Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Учебное пособие Основы передачи дискретных сообщений - файл 1.doc


Учебное пособие Основы передачи дискретных сообщений
скачать (4581 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc4581kb.15.12.2011 14:12скачать

1.doc

1   2   3   4   5   6   7
Глава 6 СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ

К сетям передачи дискретных сообщений относятся сети телеграфной связи, факсимильной связи, передачи данных.

^ 6.1 Сети телеграфной связи

Телеграфная сеть России состоит из следующих трех коммутируемых сетей:

сети общего пользования (ОП), по которой передаются телеграммы, принятые в городских отделениях связи (ГОС), районных узлах связи (РУС) или непосредственно на телеграфных узлах, и доставляемые адресатам (учреждениям, предприятиям, частным лицам);

сети абонентского телеграфирования (АТ), по которой передаются телеграммы или организуются телеграфные переговоры между установленными у абонентов этой сети оконечными абонентскими установками;

сети международного абонентского телеграфирования “Телекс”, по которой передаются телеграммы или организуются телеграфные переговоры между оконечными установками абонентов этой сети, находящихся в нашей стране и за ее рубежом.

Кроме перечисленных, в состав телеграфной сети страны входит сеть некоммутируемых (арендованных) каналов.

^ Сеть общего пользования. Сеть общего пользования предусматривает организацию по всей стране отделений связи, куда отправители сдают телеграммы и которые обеспечивают доставку телеграмм непосредственно получателю. Телеграмма может быть адресована в любой населенный пункт страны, где имеется отделение или узел связи.

Телеграфная сеть общего пользования прошла большой путь развития и на разных его этапах базировалась на принципах КК, КС и их сочетаний. В перспективе на сети ОП будут использоваться только методы, основанные на коммутации с накоплением информации (КС и КП).

Комбинированные сети в зависимости от того, какой метод коммутации играет главную роль, называются сетями с КК+КС или КС+КК. Построение сети с использованием на всех участках сети, кроме местного, коммутации каналов получило название прямых соединений (КК+КС). Этот метод до недавнего времени широко использовался на телеграфных сетях общего пользования. Он заключается в предоставлении тому или иному отделению связи (ОС) временного прямого соединения через узлы коммутации каналов с другими отделениями связи.

^ Сеть абонентского телеграфирования. Телеграфная связь общего пользования не в полной мере удовлетворяет интересы предприятий и учреждений, нуждающихся в оперативной связи с получением незамедлительных обратных сообщений. Телеграммы, как правило, накапливаются, прежде чем курьер предприятия доставляет их в отделение связи. Процесс передачи и последующей доставки телеграмм адресату также требует определенного времени. Большое число телеграмм, доставляемых в отделение связи к концу рабочего дня от предприятий и учреждений, создает значительные пики нагрузки на сети ОП, что приводит к замедлению прохождения телеграмм от отправителя до адресата.

Перечисленные недостатки системы ОП отсутствуют в системе абонентского телеграфирования (АТ), в основу которой положен принцип максимального приближения услуг телеграфа к предприятиям и учреждениям. Это достигается установкой оконечных телеграфных аппаратов непосредственно в предприятиях и учреждениях. Предприятие, имеющее такой аппарат, включенный через соединительную линию в коммутационные станции сети АТ, становится абонентом этой сети, которому предоставляются возможности:

–  получения по немедленной системе соединения с любым другим абонентом этой сети и ведения с ним телеграфного переговора в режиме поочередной двухсторонней связи;

–  передачи телеграмм другим абонентам сети АТ независимо от присутствия обслуживающего персонала у приемного аппарата;

–  соединения со станционным аппаратом своего узла коммутации для передачи сообщения абонентам, не включенным в сеть АТ (например, абонентам сети ПС);

–  прием информации, поступившей от абонента другой сети через местный узел коммутации.

Развитие сети АТ приводит к значительной разгрузке сети общего пользования и в первую очередь от транзитной корреспонденции. При этом в существенной степени снимаются пики нагрузки, определяющиеся телеграммами, поступившими от предприятия к концу рабочего дня. Система АТ во многом аналогична системе ПС, однако если в системе АТ можно мириться с занятостью каналов и необходимостью повторных вызовов, то в сети ПС, как указывалось выше, это нерационально. Поэтому в сетях АТ принцип коммутации каналов строго выдерживается на всех стадиях соединения.

Схема абонентской телеграфной связи приведена на рисунке 6.1. Оборудование оконечной установки сети АТ аналогично оборудованию оконечного пункта сети ПС. В качестве оконечной телеграфной аппаратуры в основном применяются рулонные аппараты, а в последнее время ПК с адаптерами.

К аппарату придается устройство автоответа, позволяющее принимать сообщение в случае отсутствия абонента. Вызывной прибор (ВП), оборудованный номеронабирателем, вызывной и отбойной кнопками и двумя сигнальными лампочками, позволяет производить вызов узла коммутации (станции АТ) и автоматическое включение аппарата по команде с узла. Абонентские установки соединены с ближайшими станциями АТ. Вызов центра коммутации производится нажатием кнопки вызов на ВП. Аппаратура абонентской панели (АП) регистрирует сигнал вызова, и устройство коммутации (УК) приводится в состояние готовности приема адресного блока (в сети АТ – импульсов набора номера). При этом на вызывной прибор посылается сигнал “Разрешение набора номера”.

Кроме абонентской панели и устройства коммутации аппаратура узла включает в себя переходное устройство (ПУ), обеспечивающее подключение к центру междугородных каналов. После установления соединения с требуемым абонентом сообщение передается из одного абонентского пункта в другой.

Разновидностью абонентского телеграфа является международный абонентский телеграф “Телекс”, предназначенный для обеспечения документальной связью посольств, торгпредств, иностранных корреспондентов и других абонентов, передающих сообщения в другие страны. На сети “Телекс” набор номера абонента обычно осуществляется с клавиатуры телеграфного аппарата.


Рисунок 6.1 - Структурная схема абонентской телеграфной связи.

При этом телеграфный аппарат вызывающего абонента включается сразу же после сигнала вызова. Набор номера вызываемого абонента осуществляется путем передачи на узел коммутации стартстопных комбинаций. Все сигналы, поступающие со станции на аппарат абонента, также передаются стартстопными сигналами (“Ответ станции”, “Соединение”, “Занято” и др.) [3].

^ Направления развития телеграфной связи

До начала 90-х годов телеграфная связь являлась практически единственным видом документальной связи, который был доступен широкому кругу потребителей нашей страны. В настоящее время в телеграфии имеются кризисные явления, которые проявляются в постоянном снижении спроса на телеграфные услуги. Этот кризис начался в 1992 году.

Основная причина кризиса, кроме экономической ситуации в стране, заключается в отставании возможностей телеграфной связи от уровня современных требований к услугам документальной электросвязи. Это обстоятельство усугубляется наличием на телеграфных сетях морально устаревшего и исчерпавшего срок службы оборудования, а также серьезной конкуренцией со стороны интенсивно развивающихся в нашей стране современных и более привлекательных для потребителей таких видов документальной связи как передача данных, электронная почта, факсимильная связь.

Снижение спроса на услуги телеграфной связи и рост потребностей на современные услуги документальной электросвязи является общемировой тенденцией, которая будет иметь место в нашей стране и в дальнейшем. Тем не менее, потребность в услугах телеграфной связи в нашей стране, хотя и в меньших размерах, сохранится в обозримом будущем. Можно ожидать, что к 2000 г. исходящий телеграфный обмен составит порядка 50 млн. телеграмм в год, а количество абонентов сети АТ/Телекс будет составлять порядка 30 тыс. Кроме того и в дальнейшем должна быть обеспечена возможность передачи телеграмм высших категорий и внекатегорийных.

Что же делать в сложившейся ситуации? Совершенно очевидно, что любые мероприятия, ограниченные только модернизацией телеграфных служб и не предусматривающие расширения номенклатуры предлагаемых услуг, не эффективны, так как не могут устранить причину кризиса – существенное падение спроса на телеграфные услуги. В свою очередь расширение спектра услуг возможно только на пути внедрения новых, пользующихся все возрастающим спросом новых служб документальной электросвязи, таких как электронная почта, комфакс, служба доступа к информационным ресурсам и других. Эти виды документальной электросвязи по существу являются естественным продолжением и развитием документальной электросвязи на основе использования современных технологий микроэлектроники и вычислительной техники, эффективных методов передачи и коммутации.

Таким образом решение проблемы кризиса телеграфной связи и обеспечения функционирования телеграфных служб должно рассматриваться как составная часть общего процесса развития документальной электросвязи всеми предприятиями, являющимися операторами связи.

Главными направлениями технического развития документальной электросвязи, включая телеграфную связь, являются:

- поддержание функционирования существующих телеграфных сетей и служб на уровне, необходимом для удовлетворения спроса на телеграфные услуги;

- создание и развитие новых общероссийских служб документальной электросвязи, обеспечивающих существенное расширение номенклатуры и объемов предоставляемых услуг и распространение этих услуг по всей территории страны, аналогично существующим телеграфным службам;

- интеграция услуг документальной электросвязи.

Основным организационным принципом является сохранение единства предприятий электросвязи, в том числе: сохранение и развитие принципов совместной и скоординированной деятельности в области документальной электросвязи, обеспечение функционального и технологического единства каждой из служб, как традиционных телеграфных так и новых.

Рассмотрим более подробно вопросы поддержания функционирования существующих телеграфных сетей. Заметим, что основными целями поддержания функционирования существующих телеграфных сетей и служб являются сохранение традиционных телеграфных служб, спрос на услуги которых, хотя и будет уменьшаться, но сохранится в обозримом будущем.

При этом должны решаться следующие основные задачи:

- оптимизация структуры сети транзитных центров коммутации сообщений;

- объединение сетей абонентского телеграфирования АТ-50 и Телекс;

- частичная модернизация и замена коммутационного оборудования телеграфных сетей.
^ Оптимизация структуры сети транзитных центров коммутации сообщений.
В результате существенного уменьшения телеграфного обмена значительная часть производительности транзитных центров коммутации сообщений телеграфной сети общего пользования становится неиспользуемой, что влечет за собой возрастание удельных затрат на транзит каждой телеграммы. Для сокращения этих затрат необходимо по мере снижения телеграфного трафика – пересматривать структуру сети центров коммутации сообщений в целях ее оптимизации путем уменьшения количества центров и сокращения общего числа каналов между ними. При этом очередность исключения транзитных центров из сети должна определяться с учетом степени износа оборудования существующих транзитных центров и возможности сохранения обходных направлений, в том числе, за счет использования на магистральных направлениях сетей передачи данных [3].

^ Объединение сетей абонентского телеграфирования АТ-50 и Телекс. Объединение этих сетей позволяет организовать одну сеть и для внутренней и для международной абонентской телеграфной связи. Объединение сетей АТ-50 и Телекс позволяет за счет использования уже существующих сетевых и абонентских средств сети АТ-50 без существенных затрат развить службу Телекс, наиболее рентабельную из основных телеграфных служб.

^ Использование сетей передачи данных. Использование сетей передачи данных с коммутацией пакетов в качестве транспортной среды позволит, в первую очередь на магистральных направлениях, получить определенную экономию за счет снижения потребностей в арендуемых каналах, а также позволит в перспективе осуществлять телеграфный обмен без транзитных ЦКС. Кроме того переход на транспортную среду в виде сети передачи данных позволяет обеспечить сопряжение телеграфных служб с новыми службами документальной электросвязи, для которых передача данных с пакетной коммутацией также является базовой транспортной системой.

Обязательным условием использования сетей передачи данных в качестве транспортной среды является сохранение телеграфных служб, в том числе, сохранение условий предоставления телеграфных услуг и требований со стороны служб к телеграфному оборудованию.

Для передачи телеграфных сообщений нагрузки по сетям передачи данных необходимо модернизировать существующие ЦКС (не запланированные для исключения из сети), дооборудовать их соответствующими устройствами сопряжения по стыку Х.25 (шлюзами, телеграфными сборщиками-разборщиками пакетов).

^ Частичная модернизация и замена коммутационного оборудования телеграфных сетей. Часть коммутационного оборудования существующих телеграфных сетей еще не исчерпала своего срока службы и может выполнять свои функции в течении ряда лет. В связи с этим замена оборудования на более современное, обеспечивающее аналогичные функции, но не расширяющее потребительские возможности служб, не будет носить глобальный характер и целесообразна только в обоснованных случаях. Решения по замене оборудования должны быть в каждом конкретном случае увязаны с планами оптимизации структуры телеграфных сетей. В качестве оборудования для замены может использоваться ряд новых коммутационных средств, сертифицированных для применения на телеграфных сетях России.

Замена изношенного и устаревшего оборудования позволит решить задачу поддержания функциональной готовности сетей и одновременно даст некоторое сокращение эксплуатационных затрат за счет экономии электроэнергии, высвобождения площадей и уменьшения количества эксплуатационного персонала.

Более перспективным является обновление парка коммутационного оборудования, обеспечивающее не только замену технических средств на аналогичные по функциям, но позволяющее реализовать и новые возможности, в частности, возможность сопряжения с сетями передачи данных.
^ 6.2 Принцип факсимильной передачи сообщений

Факсимильной связью называется передача неподвижных изображений по каналам связи. К факсимильной связи относятся службы:

1. Телефакс – служба факсимильной связи, предназначенная для передачи неподвижных изображений по телефонной сети общего пользования, когда абонентские установки находятся непосредственно у абонентов;

2. Бюрофакс - служба факсимильной связи, предназначенная для передачи неподвижных изображений по сетям общего пользования с использованием мест общего доступа, например почтовое отделение связи;

3. Комфакс - служба факсимильной связи, предназначенная для передачи неподвижных изображений с промежуточным хранением информации на факс-сервере;

4. Датафакс - служба факсимильной связи, предназначенная для передачи неподвижных изображений по радиорелейным линиям связи.

Принимаемые изображения воспроизводятся на твердом носителе (специальной или обычной бумаги), поэтому факсимильная связь относится к документальным видам связи (документальная факсимильная связь - ДФС). Документ, подлежит передаче, может быть напечатан или написан вручную. Он может содержать: текст, чертежи, рисунки, подписи, оттиски печатей. Изображение может быть черно-белым, полутоновым, многоцветным. В последнем случае воспроизведение копии (факсимиле) будет черно-белым, так как системы ДФС рассчитаны на передачу наиболее широко распространенных двухградационных черно-белых документов.

Принцип преобразования изображения передаваемого документа в электрический сигнал состоит в следующем. Основным элементом, осуществляющее такое фотоэлектрическое преобразование (ФЭП) в современных факсимильных аппаратах, является сканер на основе линейки миниатюрных приборов с зарядовой связью (ПЗС). Совокупность ПЗС “просматривает” расположенную под ними узкую полосу (шириной порядка 1/8 мм.) изображения передаваемого документа. Эта полоса называется строкой. Световой поток, отраженный от поверхности растр - элемента, т.е. участка строки, находящегося под соответствующим прибором с зарядовой связью, вызывает в приборе зарядовый пакет электронов, величина которого пропорциональна силе отраженного от растр - элемента светового потока.

С помощью двух сдвиговых транспортных ПЗС - регистров зарядовые пакеты переносятся вдоль линейки ПЗС в выходное устройство, где преобразуются в импульсы видеосигнала. После “ просмотра” и формирования импульсов видеосигнала одной строки документ протягивается под линейкой ПЗС для просмотра и передачи сигналов следующей строки и т.д.

Сканирование элементов строки передаваемого документа совместно с процессом переноса зарядов вдоль линейки ПЗС в выходное устройство называется строчной разверткой. Скорость строчной развертки определяется частотой тактовых импульсов, поступающих на сдвиговые транспортные ПЗС - регистры.

Минимальные размеры элементов строки, которые могут быть различимы сканирующей системой, определяют разрешающую способность фотоэлектрического преобразования вдоль строки. Очевидно, что разрешающая способность вдоль строки зависит от плотности расположения ПЗС на линейке. Сканирующая система современных факсимильных аппаратов обеспечивает разрешающую способность вдоль строки 8 точек/мм.




Рисунок 6.4 - Структурная схема факсимильной передачи
Разрешающая способность по вертикали (по кадру) зависит не только от разрядов ПЗС, но и от величины протяжки документа после передачи очередной строки и составляет 3,85 линий/мм в стандартном режиме работы и 7,7 линий/мм в улучшенном (FINE) режиме и около 12 линий/мм при сверх высокой (Super Fine) режиме разрешающей способности. Большое разрешение позволяет передавать мелкий шрифт или сложную графику, но время передачи также возрастает пропорционально. Следует отметить, что разрешение определяется передающей стороной, а принимающая сторона подстраивается под нее.

Следующим параметром факсимильной связи является модуль взаимодействия

г
де L - длина строки развертки, d – расстояние между серединами соседних строк, называемое шагом развертки.

Равенство модулей взаимодействия совместно работающих факсимильных аппаратов обеспечивает сохранение пропорциональности размеров изображения оригинала и копии документа по горизонтали и вертикали. Рекомендациями МККТТ Т.2 Т.4 установлено L=215 мм, М=264 для стандартного режима работы нецифровых факсимильных аппаратов.

В соответствии с рекомендациями Т.4 число элементов изображения на строке развертки номинальной длины L=215 мм составляет 1728, а число строк в одной странице номинальной длины 297 мм (формат А4) равно 1145 (стандартный режим работы).

Процессом сканирования документа по горизонтали и вертикали управляет устройство развертки.

На приемной стороне импульсы видеосигнала поступают в синтезирующее устройство (устройство записи). В современных аппаратах широко используется термографический метод записи с помощью линейки микрорезисторов на специальную термочувствительную бумагу. Импульсы видеосигнала, через ячейки регистра сдвига, поступают на соответствующие микро резисторы, находящихся в соприкосновении с поверхностью термочувствительной бумаги. При локальном нагреве микро резистором термочувствительного слоя бумаги он меняет свой цвет в точке нагрева.

В последнее время в факсимильных аппаратах начал применяться струйный способ записи на обычную бумагу с помощью специальной краски.

Для безыскаженного воспроизведения копии документа, записывающее устройство приемного аппарата должно работать согласованно с анализирующим устройством (ФЭП) аппарата передающей стороны. Для этого, во-первых, сканирование строки и ее запись должны осуществляться с одной скоростью и, во-вторых, считывание и запись должны начинаться с одинаковых положений на оригинале и копии. Оба этих условия обеспечивают устройства синхронизации, управляющие устройствами разверток [4].

Широкое распространение для сокращения избыточности нашел способ кодирования длин серии (КДС)

Сигнал представляется сериями белых и черных элементов: белому полю соответствует последовательность (серия) нулей, а черному – серия единиц. В канал связи передается кодовая комбинация – номер длины данной серии.

Можно ограничить количество длин серий (количеств кодовых комбинаций), используя статистические свойства серий. Например, метеокарт целесообразно белые серии кодировать шестиэлементными кодовыми комбинациями, а через серии – трехэлементными. С помощью этих кодовых комбинаций можно закодировать все белые серии длиной от 1 до 63 элементов (26=64), а все черные серии длиной от 1 до 7 элементов (23=8). Так как в изображении встречаются длины, большие чем 63 или 7 элементов (для черных серий), то для правильного приема включаются специальные служебные кодовые комбинации, которые разделяют соответствующие кодовые слова. При передаче метеокарт подобный способ кодирования практически позволяет получить коэффициент сжатия порядка восьми.

Учет межстрочных связей в изображении может еще больше повысить эффективность кодирования. Сначала одна стока изображения вычитается из другой (соседней), а далее подвергается кодированию разностных сигналов. Поскольку при вычитании практически осуществляется декорреляция изображения (разрушаются статистические связи), то устраняется избыточность. Энтропия преобразованного сигнала возрастает, следовательно, возрастает эффективность кодирования.

В современных факсимильных аппаратах в соответствии с рекомендацией и МККТТ Т.30 для устранения избыточности используется одномерная схема кодирования модифицированным кодом Хаффмана – МКХ. Суть этого метода состоит в следующем.

При сканировании строки изображения последовательности черных и белых растр-элементов преобразуются соответственно в последовательности нулей и единиц (серии “черного ” и серии “белого”). На основании статистического анализа большого числа типовых документов были определены вероятности появления различных длин серий “белого ” или “черного”. Значения длин серий, которые имеют большую вероятность появления, кодируются короткими комбинациями единиц и нулей, и наоборот, длины серий, редко встречающиеся в передаваемых сообщениях кодируются длинными кодовыми комбинациями. Такой метод кодирования длин серий позволяет получить для машинного текста сокращение времени передачи от 5,5 (для листа полностью заполненного текстом) до 18 раз (для мало заполненного листа).

Для уменьшения размеров кодовых таблиц, отображающей соответствие между длинами серий и передающими их значения кодовыми комбинациями, используется модифицированная процедура кодирования. В основе этой модификации лежит представление длины серии i в виде i=64Ni+Ki , т.е. каждая серия элементов изображения разбивается на две серии - основную длиной 64*Ni (Ni-целое число) и завершающую Кi длиной 0….63.

Значения Ki с учетом их вероятностей кодируются кодовыми комбинациями так называемых оконечных кодовых слов (ОКС). Значения Ni кодируются комбинациями начальных кодовых слов (НКС) (также с учетом вероятностей Ni). Таким образом, длина серии одинаковых по цвету элементов передается в канал составной кодовой комбинацией, состоящей из начального кодового слова и оконечного кодового слова. При такой модификации кодирования необходимы две кодовые таблицы - для НКС и ОКС, которые содержат, соответственно , 27(1728/64) и 64 строки. При обычном методе кодирования кодовая таблица содержала бы 1728 строк. Код МКХ учитывает, что длины серий “черного” и “белого”, имеют разную статистику, поэтому используются отдельные таблицы кодирования для серий “черного ” и “белого”.

Для обозначения конца кодируемой строки используется специальная кодовая комбинация конца строки (КС) 000…01 (12 элементов), которая не встречается в кодах длин серий.

Принято также, что первая комбинация в строке отображает длину серии “белого”. Если строка начинается с черных элементов, то длина серии белого, считается равной нулю.

Рекомендация Т.4 МККТТ кроме МКХ допускает применение двумерного, так называемого модифицированного кода выбора относительно адреса элемента –READ (обозначается в Т.30 как MR).

В этом коде кодируется позиция каждого меняющегося элемента сканируемой строки. При этом кодируется расстояние до предыдущего меняющегося элемента опорной строки, расположенной непосредственно над кодируемой. Каждая строка, после кодирования, используется в качестве опорной, для следующей кодируемой строки.

Таким образом, осуществляется учет корреляции растр-элементов и в вертикальном направлении, что позволяет увеличить коэффициент сжатия по отношению к одномерным методам кодирования.

Сжатие факсимильных сообщений приводит к снижению помехоустойчивости передачи, так как возникновение одной ошибки в кодовой комбинации при восстановлении изображения вызывает неверное воспроизведение серии “черного” и “белого”. При этом, чем больше коэффициент сжатия, тем заметнее искажения воспроизводимого документа.

Поэтому при использовании методов сжатия применяются различные способы повышения верности передачи, например, решающая обратная связь для повторной передачи искаженных элементов сообщения. Кроме того, используются и служащие для маскирования ошибок на изображении, в результате чего часть ошибок исправляется, а оставшиеся становятся в среднем менее заметными для наблюдателя. С этой целью могут использоваться следующие процедуры:

  1. Замена всей искаженной строки белой строкой;

  2. Повторение предыдущей строки;

  3. Использование корреляционного метода для реконструкции части изображения и ряд других приемов.

Процедура сжатия факсимильного сообщения осуществляется компрессором, а восстановление избыточности - экспандером.

В соответствии с рекомендацией МККТТ F.180 по своим функциональным возможностям факсимильные аппараты подразделяются на четыре группы.

Факсимильные аппараты 1 и 2 группы с аналоговыми способами передачи к настоящему времени устарели. Наиболее распространены аппараты группы (Group III или G3FAX), которые характеризуются цифровой формой представления видеосигнала, использованием сжатия факсимильного сообщения, адаптацией скорости передачи модема к качеству канала связи, применением методов повышения верности передачи. Время передачи страницы А4 с разрешающей способностью 3,85 лин/мм по каналу ТЧ составляет около 1 мин.

Аппараты 4 группы предназначены для работы по каналам сетей передачи данных.

Факс-сервер. Представляет собой компьютер, оборудованный несколькими специальными факсимильными платами (или одной многоканальной картой) и интегрированный с локальной вычислительной сетью (ЛВС). Он обладает многими преимуществами по сравнению с группой из нескольких автономных телефаксов, позволяя обмениваться факсимильными сообщениями с лучшим качеством, большими удобствами и меньшими издержками. Факс-сервер наделяет каждого пользователя ЛВС возможностью передавать и принимать факсимильные сообщения с помощью своего рабочего ПК. При его использовании отпадает необходимость в дорогой термобумаге, так как все принятые сообщения сохраняются в виде файлов, которые в случае необходимости можно распечатать с помощью обычного сетевого или локального принтера; облегчается контроль затрат на пересылку сообщений (факс-сервер регистрирует все процессы в файле-отчете); и наконец, факс-сервер является более дешевым вариантом, чем подключение каждой рабочей станции к телефонной сети с помощью модема (рис.6.5).



Рисунок 6.5 - Факс-сервер в ЛВС.
Передача. На каждом ПК локальной сети устанавливается специальная программа. Она дает возможность пользователю отправлять документы со своего компьютера. Достаточно узнать документ, подлежащий отправке, и телефонный номер адресата. Все остальное факс-сервер сделает сам, оповестив пользователя об успешной передаче документа адресату. Причем все несрочные сообщения могут быть сохранены на диске факс-сервера и отправлены в ночное время по более низким тарифам.

Прием. Факс-сервер принимает каждое поступающее факсимильное сообщение и сохраняет его в общей директории либо в персональной директории пользователя, извещая об этом в первом случае секретаря, а во втором – конкретного пользователя. Права доступа к обеим директориям для каждого пользователя могут быть ограничены. Этим обеспечивается конфиденциальность принимаемой информации.

Понятно, что сохранение поступающих сообщений в персональных директориях пользователей является наиболее удобным, однако для реализации такой возможности требуется применение специальных способов маршрутизации сообщений. На сегодняшний день актуальны следующие два способа: ручная маршрутизация и распознавание тональных сигналов.

При применении ручной маршрутизации все поступающие сообщения сохраняются в общей директории. На компьютер секретаря каждый раз выводится извещение и «шапка» поступившего сообщения. Если её достаточно для определения конечного адресата, то секретарь нажатием одной клавиши отправляет сообщение в персональную дирекцию сотрудника. В противном случае секретарь просматривает все сообщение и только после этого переадресует документ.

Распознавание тональных сигналов – наиболее практичный способ маршрутизации. Его суть проста. Каждый сотрудник имеет персональный добавочный номер, который указывается после номера телефакса организации. Для того чтобы передать документ конкретному сотруднику, достаточно позвонить по номеру организации и после ответа факс-сервера ввести добавочный номер сотрудника с помощью тональных сигналов. Таким образом, документ сразу попадает в его персональную дирекцию [3].
^ 6.3 Сети передачи данных

Классификация сетей передачи данных.

Сеть передачи данных – это сеть, по которой передается информация, предназначенная для обработки в ЭВМ или уже обработанная в ЭВМ.

Сети передачи данных классифицируются по нескольким признакам.

1. По территориальности.

- Локальные вычислительные сети (ЛВС или LAN) – это система распределенной обработки данных, которая охватывает территорию в пределах 10 километров. Таким образом, ЛВС строятся на территории организаций или какого-либо предприятия.

Существует достаточно много стандартов ЛВС. Например: Ethernet, Token Ring, ArcNet, FDDI, Gigabit Ethernet и т. д.

- Региональные вычислительные сети (РВС или MAN) – это сети, которые строятся на территории области, края или региона, объединяя между собой ЛВС. Особенностью РВС является отсутствие хранения информации внутри сети, т. е. эти сети осуществляют только транспортировку данных. Поэтому, региональные сети являются транспортными. Примерами региональных сетей являются: RosNet (Российская сеть), RosPac (Российская сеть с передачей пакетов), Infotel и т. д.

- Глобальные вычислительные сети (ГВС) – это сети которые строятся на территории одной страны или нескольких стран. ГВС бывают двух видов: широкополосные (WAN) и узкополосные (GAN). Примером ГВС является сеть Internet.

2. По среде передачи данных.

В качестве среды передачи сигнала в сетях передачи данных может использоваться:

  • Витая пара. Она бывает двух видов: экранированная (STP) и не экранированная (UTP);

  • Коаксиальный кабель (тонкий и толстый);

  • Оптический кабель;

  • Радио эфир;

  • Инфракрасные сети.

3. По типу используемых каналов.

    1. Наложенные сети – это сеть, в которой для передачи данных используется коммутируемые и некоммутируемые каналы телефонной сети общего пользования.

    2. Сети передачи данных.

    3. Телеграфные линии.

    4. Сети, использующие каналы радиорелейных линий связи.

    5. Сети, использующие каналы спутниковой связи.

  1. По назначению.

    1. Информационные.

    2. Транспортные сети.

    3. Банковские сети. Например, сеть Swift.

    4. Корпоративные сети.

    5. Клиринговые сети и т.д.

  2. По пропускной способности.

    1. Низкоскоростные.

    2. Среднескоростные сети.

    3. Высокоскоростные сети.

  3. По соотношению узлов в сети.

    1. Одноранговые сети – это сети, в которых каждая рабочая станция может быть и клиентом и сервером.

    2. Распределенная сеть – это сеть, в которой сервером называется машина, устройство или программа, которые обеспечивают сервис работы в сети, но не управляют ею. Примером распределенной сети является сеть Internet.

    3. Сеть с централизованным управлением – это сеть, в которой есть центральный управляющий узел(сервер), который управляет доступом клиентов к ресурсам сети.


^ Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМ ВОС).

Для согласования работы устройств сети от разных производителей, обеспечения взаимодействия сетей, которые используют различную среду распространения сигнала и имеют различную архитектуру создана эталонная модель ВОС (модель OSI). Структура эталонной модели показана на рисунке 6.6.


Рисунок 6.6 - Структура эталонной модели ВОС
Эталонная модель состоит из семи уровней. Нумерация уровней начинается с нижнего и заканчивается верхним. Все уровни делятся на две группы. Верхние три уровня ориентированы на программное обеспечение. Их работа не зависит от работы сети. Нижние уровни являются сетезависимыми, т. е. они зависят от сети, но не зависят от программных уровней.

Эталонная модель построена по иерархическому принципу. Каждый уровень обеспечивает сервис вышестоящему уровню и пользуется услугами нижестоящего уровня.

Обработка данных начинается с прикладного уровня. После этого, данные проходят через все уровни эталонной модели, и через физический уровень отправляются в канал связи. На приеме происходит обратная обработка данных. Каждый уровень работает по определенным правилам, на основе которых к данным на каждом уровне прикрепляется заголовок со служебными данными. Эти правила можно назвать протоколом.

Протокол – это набор правил, на основе которых взаимодействуют одноименные уровни различных систем.

Заголовок, который формируется на каждом уровне, предназначен только для одноименного уровня смежной системы. Другие уровни прочитать этот заголовок не могут. Поэтому считается, что между одноименными уровнями смежных систем существует логическая связь, хотя на самом деле данные передаются только через физический уровень.
^ Назначение уровней.

Прикладной уровень. Обеспечивает интерфейс пользователя с набором общественных служб. На прикладном уровне осуществляются прикладные процессы, т. е. ввод данных, редактирование, удаление. К общесетевым службам относятся: электронная почта, телеконференция, доска объявлений и т. д.

Прикладной уровень модели OSI поддерживает компоненты, определяющие взаимодействие пользователей с компьютерами. Этот уровень ответствен за идентификацию и установление доступности предполагаемого партнера по диалогу. Здесь же определяется, достаточно ли ресурсов для взаимодействия.

Хотя приложения иногда требуют доступ к ресурсам только настольного компьютера, они могут объединять взаимодействующие компоненты нескольких сетевых приложений, например служб пересылки файлов и электронной почты, процессов управления сетью, процессов клиент/сервер и службы определения местоположения информации.

Уровень представления. Этот уровень отвечает за то, как будут представлены данные пользователю. На этом уровне осуществляется кодирование и декодирование данных, сжатие и распаковка, создание кодовых таблиц. Здесь данные форматируются, или, как иногда говорят, транслируются для представления их на уровне приложений. Для удобства передачи данные перед пересылкой приводятся к стандартному формату. Компьютеры настраиваются на их получение; принятые данные преобразуются в формат, пригодный для чтения (например, транслируются из кода EBCDIC в код ASCII). За счет службы преобразования на уровне представления можно гарантировать, что данные с уровня приложений одной системы попадут на этот же уровень другой системы.

Сеансовый уровень. Этот уровень обеспечивает взаимодействие рабочих станций в течение всего сеанса связи. Таким образом, он отвечает за поддержание сеанса связи, т. е. за его начало и завершение. Основная функция, выполняемая на сеансовом уровне, напоминает работу посредника или судьи — управление диалогом между устройствами, называемыми также узлами. Взаимодействие систем, организуемое на этом уровне, может происходить в трех различных режимах: симплексном (simplex), полудуплексном (half-duplex) и полнодуплексном (full-duplex). Сеансовый уровень обычно занимается отделением данных одного приложения от информации другого приложения.

Транспортный уровень. Он обеспечивает согласование верхних уровней, ориентированных на программное обеспечение и нижних, сетезависимых. Кроме этого, происходит разбиение данных на пакеты. Пакет – часть сообщений фиксированной длины. На передающей стороне каждому пакету присваивается номер. На приеме, на основании заданных номеров, происходит сборка из пакетов целого сообщения. На этом уровне определяется метод передачи пакетов по сети, т. е. по виртуальному каналу, либо датаграммная передача. В этом случае, пакеты одного сообщения передаются к приемнику по разным путям без предварительного установления соединения.

Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию в объединенной сети и сетевую адресацию, т.е. за пересылку трафика между устройствами, которые не подключены локально. Маршрутизаторы (router) или иные устройства действуют на сетевом уровне и обеспечивают в объединенной сети службу маршрутизации. Когда в интерфейс маршрутизатора поступает пакет, проверяется IP-адрес назначения. Если пакет не направлен самому маршрутизатору, то это устройство ищет в своей таблице маршрутизации целевой адрес сети назначения. После этого выбирается выходной интерфейс для пакета. После деления на кадры пакет пересылается за пределы локальной сети. Если же в таблице маршрутизации не будет найдена сеть назначения, то маршрутизатор просто отбрасывает (отвергает) пакет. На сетевом уровне используются пакеты двух типов: данных и обновлений маршрутов (путей).

Канальный уровень. На этом уровне осуществляется разбиение пакетов на кадры. В каждом кадре задается физический адрес получателя и отправителя. Кроме этого, канальный уровень обеспечивает контроль за ошибками в кадрах. Для этого, на передающей стороне, используя циклический код, высчитывается контрольная сумма кадра. На приеме, снова считается контрольная сумма и сравнивается с той, которая получена с кадром. Если они совпадают, значит, кадр передается на верхний уровень. Если не совпадают, то пакет отбрасывается и формируется запрос на повторную передачу кадра.

Канальный уровень делится на два подуровня:

1. Подуровень LLC управляет логической связью с сетевым уровнем.

2. Подуровень МАС обеспечивает управление доступом к передающей среде на основе методов доступа.

Физический уровень отвечает за передачу и прием битовых потоков. Биты могут иметь значение 0 или 1 подобно коду Морзе, но с числовыми значениями. Физический уровень взаимодействует с разными типами коммуникационных носителей, что приводит к различному представлению битовых значений. Иногда применяются тональные сигналы, но чаще битовые значения представлены переходами между состояниямиизменениями напряжения от низкого к высокому потенциалу или наоборот. Для каждого типа носителя используются специальные протоколы, определяющие используемые битовые шаблоны и метод их кодирования в сигналы носителя, а также различные физические характеристики интерфейса подключения носителя.

Физический уровень специфицирует электрические, механические, процедурные и функциональные характеристики, необходимые в процессе активизации, обслуживания и деактивизации физических соединений между системами.

На физическом уровне определен интерфейс между оконечным оборудованием данных (DTE) и оконечным оборудованием цепей передачи данных (ВСЕ). Если оконечное оборудование цепей передачи данных размещается у провайдера, то оконечным оборудованием данных являются подключенные устройства пользователей. Доступ к устройствам DTE наиболее часто осуществляется через модем или модуль обслуживания каналов/данных (CSU/DSU).

Соединители (разъемы) и топологии на физическом уровне определены стандартами OSI, что допускает взаимодействие разнородных систем [6].

^ 6.4 Архитектура ЛВС. Методы доступа к передающей среде

Локальные сети могут строиться по различным топологиям, т.е. иметь различную архитектуру.

Топология – это способ соединения узлов в сети.

Существует достаточно много различных топологий ЛВС. Но все они строятся на основе трех топологий, которые являются базовыми: шинная, кольцевая и звездообразная.



Рисунок 6.7 – Принцип построения сетей с кольцевой, шинной, звездообразной топологиями
При кольцевой топологии (рис. 6.7, а) информация передается между станциями по кольцу только в одном направлении с переприемом (ретрансляцией) в каждом сетевом контроллере. При выходе из строя хотя бы одного сетевого контроллера нарушается работа кольца. Отсутствует центральная управляющая станция. Достоинства: большая протяженность сети, т. к. каждая промежуточная рабочая станция усиливает сигнал, на разных участках сети можно использовать различные типы кабеля. Недостатки: при выходе из строя рабочей станции или обрыве кабеля вся сеть выходит из строя.

При шинной топологии (рис. 6.7, б) все компьютеры подключаются к одному общему кабелю – шине. На концах шины устанавливаются ограничители – терминаторы. Данные передаются по сети в направлении обоих концов. Станции не выполняют ни каких ретрансляционных функций. Принимающий узел распознает данные, которые предназначены ему и считывает их из сети. Данная топология довольна проста и экономична, не чувствительна к неисправностям станций, но чувствительна к неисправностям кабеля. Имеет малую протяженность. Основной тип кабеля - коаксиальный. Достоинства: простота сети, экономична, легко реконфигурируется, при выходе из строя одной рабочей станции вся сеть остается в работе. Недостатки: при обрыве шины вся сеть выходит из строя, достаточно сложно найти место повреждения шины, низкая скорость передачи (до 10 Мбит/с).

При топологии звезда (рис. 6.7, в) имеется специальное центральное устройство (хаб) от которого идут отдельные кабели к каждому ПК. Вся информация передается через хаб, который маршрутизирует или ретранслирует информацию получателю. На работу сети мало влияют повреждение отдельного кабеля или компьютера, но сильно зависит от исправности центрального устройства. Основной тип кабеля – витая пара. Достоинства: при выходе из строя одной рабочей станции вся сеть остается в работе, на разных участках сети можно использовать различные типы кабелей.Недостаток: при выходе из строя центрального узла вся сеть работать не будет.
Сети с технологией FDDI.

Сети с технологией FDDI являются разновидностью сетей с кольцевой топологией, и устраняют их недостаток. Принцип построения сетей FDDI показан на рисунке 6.8.



Рисунок 6.8 - Принцип построения сетей FDDI
Сеть FDDI является двух кольцевой топологией. В качестве среды распространения используется оптический кабель. По внешнему кольцу передаются данные пользователя, а по внутреннему служебная информация. Причем сигналы в двух кольцах передаются в разных направлениях.

Если из строя вышла какая-либо рабочая станция или произошел обрыв кабеля, то за счет сетевых адаптеров и используемого концентратора происходит автосегментация и перенаправление трафика по другому кольцу. Результат этой работы показано на рисунке 6.9.



Рисунок 6.9 - Автосегментация и перенаправление трафика по другому кольцу

Как видно из рисунка, после закорачивания двух колец создается одно большое кольцо, за счет чего происходит устранение место обрыва кабеля. При обрыве кабеля во втором месте кольца, то происходит сегментация сети, т. е. сеть делится на отдельные не связанные сети, т. е. сегменты.

Достоинства:

  1. высокая скорость передачи данных (100 Мбит/с), за счет использования двух колец.

  2. большая протяженность сети (до 200 км), т. к. используется оптический кабель.

  3. высокая помехоустойчивость, т. к. используются два кольца.

Недостаток: сеть сравнительно дорогая. Поэтому, как правило, ее используют, как высокоскоростную магистраль между локальными сетями.
^ Методы доступа к передающей среде ЛВС.

Методы доступа определяют правила передачи данных по каналу связи. Все методы доступа делятся на две группы:

  1. Не детерминированные – это методы доступа, при которых каждая рабочая станция может в любой момент сделать попытку передать данные. Наиболее распространенным методом является метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий.

  2. Детерминированные – это методы доступа, при которых рабочая станция должна получить разрешение, прежде чем передавать данные. К ним относятся: метод опроса, метод передачи права, метод кольцевых слотов.

^ 1.Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением несущей.

Этот метод доступа используется в шинной топологии. В этом случае, каждая рабочая станция, прежде чем передавать кадр, прослушивает среду распространения на наличие несущей. Если несущая обнаружена, значит, канал занят. Рабочая станция ожидает освобождения канала связи.

Если несущая не обнаружена, значит, канал свободен. Рабочая станция начинает передавать кадр, при этом продолжает прослушивать среду распространения на ошибки в передаваемом кадре.

Если в один момент времени начинают передавать данные несколько рабочих станций, то сигналы от этих станций встретятся и за счет интерференции электромагнитных волн наложатся друг на друга. В этом случае возникает коллизия. При возникновении коллизии рабочие станции начинают слышать шум. Тогда, все рабочие станции, которые участвовали в коллизии, прекращают передачу кадра, выжидают случайный промежуток времени и вновь начинают прослушивать среду распространения на наличие несущей.

^ 2. Метод опроса.

Этот метод используется в звездообразной топологии. При этом методе центральный узел по очереди опрашивает все рабочие станции на наличие передаваемой информации. Если рабочая станция имеет такую информацию, то она посылает запрос на центральный узел. Он, в свою очередь, устанавливает сквозной канал между передатчиком и приемником. Причем, канал отдается передатчику в монопольное пользование, т. е. канал установлен до тех пор, пока не будет передана вся информация.

^ 3. Метод передачи права.

Этот метод еще имеет название маркерный метод. Он получил наибольшую популярность в сети с кольцевой топологией. При этом методе по сети циркулирует маркер, который имеет два состояния: свободное и занятое. Если рабочая станция хочет передавать свой кадр, она должна захватить маркер. Если он свободен, то она переводит его в состояние занятое, прикрепляет к нему кадр, и отправляют в сеть.

Кадр проходит через рабочие станции, каждая из которых сверяет свой физический адрес с адресом получателя, который указан в кадре. Если адреса не совпадают, то кадр отправляется дальше в сеть. Если адреса совпадают, то рабочая станция копирует себе кадр, устанавливает в не признак того, что кадр принят без ошибок и отправляет его обратно отправителю.

Отправитель, получив свой кадр, проверяет, что он передан без ошибок, удаляет кадр из сети, изменяет состояние маркера на свободное и отправляет маркер в сеть.

^ 4. Метод кольцевых слотов.

Этот метод получил наибольшее распространение в сети FDDI. Он во многом аналогичен методу передачи права. Только в сети циркулирует не один маркер, а несколько, как правило, от 2 – 8. Таким образом, одна рабочая станция может передавать восемь кадров одновременно, или восемь рабочих станций могут передавать свои кадры. Еще одним отличием является то, что кадр при этом методе может совершать не полный круг. Если при маркерном методе доступа маркер должен обязательно вернуться к отправителю, то в этом методе маркер может освободить любая рабочая станция, но только в том случае, если в кадре стоит отметка о том, что кадр передан без ошибок. Таким образом, этот метод доступа также повлиял на высокую скорость передачи данных в сетях FDDI.
^ 6.5 Структура стандартов IEEE 802.x. Форматы кадров Ethernet, Tokin Ring, FDDI

IEEE – это институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике США, который занимается стандартизацией сетей передачи данных. Для этих целей в рамках этого института был создан комитет 802, который стандартизировал непосредственно локальные сети. Для подготовки проектов различных стандартов были созданы отдельные подкомитеты, которым были присвоены номера 802.1 – 802.6, 802.11, 802.12.

Стандарт 802.1 является общим документом, который определяет архитектуру и прикладные процессы системного управления сетью, методы соединения сетей на подуровне управления доступом к передающей среде.

Стандарт 802.2 определяет протоколы управления логическим каналом, кроме этого специфицирует интерфейсы с сетевым уровнем и подуровнем МАС.

Остальные стандарты описывают метод доступа и специфику физического уровня для конкретного типа сетей.

Рассмотрим стандарты некоторых ЛВС.
^ Стандарт IEEE 802.3.

Этот стандарт описывает сети Ethernet. Данные по сети передаются в виде кадров. Для каждого стандарта сети имеется свой формат кадра или еще говорят формат протокола. Формат кадра сети Ethernet показан на рисунке 6.10.

Рисунок 6.10 - Формат кадра сети Ethernet
Поле преамбула предназначено для синхронизации передатчика и приемника, кроме того, оно показывает начало кадра. Длина поля составляет 8 байт. Первые 7 байт представляют собой последовательность чередования нулей и единиц (101010…1010), которые обеспечивают синхронизацию передачи и приема. Последний байт является начальным разделителем, который показывает начало кадра. Он имеет формат 11110000.

В поле адрес получателя (АП) записывается физический адрес (МАС адрес) получателя кадра. Длина адреса составляет 6 байт. Адрес записывается на сетевом адаптере. Он состоит из двух частей: первые 3 байта представляют собой код фирмы изготовителя сетевого адаптера, вторые три байта показывают номер сетевого адаптера. Старший бит этого поля имеет особый смысл. Если старший бит равен 0, значит, адрес является индивидуальным, т. е. кадр передается для строго определенной рабочей станции. Если старший бит равен 1, то значит адрес широковещательный, т. е. кадр передается всем рабочим станциям, которые включены в сеть.

В поле адрес отправителя (АО) записывается физический адрес отправителя кадра. В это поле старший бит всегда равен нулю.

Поле тип протокола (ТП) определяет, к какому подуровню канального уровня принадлежит кадр. Формат поля выглядит следующим образом: FFCCCCCC. Если FF = 00, то кадр принадлежит подуровню МАС, значит, кадр передается в сеть. Если FF = 01, значит, кадр принадлежит подуровню LLC, т. е. кадр будет передаваться на сетевой уровень. Если кадр принадлежит подуровню МАС, то биты С определяют тип передаваемого кадра. На подуровне LLC биты С не используются.

В поле Данные помещается непосредственно информация пользователя. Это поле имеет переменную длину. Минимальная длина кадра определяется тем, что рабочая станция может передать весь кадр до обнаружения коллизии. В этом случае обнаружить коллизию не удастся. Максимальная длина кадра обусловлена вероятностью появления ошибок в кадре. Чем длиннее кадр, тем больше вероятность появления в нем ошибок.

Поле CRC – это поле контрольной суммы. Это поле позволяет обнаружить ошибки в передаваемом кадре. Это поле формируется с помощью циклического кодирования. При этом используется образующий полином вида Р(х) = х16 + х12 + х5 + х + 1. В поле CRC помещается остаток от деления кадра на образующий полином.

Сети стандарта Ethernet имеют несколько спецификаций, которые определяют тип среды распространения в сети и некоторые характеристики.

  1. Сеть со спецификацией 10Base5. В данном случае 10 обозначает скорость передачи данных, т. е. 10 Мбит/с. Base обозначает, что это стандарт Ethernet, а 5, что в качестве среды распространения используется толстый коаксиальный кабель. Этот кабель имеет диаметр 0,4 дюйма с волновым сопротивлением 50 Ом. Длина одного сегмента такой сети может быть не более 500 метров. К одному сегменту можно подключить не более ста рабочих станций. Для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю требуется специальное устройство , которое называется трансивер. Это устройство, которое имеет три разъема. Два из них используются для подключения толстого коаксиального кабеля. Другой разъем используется для подключения трансиверного кабеля, который уже непосредственно подключается к компьютеру. Максимальная длина трансиверного кабеля может быть не более 50 метров.

  2. Сеть со спецификацией 10Base2. Скорость передачи в данной сети также 10 Мбит/с, но используется тонкий коаксиальный кабель с диаметром 0,2 дюйма. Длина одного сегмента может быть не более 185 метров. Всего компьютеров в одном сегменте может быть не более 30. Если необходимо построить сеть большей длины, то используется репитер (повторитель), который выполняет функции усиления сигнала. Во всей сети может быть не более четырех репитеров. Таким образом, сеть может состоять не более чем из пяти сегментов. Для подключения тонкого коаксиального кабеля к сетевому адаптеру используется Т-коннектор. Он представляет собой тройник, который одной стороной подключается к сетевому адаптеру, через BNC разъем, а двумя другими к коаксиальному кабелю. BNC разъем – это разъем, который используется для подключения приборов к осциллографу.

  3. Сеть со спецификацией 10BaseT. Эта сеть строится по топологии типа звезда. В качестве среды распространения используется витая пара (UTP или STP), как минимум третьей категории. Наиболее высокой категорией является пятая. Для создания сети используется концентратор. Для подключения рабочих станций к концентратору используется разъем RJ-45, который является 8-ми контактным. В телефонной связи используется другой разъем RJ-11, который является 4-х контактным. Длина кабеля от рабочей станции до концентратора может быть не более 100 метров. Данная сеть может передавать данные со скоростью 10 Мбит/с. Современные сети в качестве центрального узла может использовать коммутирующий концентратор (Hub-Switch). Тогда сеть может передавать данные со скоростью 100 Мбит/с. В этом случае спецификация сети будет выглядеть: 100BaseT.

  4. Сеть со спецификацией 100Base-F. Это сеть, которая строится на основе оптоволоконного кабеля. Эта сеть строится по топологии типа звезда, с использованием оптоволоконных концентраторов. Максимальная длина кабеля между рабочей станцией и концентратором может быть не более 2,1 километра. Скорость передачи данных в такой сети будет 100 Мбит/с. на сегодняшний день развиваются сети, в которых скорость передачи данных может достигать 1 Гбит/с. В этом случае, спецификация сети будет иметь вид 1000Base-F. Сеть с такой спецификацией называют Gigabit Ethernet.


Стандарт IEEE 802.5.

Этот стандарт описывает сети Token Ring, т. е. сети с маркерным кольцом и методом доступа передачи права. При этом методе по кольцу циркулирует маркер, который имеет свой формат (рисунок 6.11). Когда к нему прикрепляется данные пользователя, то кадр трансформируется в маркер, образуя формат кадра Token Ring (рисунок 6.12).


Рисунок 6.11 – Формат маркера


Рисунок 6.12 – Формат кадра
Поле начальный разделитель (НР) определяет начало кадра или маркера. Его формат 11110000.

Поле конечный разделитель (КР) обозначает конец кадра или маркера. Его формат 11111111. Последние два бита несут особую информацию. Если 7-ой бит равен 0, значит, кадр или маркер является промежуточным. Если он равен 1, значит, кадр последний. Если 8-ой бит равен 0, значит, в кадре или маркере произошла ошибка.

Поле Управление доступом (УД) имеет следующий формат: РРРТМRRR.

Биты РРР определяют приоритет той рабочей станции, которая в данный момент передает кадр. Всего в сети может 8 уровней приоритетов. Если РРР=111, то это самый высокий приоритет.

Если бит Т=1, значит, передается маркер, если бит Т=0, значит, передается информационный кадр. Таким образом, с помощью этого бита можно определить, свободен маркер или занят.

Бит М является битом мониторинга. Он предотвращает зацикливание маркера или кадра в сети в том случае, если не удалось обнаружить рабочую станцию получателя и отправителя, в случае сбоя в сети. Для реализации механизма мониторинга, одна рабочая станция в сети назначается станцией мониторинга. При формировании кадра, бит М=0. Когда кадр проходит через станцию мониторинга, то бит изменяет свое значение и становится равным 1. Если кадр пройдет весь круг по сети и не обнаружит получателя и отправителя, то он снова попадет на станцию мониторинга. Эта станция проверит бит М. Поскольку он равен 1, значит, кадр прошел полный круг, тогда станция мониторинга удаляет кадр из сети.

Биты RRR называются битами резервирования. Сюда записывается приоритет той рабочей станции, которая следующая желает передать информацию. Тем самым рабочие станции могут занимать очередь на передачу кадров. Право на передачу кадров станция получит только в том случае, когда бит РРР=RRR.

Поле Указатель кадра аналогично полю тип протокола в кадре Ethernet.

Поля АП, АО, Данные и CRC аналогичны полям в кадре Ethernet.

Поле Статус пакета (СП) имеет формат: ACRRACRR.

Если бит А=1, значит адрес распознан.

Если бит С=1, значит данные скопированы.

Биты RRR не используются, т. е. зарезервированы для дальнейшего расширения сети.

Поле статус пакета не охвачен полем CRC. Поэтому для того, что бы можно было проконтролировать ошибки в этом поле, биты АСRR сами себя дублируют.
^ Стандарт высокоскоростной сети FDDI.

Стандарт для сети FDDI разработан Американским институтом национальных стандартов ANSI комитетом X3T9.5. В последствии, стандарт FDDI был принят в качестве международного, как стандарт ISO 9314.

Форматы маркера и кадра показаны на рисунках 6.13 и 6.14 соответственно.


Рисунок 6.13 - Формат маркера


Рисунок 6.14 - Формат кадра

Форматы маркера и кадра во многом повторяют форматы в сети Token Ring. Отличие составляет только наличие поля преамбулы и формат поля управления кадром. Все поля имеют те же форматы и назначение, что и в предыдущих стандартах. Исключением является поле управление кадром (УК). Формат поля следующий: CLFFZZZZ.

Бит С определяет класс пакета. Если С=0, значит, используется асинхронный ражим передачи. Если С=1, значит, используется синхронный режим передачи.

Бит L определяет длину адресного поля. Если L=0, значит, адрес имеет длину 2 байта. Если L=1, значит, адрес имеет длину 6 байт.

Биты FF определяют тип кадра. Если FF=00, то кадр принадлежит подуровню МАС. Если биты FF=01, то кадр принадлежит подуровню LLC.

Биты ZZZZ используются, только если кадр принадлежит подуровню МАС. Они определяют тип передаваемого кадра [7].
1   2   3   4   5   6   7



Скачать файл (4581 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации