Новосибирский государственный технический университет

Коммуникационная подсеть представляет собой совокупность физической среды, программных и аппаратных средств, обеспечивающих передачу информации между группой абонентских систем. Рассматриваемая подсеть является важным компонентом информационно-вычислительной сети. В соответствии с этим к ней предъявляются требования, основные из которых сводятся к следующим:

- высокая надежность передачи блоков данных

- небольшая стоимость передачи

- высокая скорость передачи

- износоустойчивость и долговечность оборудования

- малые потери информации

- минимальный штат обслуживания

- передача данных, закодированных любым способом.

До сих пор коммуникационные подсети в основном использовались для передачи информации между такими абонентами, как ЭВМ и терминалы. Параллельно этому существуют телевизионная, телефонная, телеграфная и телетайпная сети. И каждая из них предназначена для определенного вида информации. В последние годы начался переход на передачу любой информации в дискретной форме. Это открыло возможность создания интегрированных, коммуникационных подсетей, к которым подключаются различные типы абонентов.

1.1 Коммуникационная подсеть

Любая коммуникационная подсеть предназначена для обеспечения различных форм взаимодействия абонентских систем друг с другом. Точки подключения систем к рассматриваемой сети определяются интерфейсом коммуникационной подсети. Для всех абонентских систем этот интерфейс один и тот же. Однако в последнее время в коммуникационную подсеть стали включать дополнительные функции, связанные с преобразованием нестандартных интерфейсов в интерфейс коммуникационной подсети. Такие подсети именуются интеллектуальными.

Первоначально через коммуникационную подсеть передавалась информация, предоставляемая либо потребляемая ЭВМ и терминалами. Теперь же все чаще через ту же подсеть направляют звукограммы, речь, графические и даже телевизионные изображения. Естественно, что любая подсеть должна обеспечивать различные формы передачи данных, включающие: диалоговые посылки, файлы, сообщения и большие массивы информации. Коммуникационную подсеть определяют четыре основные характеристики: трафик, надежность передачи, время установления сквозного (через подсеть) соединения, скорость передачи блоков данных.

Абонентская система

В соответствии с определением коммуникационной подсети выделим пять ее типов: одноузловая, многоузловая, моноканальная, поликанальная, циклическое кольцо.

Рис. 1. Главные компоненты ИВС

Абонентская система

Рис. 2. Типы локальных коммуникационных подсетей

. Эта классификация определяется характером доставки блоков данных от абонентской системы-отправителя к абонентской системе-получателю. Что же касается топологии, то указанные типы подсетей могут иметь одинаковую форму. Так, из рис..2 видно, что кольцевую форму могут иметь многоузловая подсеть, моноканал и циклическое кольцо.

Каждая из пяти типов подсетей (рис.2) имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому среди них нельзя выделить лучшую. Каждая хороша в своей области, определяемой требованиями, предъявляемыми к подсети.

В коммуникационной подсети следует различать два понятия скорости передачи. Первое из них физическая скорость передачи данных по каналу. Она определяется числом бит, передаваемых в секунду по конкретному каналу. Вторая скорость именуется сквозной. Она характеризуется числом блоков данных в секунду, передаваемых между рассматриваемой парой точек интерфейса подсети (например, между точками а, б, рис.1). Эта скорость является главной, ибо она определяет скорость передачи блоков данных сквозь всю подсеть. А именно эта скорость в первую очередь определяет быстродействие коммуникационной подсети. Для удобства сравнения с физической скоростью сквозная скорость часто пересчитывается в биты в секунду.

Так, в одной из локальных сетей [101] физическая скорость передачи данных по каналу равна 3 Мбит/с. Однако сквозная скорость (в пересчете на мегабиты в секунду) составляет лишь 0,6 Мбит/с.

На сквозную скорость влияют многие факторы (табл. 3.1). Анализ их показывает, как велики возможности повышения сквозной скорости.

Следует отметить, что сквозная скорость определяет второй временной фактор быстродействия коммуникационной подсети время сквозного прохода блока данных через (сквозь) эту подсеть. Действительно, легко, себе представить подсеть, в точках интерфейса которой данные проходят быстро, например со скоростью 1 Мбит/с. Однако если подсеть создана не оптимально, то блок данных может проходить сквозь нее в течение недопустимо долгого времени, например 0,5 с.

Важной характеристикой коммуникационной подсети является используемая в ней физическая среда:

-эфир,

-световод,

-коаксиальный кабель

-скрученная пара проводов

-плоский кабель и т. д.

На этой основе создается канал совокупность физической среды и каналообразующих аппаратных средств, соединяющая две системы. Примеры каналов, используемых в коммуникационных подсетях, рассматриваются ниже.

Инфракрасный канал является в сетях новым типом канала, использующим эфир. Он удобен для получения высоких скоростей передачи на небольшие расстояния. Примером такого канала является разработка, выполненная фирмой Datapoint. Созданный ею для передачи данных аппарат имеет мощность всего 1 мкВт, но обеспечивает при помощи некогерентного инфракрасного излучения передачу дискретных данных при прямой видимости на расстояние до 3 км со скоростью 2,5 Мбит/с.

Таблица №1 Факторы влияющие на сквозную скорость.

Фактор	Его характеристика
Количество абонентских систем Структура станций	Длина канала определяет время распространения по нему сигнала; повторители, расщепители и другие компоненты канала вносят дополнительные задержки
Топология	Чем больше систем, тем значительнее потери времени на согласование их работы в сети Эффективность структуры, число и расположение буферов памяти, степень аппаратной реализации функций, быстродействие микропроцессоров влияют на скорость работы станции
Величина трафика	Число и частота передач увеличивают потери времени на управление передачей
Число ошибок передачи	Потери времени на проверку, переспрос и повторную передачу блоков данных
Эффективность заполнения блоков данных	Чем больше в блоке данных упаковано информационных бит, тем меньше число необходимых блоков
Объем операций управления	Минимизация обработки прерываний, сообщений о передаче, упаковки/разупаковки позволяет уменьшить потери времени
Интерфейс абонента	Качество и скорость передачи данных между станцией и абонентом также определяют возможные потери скорости

Микроволновый канал позволяет передавать информацию на расстояния до 15—20 км (при обеспечении прямой видимости). Здесь скорости достигают 20 Гбит/с.

Быстродействующим, надежным и эффективным при больших потоках данных является световодный канал, в котором в качестве физической среды используется сверхпрозрачное стекловолокно. Простейший световод состоит из кварцевой сердцевины диаметром 50—70 мкм, окруженной тонкой пленкой из стекла со значительно меньшим коэффициентом преломления, чем сердцевина. Это позволяет отражать световые волны внутрь стеклянного волокна, не выпуская их наружу. Нередко кварцевая сердцевина световода покрывается пластмассой. Такие световоды дешевле, на менее надежны в работе. В отличие от них стеклянные волокна не подвержены влиянию влаги и температуры, не стареют.

Пропускная способность световодного канала очень высока. Ее теоретический предел определяется десятками триллионов бит в секунду, а практически достигнутая скорость уже равна 2,41 Гбит/с [123]. Излучение света в этом канале осуществляется микролазером либо светоизлучающим диодом. Прием света обеспечивается полупроводниковым фотодиодом.

Коммуникационные подсети (стр. 1 из 5)

Новосибирский государственный технический университет

Расчётно-графическая работа

1. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДСЕТЕЙ

1.1 Коммуникационная подсеть