Tecnologias de conexão com e sem fio. Organização de redes. Transmissão de dados com e sem fio. Como uma conclusão

Muitos fazem perguntas: como reproduzir informações de um smartphone em uma tela de TV, enviar músicas de um tablet para alto-falantes sem fio e acessar arquivos de qualquer dispositivo. Existem muitos padrões para conectar telefones, TVs, computadores e receptores, mas a escolha mais simples nem sempre é a melhor. Protocolos separados, como Miracast, MHL e Wi-Fi Direct, já estão presentes em alguns dispositivos, mas nem todos sabem disso. Muitas vezes, eles podem facilitar a interação entre os dispositivos e, no futuro, podem substituir os métodos de conexão populares hoje. Abordaremos os métodos básicos e mais recentes de comunicação com e sem fio e explicaremos qual conexão é melhor para fins específicos.

Conexão sem fio

Tais conexões muito mais conveniente branco, mas muito sensível a interferências e muitas vezes mais lento.

WLAN e WI-FI Direto

O Wi-Fi é sempre usado onde a transmissão de dados por cabo é indesejável ou impossível (rede doméstica, pontos de acesso públicos). Em primeiro lugar, essa conexão é necessária para smartphones e tablets para, por exemplo, baixar grandes quantidades de dados da Internet ou acessar arquivos em outros dispositivos na mesma rede. Via de regra, a conexão entre os gadgets Wi-Fi é controlada por um roteador e, usando a extensão Wi-Fi Direct, os dispositivos podem ser conectados diretamente, como via Bluetooth (conexão ponto a ponto). Este método é um concorrente direto do Bluetooth e, graças à tecnologia Miracast baseada em Wi-Fi (veja abaixo), pode substituir parcialmente as conexões com fio via portas HDMI e USB.

Bluetooth 4.0 e APTX

Devido à baixa taxa de transferência de dados, o Bluetooth é usado EU predominantemente para conectar o computador e os periféricos. O padrão desempenha um papel importante na transmissão de sinais de áudio. Ele pode, por exemplo, emparelhar um smartphone com um fone de ouvido e, no entretenimento doméstico, o Bluetooth é frequentemente usado para transmitir música de um telefone para alto-falantes Bluetooth por meio de um receptor ou diretamente. A partir da versão 4.0, este protocolo consome significativamente menos energia do que antes. No campo de High-End, como regra, são usados ​​​​dispositivos com o codec aptX, que processam o sinal com a maior precisão possível. Devido ao advento das novas tecnologias Wi-Fi (veja acima), o Bluetooth pode cair no esquecimento.

Miracast

A Apple uma vez desenvolveu o protocolo AirPlay para transmitir conteúdo sem fio de dispositivos iOS para TVs. Miracast deve se tornar uma alternativa aberta a essa tecnologia. Fabricantes como NVIDIA, Qualcomm, Samsung e LG anunciaram seu suporte e já lançaram os primeiros gadgets com Miracast no mercado, incluindo os smartphones Samsung Galaxy S III e Google Nexus 4. Os dispositivos com certificação Miracast devem suportar Wi-Fi Direct e streaming filmes em resolução 1080p. Como a taxa de transferência dessa tecnologia é muito baixa para resolução 4K, o Miracast não pode substituir totalmente a interface HDMI. As TVs habilitadas para Miracast não existem atualmente.

NFC

NFC é uma tecnologia sem fio baseada em chips RFID e já é utilizada para muitas finalidades, como pagamento sem dinheiro com cartões de crédito. No entanto, este método é adequado apenas para transferência de dados simples entre dois dispositivos em uma distância muito curta. Como o Google introduziu um recurso NFC chamado Android Beam no Android 4.0, esse protocolo é amplamente adotado principalmente em dispositivos com esse sistema operacional. O tipo de dados transferidos não importa muito, mas devido à baixa velocidade, a tecnologia NFC é usada principalmente para a troca de arquivos e pequenas quantidades de informações. Assim, você pode transferir aplicativos, links da web, coordenadas do Google Maps e contatos de smartphone para smartphone.

Com fio

LAN

Um cabo LAN clássico, também chamado de cabo Ethernet, rede ou RJ-45, é uma conexão padrão para acessar Internet e criação de redes domésticas (por exemplo, para conectar um roteador e um computador). A vantagem desta tecnologia cabeada, além de um grande alcance, é uma taxa de transferência de dados muito alta e estável. Se você precisar transferir grandes quantidades de informações com frequência (por exemplo, do armazenamento em rede para um computador), um cabo LAN é a melhor escolha. Entre outras coisas, melhora a taxa de transferência das conexões Wi-Fi, pois quanto menos dispositivos conectados à rede sem fio, maior a taxa máxima de transmissão de cada dispositivo individual.

USB

A partir do USB 3.0 (marca azul), a velocidade de transferência desta interface é suficiente para conectar monitores e vídeo externo art. O USB é adequado não apenas para troca de dados, mas também para recarga, portanto, tornou-se muito popular como uma solução universal para dispositivos móveis (smartphones, e-books), principalmente com um conector micro-USB. Nesse caso, os adaptadores de rede geralmente podem substituir uns aos outros. Ainda não existe uma alternativa sem fio que cubra todas as áreas de uso do USB. Bluetooth e principalmente Wi-Fi com função Wi-Fi Direct também são adequados para comunicação entre dois dispositivos, mas essa tecnologia sem fio atualmente não é amplamente utilizada.

HDMI

HDMI é uma interface que pode ser encontrada, via de regra, em dispositivos multimídia. Ao fazer isso, o HDMI não apenas substituiu muitas conexões herdadas, mas também se tornou um padrão necessário em algumas áreas. Os players de Blu-ray, por exemplo, usam proteção contra cópia HDCP, que é suportada apenas por algumas interfaces, incluindo HDMI. Ao reproduzir vídeo 4K (UHD), há problemas: em uma resolução de 3840x2160 pixels, apenas 30 quadros / s podem ser transmitidos. Apenas a próxima versão do HDMI 2.0 (18 Gb/s) poderá transmitir esses filmes sem demora. O Miracast é considerado uma alternativa sem fio, mas esse padrão só funciona em resoluções de até 1080p.

MHL

A interface MHL é considerada uma alternativa ao padrão HDMI e é usada para principalmente em telefones para economizar espaço, pois não requer um conector separado. A conexão é feita entre a porta do dispositivo móvel e a entrada HDMI compatível com MHL da TV. Como quase nenhuma TV suporta MHL, você precisa de um adaptador (veja a imagem) com fonte de alimentação adicional. Ao mesmo tempo, nem todo adaptador é capaz de funcionar com qualquer telefone devido ao posicionamento diferente dos pinos (portas USB de 5 e 11 pinos). Além do MHL, existe o SlimPort-HDMI com design semelhante, que, no entanto, não é muito comum e não desempenha nenhum papel na construção de uma rede doméstica.

Fonte

Há muita literatura interessante sobre a teoria e a prática de redes de computadores sem fio. Parte da literatura desta lista interessante pode ser encontrada no final do nosso artigo. Mas acho que será útil e interessante para você se familiarizar com o que vou falar pessoalmente com você. Eu aconselho você a estocar alguns minutos de tempo livre. Bem, vamos!

O objetivo das redes de computadores era e continua sendo a capacidade de transferir dados entre diferentes tipos de dispositivos de computador. Isso é possível independentemente do tipo de tecnologia de transmissão de dados: conexão com ou sem fio.

As redes de computadores com fio são mais antigas e têm velocidades de conexão e consistência muito altas. Eles são muito mais confiáveis ​​e rápidos do que as redes sem fio. Mas, recentemente, mais e mais dispositivos estão equipados com módulos de transmissão de dados sem fio, pois permitem que você se mova livremente dentro de um determinado território. Com um dispositivo que usa transmissão de dados sem fio, você pode se movimentar livremente: pela sala ou apartamento (no caso de uma rede local); em toda a cidade ou país (no caso de uma rede global).

É claro que o interesse daquelas pessoas que não se sentam em um lugar, mas se movem ativamente, a necessidade do uso de comunicações sem fio será muito alta. As redes sem fio são uma demanda particular entre a geração mais jovem.

O que é uma rede sem fio?

Na literatura estrangeira, é costume designar uma rede sem fio como uma rede de área sem fio. Para uma rede de curto alcance, por exemplo, dentro da mesma sala, use a designação (Wireless LAN).

Este é um tipo de rede de computadores que usa ondas de rádio de alta frequência para comunicar e transferir dados entre nós e componentes.

Como organizar uma rede sem fio?

Para fazer isso, instale estações base (pontos de acesso, pontos de acesso) e configure adaptadores em dispositivos de computador.

Construir uma rede sem fio em muitos casos é mais barato do que instalar um cabo de fibra óptica.

Na verdade, uma rede sem fio é mais frequentemente usada em conjunto com seções de LAN com fio. Para muitos apartamentos e casas, uma rede sem fio é a "última milha" de conexão com a Internet.

Aplicativos WAN

1) Organização de uma rede local. Utiliza transmissores com antenas omnidirecionais.
2) conexão de dois segmentos de rede distantes um do outro. Estações com antenas direcionais são usadas aqui. Isso possibilita aumentar o alcance da comunicação em até 20 quilômetros (com o uso de amplificadores e uma altura de antena suficiente - até 50 quilômetros).

Topologia de redes sem fio

De acordo com a topologia, os esquemas de combinação de redes locais são geralmente divididos em “ponto a ponto” e “estrela”.

Usando uma topologia ponto a ponto (modo Ad-hoc), dois segmentos de rede remotos são conectados.

Na topologia estrela, uma das estações é a central, que interage com todas as outras estações remotas localizadas na área de cobertura da rede. A estação central está equipada com uma antena omnidirecional e as demais estações remotas possuem antenas unidirecionais.

A utilização de uma antena omnidirecional na estação central determina o alcance de comunicação entre estações com uma distância de aproximadamente 7 quilômetros. Portanto, se você precisar conectar segmentos de uma rede local com mais de 7 quilômetros de distância um do outro, use a topologia ponto a ponto. Isso cria uma rede sem fio com um anel ou outra topologia de rede mais complexa.

A potência irradiada por um transmissor de ponto de acesso ou uma estação cliente operando de acordo com o padrão IEEE 802.11 geralmente não atinge o limite de 0,1 watts, mas a maioria dos fabricantes de pontos de acesso sem fio introduz esse limite de potência apenas em software e escrevendo um driver, você pode aumentar a potência para 0,5 watts. Para comparação, a potência dos sinais de pico de um telefone celular é uma ordem de grandeza maior (até 2 watts no momento de receber uma chamada).

Como, diferentemente de um telefone celular, os elementos ativos da rede estão localizados a uma distância maior da cabeça humana, pode-se dizer que as redes de computadores sem fio são mais seguras do ponto de vista da saúde do que os telefones celulares.

No caso em que uma rede sem fio é usada para combinar segmentos de uma rede local separados por grandes distâncias, as antenas dos dispositivos geralmente são colocadas em espaços abertos e em altitudes elevadas.

Classificação de redes sem fio

Com base nas tecnologias e meios de transmissão, os seguintes tipos de redes sem fio podem ser distinguidos:

• rede em um modem de rádio;
• rede em um modem celular;
• sistemas infravermelhos;
• sistema VSAT;
• sistema usando satélites de baixa órbita;
• sistema com tecnologia SST;
• sistemas de retransmissão de rádio;
• sistemas de comunicação a laser.

A Comissão Federal de Telecomunicações dos EUA (FCC) definiu as seguintes categorias de PCS (Personal Communication Services) e as bandas de frequência correspondentes:

• celular;
• transmissão digital de voz e dados;
• PCS de banda estreita (intervalo 900-901, 930-931, 940-941 MHz) para redes de paging de alta velocidade, mensagens bidirecionais, mensagens de difusão;
• PCS de banda larga (120, 1850-2200 MHz);
• PCS não licenciados (40 MHz, 1890 a 1930 MHz) fornecem taxas de transferência de dados de até 10 Mbps;
• LM sem fio e central telefônica automática de organizações no raio de ação mais próximo;
• dentro de um único edifício ou grupo de edifícios.

Padrões sem fio

Atualmente, existem vários padrões de comunicação amplamente aceitos que usam o mesmo (padrão IEEE, começa com "802.11") ou tecnologias de transmissão diferentes. Para construir redes sem fio locais, o Wi-Fi e o WiMAX são usados ​​principalmente. Outros padrões você pode ver na tabela.

O padrão IEEE 802.11 define 2 modos de operação > redes sem fio - Ad-hoc e cliente-servidor.

O modo ad-hoc ("ponto-a-ponto") é uma rede na qual a comunicação entre estações clientes é estabelecida diretamente, sem a utilização de um ponto de acesso adicional.

O modo cliente-servidor sem fio consiste em vários pontos de acesso conectados a uma rede cabeada e um conjunto de estações sem fio (clientes). Devido ao fato de as redes fornecerem acesso ao servidor de arquivos, servidor de banco de dados, impressora e outros dispositivos, esse modo é o mais usado.

Wi-fi

Quase todas as pessoas na Terra já ouviram essa palavra pelo menos uma vez na vida. A designação completa de Wi-Fi é escrita como “fidelidade sem fio”, ou seja, “impecabilidade sem fio”.

O Wi-Fi usa bandas de frequência sem licença para fornecer acesso à rede e é significativamente mais barato que o WiMAX. Além disso, instalar e configurar o Wi-Fi é bastante simples. Isso explica sua popularidade entre os usuários comuns.

Muitos cafés, shoppings, estações de trem e aeroportos têm áreas onde você pode encontrar um ponto de acesso Wi-Fi gratuito.

A única desvantagem inerente à rede Wi-Fi pode ser chamada de curto alcance. Normalmente são dezenas de metros à vista.

O mercado de gadgets de informática também não fica parado e oferece cada vez mais novos modelos. Portanto, a maioria dos dispositivos portáteis (laptop, PDA, smartphone) já possui uma ferramenta integrada para trabalhar com redes sem fio.

Se uma placa especial para conexão a uma rede sem fio não estiver embutida em um computador ou laptop, ela poderá ser adquirida e instalada separadamente. Para um laptop, geralmente são comprados cartões Wi-Fi, instalados no slot PCMCIA ou feitos na forma de um adaptador USB externo. Para um computador pessoal desktop, a indústria produz placas PCI, e para um PDA ou smartphone, esta é uma placa Wi-Fi SDIO.

Características da propagação de sinais de rádio

Em redes cabeadas, a direção de propagação do sinal coincide com os núcleos do cabo, e o comprimento da rede é seu longo, o sinal sem fio é menos previsível.

Os seguintes fatores influenciam a qualidade e o caminho de propagação do sinal de rádio:

• difração
• reflexão
• interferência multicaminho
• absorção
• refração
• espalhamento

Sem conectar uma antena externa opcional, a comunicação estável para equipamentos IEEE 802.11b é alcançada a uma distância de aproximadamente:

• em espaço aberto - 500 metros,
• uma sala separada por divisórias de tijolo ou gesso cartonado - 100 metros,
• escritório de várias salas - 30 metros.

Deve-se ter em mente que as ondas de rádio de 2,4 GHz não podem atravessar as paredes das estruturas de concreto armado (paredes de suporte dos prédios de apartamentos), portanto, vários pontos de acesso devem ser colocados em salas separadas por tal obstáculo.

Transferência de informações entre computadores.

Comunicação com e sem fio.

Transferência de informações - o processo físico pelo qual o movimento é realizadoinformação no espaço. Eles gravaram as informações em um disco e as transferiram para outra sala. Este processo é caracterizado pela presença dos seguintes componentes:

• A fonte de informação.
• Receptor de informação (receptor de sinal).
• Portador de informações.
• transmissão média.

Transferência de informações - um evento técnico previamente organizado, cujo resultado é a reprodução da informação disponível num local, condicionalmente denominado "fonte de informação", noutro local, condicionalmente denominado "receptor de informação". Esta atividade pressupõe um prazo previsível para a obtenção do resultado especificado.

Para realizar a transferência de informações, é necessário, por um lado, ter um chamado "dispositivo de memória", ou" operadora" , que tem a capacidade de se mover no espaço e no tempo entre " fonte" e " receptor". Por outro lado, as regras e métodos de aplicação e remoção de informação do "transportador" são necessários previamente conhecidos da "fonte" e do "receptor". Por outro lado, o "transportador" deve continuar a existir como tal no momento da chegada ao destino. (no momento em que o fim da remoção das informações dele pelo "receptor")

Como "portadores" no atual estágio de desenvolvimento da tecnologia, são usados ​​objetos de objeto material e objetos de campo de onda de natureza física. Sob certas condições, os "objetos" de "informação" transmitidos (mídia virtual) também podem ser portadores.

A transferência de informações na prática cotidiana é realizada de acordo com o esquema descrito, tanto "manualmente" quanto com a ajuda de várias máquinas. Um computador moderno, ou simplesmente um computador, é capaz de abrir todas as suas possibilidades ilimitadas somente se estiver conectado a uma rede de computadores local que conecte todos os computadores de uma organização com um canal de troca de dados.

LANs com fio são a base fundamental de qualquer rede de computadores e são capazes de transformar um computador em uma ferramenta extremamente flexível e versátil, sem a qual nenhum negócio moderno é simplesmente possível.

A rede localpermite a troca de dados ultrarrápida entre computadores, para implementar o trabalho com qualquer banco de dados, realizar acesso coletivo à World Wide Web, trabalhar com e-mail, imprimir informações em papel usando apenas um único servidor de impressão e muito mais, o que otimiza o fluxo de trabalho e, portanto, aumenta a eficiência do negócio.

As altas tecnologias e o progresso técnico do nosso tempo tornaram possível complementar as redes de computadores locais com tecnologias "sem fio". Em outras palavras, redes sem fio, operando na troca de ondas de rádio de uma determinada frequência fixa, pode se tornar um excelente complemento para qualquer rede local com fio. Sua principal característica é que, naqueles locais onde as características arquitetônicas de uma determinada sala ou edifício onde uma empresa ou organização está localizada não oferecem a possibilidade de instalar um cabo de rede local, as ondas de rádio ajudarão a lidar com a tarefa.

No entanto, as redes sem fio são apenas um elemento adicional de uma rede local de computadores, onde o trabalho principal é realizado por cabos de backbone para troca de dados. A principal razão para isso é confiabilidade fenomenal redes locais com fio, que são usadas por todas as empresas e organizações modernas, independentemente de seu tamanho e área de atuação.

Topologia de rede

Topologia de rede (do grego . τόπος , - place) - uma maneira de descrever a configuraçãoredes, layout e conexão de dispositivos de rede.

A topologia de rede pode ser:

• fisica- descreve a localização real e as conexões entre os nós da rede.
• lógico- descreve o movimento do sinal dentro da estrutura da topologia física.
• informativo- descreve a direção dos fluxos de informação transmitidos pela rede.
• gestão de câmbio é o princípio da transferência do direito de uso da rede.

Há muitas maneiras de conectar dispositivos de rede. Existem as seguintes topologias básicas:

• Pneu
• Linha
• Anel
• Estrela
  • Totalmente conectado
• Madeira

E adicionais (derivados):

• anel duplo
• Topologia de malha
• Malha
• árvore gorda

Métodos adicionais são combinações dos básicos. Em geral, tais topologias são chamadas de topologias mistas ou híbridas, mas algumas delas possuem nomes próprios, como "Árvore".

Barramento (topologia de rede de computadores)

Tipo de topologia geral pneu, é um cabo comum (chamado de barramento ou backbone) ao qual todas as estações de trabalho estão conectadas. Existem terminadores nas extremidades do cabo para evitar a reflexão do sinal.

Rede

A topologia de barramento comum pressupõe o uso de um único cabo ao qual todos os computadores da rede estão conectados. Uma mensagem enviada por uma estação de trabalho se propaga para todoscomputadores em rede. Cada máquina verifica a quem a mensagem é endereçada - se a mensagem é endereçada a ela, ela a processa. Medidas especiais são tomadas para garantir que, ao trabalhar com um cabo comum, os computadores não interfiram entre si para transmitir e receber dados. Para excluir o envio simultâneo de dados, ou é usado um sinal de “portadora”, ou um dos computadores é o principal e “dá a palavra” “MARKER” aos demais computadores dessa rede.

O ônibus, por sua própria estrutura, permite a identidadeequipamentos de rede de computadores, bem como a igualdade de todos os assinantes. Com essa conexão, os computadores podem transmitir informações apenas por sua vez, - sucessivamente- porque há apenas uma linha de comunicação. Caso contrário, os pacotes de informações transmitidas serão distorcidos como resultado da sobreposição mútua (ou seja, haverá um conflito, uma colisão). Assim, o barramento implementa o modo de troca half-duplex (em ambas as direções, mas por sua vez, e não simultaneamente (ou seja, sequencialmente, mas não paralelo)).

Na topologia de barramento, não existe um assinante central por meio do qual todas as informações são transmitidas, o que aumenta a confiabilidade do barramento. (Se algum centro falhar, todo o sistema controlado por ele deixa de funcionar). Adicionar novos assinantes ao "barramento" é bastante simples e geralmente é possível mesmo durante a operação da rede. Na maioria dos casos, usar um "barramento" requer uma quantidade mínima de cabo de conexão em comparação com outras topologias. É verdade que você precisa levar em consideração que dois cabos são adequados para cada computador (exceto os dois extremos), o que nem sempre é conveniente.

O "barramento" não tem medo de falhas de computadores individuais, pois todos os outros computadores da rede continuarão trocando informações normalmente. Mas como apenas um cabo comum é usado, se ele quebrar, a operação de toda a rede é interrompida. No entanto, pode parecer que o “ônibus” não tem medo de quebrar o cabo, pois neste caso restam dois “pneus” totalmente funcionais. No entanto, devido à peculiaridade da propagação de sinais elétricos ao longo de longas linhas de comunicação, é necessário prever a inclusão de dispositivos especiais nas extremidades do barramento - terminadores.

Sem inclusão terminadores no "barramento", o sinal é refletido do final da linha e distorcido, de modo que a comunicação pela rede se torna impossível. Assim, se o cabo quebrar ou estiver danificado, a linha de comunicação não será coordenada e a troca será interrompida mesmo entre os computadores que permanecem fisicamente conectados entre si. Um curto-circuito em qualquer ponto do cabo "bus" desativa toda a rede. Embora a confiabilidade geral do "barramento" ainda seja relativamente alta, uma vez que a falha de computadores individuais não interromperá a rede como um todo, a busca, no entanto, por falhas no "barramento" é difícil. Em particular: qualquer falha de equipamento de rede no "barramento" é muito difícil de localizar, pois todos os adaptadores de rede estão conectados em paralelo, e não é tão fácil entender qual deles falhou.

Ao construir grandes redes, existe o problema de limitar o comprimento da linha de comunicação entre os nós - neste caso, a rede é dividida em segmentos. Os segmentos são conectados por vários dispositivos - repetidores, hubs ou hubs. Por exemplo, a tecnologiaethernet permite que você use um cabo não superior a 185 metros.

Vantagens

• Tempo de configuração de rede curto;
• Barato (requer cabo mais curto e menos dispositivos de rede);
• Fácil de configurar;
• A falha de uma estação de trabalho não afeta a operação de toda a rede.

Imperfeições

• Problemas de rede, como quebra de cabo ou falha do terminador, bloqueiam completamente a operação de toda a rede;
• Dificuldade na identificação de falhas;
• Com a adição de novas estações de trabalho, o desempenho geral da rede cai.

Uma topologia de barramento é uma topologia na qual todos os dispositivos em uma rede local estão conectados a um meio de transmissão de rede linear. Esse meio linear é frequentemente chamado de canal, barramento ou traço. Cada dispositivo (por exemplo, uma estação de trabalho ou servidor) é conectado independentemente a um cabo de barramento comum usando um conector especial. O cabo do barramento deve ter um resistor de terminação, ou terminador, na extremidade que absorva o sinal elétrico, evitando que ele seja refletido e trafegue para trás ao longo do barramento.

Vantagens e desvantagens da topologia de barramento

Uma topologia de barramento típica tem uma estrutura de cabeamento simples com cabos curtos. Portanto, comparado com outras topologias, o custo de sua implementação é baixo. No entanto, o baixo custo de implantação é compensado pelo alto custo de gestão. De fato, a maior desvantagem de uma topologia de barramento é que diagnosticar erros e isolar problemas de rede pode ser bastante difícil, pois existem vários pontos de concentração. Como o meio de transmissão de dados não passa pelos nós conectados à rede, a perda de operacionalidade de um dos dispositivos não afeta de forma alguma os outros dispositivos. Embora o uso de apenas um cabo possa ser visto como uma vantagem de uma topologia de barramento, isso é compensado pelo fato de que o cabo utilizado nesse tipo de topologia pode se tornar um ponto crítico de falha. Em outras palavras, se o barramento quebrar, nenhum dos dispositivos conectados a ele poderá transmitir sinais.

Exemplos

Exemplos de uso de uma topologia de barramento compartilhado são uma rede10BASE5 (conexão do PC com cabo coaxial grosso) e 10BASE2 (conexão do PC com cabo coaxial fino). Um segmento de uma rede de computadores que usa um cabo coaxial como portador e estações de trabalho conectadas a esse cabo. Nesse caso, o barramento será um pedaço de cabo coaxial ao qual os computadores estão conectados.

Anel (topologia de rede de computadores)

Anel- esta é uma topologia em que cada computador está conectado por linhas de comunicação com apenas dois outros: de um só recebe informações e só transmite para o outro. Em cada linha de comunicação, como no caso de uma estrela, apenas um transmissor e um receptor operam. Isso elimina a necessidade de terminadores externos.

O trabalho na rede em anel é que cada computador retransmita (retome) o sinal, ou seja, atua como um repetidor, portanto a atenuação do sinal em todo o anel não importa, apenas a atenuação entre computadores vizinhos do anel é importante. Nesse caso, não há um centro claramente definido; todos os computadores podem ser iguais. No entanto, muitas vezes um assinante especial é alocado no anel, que controla a troca ou controla a troca. É claro que a presença de tal assinante de controle reduz a confiabilidade da rede, porque sua falha paralisa imediatamente toda a troca.

Os computadores no ringue não são completamente iguais (ao contrário, por exemplo,topologia de barramento). Alguns deles necessariamente recebem informações do computador que está transmitindo neste momento, mais cedo, enquanto outros - mais tarde. É sobre essa característica da topologia que são construídos os métodos de controle de troca de rede, especialmente projetados para o "anel". Nesses métodos, o direito à próxima transferência (ou, como dizem, para capturar a rede) passa sequencialmente para o próximo computador do círculo.

Conectar novos assinantes ao "anel" geralmente é completamente indolor, embora exija o desligamento obrigatório de toda a rede durante a conexão. Como no caso da topologiabus", o número máximo de assinantes no anel pode ser bastante grande (1000 ou mais). A topologia em anel costuma ser a mais resistente ao congestionamento, pois proporciona operação confiável com os maiores fluxos de informação transmitidos pela rede, pois normalmente não há conflitos nela (diferente de um barramento), e não há assinante central (diferente de uma estrela). ).

Em um anel, ao contrário de outras topologias (estrela, barramento), o método competitivo de envio de dados não é usado, um computador na rede recebe dados do anterior na lista de destinos e os redireciona ainda mais se não forem endereçados a ele. A lista de discussão é gerada pelo computador que é o gerador de token. O módulo de rede gera um sinal de token (geralmente na ordem de 2 a 10 bytes para evitar o desvanecimento) e o passa para o próximo sistema (às vezes em endereço MAC ascendente). O próximo sistema, tendo recebido o sinal, não o analisa, mas simplesmente o repassa. Este é o chamado ciclo zero.

O algoritmo de operação subsequente é o seguinte - o pacote de dados GRE transmitido pelo remetente ao destinatário começa a seguir o caminho estabelecido pelo marcador. O pacote é transmitido até chegar ao destinatário.

Comparação com outras topologias

Vantagens

• Fácil de instalar;
• Ausência quase completa de equipamento adicional;
• A possibilidade de operação estável sem queda significativa na taxa de transferência de dados durante carga pesada da rede, pois o uso de um marcador elimina a possibilidade de colisões.

Imperfeições

• A falha de uma estação de trabalho e outros problemas (quebra de cabo) afetam o desempenho de toda a rede;
• Dificuldade na configuração e customização;
• Dificuldade na resolução de problemas.
• A necessidade de ter duas placas de rede, em cada estação de trabalho.

Inscrição

O mais utilizado emredes de fibra óptica. Usado em FDDI, padrões Token ring.

Estrela (topologia de rede de computadores)

Estrela- básico topologia de rede de computadores, na qual todos os computadores da rede estão conectados a um nó central (geralmente um switch), formando fisica segmento de rede. Esse segmento de rede pode funcionar separadamente e como parte de uma topologia de rede complexa (geralmente uma "árvore"). Toda a troca de informações passa exclusivamente pelo computador central, que desta forma possui uma carga muito grande, portanto não pode fazer nada além da rede. Via de regra, é o computador central que é o mais poderoso, e é nele que são atribuídas todas as funções de gerenciamento da troca. Nenhum conflito em uma rede com topologia em estrela é, em princípio, impossível, porque o gerenciamento é totalmente centralizado.

Rede

A estação de trabalho da qual é necessário transferir os dados os envia para o hub. Em um determinado momento, apenas uma máquina na rede pode enviar dados, se dois pacotes chegarem ao hub ao mesmo tempo, ambos os pacotes não serão recebidos e os remetentes precisarão esperar um tempo aleatório para retomar a transmissão de dados. Essa desvantagem está ausente em um dispositivo de rede de nível superior - um switch que, ao contrário de um hub que envia um pacote para todas as portas, alimenta apenas uma determinada porta - o destinatário. Vários pacotes podem ser enviados ao mesmo tempo. Quanto depende do interruptor.

estrela ativa

O centro da rede contémcomputador que atua como servidor.

estrela passiva

O centro de rede com esta topologia não contémcomputador, mas um hub, ou switch, que executa a mesma função de um repetidor. Ele retoma os sinais que estão chegando e os encaminha para outros links. Todos os usuários da rede são iguais.

Comparação com outros tipos de redes

Vantagens

• a falha de uma estação de trabalho não afeta a operação de toda a rede como um todo;
• Boa escalabilidade da rede;
• fácil solução de problemas e quebras na rede;
• alto desempenho de rede (sujeito a projeto adequado);
• opções de administração flexíveis.

Imperfeições

• a falha do hub central resultará na inoperabilidade da rede (ou segmento de rede) como um todo;
• a rede geralmente requer mais cabos do que a maioria das outras topologias;
• o número finito de estações de trabalho em uma rede (ou segmento de rede) é limitado pelo número de portas no hub central.

Inscrição

Uma das topologias mais comuns porque é fácil de manter. Usado principalmente em redes onde a operadora é um caboUTP categoria 3 ou 5 par trançado.

Árvore (topologia de rede de computadores)

Tipo de topologia geral Topologia de árvore, representa a topologia Estrela. Se imaginarmos como os galhos de uma árvore crescem, obtemos a topologia " Estrela", a topologia era originalmente chamada de "tree-like", com o tempo passou a indicar - (estrela) entre colchetes. Na topologia moderna, apenas a "estrela" é indicada. Por muito tempo, a topologia tree-like foi considerada a topologia básica, mas aos poucos começou a ser substituída, a única diferença é que uma topologia "árvore" tende a ser mais estrita e hierárquica, é mais fácil rastrear links de rede, e esse layout geralmente usa elementos de uma arquitetura "barramento". árvore gorda(árvore grossa) - topologia de rede de computadores, é barata e eficiente para supercomputadores. Em contraste com a topologia de árvore clássica, na qual todos os links entre os nós são os mesmos, os links em uma árvore espessa tornam-se mais largos (espessos, eficientes em largura de banda) a cada nível à medida que se aproximam da raiz da árvore.

Topologia totalmente conectada

Topologia totalmente conectada - topologia rede de computadores , em que cada estação de trabalho está conectada a todas as outras. Esta opção é complicada e ineficiente, apesar de sua simplicidade lógica. Uma linha independente deve ser alocada para cada par, cada computador deve ter tantas portas de comunicação quantos os computadores da rede. Por essas razões, a rede só pode ter tamanhos finitos relativamente pequenos. Na maioria das vezes, essa topologia é usada em complexos de várias máquinas ou redes de longa distância com um pequeno número de estações de trabalho.

Imperfeições

• Extensão de rede complexa (ao adicionar um nó, você precisa conectá-lo a todos os outros).
• Grande número de conexões com um grande número de nós

Redes de computadores sem fioé uma tecnologia que permite criar redes de computadores que cumprem integralmente as normas para redes cabeadas convencionais sem o uso de cabeamento de cabos. As ondas de rádio de micro-ondas atuam como portadoras de informações nessas redes.

Inscrição

Existem duas áreas principais de aplicação de redes de computadores sem fio:

• Trabalho em volume fechado (escritório, showroom, etc.);
• Conexão de controle remotoredes locais (ou segmentos remotos da rede local).

Para organização rede sem fio em um espaço fechado transmissores com antenas omnidirecionais são usados. Padrão EEE 802.1 1 define dois modos de operação de rede - Ad-hoc e cliente-servidor. O modo ad-hoc (também chamado de "ponto a ponto") é uma rede simples na qual a comunicação entre estações (clientes) é estabelecida diretamente, sem o uso de um ponto de acesso especial. No modo cliente-servidor, uma rede sem fio consiste em pelo menos um ponto de acesso conectado a uma rede cabeada e um conjunto de estações clientes sem fio. Como a maioria das redes requer acesso a servidores de arquivos, impressoras e outros dispositivos conectados a uma LAN com fio, o modo cliente-servidor é mais comumente usado. Sem conectar uma antena adicional, a comunicação estável para equipamentos IEEE 802.11b é alcançada em média nas seguintes distâncias: espaço aberto - 500 m, uma sala separada por divisórias de material não metálico - 100 m, um escritório com várias salas - 30 m. Deve-se ter em mente que através de paredes com alto teor de reforço metálico (em edifícios de concreto armado, são paredes de suporte), as ondas de rádio de 2,4 GHz às vezes podem não passar, então você terá que configurar seu próprio acesso pontos em salas separadas por tal parede.

Para conexão redes locais remotas (ou segmentos remotos da rede local) equipamentos comantenas, o que permite aumentar o alcance da comunicação em até 20 km (e com o uso de amplificadores especiais e alta altura da antena - até 50 km). Além disso, os dispositivos Wi-Fi também podem atuar como tais equipamentos, basta adicionar antenas especiais a eles (é claro, se isso for permitido pelo design). Complexos para conectar redes locais de acordo com a topologia são divididos em "ponto a ponto" e "estrela". Com uma topologia ponto a ponto, uma ponte de rádio é organizada entre dois segmentos de rede remotos. Com uma topologia em estrela, uma das estações é central e interage com outras estações remotas. Neste caso, a estação central possui uma antena omnidirecional e as demais estações remotas possuem antenas unidirecionais. O uso de uma antena omnidirecional na estação central limita o alcance de comunicação a cerca de 7 km. Portanto, se você deseja conectar segmentos de uma rede local distantes mais de 7 km entre si, é necessário conectá-los ponto a ponto. Neste caso, é organizada uma rede sem fio com um anel ou outra topologia mais complexa.

A potência emitida pelo transmissor do ponto de acesso ou estação cliente não excede 0,1 W, mas muitos fabricantes de pontos de acesso sem fio limitam a potência apenas por software e simplesmente aumentam a potência para 0,2-0,5 W. Para comparação, a potência emitida telefone celular, uma ordem de grandeza a mais (no momento da chamada - até 2 W). Como, diferentemente de um telefone celular, os elementos de rede estão localizados longe da cabeça, em geral, pode-se considerar que as redes de computadores sem fio são mais seguras do ponto de vista da saúde do que os telefones celulares.

Se uma rede sem fio for usada para conectar segmentos de LAN de longa distância, as antenas normalmente são colocadas ao ar livre e em grandes altitudes.

Outra vantagem de uma rede sem fio é que as características físicas da rede a tornam localizada. Como resultado, o alcance da rede é limitado a apenas uma determinada área de cobertura. Para espionar, um invasor em potencial terá que estar próximo fisicamente e, portanto, para atrair a atenção. Esta é a vantagem das redes sem fio em termos de segurança. As redes sem fio também têm um recurso exclusivo: você pode desativá-las ou modificar suas configurações se a segurança da área estiver em dúvida.

Intrusão de rede não autorizada. Para invadir uma rede, você deve se conectar a ela. No caso de uma rede cabeada, é necessária uma conexão elétrica, sem fio - basta estar na zona de visibilidade de rádio da rede com equipamentos do mesmo tipo em que a rede está construída.

Nas redes sem fio, para reduzir a probabilidade de acesso não autorizado, o controle de acesso é fornecido pelos endereços MAC dos dispositivos e pelo mesmo WEP. Como o controle de acesso é implementado usando um ponto de acesso, isso só é possível com uma topologia de rede de infraestrutura. O mecanismo de controle pré-provisiona uma tabela de endereços MAC dos usuários permitidos no ponto de acesso e garante a transmissão apenas entre adaptadores sem fio registrados. Com uma topologia "ad-hoc" (cada uma com cada), o controle de acesso no nível da rede de rádio não é fornecido.

Para penetrar em uma rede sem fio, um invasor deve:

• Ter equipamento de rede sem fio compatível com o utilizado na rede;
• Ao usar sequências de salto não padronizadas em equipamentos FHSS, reconheça-as;
• Conheça o identificador de rede que abrange a infraestrutura e é o mesmo para toda a rede lógica (SSID);
• Saiba em qual das 14 frequências possíveis a rede está operando ou habilite o modo auto-scan;
• Estar listado na tabela de endereços MAC permitidos no ponto de acesso com topologia de rede de infraestrutura;
• Conheça a chave de codificação WEP de 40 bits se a rede sem fio estiver criptografada.

É praticamente impossível resolver tudo isso, portanto, a probabilidade de entrada não autorizada em uma rede sem fio na qual as medidas de segurança previstas pela norma foram adotadas pode ser considerada muito baixa.

Rádio Ethernet

A comunicação sem fio, ou comunicação por rádio, também é usada hoje para construir rodovias (linhas de retransmissão de rádio) e para criar redes locais e para conectar assinantes remotos a redes e backbones de vários tipos. O padrão de comunicação sem fio Radio Ethernet vem se desenvolvendo de forma muito dinâmica nos últimos anos. Inicialmente, pretendia construir redes sem fio locais, mas hoje está sendo cada vez mais usado para conectar assinantes remotos a backbones. A Radio Ethernet agora oferece uma taxa de transferência de até 54 Mbps e permite que você crie canais sem fio seguros para transmissão de informações multimídia.

Wi-fi

Wi-fi- marca comercialWi-Fi Alliance para redes sem fio baseadas no padrão IEEE 802.11. Sob a abreviatura Wi-Fi (da frase em inglês Wireless Fidelity, que pode ser traduzida literalmente como “transmissão de dados sem fio de alta fidelidade”), uma família inteira de padrões para transmissão de fluxos de dados digitais por canais de rádio está sendo desenvolvida atualmente.

WiFi foi criado em 1991 ano em Nieuwegein, Holanda. O termo "Wi-Fi" foi originalmente cunhado como um jogo de palavras para atrair a atenção do consumidor com uma "dica" de Hi-Fi (Eng. alta fidelidade- alta precisão). Inicialmente, a taxa de transferência de dados era de 1 a 2 Mbps. Em 29 de julho de 2011, o IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) lançou a versão oficial do padrão IEEE 802.22. Este é o Super Wi-Fi. Sistemas e dispositivos que suportam este padrão permitirão a transferência de dados em velocidades de até 22 Mb/s em um raio de 100 km do transmissor mais próximo.

Princípio da Operação. Normalmente, um esquema de rede Wi-Fi contém pelo menos umponto de acesso e pelo menos um cliente. Também é possível conectar dois clientes no modo ponto a ponto, quando o ponto de acesso não é usado, e os clientes estão conectados via adaptadores de rede "diretamente". O ponto de acesso transmite seu identificador de rede (SSID (Inglês )) usando pacotes de sinais especiais a uma taxa de 0,1 Mbps a cada 100 ms. Portanto, 0,1 Mbps - menor taxa de dados para Wi-Fi. Conhecendo o SSID da rede, o cliente pode descobrir se é possível se conectar a este ponto de acesso.

De acordo com o método de combinar pontos de acesso em um único sistema, podemos distinguir:

• Pontos de acesso autônomos (também chamados de independentes, descentralizados, inteligentes)
• Pontos de acesso operando sob o controle do controlador (também chamado de "leve", centralizado)
• Sem controlador, mas não autônomo (gerenciado sem controlador)

De acordo com o método de organização e gerenciamento de canais de rádio, as redes locais sem fio podem ser distinguidas:

• Com configurações de canal de rádio estático
• Com configurações de canal de rádio dinâmicas (adaptáveis)
• Com uma estrutura "em camadas" ou multicamadas de canais de rádio

Benefícios do Wi-Fi

• Permite implantar uma rede sem colocarcabo, o que pode reduzir o custo de implantação e/ou expansão da rede. Locais onde o cabo não pode ser instalado, como ao ar livre e em prédios históricos, podem ser atendidos por redes sem fio.
• Permite que dispositivos móveis acessem a rede.
• O acesso comercial a serviços baseados em Wi-Fi está disponível em locais comocibercafés, aeroportos e cafés em todo o mundo (comumente referidos como cafés Wi-Fi).
• Mobilidade. Você não está mais preso a um lugar e pode usar a Internet em um ambiente confortável para você.
• Dentro da zona Wi-Fi, vários usuários podem acessar a Internet a partir de computadores, laptops, telefones, etc.
• A radiação de dispositivos Wi-Fi no momento da transferência de dados é duas ordens de grandeza (100 vezes) menor que a de um telefone celular.

Desvantagens do Wi-Fi

• Bluetooth, etc., e até fornos de micro-ondas, o que degrada a compatibilidade eletromagnética.
  • A taxa real de transferência de dados em uma rede Wi-Fi é sempre menor que a velocidade máxima declarada pelos fabricantes de equipamentos Wi-Fi. A velocidade real depende de muitos fatores: a presença de barreiras físicas entre os dispositivos (móveis, paredes), a presença de interferência de outros dispositivos sem fio ou equipamentos eletrônicos, a localização dos dispositivos entre si, etc.
  • A faixa de frequência e os limites operacionais variam de país para país. Em muitos países europeus, são permitidos dois canais adicionais, que são proibidos nos Estados Unidos; O Japão tem outro canal no topo da faixa, enquanto outros países, como a Espanha, proíbem o uso de canais de baixa frequência. Além disso, alguns países, como a Rússia, exigem o registro de todas as redes Wi-Fi externas ou exigem o registro de uma operadora Wi-Fi.
  • Como mencionado acima - na Rússia, pontos de acesso sem fio, bem como adaptadores Wi-Fi comEIRP superiores a 100 mW (20 dBm) estão sujeitos a registo obrigatório.
  • Padrão de criptografia WEP pode ser quebrado com relativa facilidade, mesmo com a configuração correta (devido à fraca força do algoritmo). Novos dispositivos suportam protocolo de criptografia de dados mais avançado

Wi-Fi e telefones celulares

Alguns acreditam que o Wi-Fi e tecnologias semelhantes podem, com o tempo, substituir redes celulares como GSM. Os obstáculos para tal desenvolvimento no futuro próximo são a falta de recursos de roaming e autenticação, a faixa de frequência limitada e o alcance muito limitado do Wi-Fi. Parece mais correto comparar o Wi-Fi com outros padrões de redes celulares.

No entanto, o Wi-Fi é adequado para uso em um ambienteSOHO. As primeiras amostras de equipamentos surgiram já no início dos anos 2000, mas entraram no mercado apenas em 2005. Em seguida, as empresas introduziram telefones VoIP Wi-Fi no mercado a preços "razoáveis". Quando as chamadas VoIP se tornaram muito baratas, e muitas vezes gratuitas, os provedores capazes de fornecer serviços VoIP conseguiram abrir um novo mercado - serviços VoIP.

No momento, uma comparação direta de redes Wi-Fi e celulares é impraticável. Os telefones apenas com Wi-Fi são muito limitadosalcance, então a implantação de tais redes é muito cara. No entanto, a implantação dessas redes pode ser a melhor solução para uso local, como redes corporativas.

WiMAX(Inglês C em todo o mundo EU interoperabilidade para M microondas UMA acesso) é uma tecnologia de telecomunicações desenvolvida para fornecer comunicação sem fio universal em longas distâncias para uma ampla gama de dispositivos (estações de trabalho e laptops a telefones celulares). Baseado no padrão IEEE 802.16, também conhecido como Wireless MAN (WiMAX deve ser considerado uma gíria, pois não é uma tecnologia, mas o nome do fórum onde o Wireless MAN foi acordado). A velocidade máxima é de até 1 Gbps por célula.

Escopo de uso

WiMAX é adequado para as seguintes tarefas:

• Conexões de ponto de acessoWi-Fi entre si e outros segmentos da Internet.
• Fornecimento de acesso de banda larga sem fio como uma alternativa
• Prestação de serviços de transmissão de dados e telecomunicações de alta velocidade.
• criações pontos de acesso que não estão vinculados a uma localização geográfica.
• Criação de sistemas de monitoramento remoto (sistemas de monitoramento), como é o caso do sistema

WiMAX permite o acesso aInternet em alta velocidade, com cobertura muito maior do que as redes Wi-Fi. Isso permite que a tecnologia seja usada como “canais de backbone”, que são continuados pelo DSL tradicional e linhas alugadas, bem como redes locais. Como resultado, essa abordagem permite criar redes escaláveis ​​de alta velocidade dentro das cidades.

WiMAX fixo e móvel

O conjunto de vantagens é inerente a toda a família WiMAX, mas suas versões diferem significativamente umas das outras. Os desenvolvedores do padrão buscavam soluções ideais para aplicativos fixos e móveis, mas não era possível combinar todos os requisitos em um único padrão. Embora vários requisitos básicos se sobreponham, o foco das tecnologias em diferentes nichos de mercado levou à criação de duas versões distintas do padrão (ou melhor, podem ser considerados dois padrões diferentes). Cada uma das especificações do WiMAX define suas faixas de frequência de operação, largura de banda, potência de radiação, métodos de transmissão e acesso, métodos de codificação e modulação de sinal, princípios de reutilização de radiofrequência e outros indicadores.

A principal diferença entre as duas tecnologias é que o WiMAX fixo permite atender apenas assinantes "estáticos", enquanto o móvel está focado em trabalhar com usuários que se deslocam em velocidades de até 150 km/h. Mobilidade significa a presença de funções de roaming e comutação "sem interrupções" entre estações base quando o assinante se move (como acontece nas redes celulares). Em um caso particular, o WiMAX móvel também pode ser utilizado para atender usuários fixos.

acesso banda larga

Muitas empresas de telecomunicações estão apostando fortemente no uso do WiMAX para fornecer serviços de comunicação de alta velocidade. E há várias razões para isso.

Em primeiro lugar, as tecnologias tornarão possível de forma econômica (em comparação com as tecnologias com fio) não apenas fornecer acesso à rede para novos clientes, mas também expandir a gama de serviços e cobrir novos territórios de difícil acesso.

Em segundo lugar, as tecnologias sem fio são muito mais fáceis de usar do que os canais com fio tradicionais. As redes WiMAX e Wi-Fi são fáceis de implantar e facilmente escaláveis ​​conforme necessário. Esse fator é muito útil quando você precisa implantar uma grande rede no menor tempo possível. Por exemplo, o WiMAX foi usado para fornecer acesso à Internet para sobreviventes apóstsunami que ocorreu em dezembro de 2004 na Indonésia (Aceh). Toda a infraestrutura de comunicação da região foi desativada e foi necessária a pronta restauração dos serviços de comunicação para toda a região.

Em suma, todas estas vantagens permitirão reduzir os preços de prestação de serviços de acesso à Internet de alta velocidade tanto para estruturas empresariais como para particulares.

• O Wi-Fi é um sistema de alcance mais curto, geralmente cobrindo dezenas de metros, que usa bandas de frequência não licenciadas para fornecer acesso à rede. Normalmente, o Wi-Fi é usado pelos usuários para acessar sua própria rede local, que pode ou não estar conectada à Internet. Se o WiMAX é comparável às comunicações móveis, então o Wi-Fi é mais parecido com um telefone fixo sem fio.

Sistema de telecomunicações.

Um sistema de telecomunicações é um conjunto de equipamentos compatíveis com hardware e software conectados em um único sistema com a finalidade de transmitir dados de um lugar para outro. O sistema de telecomunicações é capaz de transmitir informações textuais, gráficas, de voz ou de vídeo.

Os principais componentes de um sistema de telecomunicações estão listados abaixo:

1. Servidores que armazenam e processam informações.

2. Estações de trabalho e PCs de usuários usados ​​para inserir consultas em bancos de dados, receber e processar os resultados de consultas e executar outras tarefas de usuários finais de sistemas de informação.

3. Canais de comunicação - linhas de comunicação através das quais os dados são transmitidos entre o remetente e o destinatário da informação. Os canais de comunicação utilizam vários tipos de meios de transmissão de dados: linhas telefônicas, cabo de fibra óptica, cabo coaxial, wireless e outros canais de comunicação.

4. Equipamentos ativos - modems, adaptadores de rede, hubs, switches, roteadores, etc. Esses dispositivos são necessários para transmitir e receber dados.

5. Software de rede que controla o processo de transmissão e recepção de dados e controla a operação de partes individuais do sistema de comunicação.

Funções do sistema de telecomunicações

Para transmitir informações de um local e recebê-las em outro, um sistema de telecomunicações precisa realizar algumas operações que, em sua maioria, ficam ocultas aos usuários. Antes que o sistema de telecomunicações transmita informações, ele precisa estabelecer uma conexão entre as partes transmissora (remetente) e receptora (receptor), calcular a rota ideal de transferência de dados, realizar o processamento primário das informações transmitidas (por exemplo, você precisa verificar se sua mensagem é transmitida exatamente para a pessoa para quem você foi enviada) e converta a taxa de transmissão do computador para a taxa de transmissão suportada pela linha de comunicação. Por fim, o sistema de telecomunicações controla o fluxo de informações transmitidas (tráfego).

Tipos de modulação analógica.

§ Modulação de amplitude (AM) - tipo de modulação em que o parâmetro variável do sinal da portadora é sua amplitude.

§ Modulação de Amplitude de Banda Lateral Única (SSB - Banda Lateral Única AM)

§ Modulação de amplitude balanceada (BAM) - AM com supressão de portadora

§ Modulação em quadratura (QAM)

§ Modulação angular - um tipo de modulação em que o sinal transmitido altera a frequência ω ou a fase inicial φ, a amplitude não muda. É subdividido respectivamente em modulação de frequência e de fase. Assim chamado porque a fase total da oscilação harmônica Ψ(t) = ωt + φ determina o valor atual do ângulo de fase.

§ Modulação de frequência (FM) - tipo de modulação analógica em que o sinal de informação controla a frequência da onda portadora.

§ Modulação de frequência linear (LFM)

§ Modulação de fase (PM) - um dos tipos de modulação de oscilações, em que a fase da oscilação da portadora é controlada por um sinal de informação.

§ Modulação de código de sinal (SCM), na versão em inglês Modulação de código de sinal (SCM)

§ Modulação Sigma-delta (∑Δ)

Linhas de comunicação e meio físico de transmissão de dados.

Canais de comunicação são linhas de comunicação através das quais um dispositivo de rede transmite dados para outro. O canal de comunicação pode utilizar vários tipos de meios de transmissão de dados: par trançado, cabo coaxial, fibra ótica, ondas de rádio e infravermelho, linhas de comunicação via satélite. Cada tipo de canal de comunicação tem suas próprias vantagens e desvantagens. Normalmente os canais de alta velocidade são mais caros, mas podem transferir rapidamente grandes quantidades de dados (o que reduz o valor do preço/bit).

Linhas de comunicação com e sem fio.

Linhas de comunicação por cabo.

As linhas de comunicação por cabo foram originalmente usadas para organizar redes de computadores. Historicamente, as primeiras foram as redes de computadores baseadas em um cabo convencional - um par não trançado. Em seguida, começaram a ser utilizados cabos de par trançado, que foram sendo gradualmente substituídos por cabos coaxiais. Porém, com a melhoria das características dos pares trançados, iniciou-se o processo inverso – a substituição das redes baseadas em cabo coaxial por redes baseadas em pares trançados. Nos últimos anos, os cabos de fibra óptica têm sido cada vez mais utilizados.

Par sem torção

Um par não trançado é o meio de transmissão mais simples. É um par de fios de cobre paralelos separados por uma bainha dielétrica (fio de telefone simples)

par trançado

Um par trançado consiste em dois fios de cobre isolados, um enrolado no outro. O fio encaracolado é projetado para eliminar a influência mútua entre pares trançados adjacentes. O cabo de par trançado pode ser blindado (par trançado blindado, STP) e não blindado (par trançado não blindado, UTP). Um cabo blindado, além dos condutores, inclui blindagens adicionais para cada par de condutores (trançado ou folha de cobre), que enfraquecem sua influência mútua e a influência de campos elétricos externos.

Cabo coaxial

O cabo coaxial foi amplamente utilizado nos primeiros padrões de LAN. Existem duas variedades - grossas e finas. O condutor central de cobre do cabo coaxial é cercado por uma camada isolante, fora da qual existe uma tela, que é uma trança de aço ou cobre. Todo o cabo é envolto em uma bainha externa de material isolante.

Cabo de fibra ótica

Os cabos de fibra óptica são projetados para transmitir grandes quantidades de dados em alta velocidade por longas distâncias. Os dados são transmitidos pelo cabo usando um transmissor de laser ou LED que envia pulsos de luz unidirecionais através de uma fibra de vidro central. O sinal é recebido na outra extremidade por um receptor de fotodiodo, que converte os pulsos de luz em um sinal elétrico.

Cada condutor de fibra óptica só transmite sinais em uma direção. Portanto, em redes de computadores, para organizar a troca de dados em ambas as direções, é necessário usar dois cabos de fibra óptica conectados de forma independente com conectores separados.

Um cabo de fibra óptica consiste em um núcleo feito de fibra óptica transparente cercado por fibra de vidro reflexiva. O núcleo de fibra de vidro é coberto com um plástico protetor. Além disso, um cabo de aço é colocado no centro do cabo, que é usado ao colocar linhas de comunicação. O núcleo de um cabo de fibra óptica de canal único tem uma espessura de 8 a 10 mícrons, e em um multicanal é de cerca de 50 mícrons.

A taxa de transferência de dados para cabo de fibra óptica é de 100 Mbps a 2 Gbps, e os dados podem ser transmitidos sem distorção em uma distância de até dois quilômetros. O cabo de fibra óptica tem uma imunidade a ruído muito alta. Além disso, é imune a espionagem, o que o torna especialmente atraente para a criação de redes seguras. A desvantagem é o alto custo, bem como a complexidade de colocação e instalação. Requer conectores especiais e uma conexão muito cuidadosa com o nó da rede.

Atualmente, os cabos de fibra óptica são usados ​​principalmente para redes de longa distância.

Linhas de comunicação sem fio.

O seguinte pode ser usado como meio de transmissão:

canais de rádio. A desvantagem é que as ondas de rádio são parcialmente absorvidas pela atmosfera, especialmente em alta umidade. Esses canais são altamente suscetíveis a interferências, incluindo raios e radiação solar.

· Canais por satélite. Frequências de 4 a 20 GHz. Uma taxa de transferência de dados de cerca de 50 Mbps é fornecida.

Como meio de transmissão, como no caso dos canais de rádio, as ondas de rádio são usadas. Mas o sinal não é transmitido de uma antena terrestre para outra, mas para o satélite e dele para a antena terrestre. O satélite deve estar “no campo de visão da antena”. São usados ​​satélites geoestacionários ou satélites de baixa altitude com órbitas altamente alongadas.

 Os geoestacionários estão localizados acima do equador a uma altitude de 36 mil km. O período orbital é de 24 horas, ou seja, o satélite está constantemente acima da mesma superfície terrestre. Para fornecer comunicação entre quaisquer dois pontos, 3-4 satélites são suficientes. Desvantagens: inconveniente de usar em altas latitudes; não há espaço suficiente no espaço, pois os satélites que fornecem comunicação na mesma frequência devem estar separados por pelo menos 2 graus.

 Os satélites voando baixo estão localizados a uma altitude de cerca de 1,5 mil km, o período de revolução é de 1-2 horas. Durante o dia, o satélite passa por quase todos os pontos da superfície da Terra. Os satélites operam no modo “armazenar e transmitir”, ou seja, a informação recebida é transmitida para a antena terrestre no momento em que está “no campo de visão do satélite”, ou para outro satélite.

1) Redes cabeadas- A base de tudo: cabos

Todos os padrões de rede definem as condições e características necessárias do cabo utilizado, como largura de banda, impedância característica (impedância), atenuação específica do sinal, imunidade a ruídos, entre outros.

Existem dois tipos fundamentalmente diferentes de cabos de rede: cobre e fibra óptica.

Os cabos baseados em fios de cobre, por sua vez, são divididos em coaxiais e não coaxiais. Par trançado comumente usado

Cabo coaxialé um condutor central cercado por uma camada dielétrica (isolante) e uma tela trançada de metal, que também atua como um segundo contato no cabo.

par trançado consiste em vários (geralmente 8) pares de condutores trançados. A torção é usada para reduzir a interferência do próprio par e dos externos que o afetam. Um par torcido de uma certa maneira tem uma característica como resistência à onda.

Cabo de fibra ótica consiste em uma ou mais fibras envoltas em jaquetas e vem em dois tipos: monomodo e multimodo. Sua diferença está em como a luz se propaga na fibra em um cabo monomodo, todos os raios (enviados ao mesmo tempo) percorrem a mesma distância e chegam ao receptor ao mesmo tempo, e em um sinal multimodo o sinal pode ser manchado.

2) LAN sem fio tornam-se cada vez mais populares entre os usuários. Em poucos anos eles foram melhorados, a velocidade foi aumentada, os preços tornaram-se mais acessíveis.

Existem duas opções de configuração para dispositivos de acesso sem fio 802.11: BSS e IBSS.

ModoBSSé o mais utilizado. O modo BSS também é chamado de modo de infraestrutura. Nesse modo, vários pontos de acesso sem fio se conectam a uma rede de dados com fio. Cada rede sem fio tem seu próprio nome. Este nome é o SSID da rede.

ModoIBSS, também chamado de ad-hoc , é para conexões ponto a ponto. Na verdade, existem dois tipos de modo ad-hoc. Um deles é o modo IBSS, também chamado de modo ad-hoc ou modo ad-hoc IEEE. Este modo é definido pelos padrões IEEE 802.11. O segundo modo é chamado de modo de demonstração ad-hoc, ou modo ad-hoc Lucent (ou, às vezes incorretamente, modo ad-hoc). Este é o antigo modo ad-hoc pré-802.11 e deve ser usado apenas em redes mais antigas. No que se segue, não consideraremos nenhum dos modos ad-hoc.

Pontos de acesso são dispositivos de rede sem fio que permitem que um ou mais clientes de rede sem fio usem esses dispositivos como um hub de rede central. Ao usar um ponto de acesso, todos os clientes trabalham por meio dele.

Hoje, as redes sem fio permitem que os usuários forneçam conectividade onde as conexões a cabo são difíceis ou a mobilidade completa é necessária. Ao mesmo tempo, as redes sem fio interagem com as redes com fio. Hoje em dia, as soluções sem fio devem ser levadas em consideração ao projetar qualquer rede - desde um pequeno escritório até uma empresa.

meio de transmissão de dados "fechado"

não afetado pelo exterior, geralmente é usado um sistema com fio. Possui uma contabilidade rigorosa de usuários e um sistema hierárquico.

ambiente aberto transmissão de dados - não possui limites físicos claros, não "está" dentro da zona controlada. O protocolo básico de criptografia WEP (Wired Equivalent Privacy) do padrão 802.11 tem várias desvantagens: Falta de funções de diferenciação de direitos do usuário; Incapacidade de gerar chaves para cada usuário; O algoritmo de mudança de chave é conhecido; Vulnerabilidades na implementação da cifra de fluxo RC-4; Restrições nos algoritmos criptográficos aplicados (não suporta GOST). Exemplo: ambiente de rádio WLAN 802.11

Vantagenssem fio sobre com fio porque o relevo não é importante, é comunicativo, cobre longas distâncias. Requer menos recursos. MAS Benefícios cabeado por ser mais seguro, porque o canal de comunicação é fisicamente protegido.