Два способа передачи данных

Процесс передачи данных

Способы передачи цифровой информации

Существует два способа передачи информации в физической передающей среде: цифровой и аналоговый.

При цифровом способе данные по проводнику передаются импульсно, путем смены текущего напряжения: нет напряжения — «0», есть напряжение — «1».

При аналоговом способе цифровые данные передаются посредством управления параметрами сигнала несущей частоты.
Сигнал несущей частоты представляет собой гармоническое колебание, описываемое уравнением:
x = x _max sin (ωt + φ ₀ ),
где x — амплитуда колебаний,
ω — частота колебаний,
t — время колебаний,
φ ₀ — начальная фаза колебаний.

Передать цифровые данные по аналоговому каналу можно, управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой. Поскольку необходимо передавать данные в двоичном виде (последовательность единиц и нулей), то можно предложить следующие способы управления (модуляции): амплитудный, частотный, фазовый.

Амплитудная модуляция «0» — отсутствие сигнала, т.е. отсутствие колебаний несущей частоты; «1» — наличие сигнала, т.е. наличие колебаний несущей частоты. Есть колебания — единица, нет колебаний — нуль:

Частотная модуляция Частотная модуляция предусматривает передачу сигналов 0 и 1 на разной частоте. При переходе от 0 к 1 и от 1 к 0 происходит изменение частоты колебаний сигнала:

Фазовая модуляция При переходе от 0 к 1 и от 1 к 0 меняется фаза колебаний, т.е. «направление» колебаний.

Канал передачи данных

Канал передачи — это комплекс технических средств и среды распространения, обесп5ечивающий передачу сигнала электросвязи в определенной полосе частот и с определенной скоростью передачи между сетевыми станциями и узлами сети.

В зависимости от среды распространения сигналов каналы могут быть проводными, радио, спутниковыми.

В зависимости от частотного диапазона различают каналы узкополосные и широкополосные.

Канал называется узкополосным, если по нему передаются данные только на одной частоте.

Канал называется широкополосным, если он пропускает много частот, т.е. каждый абонент работает в пределах этого канала на своей собственной частоте.

Каналу передачи присваивается название «аналоговый» или «цифровой», в зависимости от способа передачи сигналов электросвязи. Если на разных участках канала применяется тот и другой методы, канал передачи называется смешанным.

Характеристики процесса передачи данных

Для характеристики процесса передачи данных в компьютерной сети по каналам связи используются следующие понятия: режим передачи, код передачи, тип синхронизации.

Режимы передачи данных

Дуплексный режим является наиболее скоростным режимом работы и позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи.

Коды передачи данных

Информация передается по каналам связи в виде специальных кодов. Коды эти стандартизованы и определены рекомендациями ISO (International Organization for Standardization) — Международной организации по стандартизации или международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ).

Наиболее распространенным кодом передачи по каналам связи является код ASCII , принятый для обмена информацией практически во всем мире (отечественный аналог — код КОИ-7).

Если для передачи кодовой комбинации используется столько линий, сколько битов эта комбинация содержит, т.е. каждый бит передается по отдельному проводу, то это — параллельная передача или передача параллельным кодом. Предпочтение такой передаче отдается для внутренних связей ЭВМ и для небольших расстояний между абонентами сети. Передача параллельным кодом обеспечивает высокое быстродействие, но требует повышенных затрат на создание физической передающей среды и обладает плохой помехозащищенностью.

Для передачи кодовой комбинации по двухпроводной линии группа битов передается по одному проводу бит за битом. Это передача информации последовательным кодом. Она требует последующего преобразования данных в параллельный код для дальнейшей обработки в ЭВМ, но экономически более выгодна для передачи сообщений на большие расстояния.

Типы синхронизации данных

Процессы передачи или приема информации в компьютерных сетях могут быть привязаны к определенным временным отметкам, т.е. один из процессов может начаться только после того, как получит полностью данные от другого процесса. Такие процессы называются синхронными.

В то же время существуют процессы, в которых нет такой привязки и они могут выполняться независимо от степени полноты переданных данных. Такие процессы называются асинхронными.

Синхронизация данных — согласование различных процессов во времени. В системах передачи данных используются два способа передач данных: синхронный и асинхронный.

При асинхронной передаче каждый символ передается отдельной посылкой. Стартовые биты предупреждают приемник о начале передачи. Затем передается символ. Для определения достоверности передачи используется бит четности (бит четности равен 1, если количество единиц в символе нечетно, и 0 в противном случае). Последний бит («стоп-бит») сигнализирует об окончании передачи.

Преимущества: несложная отработанная система; недорогое (по сравнению с синхронным) интерфейсное оборудование. Недостатки: третья часть пропускной способности теряется на передачу служебных битов (старт/стоповых и бита четности); невысокая скорость передачи по сравнению с синхронной; при множественной ошибке с помощью бита четности невозможно определить достоверность полученной информации.

Асинхронная передача используется в системах, где обмен данными происходит время от времени и не требуется высокая скорость передачи данных. Некоторые системы используют бит четности как символьный бит, а контроль информации выполняется на уровне протоколов обмена данными.

При использовании синхронного метода данные передаются блоками. Для синхронизации работы приемника и передатчика в начале блока передаются биты синхронизации. Затем передаются данные, код обнаружения ошибки и символ окончания передачи. При синхронной передаче данные могут передаваться и как символы, и как поток битов. В качестве кода обнаружения ошибки обычно используется циклический избыточный код обнаружения ошибок ( CRC — Cyclic Redundance Check ). Он вычисляется по содержимому поля данных и позволяет однозначно определить достоверность принятой информации. Если код, сформированный при приеме, совпадает с кодом, сформированным при передаче — ошибок нет. Блок данных принят. Если же последовательности не совпадают — ошибка. Передача повторяется до положительного результата проверки. Если повторные передачи не дают положительного результата, то фиксируется состояние аварии.

Преимущества: высокая эффективность передачи данных; высокие скорости передачи данных; надежный встроенный механизм обнаружения ошибок. Недостатки: интерфейсное оборудование более сложное и, соответственно, более дорогое.

Источник

Два способа передачи данных

Документ объемом 10 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:

А) Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать

Б) Передать по каналу связи без использования архиватора.

Какой способ быстрее и насколько, если

– средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит в секунду,

– объем сжатого архиватором документа равен 30% от исходного,

– время, требуемое на сжатие документа – 7 секунд, на распаковку – 1 секунда?

В ответе напишите букву А, если способ А быстрее или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите количество секунд, насколько один способ быстрее другого.

Так, например, если способ Б быстрее способа А на 23 секунды, в ответе нужно написать Б23. Слов «секунд», «сек.», «с.» к ответу добавлять не нужно.

Способ А. Общее время складывается из времени сжатия, распаковки и передачи. Время передачи t рассчитывается по формуле t = Q / q, где Q — объём информации, q — cкорость передачи данных.

Найдём сжатый объём: 10 * 0,3 = 3 Мбайта

Переведём Q из Мбайт в биты: 3 Мбайта = 3 * 2 20 байт = 3 * 2 23 бит.

Найдём общее время: t = 7 с + 1 с + 3 * 2 23 бит / 2 18 бит/с = 8 + 3 * 2 5 с = 104 с.

Способ Б. Общее время совпадает с временем передачи: t = 10 * 2 23 бит / 2 18 бит/с = 10 * 2 5 с = 320 с.

Видно, что способ A быстрее на 320 — 104 = 216 с.

Документ объемом 5 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:

А) Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать.

Б) Передать по каналу связи без использования архиватора.

Какой способ быстрее и насколько, если

– средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит в секунду,

– объем сжатого архиватором документа равен 80% от исходного,

– время, требуемое на сжатие документа – 35 секунд, на распаковку – 3 секунды?

В ответе напишите букву А, если способ А быстрее или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите количество секунд, насколько один способ быстрее другого.

Так, например, если способ Б быстрее способа А на 23 секунды, в ответе нужно написать Б23.

Слов «секунд», «сек.», «с.» к ответу добавлять не нужно.

Способ А. Общее время складывается из времени сжатия, распаковки и передачи. Время передачи t рассчитывается по формуле t = Q / q, где Q — объём информации, q — cкорость передачи данных.

Найдём сжатый объём: 5 * 0,8 = 4 Мбайта

Переведём Q из Мбайт в биты: 4 Мбайта = 4 * 2 20 байт = 4 * 2 23 бит.

Найдём общее время: t = 35 с + 3 с + 4 * 2 23 бит / 2 18 бит/с = 38 + 2 7 с = 166 с.

Способ Б. Общее время совпадает с временем передачи: t = 5 * 2 23 бит / 2 18 бит/с = 5 * 2 5 с = 160 с.

Видно, что способ Б быстрее на 166 — 160 = 6 с.

Документ объемом 5 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:

А) Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать

Б) Передать по каналу связи без использования архиватора.

Какой способ быстрее и насколько, если

– средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит в секунду,

– объем сжатого архиватором документа равен 20% от исходного,

– время, требуемое на сжатие документа – 7 секунд, на распаковку – 1 секунда?

В ответе напишите букву А, если способ А быстрее или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите количество секунд, насколько один способ быстрее другого.

Так, например, если способ Б быстрее способа А на 23 секунды, в ответе нужно написать Б23. Слов «секунд», «сек.», «с.» к ответу добавлять не нужно.

Способ А. Общее время складывается из времени сжатия, распаковки и передачи. Время передачи t рассчитывается по формуле t = Q / q, где Q — объём информации, q — cкорость передачи данных.

Найдём сжатый объём: 5 * 0,2 = 1 Мбайт.

Переведём Q из Мбайт в биты: 1 Мбайт = 2 20 байт = 2 23 бит.

Найдём общее время: t = 7 с + 1 с + 2 23 бит / 2 18 бит/с = 8 + 2 5 с = 40 с.

Способ Б. Общее время совпадает с временем передачи: t = 5 * 2 23 бит / 2 18 бит/с = 5 * 2 5 с = 160 с.

Видно, что способ A быстрее на 160 — 40 = 120 с.

Документ объемом 10 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:

А) Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать

Б) Передать по каналу связи без использования архиватора.

Какой способ быстрее и насколько, если

-средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит в секунду

-объем сжатого архиватором документа равен 25% от исходного,

-время, требуемое на сжатие документа – 8 секунд, на распаковку – 2 секунда?

В ответе напишите букву А, если способ А быстрее или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите количество секунд, насколько один способ быстрее другого.

Так, например, если способ Б быстрее способа А на 23 секунды, в ответе нужно написать Б23. Слов «секунд», «сек.», «с.» к ответу добавлять не нужно.

Способ А. Общее время складывается из времени сжатия, распаковки и передачи. Время передачи t рассчитывается по формуле t = Q / q, где Q — объём информации, q — cкорость передачи данных.

Найдём сжатый объём: 10 * 0,25 = 2,5 Мбайт.

Переведём Q из Мбайт в биты: 2,5 Мбайт = 2,5 * 2 20 байт = 2,5 * 2 23 бит.

Найдём общее время: t = 8 с + 2 с + 2 23 бит / 2 18 бит/с = 10 + 2,5 * 2 5 с = 90 с.

Способ Б. Общее время совпадает с временем передачи: t = 10 * 2 23 бит / 2 18 бит/с = 10 * 2 5 с = 320 с.

Видно, что способ A быстрее на 320 — 90 = 230 с.

Источник

Способы передачи данных в компьютерных сетях

Компьютерные сети разделяются на два типа передачи данных на проводные и беспроводные. Информация передается по линии связи в виде сигналов, которые испытывают сопротивление среды, затухания или помехи. Отсюда напрашивается одна из важнейших характеристик линий связи это максимальная дальность, на которую можно передавать сигнал.

В беспроводных сетях передача осуществляется по радиоканалам, а в проводных сетях с помощью различных кабелей.

Проводные сети

Коаксиальный кабель

В начале зарождения компьютерной техники был практически единственный материал для построения компьютерных сетей. Он не дорогой, легкий, гибкий, удобный и простой в установке. Есть два типа коаксиального кабеля, тонкий и толстый. Тонкий его диаметр составляет 0,64 см., сопротивление 50 Ом, прост в применении и подходит для любого типа сетей. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера. Максимальная дальность составляет 185 метров. Толстый его диаметр 1,27 см., сопротивление 75 Ом, иногда его еще называют стандартный Ethernet. Из-за своего диаметра имеет жилу толще и соответственно затухания меньше, максимальная дальность составляет 500 метров. Используется в качестве магистрали, соединяющей несколько небольших сетей. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяется специальное устройство трансивер, снабженный коннектором, который называется «вампир» и «пронизывающий ответвитель». К сетевой плате подключается с помощью BNC-T коннектора, а BNC терминаторы используются для поглощения сигналов на обоих концах кабеля при использовании подключения с топологией «шина».

Витая пара

Наверняка такой вид кабеля встречали все, на данный момент он используется довольно-таки широко. Выглядит он как два перевитых изолированных медных провода. Несколько пар таких проводов помещены в одну защитную оболочку. Переплетают провода для того, чтобы избавиться от электрических помех, наводимых соседними проводами или другими источниками. Иногда можно встретить мнение о том, что их перевивают для создания дополнительного магнитного поля, которое позволяет увеличить дальность, но оно ошибочно. Витая пара бывает двух видов экранированная и нет. Неэкранированная витая пара (UTP) используется для создания локально-вычислительных сетей с максимальной длинной 100 метров. Экранированная витая пара (STP) помещена дополнительно в экран эдакую медную оплетку, по мимо этого пары проводов обмотаны фольгой. Она меньше подвержена влиянию электрических помех поэтому обеспечивает более высокую скорость передачи данных и соответственно увеличенное максимальное расстояние. Преимущество применения витой пары в первую очередь дешевизна, простота подключения и использования. К недостатку можно отнести небольшие расстояния и ограниченная скорость.

Кабель, витая пара разделяется на категории:

CAT1 – частотная полоса 0,1 МГц, имеет одну пару используется для передачи голоса или цифровых данных при использовании модема;

CAT2 – частотная полоса 1 МГц, имеет две пары проводников и применяется при построении телефонных сетей, скорость передачи данных составляет 4 Мбит/с;

CAT3 — частотная полоса 16МГц, встречается как двух так и четырех парный тип, применяется как при построении телефонных сетей так и локальных сетей. Поддерживает скорость передачи от 10 до 100 Мбит/с;

CAT4 – частотная полоса 20 МГц, четырех парный кабель, возможна скорость передачи данных до 16 Мбит/с;

CAT5 – частотная полоса 100 МГц, применяется как при построении телефонных сетей так и локальных сетей. Поддерживает скорость передачи данных от 100 Мбит/с до 1000 Мбит/с. В настоящее время распространенная категория кабеля;

CAT6 – частотная полоса 250 МГц. Применяется при построении сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, возможна скорость передачи данных до 10 Гбит/с.

CAT7 – частотная полоса 600-700 МГц. Поддерживает скорость передачи данных до 10 Гбит/с. По структуре кабель имеет общий внешний экран и фольгированную защиту каждой пары.

Оптоволоконный кабель

По нему передаются световые импульсы. Это достаточно надежный способ передачи данных, так как его нельзя вскрыть и перехватить данные. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, сигнал в них практически не затухает и не искажается. Оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами для передачи и приема информации. Скорость передачи составляет от 100 Мбит/с и теоретически может достигать до 200 Гбит/с. Данный вид передачи данных не подвержен электромагнитному излучению. Существенным недостатком стоит отметить дороговизну и сложность установки и подключения. Оптическая сеть состоит из лазерного передатчика света, мультиплексора/демультиплексора для объединения оптических сигналов с разными длинами волн, усилителя оптических сигналов, демультиплексоров и приемников, которые преобразуют оптических сигнал обратно в электрический.

Беспроводные компьютерные сети

Несложно догадаться, что для организации таких видов сетей не используются провода. Связь между устройствами осуществляется посредством радиоканала на частотах СВЧ-диапазона. На данный момент всем известна технология беспроводных сетей Wi-Fi. Но помимо этой технологии существуют и другие – WiMax, Bluetooth, UWB, ZigBee.

Wi—Fi

Протокол и стандарт на оборудование для широкополосной радиосвязи, предназначен для организации локальных беспроводных сетей. Впервые появился в 1991 году в Нидерландах. Первоначально предназначался для систем кассового обслуживания и обеспечивал скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Сейчас Wi-Fi это бренд, объединяющий несколько различных стандартов беспроводной связи IEEE 802.11. Существует более 20 стандартов подключений, но востребованы только 4 стандарта: 802.11b, 802.11a, 802.11g и 802.11n.

802.11b – скорость передачи 11 Мбит/с, диапазон 2,4 ГГц, радиус при отсутствии объемных перегородок до 50 метров. Имеет слабую помехоустойчивость и низкую пропускную способность;

802.11a – улучшенная версия предыдущего стандарта. Скорость передачи 54 Мбит/с, диапазон 5 ГГц, радиус до 30 метров;

802.11g – скорость передачи 54 Мбит/с, диапазон 2,4 ГГц, радиус до 50 метров.

802.11n – скорость передачи в теории до 480 Мбит/с, но на практике вполовину меньше, частота 2,4 и 5 ГГц, радиус до 100 метров.

WiMax

Под этим термином понимают технологию беспроводной передачи данных на большие расстояния до 10 км. Она также известна под названием Wireless MAN и утверждена стандартом IEEE 802.16. Используется для следующих целей:

• соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами сети;
• обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL;
• предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг;
• создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.

Bluetooth

Технология появилась в 1994 году. Позволяет объединять в сеть устройства в радиусе до 10 метров. По большей части используется для подключения периферийных устройств таких как наушники, мышь, колонки и т.п.

Ultra Wideand

Данная технология работает на малых расстояниях, фундаментально отличается от других радиочастотных коммуникационных систем. Уникальность ее в том, что она обеспечивает коммуникации без использования радиочастотной несущей. Вместо этого она использует сверхширокополосные сигналы с крайне низкой спектральной плотностью мощности. Скорость работы на расстоянии до 3 метров может достигать до 480 Мбит/с, а вот с увеличением расстояния скорость заметно снижается (10 метров – 110 Мбит/с). Технология позволяет создавать сети на маленьком расстоянии не превышающим 10 метров. Ее можно сравнить с Bluetooth, хотя используются совершенно разные технологии.

ZigBee

Стандарт для набора высокоуровневых протоколов связи, при построении используются маломощные цифровые трансиверы основанные на стандарте IEEE 800.15.4.-2006. Технология предназначена для радиочастотных устройств, где необходима длительная работа от батареек. Основная ее особенность в том, что она при малом энергопотреблении поддерживает не только простые топологии сетей, но и самоорганизующуюся и самовосстанавливающуюся ячеистую топологию с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений. Область применения беспроводные сенсорные сети, автоматизация жилья (Умный дом), медицинское оборудование, системы промышленного мониторинга и т.п.

Вам понравилась статья и есть желание помочь моему проекту, можете пожертвовать на дальнейшее развитие воспользовавшись формой ниже. Или достаточно просто открыть пару баннеров с рекламой, это тоже поможет мне, но и не затруднит Вас.

Источник