Для передачи информации между электронно-вычислительным оборудованием создается физическая среда распространения сигнала, которая состоит из множества каналов передачи данных, часто называемых линиями. Для распространения электромагнитных волн или оптического сигнала используются физические проводники с соединительными разъемами, защитными и изоляционными оболочками, воздушное пространство или космический вакуум. Все каналы связи являются основой любой сети.
Существуют различные классификации каналов передачи данных, например, в зависимости от пропускной способности, от организации направлений передачи информации, от коммутации, от способа передачи данных и т.п. Чтобы понять какой тип канала связи обладает высокой надежностью передачи данных, необходимо рассмотреть основную классификацию.
Принято разделять две основные категории современных линий связи: управляемые и неуправляемые. Рассмотрим более подробно каждую из них.
К этому виду принято относить те каналы передачи данных, которые функционируют при помощи физического соединения между аппаратными устройствами. Для передачи сигнала используется искусственно созданная физическая среда. Рассмотрим конкретные примеры управляемых линий.
Оптоволоконный кабель
Основой конструкции такого кабеля являются оптические волокна. Их основное преимущество заключается в высокой скорости передачи больших объемов данных, которая может достигать околосветовой. Конструктивно такая линия выполняется из пластиковой или стеклянной нити, данные передаются по ней при помощи световых импульсов.
Посмотрев на кабель в разрезе, можно заметить, что внутри присутствуют два цилиндра. Первый окружает внутренний сердечник, а второй выступает в качестве внешней оболочки. Для их изготовления используется стекло или прозрачный пластик с учетом высокого коэффициента отражения световых лучей. Для генерации исходящего сигнала чаще всего используется мощный светодиод или лазер.
С помощью данной технологии можно передать куда бо́льшие объемы информации на высокой скорости, по сравнению с обыкновенным медным проводником. Поэтому она чаще используется в телекоммуникациях, когда необходимо организовать высокоскоростное подключение. Благодаря оптоволоконной технологии стало возможным наладить высокоскоростную связь между континентами.
Основные преимущества оптоволокна:
передача информации на высокой скорости за счет высокой пропускной способности;
защита передачи данных за счет невосприимчивости к электромагнитному излучению;
сравнительно небольшой вес;
невысокий уровень затухания сигнала на больших расстояниях.
К недостаткам можно отнести высокую стоимость в производстве, прокладке и обслуживании. Кроме того, не вдаваясь в технические подробности, стоит отметить, что с использованием оптоволоконных сетей возникают проблемы синхронизации скоростей и пропускной способности.
Для решения этой проблемы была разработана технология SDH, основной задачей которой является объединение потоков данных с низкой скоростью с потоками данных с высокой скоростью. Синхронная цифровая иерархия SDH позволяет пользователям встраивать и извлекать отдельные информационные потоки из высокоскоростных потоков данных.
Витая пара
Это простой в конструкции кабель, внутри которого находятся медные проводники, переплетенные между собой по два. Такая технология позволяет добиться пропускной способности примерно в 1 МГц на километр. На сегодняшний день существует два основных вида кабеля с витой парой:
Экранированные (STP). Экран находится поверх проводников и состоит из тонкой проволоки, волокна которой сплетены между собой. Основная задача экрана — защита целостности информации от электромагнитных помех во время передачи.
Неэкранированные (UTP). В таких кабелях отсутствует защитный экран, что значительно увеличивает риск ухудшения сигнала и потери информации.
Витая пара STP, UTP
Преимущества каналов передачи данных на основе витой пары заключаются, прежде всего, в дешевизне. Раньше такие кабели использовались повсеместно, например, в телефонных сетях, за счет своей универсальности и неприхотливости.
Чтобы разобраться какой канал связи обеспечивает максимальную скорость передачи данных, необходимо подробнее рассмотреть и неуправляемые линии, передача данных по которым осуществляется по естественной беспроводной физической среде, то есть по воздуху или по космическому вакууму.
Микроволны
Микроволнами называют электромагнитное излучение, частота которого составляет от 1 до 300 ГГц. Если посмотреть на схему спектра, то можно наглядно оценить диапазон микроволн — они находятся между радиоволнами и инфракрасным излучением.
Электромагнитный спектр
Данный диапазон частот применяется на практике довольно часто. Он используется в процессе работы микроволновых печей, для беспроводной передачи информации по факсу или телефону. Кроме того, микроволны применяются на телевизионных станциях, в различных телекоммуникационных сетях и пр.
Микроволновое излучение является однонаправленным. Для приема и передачи сигнала требуется наличие специальных антенн, обеспечивающих прием и передачу. Таким образом работает вся связь со спутниками и ретрансляторами спутниковых сигналов.
На сегодняшний день спутниковый интернет становится все более популярным за счет своей доступности в любой точке земного шара. Антенны, устанавливаемые на спутниках, обеспечивают высокую пропускную способность, что позволяет одновременно работать с множествами каналов связи.
Тем не менее, использование микроволнового излучения для организации каналов связи имеет ряд существенных ограничений, которые значительно снижают эффективность приема/передачи данных, в том числе:
ограниченный срок службы оборудования для приема/передачи;
высокая себестоимость линий связи;
необходимость установки антенн на открытом пространстве для приема/передачи;
влияние погодных условий на качество сигнала;
требовательность к обслуживанию оборудования.
Схема спутниковой связи
Радиоволны
Диапазон данного вида излучения является одним из самых широких во всем электромагнитном спектре и составляет от 3 кГц до 1 ГГц. Для приема/передачи радиоволны используются специальные антенны, с помощью которых изучение может быть распространено в разные стороны.
Данный вид организации каналов связи является очень распространенным, благодаря своей относительной дешевизне и неприхотливости. Кроме того, он позволяет передавать информацию на достаточно большие расстояния при нужной частоте передачи. Также существенным преимуществом радиоизлучения является большая длина волны, которая может достигать до нескольких километров. Волны имеют свойство отбиваться от верхних слоев атмосферы, перемещаться по поверхности земли и даже проникать в воду, что позволяет организовывать надежные линии связи с подводными лодками, между сотовыми телефонами и радиоприемниками.
В каждой стране существует законодательство, регулирующее использование радиоволнового диапазона. Каждая часть спектра зарезервирована для определенных нужд.
Данная технология представляет собой современный виртуальный канал связи, на основе которого строится частная сеть VPN. Технология обрела широкую популярность в бизнесе, так как позволяет решать большинство задач по передаче и защите корпоративной информации компании.
Как правило, провайдеры виртуальных каналов предоставляют клиентам на выбор несколько услуг, которые рассмотрим более детально.
Такой канал построен по схеме point-to-point. С его помощью можно передавать данные Ethernet между двумя узлами, имитируя выделенное соединение. То есть для конечного пользователя нет разницы между виртуальным каналом и физическим соединением точек сетевым кабелем. Одним из преимуществ технологии является гарантия целостности и неизменности переданной информации.
Данная услуга предполагает создание виртуальной сети между двумя конечными точками. Применительно к бизнесу, это может быть сеть между двумя удаленными офисами, филиалами или отделами компании. С технической точки зрения, вся передаваемая информация проходит через аппаратное оборудование провайдера, что может сказаться на конечной скорости передачи данных.
Технология, позволяющая строить виртуальную локальную сеть с множеством конечных соединений. Со стороны клиента такая схема напоминает один коммутатор, к которому подключено множество пользователей. Основная роль коммутатора в такой сети заключается в хранении адресов сетевых плат пользователей и маршрутизации пакетов по этим адресам.
В данном материале был дан ответ на вопросы что такое каналы передачи информации, какие каналы связи используются для передачи данных, а также рассмотрены основные виды линий связи и принципы их работы.
Используя информацию из этой статьи, можно подобрать для своего бизнеса максимально удобный и безопасный канал связи, исходя из корпоративных потребностей и конкретных задач. Как правило, современный бизнес переходит на использование облачных технологий, поэтому владельцу компании нет необходимости разбираться во всех тонкостях и нюансах организации и поддержки каналов связи.
Современные провайдеры IT-услуг берут эти обязательства на себя. Тем не менее, знать основы работы собственной информационной структуры компании всегда полезно и даже необходимо. Это обезопасит от возможных проблем с соединением и позволит эффективно справляться с непредвиденными трудностями.
