Характеристика современных средств дистанционной передачи информации

     Сеть  кольцевой топологии использует в качестве канала связи замкнутое кольцо из компьютеров, соединенных коаксиальным или оптическим кабелем. Технология доступа в сетях этой топологии реализуется методом передачи маркера. Маркер – это пакет, снабженный специальной последовательностью бит (его можно сравнить с конвертом для письма). Он последовательно предается по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый узел ретранслирует передаваемый маркер. Компьютер может передать свои данные, если он получил пустой маркер. Маркер с пакетом передается, пока не обнаружится компьютер, которому предназначен пакет. В этом компьютере данные принимаются, но маркер движется дальше и возвращается к отправителю. После того, как отправивший пакет компьютер убедится, что пакет доставлен адресату, маркер освобождается. Скорость передачи данных в таких сетях достигает 4 Мбит/сек.

     При звездообразной топологии все компьютеры сети подключаются к центральному компьютеру отдельной линией связи. Центральный компьютер управляет рабочими станциями, подключенными к нему через концентратор, который выполняет функции распределения и усиления сигналов. Надежность работы сети при такой топологии полностью зависит от центрального компьютера. Метод доступа реализуется с помощью технологии Arcnet. Этот метод доступа также использует маркер для передачи данных. Маркер передается от компьютера к компьютеру в порядке возрастания адреса. Как и в кольцевой топологии, каждый компьютер регенерирует маркер. Данный метод доступа обеспечивает скорость передачи данных 2 Мбит/сек.

     В настоящее время существуют еще  более скоростные, но и более дорогие  варианты организации вычислительных сетей в виде распределенного  двойного кольца на базе оптико-волоконных каналов (вариант FDDI) и витой пары (вариант CDDI). Данные варианты организации и технологии построения предназначаются для больших корпоративных вычислительных сетей.

     Локальные сети могут интегрироваться в  более сложные единые сетевые структуры. При этом, однотипные по используемым в них аппаратуре и протоколам сети, объединяются с помощью общих для соединяемых сетей узлов-«мостов», а разнотипные сети (работающих под управлением различных операционных систем) объединяются с помощью общих узлов-«шлюзов».

     Шлюзы могут быть как аппаратными, так  и программными. Например, это может  быть специальный компьютер (шлюзовой сервер), а может быть и компьютерная программа, шлюзовое приложение. В последнем  случае компьютер может выполнять  не только функции шлюза, но и функции рабочей станции.

     Интеграция  нескольких сетей в единую систему  требует обеспечения межсетевой маршрутизации информационных потоков  в рамках единой сети. Межсетевая маршрутизация  организуется путем включения в  каждую из объединяемых подсетей специальных узлов-«маршрутизаторов» (часто функции «маршрутизаторов» и «шлюзов» интегрируются в одном узле). Узлы-«маршрутизаторы» должны «распознавать», какой из пакетов относится к «местному» трафику сети станции-отправителя, а какой из них должен быть передан в другую сеть, входящую в единую интегрированную систему.

     При подключении локальной сети предприятия  к глобальной сети особое внимание обращается на обеспечение информационной безопасности. В частности, должен быть максимально ограничен доступ в сеть для внешних пользователей, а также ограничен выход во внешнюю сеть сотрудников предприятия. Для обеспечения сетевой безопасности устанавливают брандмауэры. Это специальные компьютеры или компьютерные программы, препятствующие входу в локальную сеть и несанкционированной передаче информации.

     Пользователи (клиенты) локальной сети могут иметь  различные права доступа и  полномочия по обработке информации, хранящейся в базах данных коллективного пользования. Полномочия пользователей локальной сети определяются правилами разграничения доступа, а совокупность приемов распределения полномочий называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети, которым занимается уполномоченное лицо – системный администратор.

     Порядок доступа и использования ресурсов сети Интернет определяет организация или уполномоченное лицо – провайдер.

     Концепция открытых информационных систем. Для реализации технологии распределенной обработки данных необходимо согласовать правила использования и взаимодействия аппаратных ресурсов, изготовленных разными фирмами, программных ресурсов, созданных разными языковыми средствами и информационных ресурсов, имеющих разные форматы представления данных. В настоящее время основной тенденцией в области информационных технологий и компьютерных коммуникаций является идеология открытых систем. Идеологию открытых систем реализуют в своих последних разработках все ведущие фирмы – поставщики средств вычислительной техники, передачи информации, программного обеспечения и разработки прикладных информационных систем. Их результативность на рынке информационных технологий определяется согласованной научно-технической политикой и реализацией стандартов открытых систем.

     Что понимается под открытыми системами  в данном контексте? «Открытая система ¾ это система, которая состоит из компонентов, взаимодействующих друг с другом через стандартные интерфейсы, службы и форматы данных». Сущность технологии открытых систем заключается в обеспечении следующих задач:

     Унификации  обмена данными между различными компьютерами;

     Переносимости прикладных программ между различными компьютерами;

     Мобильности пользователей, т.е. возможности пользователей  переходить с одного компьютера на другой, независимо от его архитектуры и используемых программ без необходимости переобучения специалистов.

     Основой, обеспечивающей реализацию открытых систем служит совокупность стандартов, с  помощью которых унифицируется  взаимодействие аппаратуры и всех видов программного обеспечения: языков программирования, средств ввода – вывода, графических интерфейсов, систем управления базами данных, протоколов передачи данных в компьютерных сетях.

     Помимо  локальных сетей существует еще  один не менее популярный вид технических средств дистанционной передачи данных – модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) — это устройство прямого (модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи. Модемы бывают самые разные, но в первую очередь их можно разделить на: аналоговые и цифровые.

     Аналоговые  – были наиболее распространенными  модемами в конце прошлого века, распространены и сейчас, но уже  не так. Первоначально аналоговый модем  был предназначен для выполнения следующих функций:

     □ при передаче для преобразования широкополосных импульсов (цифрового  кода) в узкополосные аналоговые сигналы;

     □ при приеме для фильтрации принятого  сигнала от помех и детектирования, то есть обратного преобразования узкополосного  аналогового сигнала в цифровой код.

     Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связано с их модуляцией.

     Модуляция — это изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).

     Демодуляция — это обратное преобразование модулированного сигнала (возможно, искаженного помехами при прохождении в канале связи) в модулирующий сигнал.

     В современных модемах встречаются  чаще всего три вида модуляции:

     □частотная — FSK (Frequence Shift Keying);

     □фазовая — PSK (Phase Shift Keying);

     □квадратурная амплитудная — QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

     При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего  сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной его амплитуде. В простейшем случае значениям первого и нулевого битов данных соответствуют два значения частот, например 980 Гц и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов V.21 передачи данных. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала.

     При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при  неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость фазомодулированного сигнала также высокая.

     При чистой амплитудной модуляции сигнала  его защищенность от помех крайне низкая, поэтому применяют более  помехоустойчивую, но и более сложную  квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.

     Многие  модемы, кроме обеспечения процедур передачи информации, выполняют и  ряд других весьма полезных в системах телекоммуникаций функций, таких как:

     □ «оцифровка» голоса и обратная операция восстановления оцифрованного голоса (voice-модемы);

     □ прием и передача факсимильных сообщений (факс-модемы);

     □ автоматическое определение номера вызывающего абонента (АОН);

     □ функции автоответчика и электронного секретаря и т. д.

     Поэтому современный модем кроме устройств  модуляции и демодуляции (а иногда и вместо них) содержит специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную и постоянную память, элементы звуковой и световой сигнализации о режимах работы модема и характеристиках канала связи. Постоянная память используется для сохранения конфигурации модема при выключении питания и часто может перепрограммироваться.

     Современные модемы бывают двух классов.

     Class 1 предполагает выполнение основной работы по приему и передаче сообщений компьютером с программой поддержки факсимильной связи. Модемы этого класса часто называются программными (software) модемами. Программные модемы бывают на шине PCI, а поскольку они работают только под управлением Windows, их называют также Win-модемами. В программных модемах часть их функций реализована не в виде микросхем, а заменена программой, которая выполняется центральным процессором ПК. Такая замена существенно удешевляет модем, но обусловливает некоторую дополнительную нагрузку на сам компьютер. Правда, при наличии процессора Pentium II и ОЗУ 32 Мбайт эта нагрузка практически незаметна. По некоторым (непроверенным) сведениям Win-модемы хуже работают на плохих телефонных линиях: возможностей настройки у них меньше, чем у аппаратных модемов, и чаще происходит обрыв связи.

     Class 2 реализует все процедуры передачи и приема факсов средствами самого модема; естественно, модемы второго класса несколько дороже, но они более эффективны, особенно при работе в многозадачных операционных системах. Такие модемы часто называются аппаратными (hardware) модемами. Аппаратные модемы бывают на шине ISA и на шине PCI. PCI-модемы ввиду отсутствия логического СОМ-порта работают хорошо только под Windows, а для работы в DOS,

     Linux и т. д. требуют специальные драйверы. ISA-модемы, еще недавно доминировавшие на рынке, сдают свои позиции ввиду отсутствия шины ISA на последних моделях материнских плат. Достоинство hard-модемов в том, что они просты в настройке, не занимают внутренних ресурсов ПК и хорошо «держат» плохие телефонные линии.

     Существуют еще два типа современных и дешевых модемов: AMR (Audio and Modem Riser Card) и CNR (Communication and Networking Riser Card) модемы, которые могут работать только с новейшими Intel-чипсетами и с тональными набирателями номера.

     Модемы  различаются также:

     конструкцией — автономные и встраиваемые в аппаратуру;

     интерфейсом с каналом связи — контактные и бесконтактные (аудио);

     назначением — для разных каналов связи  и систем, например для систем передачи только данных — модемы, для систем передачи данных и факсов — факс-модемы (правда, сегодня большинство фирм выпускают факс-модемы, а «чистые» модемы, без факсовых функций, практически уже не выпускаются);

     скоростью передачи — существует стандарт скоростей (шкала) передачи данных, соответствующий  стандарту протоколов МККТТ для телефонных каналов связи. Он включает следующие скорости (в бит/с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12 000, 14 400, 16 800, 19 200, 28 800, 33 600, 56 000. Сейчас в продаже в основном модемы со скоростью 56000 бит/с.