется голосовой шлюз на базе мультисервисного маршрутизатора Cisco 3745. Шлюз переводит голос из домена пакетной IP-коммутации в домен коммутации цепей ТФОП. К телефонной станции шлюз подключается с помощью платы цифровой соединительнйо линии (СЛ_ с интерфейсом Е1 (стык ISDN- PRI). Для этого в шасси маршрутизатора устанавливаются карты NM-HDV-1E1-30 Single-Port 30 Channel E1 Voice/Fax Network Module.

Ссылка на основную публикацию
Обороты между субконто 1с
Дата публикации 05.08.2019 Использован релиз 3.0.71 В "1С:Бухгалтерии 8" (ред. 3.0) для анализа данных по номенклатуре в разрезе контрагентов используется...
Не скачивает видео с вконтакте
Как скачать видео с обновлённого ВК? Как скачать видеозапись из ВК, если Вы – владелец мобильного телефона? Как скачать видео...
Не тянет интернет что делать
Как настроить роутер, как настроить модем, как настроить оптический терминал. Настройка роутера по http://192.168.1.1 или http://192.168.0.1 Что делать если медленно...
Оборудование каналов передачи данных
1. Характеристики и типы каналов передачи данных Применяемые в вычислительных сетях каналы передачи данных классифицируются по ряду признаков. Во-первых, по...
Adblock detector