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
Кратчайшие, полезные и бесполезные способы передачи информации
Со времен наскальных рисунков человек озаботился вопросом, как в кратчайшие сроки передать сородичам важную информацию. Есть ли поблизости следы медведя, где в последний раз был замечен жирный мамонт, сколько молодых воинов в племени соседей… Передача ценной информации за наименьший отрезок времени — это эффективнейший инструмент эволюции. Глиняная письменность, узелки на веревке, натертые железные пластины, послания, выдолбленные на каменных монолитах — все эти способы повышали эффективность передачи сигналов, но имели неустранимый недостаток. Вам нужен был человек, который донёс бы послание, или птица, которая перенесла бы записку в лапках над морем.
Становление и совершенствование инструментов перекачки информации привело к новой проблеме. Когда информации становится слишком много, требуется больше времени на её обработку и понимание. В XXI веке нам нужен уже не только канал, передающий мысли и чувства со скоростью света, но и мозг, способный такую информацию улавливать.
10 марта 1876 года шотландский изобретатель Александр Белл сказал целых шесть слов (Mr. Watson. Come here. I want to see you), впервые совершив телефонный звонок. Ещё раньше появился факс — в 1843 году устройство придумал другой прославленный шотландец Александр Бейн. А ещё раньше, аж в 1809 году мюнхенским академиком Зёммерингом был изобретён телеграф. Он впервые позволил передавать информацию практически моментально.
Отдельные исследователи называют телеграфные сети «викторианским интернетом». Вы удивитесь, обнаружив на картинке сверху, какое количество подводных кабелей было проложено уже к 1901 году. Типичная картина тех лет — улица, опутанная провода как паутиной гигантских пауков.
Следующим революционным событием, изменившим способы общения, стало появление беспроводной связи. Первое SMS-сообщение было отправлено 3 декабря 1992 года. Смска, как все вы знаете, содержит до 160 символов (в латинице) или до 140 байт (1120 бит) данных. Впервые идея SMS была высказана Матти Макконеном в 1984 году на конференции в Копенгагене. В 1985-м немецкий исследователь Фридхельм Хиллебранд разработал формат SMS. Он вручную подсчитывал количество букв, цифр, знаков пунктуации и пробелов в напечатанных на обычных страницах предложениях, пытаясь подтвердить или опровергнуть мнение, что для отдельного информационного сообщения достаточно несколько строк текста.
Эксперимент Хиллебранда лишь подтвердил точку зрения самого исследователя, согласно которой техническое ограничение, присутствующее изначально в системе, не является камнем преткновения. Вот только для разных языков используются различные кодировки: английский — 7-битная; французский, немецкий — 8-битная кодировка; остальные языки, включая русский, — 16-битная, всего лишь до 70 символов в одном сообщении, что часто бывает недостаточно.
SMS-сленг (txtspk) — это целая культура из сотен сокращений, заменяющих собой длинные шаблонные фразы. Характерны они были не только для коротких кириллических сообщений, но и для «полноценных» английских эсэмэсок. 4u, 2nite, L8R, 10x, имхо и другие сокращения активно использовались как в SMS-переписках, так и в чатах на заре развития интернета.
Другой характерный пример эпохи коротких сообщений показывают нам жители азиатско-тихоокеанского региона. Выбирать с помощью традиционной цифровой клавиатуры из тысяч иероглифов нужные — занятие не самое быстрое. Поэтому мудрые азиаты используют разбиение по «ключам» (подбирая элементы символа), разбиение по звучанию, а также некоторые комбинированные способы.
Существует мнение, что SMS — самый дорогой способ передачи информации, если учитывать соотношение потраченных денег к количеству переданных байт. SMS от полного вымирания в наши дни спасает унифицированность. Любой мессенджер, снижающий расходы на общение до нуля, не будет работать при отсутствии интернета и требует наличие точной такой же программы на телефоне получателя сообщений. А смску можно просто отправить по номеру телефона.
СМС — это еще и часть нашей культуры. Существуют специальный термин для литературы, созданный с помощью сервисов тестовых сообщений мобильных телефонов — «мобильный роман». Такие произведения состоят из «глав» длиной 70-100 слов, для которых характерны сокращения, разговорный, упрощенный и лапидарный стиль изложения. «Мобильные романы» имеют много общего с брошюрками, кратко излагающими содержимое популярных объёмистых литературных произведений.
Это просто космос
На Международной Космической Станции пропускная способность канала «МКС-Земля» составляет 200-400 Кбит/сек. Хотя существуют проекты увеличения пропускной способности канала до 50 Мбит/сек, станция по-прежнему остается местом, где обмен научными данными превышает объём праздных разговоров.
Если вы видели, как в фильме «Марсианин» Марк Уотни поддерживает связь с NASA и обменивается с ними шутками, задумайтесь вот о чём. Прямо сейчас на Марсе работают марсоходы Opportunity и Curiosity, связь с которыми осуществляется через искусственные спутники на орбите планеты. Скорость передачи данных со спутника может варьироваться от 0,5 до 4 мегабит в секунду — в зависимости от текущего расстояния между Землей и Марсом. Однако даже такая связь не постоянна, существуют задержки, во время которых роверы ждут ближайшего коммуникационного окна со спутником, а спутник в свою очередь ждет, когда будет доступна одна из принимающих станций.
С неодушевленными объектами достаточно обмениваться сухим языком программных кодов, но как только человек начнет активнее осваивать ближайшие планеты, понадобится либо совершенствовать каналы связи, либо увеличивать объем информации, который можно будет уместить в один информационный блок.
Краткий пересказ эмоций
WhatsApp, Viber, Hangouts, «ВКонтакте», «Одноклассники», Facebook, Skype, Telegram, Jabber, ICQ и прочие SMS-общение не убили, но человеческий разум не остановился в попытках облегчить способы кратного изложения информации. Еще один тренд нашего времени — эмодзи. Автор блога Emojinalysis, например, ставит своим подписчикам шуточные диагнозы о состоянии психиатрического здоровья на основании последних использованных ими пиктограмм Emoji. С помощью Emoji дают интервью, выпускают пресс-релизы, отвечают на неудобные вопросы, рассказывают о личной жизни. В общем, делают всё тоже самое, что делают с обычными словами. Просто так быстрее.
Интернет захлестнула волна анимированных и статичных «жёлтых рожиц» из-за Японии (не путайте с текстовыми смайлами (｡◕‿◕｡), известными ещё с 80-х). Сначала бум пейджеров в середине 1990-х привел к расцвету символов-эмоций. Следующий «взрыв графических эмоций» случился в 2011 году, когда мощное землетрясение в Японии нарушило традиционные способы коммуникации. Компании NHN Japan, NHN Corp. выпустили приложение Line — мессенджер, который должен был обеспечивать надёжную связь между абонентами вне зависимости от качества связи операторов, пострадавших от стихийных бедствий. Одной из особенностей Line были наборы забавных картинок (стикеров), которыми легко можно было выразить различные эмоции.
В отеле Aloft Manhattan Downtown в Нью-Йорке ввели систему обслуживания, основанную на анализе эмодзи-сообщений постояльцев.
Эволюция способов передач информации на эмодзи не остановилась. Существует приложение Noice, в котором есть озвученные смайлы-эмотиконы. Мессенджер Yo позволяет отправлять только одно единственное сообщение — Yо — сопровождающееся соответствующим стандартным звуком. В мессенджере Emojli общаться можно только при помощи смайликов — немного напоминает общение с помощью рисунках на камнях. 
, почему бы и нет.
Эмодзи-клавиатура, созданная из 14 обычных клавиатур. На каждой клавише есть наклейка с эмодзи — всего более 1000.
Иные способы
QR-код — популярный формат передачи текста (который многие ненавидят за бессмысленность и усложнение обычного процесса прочтения информации), «зашифрованного» через изображение. Используя программный декодер, можно значительно сократить скорость обмена информацией, например, кодируя русскую SMS 7-битным алфавитом или отправляя на телевизор последовательность сменяющих друг друга видеокадров с разной степенью яркости. Такие необычные методы используются редко, но поиск новых решений в способах передачи информации продолжаются. К слову, учёные из университета Йорка (Канада) и университета Варвика (Великобритания) разработали метод передачи текстового сообщения на расстояние в несколько метров на молекулярном уровне, то есть с помощью запаха. Тем самым они повторили природный механизм, которому уже несколько миллионов лет — к примеру, муравьи с помощью феромонов оставляют след на дороге с указанием маршрута.
Возможно, эмодзи, запись информации в генах цветовыми маркерами, штрих-коды, отправка данных по магистральным линиям электропередач, квантовая запутанность для мгновенной коммуникации и другие увлекательные способы передачи информации приведут нас к некоему аналогу пиктографического письма. Это хорошо или плохо?
¯\_(ツ)_/¯
Источник
