7.2. Сымды және сымсыз желілік технологиялар. Соңғы құрылғылар, деректерді беру құрылғылары, деректерді беру ортасы

Байланыс желісі таратушы ортаны, деректерді беру аппаратурасын және аралық аппаратураны қамтиды.

Деректерді беру ортасына байланысты байланыс желілері бөлінеді:

- Сымды (әуе);

- Кабельдік (мыс және талшықты-оптикалық);

- Жердегі және спутниктік байланыс радиоарналары.

Сымды сызықтар тіректердің арасына салынған және ауада ілулі тұрған сымдар. Бұл желілер дәстүрлі түрде телефон байланысы үшін қолданылады.

Сымды желілер – жер бетінде және әуеде төселген экрандалмаған сымдар. Негізінен олармен телефон немесе телеграф сигналдары жіберіледі, оларды бір компьютерден келесі компьютерге деректерді жіберу үшін де пайдалануға болады. Мұндай желілер арқылы деректерді жіберу жылдамдығы ондаған Кбит/сек арқылы өлшенеді.

Кабельдік желілер – оқшаулаудың бірнеше қабатымен қоршалған өткізгіштен тұрады. Кабельдің үш негізгі түрі қолданылады:

-          бұралған мыс сым жұбы;

-          мыс өткізгіш коаксиалды кабель;

-          талшықты-оптикалық кабельдер.

Бұралған жұп сымдар бұралған жұп деп аталады. Бұралған жұп оқшаулағыш материалға оралған мыс сымдар мен қорғалмаған (бөлінбеген twisted Pair - UTP) – өрім болмаған кезде экрандалған (Shielded Twisted Pair – STP) болуы мүмкін. Коаксиалды кабель ішкі мыс өзегінен және өзектен оқшаулау қабатымен бөлінген өрімнен тұрады. Мыс кабелінің бірнеше түрі бар, олар әртүрлі сипаттамаларға ие және жергілікті, ғаламдық желілерде, кабельдік теледидарда қолданылады. Талшықты-оптикалық кабель сигнал таралатын жұқа талшықтардан тұрады. Ол сигналдың ең жоғары таралу жылдамдығын және деректерді кедергіден жақсы қорғауды қамтамасыз етеді.

Радиоарнарадио толқындарының қабылдағышы мен таратқышының көмегімен жасалады. Радиоарналар қолданылатын жиілік диапазонында да, арна диапазонында да ерекшеленеді.

Жер беті және спутниктік байланыс радиоканалдары – ол қабылдағыш радиотолқындардың және жіберуші арасындағы пайда болған каналдар. Радиоканалдар пайдаланылатын жиілік диапазоны және канал ауқымына қарай ерекшеленеді. Олар деректерді жіберудің әртүрлі жылдамдығын қамтамасыз етеді. Жерсерік каналдары мен радиобайланыстар, кабельді каналды пайдалануға болмайтын жағдайда қолданылады, мысалы, аз қоныстанған жерлерде мобильді радиобайланыс тұтынушыларымен байланыс орнату үшін қажет. Компьютерлік желілерде деректерді жіберудің барлық жоғарыда сипатталған физикалық орта типтері пайдаланылады, бірақ олардың ішіндегі талшықты-оптикалық кабель көп сұраныста болып табылады. Оны қазірдің өзінде аумақтық, қалалық желі магистралі ретінде жоғары жылдамдықты жергілікті желілер учаскелерінде кеңінен пайдаланыла бастады.

Байланыс желілерінің аппаратурасына деректерді беру аппаратурасы (DCE – Data circuit terminating equipment) және деректер желісін пайдаланушының аппаратурасы (DTE-Data Terminal Equipment) кіреді.

Деректерді жіберу аппаратурасы. Деректерді жіберу аппаратурасы компьютерлердің желілік байланысқа тікелей қосылу жұмысын жасайды. Оларға физикалық ортада (байланыс желісі) ақпаратты жіберуге және деректерді кабылдауға жауапты деректер жіберу құрылғысын жатқызуға болады: желілік карта (адаптер), модемдер, цифрлық каналдарға қосылу құрылғысы, ISDN (агылш. Integrated Services Digital Network – Қызметтердің бірігуіндегі цифрлық желі) желілі терминал адаптерлері, көпірлер, маршрутизаторлар, шлюздар және т.б. жатады.

Байланыс желісін пайдаланушының аппаратурасы (DTE) соңғы деректер жабдығы деп аталады және тікелей деректерді беру аппаратурасына қосылады. DTE мысалы ретінде компьютерлерді немесе жергілікті желі маршрутизаторларын келтіруге болады.

Бұл жабдық байланыс желісінің құрамына кірмейді.

Байланыс желілерінің аралық аппаратурасы екі функцияны орындайды:

- сигнал сапасын жақсарту;

- желінің екі абоненті арасында тұрақты құрама арна құру.

Ғаламдық желілердегі аралық жабдық, әдетте, мультиплексорлар, демультиплексорлар, қосқыштар. Бұл жабдық бірнеше төмен жылдамдықты абоненттік желілердің деректерін жоғары жылдамдықпен жіберуге мүмкіндік береді. Мұндай арна тығыздалған арна деп аталады.

Аралық аппаратура бастапқы желіні құрайды және компьютерлік, телефон немесе басқа желілерді құруға негіз болады.

Аралық жабдықтың түріне байланысты барлық желілер аналогтық және цифрлық болып бөлінеді. Аналогтық желілерде сигнал мәндердің үздіксіз диапазонына ие. Бірнеше абоненттік аналогтық желілерді тығыздау үшін жиілікті мультиплекстеу техникасы қолданылады (FDM – Frequency Division Multiplexing).

Сандық байланыс желілерінде сигнал күйлердің шектеулі санына ие және тікбұрышты импульс арқылы беріледі. Сандық байланыс арналарындағы аралық аппаратура импульстің пішінін жақсартады және қайта синхрондауды қамтамасыз етеді, яғни импульстардың жүру кезеңін қалпына келтіреді. Сандық байланыс арналары арнаны уақытша бөлу әдісін қолданады (TDM – Time Division Multiplexing).

Байланыс каналдары. Байланыс каналы – деректерді жіберу құрылғыларының ақпараттық сигналдары жіберілетін физикалық орта. Деректерді жіберу ортасы түрлі физикалық әрекет қағидаларына байланысты болуы мүмкін. Мысалы, ол кабель және байланыс жалғағыштары болуы мүмкін. Физикалық орта ретінде ақпараттық сигналдар таралатын жер атмосферасы немесе космостық кеңістік қызмет атқара алады.    Телекоммуникациялық жүйелерде деректер электр тоғы, радиосигнал және жарық сигналдары арқылы жіберіледі. Бұл физикалық үрдістер әртүрлі жиіліктегі электромагнитті өріс тербелістерін ұсынады. Физикалық каналдардың негізгі мінездемесі – ол секундына (Кбит, Мбит) бит санымен өлшенетін деректерді жіберу жылдамдығы. Байланыс желісінің физикалық ортасына қарай келесідей топтарға жіктеуге болады: сымды желі, кабель желілері, жербеті және спутниктік байланыс радиоканалдары.

Желілік карта (адаптер) компьютердің мекенжайын көрсетеді. Желіде жұмыс істейтін компьютер мекенжайы дұрыс анықталған болуы керек, яғни компьютер адресі бірегей болуы тиіс. Сондықтан желілік карталарды өндірушілерге бір бірімен сәйкес келмейтін әртүрлі адрес орындарын бөледі (сурет 7.5).

                             suret_7.5.png

                                                Сурет 7.5 Желілік адаптер (карта)

Модемдер – компьютердің сандық сигналдарын телефон желісінің аналогтық сигналдарына және керісінше түрлендіретін құрылғы. Олардың кең таралған деректерді жіберу жылдамдығы – 56 Кбит/сек. ISDN желісінің терминал адаптерлері – әртүрлі қызметтегі телефон желісі. Осындай желілер негізі сигналды цифрлық өңдеу болып табылады. Абонентке дауыстық байланыс және 64 Кбит/сек жылдамдықпен деректерді беру үшін екі канал беріледі. Цифрлық каналдарға қосылу құрылғысы желінің екі абоненті арасында сигналдардың сапасын арттыру үшін және тұрақты кұрамдас канал жасау үшін арналған. Негізінен байланыс желілерінде кеңінен пайдаланылады.

Көпірлер – екі желіні біріктіретін және деректерді жіберудің бірдей әдістерін пайдаланатын құрылғы.

Маршрутизаторлар немесе роутерлер – әртүрлі типтегі желіні біріктіретін, бірақ бір ОЖ-ны пайдаланатын құрылғы.   

Шлюздар – әрекеттесудің әртүрлі ережелерін пайдаланатын, мысалы, жергілікті есептеу желісін аумақтыға қосатын екі желі арасында дерекпен алмасуды ұйымдастыратын құрылғы. Көпірлер, маршрутизаторлар, шлюздар толықтай функциясы режимінде және жұмыс станциясының есептеу желісі функциясымен үйлестіре де жұмыс жасай алады. Деректерді жіберу аппаратурасына сонымен қатар:

- күшейткіштер;

- сигналдардың қуатын арттыру құрылғысы;

- регенсраторлар бұл үлкен арақашықтыққа жіберілу кезінде бүлінген импульсті сигналдар формасын қалыпқа келтіретін құрылғы;

- коммутаторлар;

 - желінің екі абоненті арасында ұзақ уақытқа күшейткішті физикалық орта бөлігімен үзіліссіз құрамдас канал жасау үшін қажетті құрылғы жатады. Пайдаланушыларға көрінбейтін желі байланыс каналының аралық аппаратурасында күрделі желіні құрайды, ол бастапқы желі деп аталады. Ол пайдаланушы үшін ешқандай қызметтерді атқармайды, тек басқа желілерді тұрғызу үшін негіз болып табылады.