Главная / Рефераты / Рефераты по коммуникациям и связи
Реферат: Современные средства связи
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
Сибирская Государственная Геодезическая Академия
Реферат
на тему «Современные средства связи»
Выполнил: Маркин Александр
Новосибирск 1999
Содержание
Радио и сотовые средства связи.
Краткая история появления компьютерных сетей.
Теория построения интерсетей: современный подход к созданию компьютерных сетей.
Конкретные компьютерные сети. Возможности использования интерсетей.
Модем, как средство связи.
Заключение. Некоторые проблемы, стоящие перед компьютерными сетями в
России.
Литература.
Радио и сотовые средства связи.
В настоящее время во многих капиталистических станах, а также в ряде развивающихся стран ведется интенсивное внедрение сотовых сетей связи (ССС) общего пользования. Такие сети предназначены для обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью и передачей данных. В ССС подвижными объектами являются либо наземные транспортные средства, либо непосредственно человек, находящийся в движении и имеющий портативную абонентскую станцию (подвижный абонент).
Возможность передачи данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку кроме телефонных сообщений он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую информацию (планы местности, графики движения и т.п.), медицинскую информацию и многое другое. Особое значение ССС приобретают в связи с активным внедрением во все сферы человеческой деятельности персональных компьютеров, разнообразных баз данных, сетей ЭВМ.
Доступ к ним через ССС позволит подвижному абоненту оперативно и надежно получить необходимую информацию. Соответственно возрастет и роль систем связи, повысятся требования к качеству передачи информации, пропускной способности, надежности работы.
Увеличение объема информации потребует сокращения времени доставки и получения абонентом необходимой информации. Именно поэтому уже сейчас наблюдается устойчивый рост мобильных средств радиосвязи (автомобильных и портативных радиотелефонов), которые дают возможность сотруднику той или иной службы вне рабочего места оперативно решать производственные вопросы. Радиотелефон перестал быть символом престижа и стал рабочим инструментом, который позволяет более эффективно использовать рабочее время, оперативно управлять производством и постоянно контролировать ход технологических процессов, что обеспечивает дополнительные доходы при использовании радиотелефона в производстве.
Внедрение ССС во многие отрасли народного хозяйства позволит резко повысить производительность труда на подвижных объектах, добиться экономии материально-трудовых ресурсов, обеспечить автоматизированный контроль технологических процессов, создать надежную систему управления транспортными средствами или мобильными роботами, распределенными на большой территории и входящими в состав гибких автоматизированных систем управления.
Использование системы радиосвязи с подвижными объектами можно разделить на следующие классы: ведомственные (или частные) системы подвижной связи (ВСПС); сотовые системы подвижной связи (ССПС); системы персонального радиовызова (СПРВ).
Исторически впервые в эксплуатации появились ВСПС, так как в условиях ограничений на использование радиосвязи возможность ее применения для связи с подвижными абонентами предоставлялась государственным, ведомственным или крупным частным организациям (полиция, пожарная охрана, такси и т. п.). Для вызова подвижного абонента (внутри ограниченной зоны обслуживания) стали использоваться СПРВ.
Появившиеся совсем недавно ССПС являются принципиально новым видом систем связи, так как они построены в соответствии с сотовым принципом распределения частот по территории обслуживания
(территориально-частотное планирование) и предназначены для обеспечения радиосвязью большого числа подвижных абонентов с выходом на телефонную сеть общего пользования (ТФОП). Если ВСПС создавались (и создаются) в интересах узкого круга абонентов, то ССПС за рубежом стали использоваться в интересах широких кругов населения.
Свое название ССС получили в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания (территория города или региона) делится на большое число малых рабочих зон или сот в виде шестиугольников. В центре каждой рабочей зоны расположена базовая станция (БС), осуществляющая связь по радиоканалам с многими абонентскими станциями (АС), установленными на подвижных объектах, находящихся в ее рабочей зоне. Базовые станции соединены проводными телефонными линиями связи с центральной станцией (ЦС) данного региона, которая обеспечивает соединение подвижных абонентов с любыми абонентами телефонной сети общего пользования (ТФОП) с помощью коммутационных устройств. При перемещении подвижного абонента из одной зоны в другую производится автоматическое переключение канала радиосвязи на новую базовую станцию, тем самым осуществляется эстафетная передача подвижного абонента от передающей к последующей (соседней) базовой станции. Управление и контроль за работой базовых и абонентских станций осуществляется ЦС, в памяти ЭВМ которой сосредоточены как статические, так и динамические данные о подвижных объектах и состоянии сети в целом.
В отличие от централизованных в сотовых сетях подвижной связи радиосвязь базовой станции с абонентской станцией осуществляется в пределах малой рабочей зоны, что позволяет многократно использовать одни и те же частоты в зоне обслуживания. Число абонентов в
ССС определяется пропускной способностью и числом БС, равным числу рабочих зон, которое возрастает по квадратическому закону с уменьшением радиуса рабочей зоны R при постоянном радиусе зоны обслуживания R0. Если десять лет назад радиус рабочей зоны в ССС был равен 5-15 км, то в настоящее время он равен 200 м. Так уменьшение радиуса рабочей зоны с 30 до 0,5 км позволит увеличить в 3600 раз число подвижных абонентов, оснащенных радиосвязью и имеющих возможность выхода на ТФОП.
Следовательно, эффективность использования спектра радиочастот в ССС во много раз выше, чем в централизованных системах подвижной связи, что позволит в перспективе обеспечить управление большим числом наземных подвижных объектов.
С уменьшением радиуса рабочей зоны появляется возможность уменьшить мощность передатчиков и чувствительность приемников, что значительно улучшит электромагнитную совместимость (ЭМС) абонентов в ССС и ЭМС между ССС и другими системами, использующими определенные спектры радиочастот, а также позволит снизить стоимость и габаритные размеры абонентской станции, обеспечить доступ к базам данных и ЭВМ.
Отмеченные преимущества позволяют уже в настоящее время повысить оперативность управления и контроля в работе подведомственных предприятий и организаций, улучшить качество технологических процессов в системах с большим числом транспортных средств.
Стремительный рост объемов передаваемой информации требует значительного сокращения времени доставки и обработки абонентом необходимой информации. Это одна из причин быстрого роста мобильных средств связи на базе ССС.
Внедрение ССС означает появление принципиально нового вида связи - массовой радиотелесвязи, т.е. нового вида услуг. Уже сейчас абонентский терминал ССС - сотовый радиотелефон (СРТ) -признается многими зарубежными экспертами первичным терминалом, которым абонент пользуется как в стационарном состоянии (дома, на службе), так и в движении. Широкое внедрение портативных СРТ в перспективе позволит обеспечить каждого человека персональным телефоном со своим индивидуальным номером.
Создание систем массовой радиотелесвязи с большим числом подвижных абонентов, большой пропускной способностью и высоким качеством приема сообщений возможно только при использовании сотового принципа построения системы связи. Этим и объясняется повышенный интерес к ССПС.
Действующие в настоящее время зарубежные ССС по сравнению с централизованными сетями имеют следующие преимущества:
- большое число абонентов;
- высокое качество передачи телефонных сообщений и данных;
- возможность связи с ЭВМ и базами данных;
- высокая эффективность использования спектра радиочастот и
- лучшая электромагнитная совместимость с другими радиотехническими
системами.
Использование ССС широким кругом потребителей в отраслях транспорта, связи, энергетики, строительства, сферы обслуживания, ремонта и др. приносит существенный экономический эффект. По оценкам экспертов США ежегодные доходы от внедрения и эксплуатации ССС в США достигают 2 млрд. дол.
Зарубежные эксперты отмечают возможность создания ССС без значительных начальных капитальных затрат. Сначала ССС создаются с крупными рабочими зонами (радиус зон порядка 10 км) и относительно небольшим числом абонентов. По мере поступления доходов и роста числа заявок на СРТ размеры зон уменьшаются и увеличивается число абонентов.
При этом постоянно наращивается объем типового оборудования базовых станций, АТС и центральной станции за счет доходов от использования
ССС действующими абонентами. Поэтому первоначальные, капитальные затраты могут быть значительно меньше полных затрат, приходящихся на максимальное число абонентов.
Краткая история появления компьютерных сетей.
Основные факторы, вызвавшие развитие интерсетей. Идея создания персональной ЭВМ, прообраза современного персонального компьютера, впервые была воплощена в жизнь в середине 70-х годов. Именно для того времени характерен процесс "поляризации" в технике электронных вычислительных машин. С одной стороны исследования в данной области были направлены на создание вычислительных машин коллективного пользования, с "очень большими объемами оперативной памяти", как гласит научная литература тех лет; быстродействие машин должно было достигнуть нескольких десятков миллионов операций в секунду, – такие параметры и определяли понятие сверхмощных
ЭВМ. С другой стороны, появилось тяготение к проектированию машин индивидуального пользования: для управления технологическими процессами и обработки экспериментальных данных в исследовательских лабораториях создаются малые вычислительные машины, так называемые мини-ЭВМ – малогабаритные компьютеры со сравнительным быстродействием. Впервые появилась реальная возможность создания настольных ЭВМ, но применение такие аппараты могли найти пока только в сфере сугубо научной деятельности.
Важнейшими областями использования машин считались научно-технические расчеты, в основе которых лежат математические методы автоматизация проектирования технических объектов. Мини-ЭВМ, соединенные линиями связи с мощными вычислительными системами коллективного пользования, могли применяться как терминалы. И был один из первых шагов к формированию компьютерных сетей.
Следует заметить, что понятие миникомпьютера было приближено к современному: по производительности малые ЭВМ превосходили самые мощные машины первого поколения, габариты таких вычислительных машин также были намного меньше габаритов ЭВМ первого поколения. Наметилась тенденция к сокращению выпуска машин средней мощности, поскольку мини-ЭВМ уже могли обеспечить решение большей части задач индивидуального потребителя, а для решения сложных задач выгоднее обратиться к вычислительным системам коллективного пользования. В конце 60-х – 70-х годов "сверхмощные ЭВМ" становятся мультипроцессорными, то есть в одной машите сосредоточивается несколько процессоров, функционирующих одновременно (параллельно).
Преимущество мультипроцессорных систем для одновременного решения многих задач было очевидно, но наличие в одной машине нескольких процессоров в принципе позволяло расчленить также и процесс решения одной задачи, поскольку каждый алгоритм содержит ряд ветвей, выполнение которых может проводиться независимо друг от друга, что дает довольно большое сокращение общего времени решения задачи. Многопроцессорные ЭВМ, технологической основой которых являлись так называемые большие интегральные микросхемы относили к компьютерам четвертого поколения. Под большими интегральными микросхемами понимали степень “насыщения” блока микросхем. Однако не существовало четкой границы между “малыми”, “средними” или “большими” микросхемами, так что такая терминология не может быть названа полностью научной. Значительно больший фактор в развитии электронных вычислительных машин, а значит и компьютерных сетей, – это изменение основных элементов оперативной памяти. Если первые ЭВМ имели в своем составе запоминающие устройства на так называемых ферролитовых сердечниках, то настоящей революцией в развитии вычислительной техники было введение в качестве элементов памяти полупроводниковых приборов, которые изготавливались по технологии, аналогичной технологии изготовления интегральных схем. Образцы такой памяти небольшого объема создавались и использовались начиная с 70-х годов как “сверхбыстродействующая память”; в то же время наметилась тенденция создания оперативной памяти на полупроводниках и использования ферритовых запоминающих устройств в качестве дополнительной “медленной” памяти.
Итак, повышение мощности вычислительной техники и общее развитие информационной науки явились основными факторами в процессе возникновения интегрированных вычислительных сетей; совокупность отдельных вычислительных сетей, связанных между собой в общую сеть каналами связи и специальными сопрягающими устройствами и является интерсетью. Переход в микроэлектронике на доли-микронные размеры, создание относительно быстродействующих компьютеров, но с ограниченной дисковой памятью, появление научно-исследовательских проектов, требующих больших вычислительных ресурсов – все определяющие причины возникновения интерсетей.
Понятно, что основная цель создания сетей заключается в обеспечении обмена данных между двумя вычислительными машинами, входящими в сеть, поэтому первоначально подобные сети в США связывали научные центры – университеты. Америке принадлежит также первенство в использовании компьютерных сетей для военных целей. В условиях холодной войны на такие разработки правительство выделяло многочисленные субсидии: требовалось выработать систему, моментально реагирующую при нанесении вражеского ядерного удара и поддерживающую существование после такого удара. Возможно, именно причиной того, что изначально компьютерные сети были рассчитаны на действие в “сверхъестественных” условиях и объясняется практическая неистребимость современного Internet’a – ведь хорошо известен факт –
Internet прекратит существование когда от сети будут отключены все входящие в нее машины.
Теория построения интерсетей: современный подход к созданию компьютерных сетей.
Теория построения вычислительных сетей.
Современные ученые выделяют два различных подхода к созданию компьютерных сетей:
1. интерсеть строится таким образом, что процессы передачи данных, процедуры управления и административные службы отдельных подсетей не изменяются существенно. Каждая из подсетей сохраняет свою автономность, хотя требования к сетевому управлению и контролю ожесточаются;
1. интерсеть проектируется как единая распределительная система, в которой приоритет отдается требованиям стандартности протоколов и эффективности общесетевых процедур управления.
При первом подходе логика интеграции подсетей концентрируется в шлюзовых (межсетевых) устройствах. Сеть становится единой прежде всего с точки зрения пользователя. Такому подходу более всего соответствует сеть
Internet, где применяется концепция интерсети как виртуальной вычислительной сети, реализованная механизмом виртуальных сетевых адресов станций.
Второй же подход на практике реализуется в тех случаях, когда исходная сети принадлежат одному классу (примером может служить сеть
Ethernet), или когда проект создания сети управляется единой администрацией и направлен на решение определенного набора прикладных задач, что может быть удобно для сетей конкретной научной ориентации.
В общем случае для определения интерсети можно предложить следующий набор характеристик: топология интерсети и межсетевая архитектура (общая характеристика связности интерсети, расположение межсетевых устройств и связей между ними и отдельными подсетями, степень однородности входящих подсетей); логика межсетевых устройств (типы, межсетевой протокол, преобразование протоколов, уровень надежности межсетевого протокола); логика межсетевых соединений, реализуемая в хост-машинах; межсетевые протоколы верхних уровней (транспортного и выше) и их реализация в хост-машинах; административная служба сети (степень автономности, общесетевые процедуры управления, организация справочника ресурсов и прочее).
Интересно, что в настоящее время фундаментальное значение приобрела концепция эталонных моделей сетевых архитектур. В ходи применения различных эталонных моделей к задачам построения интерсетей выяснилась их неполнота и неадекватность по таким проблемам, как организация управления и обмена управляющей информацией в неоднородных сетях, маршрутизация потоков данных в интегрированных сетях. Решение этих задач лежит на пути разработки новых более совершенных сетевых архитектур, учитывающих как многообразие телекоммуникационных технологий, так и возможность создания абстрактных моделей высоко уровня. Новые сетевые архитектуры развиваются по направлениям создания абстрактных (обобщенных) сетевых архитектур
(фундаментальная наука) и системных прикладных архитектур.
Сетевые протоколы.
Работа вычислительных сетей, то есть обмен данными и взаимосвязь ЭВМ, выполняется в соответствии с достаточно сложными протоколами взаимодействия. протоколы объединяют в группы или уровни, как правило, существует от трех до семи таких уровней. Протоколы необходимы и при разработке и при управлении сетью.
Рассмотрим модель сети Internet. Сеть возникла в 1972 – 1983 годах в ходе разработки и развития Arpanet и различных механизмов интеграции ее с прочими глобальными сетями. Начальная модель Arpanet содержала три уровня протоколов (транспортный, процессприложение). При разработке Internet к нему был добавлен межсетевой уровень и соответствующий ему протокол IP
(Internet Protocol). Затем были разработаны транспортный протокол TCP и датаграммный протокол UDP.
Протоколами верхнего уровня являются : транспортные протоколы (отвечают за обмен данными между процессами, находящихся в разных хост-машинах сети); прикладные протоколы (обслуживают задачи пользователя по передаче данных и доступу к сетевым ресурсам); межсетевые протоколы (реализуют ряд специальных функций, ориентированных на организацию виртуальных сетей различных технологий).
Межсетевые протоколы должны обеспечивать надежную передачу данных между различными подсетями и кратчайшие пути передачи, а также поддерживать центральную справочную службу, передачу экстренной и управляющей информации и так далее.
Разумеется, существует множество протоколов со схожими функциями, но используемых в разных сетях. Перечисление всех ви...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1823
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
