Такие устройства коммутации как компьютер кассовый аппарат банкомат факс модем относятся к группе

Обновлено: 08.07.2024

Аппаратура абонентов ( рис. 1.1) представлена узлами (У) или, по -другому, конечными узлами сетей, которым соответствует широко распространенное англоязычное наименование Host ( хост ). Соединение многочисленных узлов, находящихся на большом расстоянии между собой, обычно производится через транзитные (промежуточные) сетевые элементы (СЭ) или пункты связи.

В некоторых сетях все возможные маршруты заранее созданы и необходимо только выбрать оптимальный. Процесс выбора оптимального маршрута получил название маршрутизация, а устройство ее реализующее - маршрутизатор. Таким образом, промежуточные сетевые элементы могут выполнять функции коммутаторов, которые формируют маршрут , и (или) маршрутизаторов, которые производят выбор оптимального маршрута.

сети транспортные и сети доступа;
сети магистральные и местные;
телефонные сети общего пользования (ТфОП), т.е. сети фиксированной связи, и сети подвижной связи (сотовые, спутниковые);
сети передачи данных (компьютерные, телеграфные);
сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов;
сети локальные и глобальные.

В сетях с коммутацией пакетов все возможные маршруты заранее созданы (скоммутированы) и маршрутизатор выбирает оптимальный путь . Эффективность использования каналов в сетях с коммутацией пакетов выше, чем в сетях с коммутацией каналов. Поэтому сети с коммутацией пакетов стали основой при создании всемирной сети Интернет .

Всемирная сеть Интернет образована совокупностью сетей операторов и провайдеров ( Internet Service Provider - ISP) фиксированной и мобильной связи ( рис. 1.2). Провайдеры ISP предоставляют доступ в Интернет (и связанные с этим услуги) отдельным пользователям (абонентам), а также пользователям, объединенным в локальные сети, примером которых являются домашние сети, а также сети малых предприятий, компьютерные классы.

Интернет является глобальной сетью передачи информации на Земле, создавшей единое информационное пространство . Функционирование Интернета базируется на технологиях сетей с коммутацией пакетов, основу которых составляет разработанный набор (стек) протоколов TCP/IP ( Transmission Control Protocol / Internet Protocol - Протокол управления передачей/Межсетевой протокол). Стек протоколов TCP / IP представляет собой совокупность правил, позволяющих абонентам совместно использовать сетевые ресурсы.

Как правило, сетевые ресурсы и услуги сосредоточены на выделенных серверах, которые представляют собой компьютеры с соответствующим серверным программным обеспечением, например, веб-серверы. На компьютерах пользователей сетевых услуг устанавливается клиентское программное обеспечение , например, веб-браузеры. Для получения требуемых услуг клиенты обращаются к серверам.

Создание Всеобъемлющего Интернета ( Internet of Everything - IoE) предполагает объединение в рамках общего сетевого пространства не только всех видов компьютеров пользователей, но и бытовых приборов, а также технологических процессов.

При движении к созданию Всеобъемлющего Интернета (IoE) получил развитие целый ряд сетевых технологий:

Сравнивая между собой сети с выделенными серверами и одноранговые сети, следует отметить, что сети peer-to-peer проще. В них компьютеры могут выступать в роли, как серверов, так и клиентов. Однако в одноранговых сетях сложнее реализовать управление и безопасность , сети Р2Р плохо масштабируются. Поэтому в настоящее время большее распространение получили сети с выделенными серверами.

Новые инфокоммуникационные технологии позволяют студентам использовать на занятиях сетевые ресурсы учебных заведений через личные планшеты и смартфоны. Доступ к ресурсам учебного заведения может быть организован через проводную или беспроводную сеть . Использование собственных устройств сотрудников и учащихся получило специфическое название "принеси свое собственное устройство" (Bring Your Own Device - BYOD). При этом используются совместные ресурсы сети предприятия и устройств сотрудников. Однако в этом случае локальные сети предприятий и учебных заведений необходимо перестраивать, поскольку возрастает риск безопасности из-за того, что личные устройства не контролируются сотрудниками информационной службы предприятия или вуза.

Другой способ получения дополнительных ресурсов - облачные вычисления, когда через Интернет по подписке или через оплачиваемые услуги можно получать доступ к приложениям, организовать хранение файлов. При этом экономятся финансовые средства, т.к. нет необходимости создания дополнительного программного обеспечения или развертывания новых серверов.

Крупные предприятия, создавая собственные корпоративные сети, выделяют в них области сети ( сегменты ), предназначенные только для сотрудников (интранет), а также области, где внешние (сторонние) партнеры получают доступ к некоторым (ограниченным) ресурсам сети (экстранет). Экстранет обычно представлен серверами, к которым имеют доступ внешние пользователи, например, предоставление пациентам доступа к серверу для записи на прием к врачу.

1.2. Локальные и глобальные сети

Локальные сети ( Local Area Network - LAN) функционируют в пределах ограниченного географического пространства (в пределах комнаты, этажа, здания или группы близко расположенных зданий). Совокупность нескольких локальных сетей, объединенных линиями связи, называют составной, распределенной или глобальной сетью (Wide Area Network - WAN ). Глобальные сети обеспечивают связь между далеко расположенными локальными сетями, удаленными пользователями ( рис. 1.3). Сети WAN должны переносить различные типы трафика (голос, видео, данные) с требуемым качеством обслуживания. Сети WAN строят на основе различных технологий, в том числе с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов.

Любые сети (локальные, глобальные) включают три составляющих: устройства, среда передачи, услуги (сервисы). Сетевые устройства на рис. 1.3 представлены конечными узлами ( Host ) и промежуточными устройствами: коммутаторами ( Switch ), маршрутизаторами ( Router ).

Среда передачи на рис. 1.3 представлена черными прямыми линиями соединений Ethernet и молниевидными линиями глобальных соединений. В качестве среды в сетях передачи могут использоваться медные и волоконно-оптические кабели, а также радиоканалы беспроводной среды. При выборе среды передачи данных необходимо учитывать скорость и расстояние , на которое требуется передавать сигналы, а также условия эксплуатации (город, сельская местность, горы, болота и т.д.). Определяющую роль часто играет стоимость оборудования, прокладки кабелей, стоимость эксплуатации.

Интернет сервис-провайдеры ISP обеспечивают доступ в Интернет, используя различные технологии. В настоящее время все более широкое распространение получают технологии оптических сетей доступа с обобщенным названием FTTx. Технология Fiber-To-The-Curb (FTTC) предусматривает передачу сигнала от оператора или провайдера, предоставляющих услуги глобальных сетей, до распределительного узла, связанного с пользователями (абонентами). Распределительный узел может быть один на несколько зданий. От распределительного узла до здания передача информации ведется с использованием технологии Fiber-To-The-Building (FTTB). Технологии Fiber-To-The-Home (FTTH) предусматривает передачу оптического сигнала до квартиры пользователя.

Коммутируемый доступ по аналоговым телефонным линиям (Dial-up) через модем в настоящее время практически не используется.

Для подключения к Интернету домашних сетей и сетей малых предприятий операторы кабельного телевидения широко используют уже проложенные медные коаксиальные кабели. Кабельные технологии, также как DSL , обеспечивают постоянный доступ в Интернет с высокой скоростью.

Операторы сотовой связи предоставляют беспроводные модемы, что делает пользователя мобильным, однако скорость передачи информации существенно ниже кабельного и DSL подключений.

В удаленных труднодоступных местах, когда невозможно использовать вышеперечисленные технологии доступа можно воспользоваться спутниковыми системами связи.

Для подключения корпоративных сетей ( intranet ) требуются широкополосные сети доступа на основе технологий плезиохронной ( PDH ) и синхронной ( SDH ) цифровых иерархий. Потоки иерархии PDH обеспечивают скорость передачи от 2 Мбит/c до 139 Мбит/c, синхронный цифровой иерархии - от 155 Мбит/c до 10 Гбит/c и выше. Кроме того используются соединения MetroEthernet со скоростями передачи информации 10 Гбит/c, 40 Гбит/c, 100 Гбит/c.

На рис. 1.4 приведены основные технологии локальных и глобальных сетей передачи данных.

Рис. 1.4. Классификация технологий сетей передачи данных

Глобальные сети с коммутацией каналов ( рис. 1.4) используют технологии плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy - PDH), синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy - SDH), а также технологии оптических линий связи спектрального уплотнения по длине волны (Wave-length Division Multiplexing - WDM). В настоящее время внедряются технологии оптических транспортных сетей -ОТС (Optical Transport Network - OTN), объединивших технологии систем цифровой иерархии SDH и спектральное уплотнение по длине волны WDM .

Технологии транспортных сетей с коммутацией каналов PDH , SDH характеризуются высокой скоростью передачи данных. Например, скорость передачи данных по сетям технологии PDH составляет от 2 Мбит/с до 139 Мбит/с; технологии SDH - от 155 Мбит/с до 40 Гбит/с. Дальнейшее увеличение скорости передачи данных достигнуто в системах со спектральным уплотнением по длине волны (технологии CWDM , DWDM ) на волоконно-оптических кабелях. Основными аппаратными средствами высокоскоростных технологий с коммутируемыми цифровыми линиями связи являются мультиплексоры (MUX).

Технология X.25 использует ненадежные аналоговые линии связи, поэтому характеризуется низкой скоростью передачи данных (до 48 кбит/с). Однако данная технология применяется до настоящего времени, например, в сетях банкоматов, из-за своей высокой надежности при ненадежных линиях. Технология Frame Relay обеспечивает более высокую по сравнению с Х.25 скорость передачи данных до 2 - 4 Мбит/с. Но линии связи должны быть более надежными по сравнению с Х.25. Наибольшую скорость передачи данных (155 или 620 Мбит/c, а также 2,4 Гбит/c) обеспечивают сети АТМ. Однако развитие этих сетей сдерживает их высокая стоимость .

Компромиссное решение по цене и скорости передачи данных предоставляют IP -сети, получившие в настоящее время наиболее широкое распространение. Поэтому на базе технологии IP сетей и технологии протокола коммутации по меткам MPLS создается транспортный уровень современных сетей. В дейтаграммных IP-сетях соединение предварительно не устанавливается и подтверждение приема данных не производится. Для обеспечения надежности сети создаются на базе стека (набора) протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Именно протокол TCP обеспечивает надежность передачи.

Современный мир развитых технологий даже не представляется без коммуникационного оборудования. Потому что практически в каждом доме, офисе, на предприятии, учебном заведении есть компьютер или даже несколько, а значит, и интернет, а как следствие, и сеть.

Ведь главной функцией коммуникационного оборудования является принятие, иногда обработка и передача данных на расстояние (от нескольких сантиметров до нескольких тысяч километров).

Еще раньше очень распространенными разновидностями таких устройств служили: проводной телефон, телеграф… Чуть позже факс.

Научно-техническое определение и виды оборудования

Коммуникационное оборудование – это специальные устройства, которые осуществляют передачу каких-либо данных по определенным линиям, называющимся линиями связи (кабель, коммутатор и другие).

Наиболее распространенные их разновидности – это оптоволоконный кабель, витая пара, коаксиальный кабель.

Каковы же виды коммуникационного оборудования?

Оборудование данных или терминальное.
Сетевое оборудование.
Оборудование линии связи.

Расшифровка каждого вида

Все представители каждого вида могут также назваться техническими средствами коммуникационного оборудования.

Оборудование данных – это устройства, преобразующие информацию пользователя в данные, предназначенные для передачи их по линии связи, и осуществляющие обратное преобразование. К этому виду устройств относятся персональные компьютеры, а также большая электронно-вычислительная машина, устройство сбора данных, кассовый аппарат и другие терминальные приспособления.

Сетевое коммуникационное оборудование – это техника, которая необходима для того, чтобы компьютерные сети работали. Наиболее яркими представителями этого вида являются: коммутатор, патч-панель, маршрутизатор, концентратор, сетевой адаптер, репитер и другие. Бывает такое оборудование двух основных типов: активное и пассивное.

Оборудование линии связи – это устройства, преобразующие данные, которые сформированы специальным шифрующим прибором в сигнал, передающийся по этим линиям и выполняющий обратное преобразование. Наиболее узнаваемым и ярким представителем этого оборудования является модем.

Активное сетевое оборудование

Это устройства, содержащие электронные схемы, которые работают от электрических сетей (или других подобных источников). Эти приборы выполняют функцию усиления и преобразования сигнала в другие.

В такое оборудование уже изначально заложена способность обрабатывать сигналы по специальным алгоритмам. А именно: эти устройства не только улавливают и передают сигналы, но и обрабатывают данную им техническую информацию, перенаправляя и распределяя поступающие к ним потоки соответственно встроенным в память оборудования алгоритмам.

В составе оборудования: сетевой адаптер, репитер (повторяет сигнал с целью увеличения длины его распространения), концентратор (еще называется многопортовый репитер), коммутатор (прибор, у которого несколько портов), маршрутизатор (тот же роутер), ретранслятор, медиаконвертер, сетевой трансивер (для преобразования интерфейса передачи информации).

Пассивное сетевое оборудование

Пассивным называют такое оборудование, которое применяется для распределения, а также снижения уровня сигнала. Оно работает без питания от электрической сети или другого подобного источника.

Наиболее яркими представителями этого вида оборудования являются:

кабельная система;
оборудование трассы для кабелей.

Локальные сети

Коммуникационное оборудование локальных сетей – это оборудование, которое служит для взаимного объединения устройств в единую сеть. А необходимо это для создания и связи множества сетей или подсетей.

Оборудование, которое используется в них, применяется и для подключения отдельного узла, и для связи большого их количества между собой.

Очень хорошо знакомый каждому вид локальной сети – это компьютерная, которая представляет собой набор машин, соединенных между собой и снабженных специальными программами, предоставляющим пользователям сети возможность доступа ко всем данным этих компьютеров.

Локальные сети - это системы, распространение сигнала которых осуществляется в радиусе до 3 километров. Бывает сеть отделов, корпоративная (если в одном здании), внутри учебного заведения, а также домашняя.

Есть также городские сети (в радиусе крупного города) и глобальные (распространение сигнала на территории города, региона, страны). Но они уже не являются локальными.

Корпоративная сеть

Очень распространенной в настоящее время локальной сетью является корпоративная, которая объединяет системы, находящиеся на всей территории предприятия. Количество рабочих мест – сто и более.

Если же подразделения организации находятся на большом расстоянии друг от друга, тогда применяют технологии глобальной сети.

В корпоративной сети, как правило, достаточно высокие требования к надежности и производительности.

Взаимодействие компонентов компьютерной системы происходит согласно схемам, которые могут несколько отличаться друг от друга.

Кроме этого, есть такие составляющие подобной сети:

Компьютеры, подключенные к системе, именуются станциями или узлами.
Наличие сетевого адаптера – устройства для подключения к системной шине компьютера и обеспечивающего прием, а также передачу информации по линии связи.
Витая пара, которая состоит из нескольких перекрученных жил медного провода.
Коаксиальный кабель состоит из покрытого изоляцией медного провода, изолирующей оплетки, наружной оболочки (он может, в отличие от витой пары, передавать информацию на более дальние расстояния).
Оптоволоконный кабель (через него сигнал проходит лучше всего).
Компьютеры, которые предназначены для того, чтобы обслуживать другие компьютеры, называются серверами.
Те же, что обращаются с запросами к ресурсной базе других компьютеров, имеют название узел-клиенты.
Если же один компьютер совмещает в себе одном оба предназначения, то он называется одноранговым узлом.

Принципы выстраивания компьютерной сети

Топологии сетей – это схемы соединения физических составляющих, которые обусловлены логической структурой самой сети.

полносвязная;
ячеистая;
типа «звезда»;
«общая шина»;
кольцевая;
древовидная.

При полносвязной топологии сети каждая машина непосредственно связана с остальными.

Ячеистая – это когда из полносвязной убирается несколько возможных связей.

Топология типа «звезда» образуется, когда каждая отдельная машина подключена при помощи отдельного кабеля к общему центральному устройству.

Бывает «звезда» нескольких видов: с распределенным управлением и с центральным.

Технология «звезды»: все узлы подключаются к одному кабелю, имеющему 2 открытых конца. И только один узел в заданный момент времени имеет возможность посылать информацию. Сигнал распространяется в оба конца. При этом любой из узлов имеет возможность получить доступ к передаваемым данным. На концах шины устанавливаются такие специальные устройства – «терминаторы», которые подавляют сигнал.

«Общая шина» - это также еще одна разновидность типа «звезда», когда центральным устройством является пассивный кабель.

При кольцевой топологии информация передается от одной машине к другой – по кольцу.

Самой непростой является древовидная топология, где корнем «дерева» является центральное устройство перенаправления. К нему подключается главный кабель. А уже к нему – несколько сетевых. Изменяется частота данных. Преобразование частот осуществляется в корне дерева.

Сетевая технология

Набор же этих протоколов, а также осуществляющих их программно-аппаратных средств, именуют сетевой технологией.

Усилители сотового сигнала

Человек в современной жизни даже не может уже себе представить день без мобильного или сотового телефона. Он помогает и в общении с близкими людьми, друзьями, и в работе. В общем, преимуществ большое количество.

Сотовая связь не везде может хорошо улавливаться телефоном. Особенно это касается отдаленных районов (пригородов).

А потому в таких местах представители связи устанавливают усилители сотового сигнала, что также относится к рассматриваемому в статье оборудованию для коммуникации.

Это определенная система, которая состоит из наружной антенны (прием и передача сигнала на базовую станцию), репитера (непосредственно усилителя), внутренней антенны (благодаря ей есть сигнал в помещении) и кабеля.

Резюме

Подведем итоги информационной статьи, которая, возможно, не так глубоко освещает тему того, что относится к коммуникационному оборудованию. Здесь отсутствуют более точные и специфические технические и технологические подробности.

А рассмотрены лишь самые базовые понятия и описаны основные технические средства компьютерных сетей, благодаря которым и осуществляется передача данных.

Всю же остальную, более глубинную информацию, касающуюся коммуникационного оборудования, можно уточнить в специализированной литературе.

В данной статье мы рассмотрим основные методы коммутации в сетях.

Что такое коммутация?

В традиционных телефонных сетях, связь абонентов между собой выполняется с помощью коммутации каналов связи. В начале коммутация телефонных каналов связи выполнялась вручную, далее коммутацию выполняли автоматические телефонные станции (АТС).

Аналогичный принцип используется и в вычислительных сетях. В качестве абонентов выступают территориально удаленные вычислительные машины в компьютерной сети. Физически не представляется возможным предоставить каждому компьютеру свою собственную не коммутируемую линию связи, которой они пользовались бы в течении всего времени. Поэтому практически во всех компьютерных сетях всегда используется какой-либо способ коммутации абонентов (рабочих станций), выполняющий возможность доступа к существующим каналам связи для нескольких абонентов, для обеспечения одновременно нескольких сеансов связи.

Коммутация — это процесс соединения различных абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы. Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут выступать ЭВМ, сегменты локальных сетей, факс-аппараты или телефонные собеседники.

Рабочие станции подключаются к коммутаторам с помощью индивидуальных линий связи, каждая из которых используется в любой момент времени только одним, закрепленным за этой линией, абонентом. Коммутаторы соединяются между собой с использованием разделяемых линии связи (используются совместно несколькими абонентами).

Рассмотрим три основные наиболее распространенные способы коммутации абонентов в сетях:

Коммутация каналов

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой - коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

Коммутаторы, а также соединяющие их каналы должны обеспечивать одновременную передачу данных нескольких абонентских каналов. Для этого они должны быть высокоскоростными и поддерживать какую-либо технику мультиплексирования абонентских каналов.

Достоинства и недостатки коммутации каналов:

Постоянная и известная скорость передачи данных
Правильная последовательность прихода данных
Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть

Возможен отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения
Нерациональное использование пропускной способности физических каналов, в частности невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей
Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения

Коммутация пакетов

Коммутация пакетов - это особый способ коммутации узлов сети, который специально создавался для наилучшей передачи компьютерного трафика (пульсирующего трафика). Опыты по разработке самых первых компьютерных сетей, в основе которых лежала техника коммутации каналов, показали, что этот вид коммутации не предоставляет возможности получить высокую пропускную способность вычислительной сети. Причина крылась в пульсирующем характере трафика, который генерируют типичные сетевые приложения.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета.

Устройства, предназначаемые для включения, выключения или переключения различных электрических цепей, а также соединения или, наоборот, разъединения участков цепей называются коммутационными.

Коммутационные устройства бывают следующих видов:

· Механическое коммутационное устройство.

· Полупроводниковое коммутационное устройство.

· Контрольное коммутационное устройство.

· Аппарат защиты от короткого замыкания (АЗКЗ).

· Разрядник для защиты от перенапряжений.

Применение коммутационных устройств.

Управляющее воздействие может осуществляться непосредственно оператором (нажатие кнопки, переключение тумблера и т. д.) — это так называемое ручное управление. Устройства коммутации с таким управлением находятся на панелях аппаратуры.
Управляющее воздействие может производиться электрическим управляющим сигналом. Устройства коммутации с таким управлением используются тогда, когда пульт управления отделен от аппаратуры, в которой должна осуществляться коммутация, и связан с нею электрически с помощью соединительных линий. При этом первичное управляющее воздействие — это непосредственные действия оператора, которые преобразуются в управляющий электрический сигнал, поступающий затем по проводам к исполнительным элементам.
Не меньшее значение имеют такие коммутационные устройства, в которых управляющим воздействием является электрический сигнал при автоматическом управлении аппаратурой. При этом управляющие сигналы вырабатываются в аппаратуре без участия оператора.
В коммутационных устройствах большое значение имеют исполнительные элементы, которые бывают контактные и бесконтактные. Соответственно различают контактные и бесконтактные коммутационные устройства. В контактных используется электрический контакт – соприкосновение тел (контакт-деталей), обеспечивающее непрерывность цепи. В таких коммутационных устройствах (реле, кнопки и т. д.) обычно применяют стыковой контакт, при котором контакт-детали прижимаются друг к другу. Существуют также врубные и вставные контакты, когда контакт-детали перед рабочим состоянием осуществляют боковое или продольное движение в прижатом состоянии с преодолением сил трения (переключатели ручного управления, соединители).

Контактные исполнительные элементы применяются как при ручном, так и при дистанционном и автоматическом управлении. При ручном управлении это контакт-детали кнопок, тумблеров, переключателей. При дистанционном и автоматическом управлении – это контакт-детали электромагнитных реле и магнитоуправляемых герметизированных контактов (герконов).

В бесконтактных исполнительных элементах используется изменение условий протекания тока в объеме кристалла и его поверхностном слое под влиянием электрических напряжений, освещения и т. п. Такие элементы применяют в основном при дистанционном и автоматическом управлении аппаратурой – это оптроны, транзисторные ключи и коммутаторы. Начали находить применение бесконтактные коммутационные устройства с ручным управлением, например, сенсорные кнопки, кнопки с оптронами и магниторезисторами.

Устройство коммутационное "УК-20"

"УК-20" представляет собой контактное устройство с 1 или 2-мя электромагнитными реле, управляемые электрическим сигналом.

Устройство коммутационное " УК-20 "применяется в системах охранно-пожарной сигнализации и предназначено для управления подключением и отключением приборов, входящих в состав систем охранно-пожарной сигнализации, и коммутацией исполнительных устройств (ламп, сирен, видеокамер, систем пожаротушения, электромагнитных замков и т.д.) к сети переменного тока номинальным напряжением 220В или источнику постоянного тока до 28В путем замыкания и размыкания контактов реле.

Читайте также: