Физический уровень. 
Сети и телекоммуникации

В результате освоения главы 3 (с учетом выполнения лабораторной работы 1) студент должен:

знать

• • основные типы сред передачи данных, их характеристики, область их применения;
• • типы модуляции аналоговых сигналов;

уметь

• • определять элементы структурированной кабельной системы организации, В ограничения их применения;
• • строить временные диаграммы информационных сигналов;

владеть

• • способностью анализировать структурированную кабельную систему организации, определять ее узкие места;
• • основными методами кодирования сигналов.

Глава посвящена подробному изучению физического уровня модели взаимодействия открытых систем и среды передачи данных. В ней рассматриваются основные элементы и принципы построения структурированнойВ кабельной системы организации, приводятся основные типы модуляцииВ сигналов и изучаются базовые механизмы кодирования и декодированияВ двоичных данных в физическом носителе. В основу главы легли материалыВ из источников [1; 2; 13].

Среда передачи

Напомним, что физический уровень модели взаимодействия открытых систем отвечает за передачу потока бит между логическими объектамиВ канального уровня, используя физические соединения. На этом уровнеВ определяется спецификация соединителей (но не сама среда передачи), В методы кодирования и декодирования двоичных данных в физическомВ носителе, т. е. согласно принципам иерархической структуры модели 051 В сам передаваемый поток не должен зависеть от типа среды передачи.

Среда передачи может быть кабельной или беспроводной. В первом случае это может быть коаксиальный кабель (толстый или тонкий), витая пара (неэкранированная или экранированная^[1]) или оптоволокно (одномодовое, В многомодовое).

Во втором случае в качестве среды передачи выступают беспроводные радиоканалы ДВ-, СВ-, КВ-, УКВ-частот (ретрансляторы не применяются), В радиорелейная, спутниковая и сотовая связь.

Выбор среды определяется требуемой скоростью, расстоянием, надежностью, стоимостью.

Основные характеристики среды, оказывающие влияние на передачу сигнала:

• • помехи (шумы) — любой посторонний сигнал, смешивающийсяВ с основным сигналом приема/передачи и искажающий его;
• • скорость передачи информации — количество передаваемых битВ в единицу времени;
• • ширина полосы пропускания — диапазон частот передатчика, в пределах которого обеспечивается передача сигнала без существенного искажения его формы (выражается в периодах в секунду, или герцах, Гц);
• • пропускная способность канала — максимально возможная при определенных условиях скорость передачи данных по каналу связи;
• • уровень ошибок — частота появления ошибок (под ошибкой понимается прием 1 вместо переданного 0, и наоборот).

В настоящее время среда передачи на основе медного кабеля достаточно широко используется в локальных сетях и в сетях доступа. Коаксиальные кабели применяются, главным образом, в кабельном телевидении. В локальных сетях в основном применяются витая пара и беспроводныеВ технологии. В сетях наряду с медными кабелями широко используютсяВ волоконно-оптические кабели, основным достоинством которых являетсяВ отсутствие перекрестных и электромагнитных помех от внешних источников, что позволяет передавать сигналы с большей скоростью и на большееВ расстояние, но сравнению с медным кабелем.

• [1] Экран представляет собой или токопроводящую фольгу, которая блокирует высокочастотное электромагнитное излучение, или переплетенную медную проволоку, которая хорошо защищает от низкочастотных наводок.