17.
Технологии передачи информации
Обмен информацией представляет собой процесс, в ходе которого
источник информации ее передает, а получатель - принимает.
Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то
организуется повторная передача этой информации.
В результате обмена информацией между источником и
получателем устанавливается своеобразный “информационный баланс”, при котором в
идеальном случае получатель будет располагать той же информацией, что и
источник.
Обмен информации
производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем.
Источниками информации
могут быть
любые объекты
реального мира,
обладающие определенными свойствами и способностями.
Необходимость передачи информации для различных экономических
объектов обосновывается по-разному. Так, в автоматизированной системе управления
предприятием она вызвана тем, что сбор и регистрация информации редко
территориально отделены от ее обработки. Процедуры сбора и регистрации
информации, как правило, осуществляются на рабочих местах, а обработка - в
вычислительном центре.
Передача
информации
осуществляется
различными способами:
с помощью
курьера, пересылка по почте, доставка транспортными средствами,
дистанционная передача по каналам связи.
Передача данных
– пересылка информации между функционирующими устройствами, осуществляемая в
соответствии с протоколами.
С-мы передачи недокумен.инф-ции:
телефонная; радиопоисковая; радиотелефонная связь; видеотелефонная; пейджинговая
связь.
С-мы передачи документир. инф-ции:
телеграфная; дейтефонная; факсимильная связь.
С-ма передачи
инф-ции - совок-ть средств, служ-х
для передачи инф-ции.
Источник и потре-ль инф-ции
явл-ся
абонентами с-мы
передачи. Абон-ми м.б.ЭВМ, с-мы хранения инф-ции, различ.рода датчики и испол-ые
устройства, а также люди.
Структура
системы передачи: канал передачи
(канал связи); передатчик информации; приемник информации.
Отправитель сообщения дан-х
– человек или устр-ва, осущест-щие выбор сообщения дан-х из ансамбля сообщ-й и
формиро-и этого сообщения для последующей передачи.
Получатель сообщ-я дан-х-
человек или устр-ва, для кот.предназначено сообщ-е дан-х.
Аналоговый сигнал дан-х
- сигнал дан-х, у кот.кажд.из представ-х
параметров опис-ся фун-ей времени и непрерывным множеством возмож.значений.
Цифровой
сигнал дан-х - сигнал дан-х,
у кот.кажд.из представ-х параметров описы-ся фун-ей дискрет. времени и
конеч.множеством возмож.значений.
Дистанционная передача постоянно развивается и
совершенствуется. Особое значение этот
способ передачи
информации имеет
в многоуровневых
межотраслевых системах,
где применение дистанционной передачи значительно ускоряет прохождение
информации с одного уровня управления на другой и сокращает общее время
обработки данных.
Передача сообщений на расстояние с использованием
электрических сигналов называется электросвязью. Электрические сигналы могут
быть непрерывными и дискретными.
Под системой электросвязи можно понимать совокупность
технических средств и среды распространения электрических сигналов
обеспечивающих передачу сообщений от отправителя к получателю. Любая система
электросвязи содержит три элемента: устройство преобразований сообщений в сигнал
(передатчик), устройство обратного преобразования сигнала в сообщение (приёмник)
и промежуточный элемент, обеспечивающий прохождение сигнала (канал связи).
Средой распространения электросвязи может быть искусственное
сооружение, созданное человеком (проводная электросвязь) или открытое
пространство (радиосистема). По характеру зависимости между сообщением и
сигналом различают прямое и условное преобразование. Системой связи с прямым
преобразованием является система телефонной связи, где электрические сигналы
изменяются по аналогии со звуковыми сообщениями (аналоговыми). Условное
преобразование сообщений в сигнал используется при передаче дискретных
сообщений. При этом отдельные знаки дискретного сообщения заменяются некоторыми
символами, совокупность комбинаций которых называется кодом. Примером такого
кода является азбука Морзе. При условном преобразовании сообщения электрический
сигнал сохраняет дискретный характер, т.е. информационный параметр сигнала
принимает конечное число значений, которых чаще всего два (двоичный сигнал).
Данные, предназначенные для связи между ЭВМ, представляют
собой сообщения, состоящие из определённого набора цифр. Такие документальные
сообщения называются дискретными.
В зависимости от среды, по которой передаются сигналы, все
существующие типы линий связи принято делить на проводные (воздушные и кабельные
линии связи) и беспроводные (радиолинии). Проводные линии связи созданы
искусственно человеком, а в беспроводных сигналы подаются в радиопередатчик, с
помощью которого они преобразуются в высокочастотный радиосигнал. Протяжённость
радиолиний и возможное число сигналов зависит от диапазона используемых частот,
условий распространения радиоволн, технических данных радиопередатчика и
радиоприёмника. Радиолинии используются для связи с любыми подвижными объектами:
кораблями, самолётами, поездами, космическими аппаратами.
Основными
качественными показателями системы передачи информации являются:
·
пропускная
способность,
·
достоверность,
·
надежность работы.
Пропускная способность системы передачи
информации - наибольшее теоретически достижимое количество информации,
которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная
способность системы обусловливается скоростью преобразования информации в
передатчике и приемнике и допустимой скоростью передачи информации по каналу
связи, определяемой физическими свойствами канала связи и сигнала,
Достоверность передачи информации - передача информации без
ее искажения.
Надежность канала связи - полное и правильное выполнение
системой всех своих функций.
Типы
каналов связи (по физической природе, по форме представления
передаваемой информации, по пропускной способности, по способу соединения и
др.).
Каналы связи (КС) являются общим звеном любой системы
передачи информации.
1) По физической природе каналы связи делятся следующим
образом:
·
механические - используются
для передачи материальных носителей информации;
·
акустические -передают
звуковой сигнал;
·
оптические - передают
световой сигнал;
·
электрические - передают
электрический сигнал.
Электрические каналы связи могут быть проводные и
беспроводные (или радиоканалы).
2) По форме представления передаваемой информации
·
аналоговые – передается
информация, представленная в непрерывной форме, т.е. в виде непрерывного ряда
значений какой-либо физической величины.
·
дискретные – передается
информация, представленная в виде дискретных (цифровых, импульсных) сигналов той
или иной физической природы.
3) По пропускной способности их можно классифицировать на
виды:
·
низкоскоростные, скорость
передачи информации в которых от 50 до 200 бод; это дискретные (телеграфные)
каналы связи, как коммутируемые (абонентский телеграф), так и некоммутируемые;
·
среднескоростные,
использующие аналоговые (телефонные) линии связи; скорость передачи в них от 300
до 9600 бод, а в новых стандартах МККТТ до 33600 бод (стандарт V.34 бис);
·
высокоскоростные
(широкополосные), обеспечивающие скорость передачи информации выше 36000 бод; по
этим каналам связи можно передавать и дискретную, и аналоговую информацию.
Так как аппаратура передачи и приема данных работает с
данными в дискретном виде (т.е. единицам и нулям данных соответствуют дискретные
электрические сигналы), то при их
передаче через аналоговый канал
требуется преобразование дискретных данных в аналоговые (модуляция).
При приеме таких аналоговых данных необходимо обратное
преобразование – демодуляция. Модуляция/демодуляция – процессы преобразования
цифровой информации в аналоговые сигналы и наоборот. При модуляции информация
представляется синусоидальным сигналом той частоты, которую хорошо передает
канал передачи данных.
К способам модуляции относятся:
·
амплитудная модуляция;
·
частотная модуляция;
·
фазовая модуляция.
При передаче дискретных сигналов через цифровой канал
передачи данных используется кодирование:
·
потенциальное;
·
импульсное.
Таким образом, потенциальное или импульсное кодирование
применяется на каналах высокого качества, а модуляция на основе синусоидальных
сигналов предпочтительнее в тех случаях, когда канал вносит сильные искажения в
передаваемые сигналы.
Обычно модуляция используется в глобальных сетях при передаче
данных через аналоговые телефонные каналы связи, которые были разработаны для
передачи голоса в аналоговой форме и поэтому плохо подходят для непосредственной
передачи импульсов.
В зависимости от способов синхронизации каналы передачи
данных вычислительных сетей можно разделить на синхронные и асинхронные.
Синхронизация необходима для того, чтобы передающий узел данных мог передать
какой-то сигнал принимающему узлу, чтобы принимающий узел знал, когда начать
прием поступающих данных.
Синхронная передача данных требует дополнительной линии связи
для передачи синхронизирующих импульсов. Передача битов передающей станцией и их
прием принимающей станцией осуществляется в моменты появления синхроимпульсов.
При асинхронной передаче данных дополнительной линии связи не
требуется. В этом случае передача данных осуществляется блоками фиксированной
длины (байтами). Синхронизация осуществляется дополнительными битами (старт-битами
и стоп-битами), которые передаются перед передаваемым байтом и после него.
При обмене данными между узлами вычислительных сетей
используются три метода передачи данных:
·
симплексная
(однонаправленная) передача (телевидение, радио);
·
полудуплексная
(прием/передача информации осуществляется поочередно);
·
дуплексная
(двунаправленная), каждый узел одновременно передает и принимает данные
(например, переговоры по телефону).
Технологии
передачи информации в Интернет: электронная почта, сетевые телеконференции,
передача файлов, Интернет-телефония и др.
Электронная почта - одна из
старейших служб Интернета. Строго говоря, она даже не требует подключения к
Интернету - достаточно очень короткого подключения к компьютеру
сервис-провайдера, чтобы принять сообщения, накопившиеся в его "почтовом ящике"
со времени предыдущего сеанса связи, и одновременно передать ему новые
сообщения, подготовленные к отправке заранее.
Служба
телеконференций имеет несколько
тождественных названий: группы новостей, служба Usenet, конференции Usenet - все
это то же самое, что и служба телеконференций. По своей сути служба
телеконференций очень похожа на систему электронной почты, но с той разницей,
что электронная почта работает по принципу один к одному, а группы новостей - по
принципу один ко многим. Сообщения, отправленные в группы новостей,
распространяются широким фронтом по всему земному шару и доступны любому
человеку, где бы он ни находился.
Служба
передачи файлов (FTP) (File
Transfer Protocol - протокол передачи файлов).
Протокол FTP - один из самых сложных протоколов Интернета. С
его помощью можно хозяйничать на жестком диске удаленного компьютера: файлы
можно не только принимать, но и, наоборот, направлять на сервер, их можно
перемещать из папки в папку, переименовывать, удалять, в общем распоряжаться ими
так же, как мы распоряжаемся файлами на собственном компьютере. Все это очень
полезно для тех, кто занимается публикацией своих Web-страниц в Интернете.
Telnet-системы это
особый протокол взаимодействия двух компьютеров, позволяющий клиентской
программе управлять сервером. Разумеется, речь идет о строго ограниченном
управлении в пределах какой-то одной предоставляемой услуги.
Прежде всего telnet-системы используют в тех случаях, когда
надо управлять сложным техническим объектом в неудобных условиях. Сегодня с
помощью управления в telnet-режиме можно работать с приборами, установленными
где угодно: в горах, в пустынях, на дне моря, в Арктике и Антарктике и даже на
орбитальных станциях.
В образовании telnet-системы используют для демонстрации
сложных экспериментов и опытов путем моделирования. В развлекательной сфере
telnet-системы лежат в основе многопользовательских игр и так называемых
виртуальных миров.
Служба
ICQ
Эта чрезвычайно интересная служба предназначена для
коммуникационных целей. Она предназначена для поиска сетевого IP-адреса
человека, подключенного в данный момент к Интернету. Необходимость в подобной
услуге связана с тем, что большинство пользователей не имеют постоянного
IP-адреса. Для пользования этой службой надо зарегистрироваться на ее
центральном сервере (http://www.icq.com) и получить персональный
идентификационный номер UIN. Данный номер можно сообщить партнерам по контактам,
и тогда служба ICQ приобретает характер Интернет-пейджера. Зная номер UIN
партнера, но не зная его текущий IP-адрес, можно через центральный сервер службы
отправить ему сообщение с предложением установить соединение. После установления
контакта два участника Интернета могут напрямую общаться друг с другом в режиме
реального времени.
Служба IRC.
Форумы прямого общения (chat-конференции)
Служба ICQ обеспечивает прямое двустороннее общение.
Аналогичные службы, обеспечивающие многостороннее общение, называются форумами
прямого общения, или chat-конференциями или просто чатами (IRC - Internet Relay
Chat). Эти службы особенно популярны у молодежи.
Internet
телефония – это частный
случай IP-телефонии, когда в качестве линий передачи телефонного трафика либо от
абонента к оператору, либо на магистрали (либо на обоих названных участках)
используются обычные каналы Internet (т.е. так называемое "облако" Internet).