652

Основы телекоммуникационных технологий и локальные сети в профессиональной деятельности

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Назначение, компоненты и общая структура компьютерной сети. Современные коммуникационные технологии. Сети интегрального обслуживания. Проводные системы связи. Малогабаритные радиочастотные, инфракрасные и микроволновые системы. Национальные в международные компьютерные сети.

Русский

2013-01-06

122.5 KB

108 чел.

Лекция

Основы телекоммуникационных технологий и локальные сети в профессиональной деятельности

Учебные и воспитательные цели:

  1.  Разобрать классификацию, назначение и принципы функционирования  логическую структуру и компоненты информационно-вычислительных сетей.
  2.  Показать курсантам важность данной темы и воспитывать у них
    потребность в глубоком освоении учебного материала.

Учебные вопросы и расчет времени:

  1.  Современные коммуникационные технологии 20 мин.
  2.  Назначение, компоненты и общая структура компьютерной

       сети……………………………………………………………20 мин.

  1.  Требования к сетям и их классификация………………….. 15 мин.
  2.  Классификация сетей……………………………………….. 10 мин.
  3.  Логическая структура сети…………………………………. 25 мин.

1. Современные коммуникационные технологии

Начало 90-х годов XX столетия знаменуется рождением информационного рынка в СНГ. Современный рынок информации, основанный на компьютерных технологиях, можно разделить на следующие взаимосвязанные части:

рынок информации (политическая, деловая, финансовая, демографическая, юридическая, научно-техническая, потребительская и другие виды информации);

рынок сделок на основе компьютерных технологий
(банковские операции, электронные торги, покуп
ка билетов на транспорт, заказ товаров и услуг);

рынок программного обеспечения ПЭВМ;

рынок услуг сетевых коммуникаций.

В настоящее время системы общения людей (системы коммуникаций) в мировом сообществе представлены широким набором разнообразных технических средств, служб и предоставляемых ими услуг деловым людям и организациям всех форм собственности.

Основными системами коммуникаций являются:

■ широковещательные радио и телевизионные сети;

■     проводные системы связи;

   радиосистемы связи;

   национальные и международные компьютерные сети;

   цифровые сети интегрального обслуживания.

1) К широковещательным сетям относятся государственные и коммерческие радио и телеканалы, системы телетекст и видеотекс.

В системе телетекст (teletext) по программам  телевидения, ОРТ, каналам России и Санкт-Петербурга транслируется текстовая информация объемом 200-500 страниц. Пользователь в удобное для себя время может просмотреть страницы телетекста. Для этого телевизор должен быть оборудован декодером телетекста.

В отличие от телетекста система видеотекс (videotex) содержит больше информации и является интерактивной. Например, английская служба видеотекса предоставляет пользователям 25 000 страниц текста, обеспечивает активное обучение, резервирование мест на транспорт, заказы на услуги и товары с оплатой их и др. Терминалами видеотекса могут быть специальные телевизионные приемники и ПЭВМ.

2) Проводные системы связи в качестве физической среды передачи информации используют простые воздушные линии связи на основе неизолированных проводников, а также кабельные наземные, подземные и подводные линии с применением изолированных и экранированных проводников.

По проводным системам связи организуются телеграфные, телексные, телетексные, телефонные и телефаксные каналы. К проводным системам коммуникаций можно отнести и сеть проводной многоканальной трансляции радиовещания.

Учитывая большое количество терминов, используемых сейчас в коммуникациях по проводным системам связи, дадим их короткую характеристику.

Телеграфная сеть — это национальная сеть обмена короткими символьными сообщениями по низкоскоростным телеграфным каналам связи. Терминалами являются клавишные телеграфные аппараты.

Телекс - международная сеть обмена символьными сообщениями. Каналы связи и терминалы те же, что и в телеграфной сети. Сеть объединяет более 100 национальных телеграфных сетей и обслуживает более 800 000 абонентов.

Телетекс — международная сеть обмена символьными сообщениями по телефонным каналам связи и скоростным каналам передачи данных. Терминалами являются дисплейные комплексы и ПЭВМ. В начале XXI века сети телетекса заменят телекс.

Телефонная сеть - национальная и международная сеть обмена речевыми сообщениями по телефонным каналам связи. Терминалы: аналоговые и цифровые телефонные аппараты. В настоящее время выпускаются аппараты с автоматическим повторением вызова, памятью номеров абонентов, индикацией номера абонента, запоминаем сообщения при отсутствии абонента и другими услугами.

В фирмах, банках, офисах и др. эффективно работают современные мини-АТС. Они предоставляют пользователям услуги:

  •  распределение городских телефонных номеров между служащими фирмы;
  •  быстрое соединение со служащими фирмы по внутренней связи; перевод ожидаемого звонка на любой телефонный аппарат фирмы;
  •   возможность переговора одновременно с несколькими абонентами;
  •  соблюдение при необходимости конфиденциальности переговоров;
  •   обеспечение бесперебойной работы с помощью автономного источника питания;
  •  учет всех внешних звонков с распечаткой переговоров;
  •  на дисплее отображается номер звонящего абонента,
  •  календарь, время, имеется будильник.

Телефакс — международная сеть обмена речевой, символьной и графической информацией. Используются телефонные каналы связи и терминалы в составе: телефонный аппарат, сканер, принтер и модем. Телефакс может использоваться в комплексе с ПЭВМ.

3) Преимуществом всех радиосистем связи является возможность обслуживания передвигающихся абонентов и работа в труднодоступных для проводных линий связи местах. Основными системами являются: спутниковые системы связи; радиочастотные, инфракрасные и микроволновые каналы связи; сотовая связь; радиопейджинг. Спутниковые системы связи обеспечивают высококачественные многоканальные коммуникации на больших территориях земного шара. Среди новейших систем следует назвать проект Iridium (фирма Motorola, США), по которому будет запущено 90 низкоорбитальных спутников. Они обеспечат качественной связью миллионы пользователей по всей Земле. Связь со спутниками будет осуществляться устройством размером не больше сотового телефона. Аналогичный проект из 56 спутников предложила фирма Global Star (США).

Малогабаритные радиочастотные, инфракрасные и микроволновые системы действуют в пределах прямой видимости на расстоянии до 20 км и обеспечивают высокую скорость передачи данных. Радиостанции массой 0,3—1,0 кг имеют автономное питание, позволяют обмениваться речевой информацией, просты в эксплуатации. Однако радиостанции в стационарных системах используются реже из-за экранированности зданий и помещений и узкой полосы доступных пользователям радиочастот. Инфракрасные и микроволновые каналы связи более помехоустойчивы и обеспечивают наивысшую скорость передачи информации.

Функционирование сотовой связи основано на соединении обычной телефонной связи с радиосвязью. Радиосвязь действует в пределах соты - круга, радиус которого определяется дальностью функционирования приемо-передающего радиоцентра соты. По радиотелефону абонент связывается с другим далеко расположенным абонентом через обычную АТС. При этом абонент-получатель может иметь стационарный телефон или радиотелефон. В настоящее время сотовая связь действует во всех областных и ряде районных центров России.

В России уже действует цифровая подвижная связь DN-1. через  специальные узлы коммутации.

Пейджинговая связь является однонаправленной связью от центра пейджинговой сети к абонентам - владельцам пейджеров. В центре сети находятся ПЭВМ, передающая радиостанция и операторы центра. Операторы центра принимают по телефону заказы на передачу сообщений абонентам, набирают их на ПЭВМ и передают по радиоканалам на пейджеры абонентов. Время передачи занимает 1,5—2 минуты. Пейджер — это пластмассовая коробочка размером (80—100) — (60-80) мм и массой 70— 150 г. Пейджер включает микропроцессор, память, дисплей, автономное питание. Основные характеристики различных моделей пейджеров: автономное включение и выключение пейджера, звуковой и вибрационный сигналы о приеме сообщения, наличие электронезависимой памяти, объем памяти от 4 до 40 сообщений длиной от 20до 400 символов, защита сообщений, запоминание и индикация даты и приема сообщения, индикация нахождения абонента вне зоны приема, дата, часы, будильник.

Центр обеспечивает передачу сообщений на расстояние до 70 км.

  1.   Национальные в международные компьютерные сети для связей между пользователями и пользователей с ресурсами сети используют уже имеющиеся проводные и радиосистемы связи,  а также специально проложенные линии связи.
  2.   Сети интегрального обслуживания. В настоящее время в ряде стран в стадии реализации находятся цифровые   сети   интегрального обслуживания   ISDN(Integrated Service Digital Network). В различных проектах используют многожильные, коаксиальные или оптоволоконные кабели. Терминалами сети являются: цифровые телефонные и  факсимильные аппараты, ЭВМ, другие цифровые терминалы.  Сеть предоставляет пользователям следующие услуги: телефон, телекс, телетекс, факсимильную связь, электронную почту, телеконференции.

Развитием ISDN являются широкополосные сети интегрального обслуживания BSN (Broadband Service Network), которые сейчас находятся в стадии разработки. На основе оптоволоконной физической среды будут созданы высокоскоростные широкополосные сети, которые кроме названных услуг обеспечат видеотелефон, кабельное телевидение, видеоконференции.

Использование глобального информационного пространства с помощью спутниковых систем связи, а также применение сетей ISDN и BSN неизбежно приведет к переосмыслению роли коммуникационных технологий в современном обществе.

2.  Назначение, компоненты и общая структура компьютерной сети

Компьютерная сеть (информационно-вычислительная сеть) - это система распределенных на территории средств ввода/вывода, хранения и обработки информации, связанных между собой каналами передачи данных.

Сети могут обеспечить:

удаленный доступ пользователей к ресурсам сети (базам и банкам данных, экспертным системам, высокопроизводительным ЭВМ, высококачественным принтерам и графопостроителям и др.);

создание распределенных банков данных, что снижает стоимость их эксплуатации и уменьшает время доступа пользователей к информации;

предоставление пользователям различных услуг (службы информации, электронной почты, телеконференций и др.).

Обобщенная структура взаимосвязанных сетей

Компоненты сети:

ЭВМ - вычислительные средства сети, которые могут быть разных классов и типов и работать под управлением различных операционных систем. Для работы в сети ЭВМ должна быть укомплектована необходимыми техническими средствами (например: сетевым адаптером, модемом для телефонных каналов связи, устройством преобразования сигналов для телеграфных каналов, абонентской радиостанцией для радиоканалов и др.) и программами, поддерживающими работу этих устройств.

ЦУС центр управления сетью, где работает администратор сети. В ЦУС, как правило, устанавливается ЭВМ, обладающая наивысшей производительностью и большим объемом памяти и оснащенная специальным программным обеспечением.

Администратор сети - это человек или группа лиц, которые выполняют следующие функции:

проверку работоспособности компонентов сети, отключение неисправных, подключение отремонтированных или новых компонентов;

установление конфигурации сети;

определение дисциплины (порядка) обслуживания пользователей;

учет времени работы пользователей и компонентов сети.

Терминалы (Т) - устройства ввода/вывода информации без ее обработки.

Средства коммуникаций (СК)комплекс технических и программных средств для обеспечения информационного взаимодействия между компонентами сети. В сетях используются каналы связи с различными физическими средствами передачи сигналов: проводными, оптоволоконными и по радио.

Так как в разные годы сети разрабатывали различные организации, ориентируя их на определенные типы ЭВМ, классы задач и сферы применения, то исторически сложилось так, что среди компьютерных сетей нет единообразия. Поэтому взаимодействие между сетями осуществляется в рамках протоколов.

Протокол это система соглашений, которые определяют все аспекты информационного взаимодействия между компонентами одной сети или разных сетей. Протокол включает правила, процедуры, алгоритмы и требования, касающиеся порядка взаимодействия между компонентами сети. Связь сетей с разными протоколами производится через шлюзы, а с одинаковыми протоколами - через мосты. Шлюзы и мосты осуществляют согласование различных протоколов.

Шлюз (Ш) - комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между неоднородными сетями, т.е. включающими программно-несовместимые ЭВМ.

Мост (М) - комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между однородными сетями, т. е. в которые входят программно-совместимые ЭВМ.

3. Требования к сетям и их классификация

Чтобы  сеть отвечала своему назначению,  к  ней предъявляются следующие общие требования:

  1.  Простота доступа пользователей к сети.

Открытость - возможность включения разнотипных ЭВМ.

Развиваемость - возможность наращивания ресурсов сети и абонентов.

Автономность - работа пользователя на своей ЭВМ не должна ограничиваться тем, что ЭВМ включена в сеть.

Интегральность - возможность обработки и передачи информации различного вида: символьной, графической, речевой.

Защищенность - возможность пресечения несанкционированного доступа к ресурсам сети.

Небольшое время ответа, обеспечивающее эффективную работу пользователя в диалоговом режиме в соответствии с назначением сети.

Непрерывность работы - возможность отключения или подключения ЭВМ к сети без прерывания ее работы (или с небольшим перерывом).

Помехоустойчивость - способность достоверно передавать информацию в условиях промышленных, бытовых и атмосферных помех.

  1.  Оперативное получение необходимой справки
    (помощи) по использованию ресурсов сети.
  2.  Высокая надежность функционирования компонентов сети.
  3.  Приемлемая стоимость услуг сети.

Часть этих требований содержится в международных и национальных стандартах, другие являются предметом межфирменных соглашений и допущений.

4. Классификация сетей

Многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по ряду признаков:

1. По территориальному размещению:

глобальные (WAN-Wide Area Network) – на территории страны или нескольких стран;

региональные  (MAN-Municipal Area Network) - на территории района, области, региона;

локальные (LAN-Local Area Network) - в пределах организации, предприятия, фирмы.

2. По типу решаемых задач:

■ специализированные (например: электронная система торгов  фондовой биржи);

■  многофункциональные   (например:   государственная сеть).

3.  По типу средств коммуникаций:

■   телефонные и телеграфные каналы связи;

■ наземные, подземные и подводные кабельные линии связи;

     наземные телевизионные, радиорелейные и радиолинии связи;

■ спутниковые радиолинии связи.

4 . По дисциплине обслуживания пользователей (по
способу доступа пользователей к сети):

 приоритетные (задаются ЦУС), когда пользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными им приоритетами (приоритеты пользователей могут быть постоянными или изменяющимися, например, в зависимости от новизны или ценности информации и др.);

■ неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к сети.

5. Логическая структура сети

С появлением первых сетей была осознана необходимость разработки стандартов, определяющих взаимодействие между компонентами одной сети, а также разных сетей. В 1978 г. Международная организация по стандартизации (МОС) опубликовала первые стандарты для взаимодействия открытых систем. Система является открытой, если она соответствует эталонной модели, разработанной МОС. Функции взаимодействия между компонентами сети делятся на уровни. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) определяет, что каждая система должна содержать семь уровней взаимодействия.

Структура взаимосвязанных сетей

Процессы взаимодействия должны подчиняться определенным протоколам.

Пользователь, желая воспользоваться услугами сети (например, передать данные другому пользователю, привлечь определенную ЭВМ сети для решения своей задачи, получить информацию из банка данных и др.) должен выполнить необходимые действия, определяемые протоколами общения пользователей с сетью. Эти протоколы задают язык связи пользователя с сетью.

Дальнейшее преобразование информации, введенной пользователем, осуществляется уже без его участия. Информация от пользователя до ЭВМ обязательно проходит через все семь уровней взаимодействия, преобразуясь в соответствии с протоколами уровней.

7-й (прикладной или пользовательский) уровень. Уровни с 7-го по 3-й реализуются программными средствами (ПС). Программы прикладного уровня обеспечивают:

проверку полномочий пользователя;

подключение пользователя к сети;

доступ пользователя к справочнику сети;

доступ пользователя к ресурсам и услугам сети.

6-й (представительный) уровень обеспечивает представление и преобразование данных, которые передаются между компонентами сетей. Задача преобразования данных связана с тем, что в сети могут быть ЭВМ различного типа с разными формами представления данных, системами команд и операционными системами. Поэтому необходимо ввести стандартную форму представления данных. Программы этого уровня представляют в единой форме все виды информации.

5-й (сеансовый) уровень выполняет организацию сеанса связи между пользователями и обеспечивает:

       ■  начало сеанса связи;

взаимодействие пользователей: дуплексное (одновременный диалог), полудуплексное (попеременный диалог), симплексное (монолог) взаимодействие;

синхронизацию сеанса, что позволяет повторить
часть сеанса с определенного времени;

 конец сеанса связи.

4-й (транспортный) уровень связывает машинно-зависимые уровни с верхними - машинно-независимыми. Это граница между средствами формирования данных и средствами передачи данных. На этом уровне формируется пакет данных, который состоит из заголовка с адресом получателя, непосредственно сообщения и концевика (кода, который используется у получателя для установления искажений в сообщении при передаче пакета по линиям связи).

При получении сообщения от источника на 4, 3 и 2-м уровнях осуществляется обнаружение определенных ошибок в сообщении, появившихся при ее передаче, частичная ликвидация ошибок и формирование специального сообщения на вышележащий уровнь о неисправленных ошибках.

3-й (сетевой) уровень определяет маршрут движения сообщения, т. е. те узлы коммутации (в различной литературе: узлы, узловые станции, коммутаторы каналов), через которые должно пройти сообщение от источника до получателя. В узлах коммутации (УК) реализованы три нижних уровня ЭМВОС.

2-й (канальный) уровень реализуется программными и техническими средствами (ТС). Он обеспечивает установление, поддержание и разъединение соединений между пользователями. Канальный уровень задает метод доступа к сети.

1-й (физический) уровень сопрягает канальный уровень с физической средой передачи данных. Он реализуется техническими средствами. На физическом уровне осуществляется:

электромеханическое соединение с физической средой;

последовательно-параллельное   (или   наоборот) преобразование данных.

Построение реальных сетей в соответствии с ЭМВОС позволяет легко сопрягать различных абонентов с сетью и разные сети между собой.

Заключение

Данная лекция  рассматривает вопросы информационно- вычислительных сетей  и их использование в различных отраслях народного хозяйства. Основные понятия и стандарты,  рассмотренные в данной лекции  помогут курсантам  разобраться во множестве стандартов для сетей, используемых сегодня. Данная лекция предполагает дальнейшее  углубленное самостоятельное изучение темы информационно-вычислительных сетей, опираясь на учебные  вопросы, рассмотренные в лекции.

Литература:

  1.  Информатика: учебник. Под ред. Н. Макаровой. — М.: Финансы и статистика,  2010,768 с.
  2.  Симонович В.С. Информатика базовый курс: Учебник. - М.: Питер; Спб.2000-Пресс, 2010,680 с.
  3.  Симонович В.С. Информатика для экономистов и юристов: Учебник - М.: Питер; Спб.2010-Пресс, 2000,680 с.
  4.  Гук М. Аппаратные средства PC: Энциклопедия. - СПб.: Питер, 1999, 816 с.
  5.  Информатика.    Энциклопедический    словарь.    Под    ред.    Д. А.Поспелова.- М: Педагогика-Пресс, 2000, 349 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58691. Понятие про орнамент. Последовательность создания орнамента. Создание орнамента из растительных форм 38 KB
  Цель: развивать творческие способности фантазию воспитывать экономное и бережное отношение к бумаге и к природным материалам Оборудование: плакат с зашифрованным словом украинский национальный костюм образцы готовых аппликаций орнаментов.
58692. Однорідні члени речення 38 KB
  Усно доповнити власними реченнями про красу осінньої природи Під осінніми високими зорями затихають оселі і тепер стає чутнішою мова роси напівроздягнених дерев вчорнілих задуманих соняшників що вже не тягнуться ні до зірок ні до сонця.
58693. Звязок прикметників з іменниками 47 KB
  Мета: Навчаюча: допомогти учням засвоїти матеріал про звязок прикметників з іменниками; закріплювати вміння встановлювати логіко-граматичні звязки; вдосконалювати вміння розрізняти прикметники серед інших частин мови...
58694. Чергування голосних звуків о е і в коренях слів 56.5 KB
  Мета: вчити учнів правильно писати о е і в корені слова; формувати орфографічну навичку письма вміння визначати корінь в слові; розвивати навичку чіткого мовлення уваги мислення; сприяти виховуванню почуття поваги до старших.
58695. Леся Українки “Бояриня” 39.5 KB
  Мета. Ознайомити учнів зі змістом твору, дослідити, як крізь призму особистого життя героїв розкрито трагедію рідного краю; розвивати творче мислення учнів, уміння аналізувати прочитане; виховувати любов до України, до її історичного минулого.
58696. Схоже і відмінне в кольорах. Порівняння предметів за кольором. Кольори. Вживання закінчень прикметників -й, -а, -е, -і 99 KB
  Мета: Продовжити засвоєння українських назв кольорів; збагачувати й активізувати словниковий запас учнів; удосконалювати орфоепічні вміння; формувати вміння вживати закінчення прикметників (-й, -а, -є, -і); порівнювати предмети за кольором; розвивати мовленнєві навички; виховувати любов до природи.
58697. Іменник. Загальне значення і граматичні ознаки іменника 8.41 MB
  Мета: розширювати і поглиблювати знання учнів про іменник як частину мови; познайомити з іменниками назвами істот та неістот їх характерними ознаками; з іменниками на позначення власних і загальних назв навчити розрізняти їх учити писати в великої літери власні іменники...