Kanały komunikacji: rodzaje, cechy

Aby przesłać różne informacje, należy najpierw utworzyć medium jego dystrybucji, które jest kombinacją linii lub kanałów transmisji danych ze specjalistycznym sprzętem odbierającym i nadawczym. Linie lub kanały komunikacyjne są ogniwem w dowolnym nowoczesnym systemie transmisji danych, a z punktu widzenia organizacji są podzielone na dwa główne typy - są to linie i kanały.

Linia komunikacyjna to zestaw kabli lub przewodów, za pomocą których punkty styku są ze sobą połączone, a abonenci są połączeni z najbliższymi węzłami. W takim przypadku kanały komunikacyjne mogą być tworzone na różne sposoby w zależności od charakterystyki konkretnego obiektu i schematu.

Czym one mogą być?

Mogą to być fizyczne kanały przewodowe, które są oparte na wykorzystaniu specjalistycznych kabli, a także mogą być falami. Kanały komunikacji falowej są tworzone w celu organizowania w określonym środowisku wszelkiego rodzaju komunikacji radiowej z wykorzystaniem anten, a także dedykowanego pasma częstotliwości. Jednocześnie kanały komunikacji optycznej i elektrycznej są również podzielone na dwa główne typy - przewodowe i bezprzewodowe. Pod tym względem sygnał optyczny i elektryczny mogą być przesyłane przewodami, eterem, a także wieloma innymi sposobami.

W sieci telefonicznej, po wybraniu numeru, tworzony jest kanał tak długo, jak długo jest obecne połączenie, na przykład pomiędzy dwoma abonentami, a także podczas sesji komunikacji głosowej. Przewodowe kanały komunikacyjne są tworzone za pomocą specjalistycznego sprzętu uszczelniającego, dzięki któremu informacje mogą być przesyłane za pośrednictwem linii komunikacyjnych przez długi lub krótki czas, który jest dostarczany z wielu różnych źródeł. Takie linie zawierają jednocześnie jedną lub kilka par kabli i zapewniają możliwość przesyłania danych na wystarczająco dużą odległość. Niezależnie od tego, jakie rodzaje kanałów komunikacyjnych są brane pod uwagę, w komunikacji radiowej reprezentują one środowisko transfer danych który jest zorganizowany dla określonej lub kilku jednoczesnych sesji komunikacyjnych. Jeśli mówimy o kilku sesjach, można zastosować tak zwany rozkład częstotliwości.

Jakie są typy?

Podobnie jak w nowoczesnych środkach komunikacji, istnieją różne typy kanałów komunikacji:

• Cyfrowy.
• Analogowe.
• Analogowo-cyfrowy.

Cyfrowy

Ta opcja jest o rząd wielkości droższa niż analogowa. Za pomocą takich kanałów osiąga się wyjątkowo wysoką jakość transmisji danych i można wdrożyć różne mechanizmy, dzięki którym osiąga się absolutną integralność kanałów, wysoki stopień bezpieczeństwa informacji, a także korzystanie z szeregu innych usług. W celu zapewnienia transmisji informacji analogowej za pośrednictwem technicznych kanałów komunikacji typu cyfrowego, ta informacja pierwotnie przekonwertowany na cyfrowy.

Pod koniec lat 80. ubiegłego wieku pojawiła się wyspecjalizowana sieć cyfrowa z integracją usług, dziś lepiej znana jako ISDN. Z biegiem czasu taka sieć ma stać się globalnym szkieletem cyfrowym łączącym komputery biurowe i domowe, zapewniając im dość wysoki transfer danych. Głównymi kanałami komunikacyjnymi tego typu mogą być:

• Faks
• Telefon
• Urządzenia do przesyłania danych.
• Specjalistyczny sprzęt do telekonferencji.
• I wiele innych.

Jako konkurencja, takie technologie mogą być nowoczesnymi technologiami, które są obecnie aktywnie wykorzystywane w sieciach kablowych.

Inne odmiany

W zależności od szybkości transmisji kanałów komunikacyjnych są one podzielone na:

• Mała prędkość. Ta kategoria obejmuje wszystkie rodzaje linii telegraficznych, które wyróżniają się wyjątkowo niską (prawie nieobecną dzisiejszymi standardami) szybkością transmisji danych, która osiąga maksimum 200 punktów bazowych.
• Średnia prędkość. Oto analogowe linie telefoniczne, które zapewniają prędkość transmisji do 56 000 b / s.
• Szybkie lub, jak się je nazywa, łącza szerokopasmowe. Transmisja danych za pośrednictwem kanałów komunikacyjnych tego typu odbywa się z prędkością ponad 56 000 b / s.

W zależności od możliwości uporządkowania kierunków przesyłania danych, kanały komunikacyjne można podzielić na następujące typy:

• Simplex Organizacja kanałów komunikacyjnych tego typu zapewnia możliwość nadawania danych tylko w określonym kierunku.
• Half duplex Wykorzystując takie kanały, dane mogą być przesyłane zarówno w kierunku do przodu jak i do tyłu.
• Dupleks lub pełny dupleks. Wykorzystując takie kanały sprzężenia zwrotnego, dane mogą być przesyłane jednocześnie w kierunku do przodu i do tyłu.

Przewodowy

Przewodowe kanały komunikacji obejmują masę równoległych lub skręconych przewodów miedzianych, światłowodowe linie komunikacyjne, a także specjalistyczne kable koncentryczne. Jeśli zastanowimy się, które kanały komunikacyjne wykorzystują kable, warto rozróżnić kilka głównych:

• Skrętka. Zapewnia możliwość przesyłania informacji z prędkością do 1 Mb / s.
• Kable koncentryczne. Ta grupa obejmuje telewizję kablową, zarówno cienką jak i grubą. W tym przypadku szybkość transmisji danych osiąga już 15 Mb / s.
• Kable światłowodowe. Najnowocześniejsza i wydajna opcja. Kanały komunikacyjne tego rodzaju transferu informacji zapewniają szybkość około 400 Mbit / s, co znacznie przewyższa wszystkie inne technologie.

Skrętka

Jest izolowanym przewodnikiem, który jest skręcony w pary w celu znacznego zmniejszenia zakłóceń pomiędzy parami i przewodami. Warto zauważyć, że obecnie istnieje siedem kategorii skręconych par:

• Pierwszy i drugi są używane w celu zapewnienia niskiej prędkości przesyłania danych, pierwszy to standardowy, dobrze znany przewód telefoniczny.
• Trzecia, czwarta i piąta kategoria są używane w celu zapewnienia szybkości transmisji do 16, 25 i 155 Mb / s, przy czym różne kategorie zapewniają różne częstotliwości.
• Szósta i siódma kategoria są najbardziej produktywne. Mówimy o możliwości transmisji danych z szybkością do 100 Gbit / s, która reprezentuje najbardziej produktywne cechy kanałów komunikacyjnych.

Najczęściej spotykaną dziś jest trzecia kategoria. Koncentrując się na różnych obiecujących rozwiązaniach dotyczących konieczności ciągłego rozwijania przepustowości sieci, najbardziej optymalne będzie korzystanie z sieci komunikacyjnych (kanałów komunikacyjnych) piątej kategorii, które zapewniają szybkość transmisji danych przez standardowe linie telefoniczne.

Kabel koncentryczny

Specjalny przewód miedziany znajduje się wewnątrz cylindrycznej osłony ochronnej, która jest skręcona z wystarczająco cienkich żył, a także jest całkowicie odizolowana od żyły za pomocą dielektryka. Różni się od standardowego kabla TV tym, że ma charakterystyczną impedancję. Dzięki takim kanałom informacyjnym dane komunikacyjne mogą być przesyłane z prędkością do 300 Mb / s.

Ten format kabli jest podzielony na cienkie, które ma grubość 5 mm, a także gruby - 10 mm. W nowoczesnych sieciach LAN często używa się cienkiego kabla, ponieważ jest niezwykle prosty w układaniu i instalacji. Niezwykle wysoki koszt w przypadku trudnej instalacji poważnie ogranicza użycie takich kabli w nowoczesnych sieciach informacyjnych.

Sieci telewizji kablowej

Takie sieci oparte są na wykorzystaniu specjalistycznego kabla koncentrycznego, którego sygnał analogowy może być przesyłany na odległość kilkudziesięciu kilometrów. Typowa sieć telewizji kablowej wyróżnia się strukturą drzewa, w której główny węzeł odbiera sygnały od wyspecjalizowanego satelity lub światłowodu. Obecnie takie sieci są aktywnie wykorzystywane, w których wykorzystywany jest kabel światłowodowy, za pomocą którego można obsługiwać duże obszary, a także przesyłać dane o większej objętości, przy zachowaniu niezwykle wysokiej jakości sygnału przy braku repeaterów.

Dzięki symetrycznej architekturze sygnały zwrotne i bezpośrednie są przesyłane za pomocą pojedynczego kabla w różnych zakresach częstotliwości, a jednocześnie przy różnych prędkościach. Odpowiednio, sygnał powrotny jest wolniejszy niż sygnał bezpośredni. W każdym razie, korzystając z takich sieci, można zapewnić szybkość przesyłania danych kilkaset razy większą niż standardowe linie telefoniczne, a zatem te ostatnie już dawno przestały korzystać.

W organizacjach, w których instalowane są ich własne sieci kablowe, najczęściej stosowane są schematy symetryczne, ponieważ w tym przypadku zarówno bezpośrednie, jak i wsteczne transmisje danych są wykonywane z tą samą prędkością, co około 10 Mb / s.

Cechy zastosowania przewodów

Liczba przewodów, które można wykorzystać do podłączenia komputerów domowych i różnych urządzeń elektronicznych, rośnie każdego roku. Według statystyk uzyskanych w trakcie badań przez profesjonalnych ekspertów, około 3 km różnych kabli układa się w 150-metrowym mieszkaniu.

W latach 90. ubiegłego stulecia brytyjska firma UnitedUtilities zaproponowała dość interesujące rozwiązanie tego problemu, wykorzystując swój własny projekt o nazwie DigitalPowerLine, lepiej znany dzisiaj z redukcji DPL. Firma zaproponowała wykorzystanie standardowych sieci energetycznych jako medium do szybkiego przesyłania danych, przesyłania pakietów informacji lub głosów za pośrednictwem zwykłych sieci elektrycznych, których napięcie wynosiło 120 lub 220 V.

Najbardziej udanym z tego punktu widzenia jest izraelska firma Main.net, która jako pierwsza wypuściła technologię PLC (Powerline Communications Communications). Wykorzystując tę ​​technologię, przesyłano głos lub dane z prędkością do 10 Mbit / s, podczas gdy przepływ informacji był rozdzielany na kilka niskoprędkościowych, które były transmitowane na oddzielnych częstotliwościach i ostatecznie ponownie łączone w jeden sygnał.

Obecnie zastosowanie technologii PLC jest istotne tylko w warunkach nadawania danych przy niskiej prędkości, a zatem jest wykorzystywane w systemach automatyki domowej, różnych urządzeniach domowych i innych urządzeniach. Dzięki tej technologii można uzyskać dostęp do Internetu z prędkością około 1 Mbit / s dla aplikacji wymagających dużej szybkości połączenia.

Przy niewielkiej odległości między budynkiem a pośrednim punktem nadawczo-odbiorczym, który służy jako podstacja transformatorowa, prędkość transmisji danych może osiągnąć 4,5 Mb / s. Wykorzystanie tej technologii jest aktywnie przeprowadzane podczas tworzenia lokalnej sieci w budynku mieszkalnym lub małym biurze, ponieważ minimalna prędkość transmisji pozwala na pokonanie odległości do 300 metrów. Za pomocą tej technologii możliwe jest wdrażanie różnych usług związanych ze zdalnym monitorowaniem, ochroną obiektów, a także zarządzaniem trybami obiektowymi i ich zasobami, które są zawarte w elementach inteligentnego domu.

Kabel światłowodowy

Kabel ten składa się ze specjalistycznego rdzenia kwarcowego, którego średnica wynosi tylko 10 mikronów. Ten rdzeń jest otoczony unikalną odblaskową powłoką ochronną, której zewnętrzna średnica wynosi około 200 mikronów. Przesyłanie danych odbywa się poprzez przekształcenie sygnałów elektrycznych w światło, na przykład za pomocą pewnego rodzaju diody LED. Kodowanie danych odbywa się poprzez zmianę intensywności strumień światła.

Podczas przesyłania danych, wiązka odbijana od ścianek włókien, która ostatecznie dociera do końca odbiorczego, przy minimalnym tłumieniu. Za pomocą takiego kabla uzyskuje się wyjątkowo wysoki stopień ochrony przed zewnętrznymi polami elektromagnetycznymi i osiąga się wystarczająco wysoką prędkość przesyłu danych, która może osiągnąć 1000 Mb / s.

Za pomocą kabla światłowodowego można równocześnie organizować pracę kilkuset tysięcy kanałów telefonicznych, wideotelefonicznych i telewizyjnych. Jeśli mówimy o innych zaletach takich kabli, warto zauważyć, że:

• Niezwykle wysoka nieautoryzowana złożoność połączenia.
• Najwyższy stopień ochrony przed wszelkiego rodzaju pożarem.
• Wystarczająco wysoki współczynnik transferu danych.

Jeśli jednak mówimy o wadach takich systemów, warto podkreślić, że są one dość kosztowne i wymagają transformacji laserów świetlnych na elektryczne i odwrotnie. Korzystanie z takich kabli w większości przypadków odbywa się w trakcie układania głównych linii komunikacyjnych, a unikalne właściwości kabla sprawiły, że jest on dość powszechny wśród dostawców zapewniających organizację Internetu.

Przełączanie

Ponadto kanały komunikacyjne mogą być przełączane lub niezamknięte. Te pierwsze są tworzone tylko przez pewien czas, podczas gdy trzeba przesyłać dane, podczas gdy niezablokowane są przydzielane abonentowi przez określony czas i nie są zależne od tego, jak długo dane zostały przesłane.

WiMAX

Takie linie, w przeciwieństwie do tradycyjnych technologii dostępu radiowego, mogą również działać na odbijanym sygnale, który nie znajduje się w bezpośredniej linii wzroku jednej lub drugiej stacji bazowej. Opinia ekspertów dzisiaj jednoznacznie zgadza się, że takie sieci mobilne otwierają przed użytkownikami ogromne perspektywy w porównaniu ze stałą WiMAX, która jest przeznaczona dla klientów korporacyjnych. W takim przypadku informacje mogą być przesyłane na wystarczająco długim dystansie (do 50 km), podczas gdy charakterystyka kanałów komunikacyjnych tego typu obejmuje prędkości do 70 Mbit / s.

Satelita

Systemy satelitarne wykorzystują specjalistyczne anteny mikrofalowe, które są wykorzystywane do odbioru sygnałów radiowych z dowolnych stacji naziemnych, a następnie przekazują odebrane sygnały z powrotem do innych stacji naziemnych. Warto zauważyć, że takie sieci obejmują wykorzystanie trzech głównych typów satelitów, które znajdują się na średnich lub niskich, oraz orbity geostacjonarne. W większości przypadków jest zwyczajowo uruchamiać satelity w grupach, ponieważ, będąc odseparowanymi od siebie, mogą one służyć do pokrycia całej powierzchni naszej planety.