12. Инфракрасные и миллиметровые волны

Инфракрасное излучение и излучение в миллиметровом диапазоне используется на небольших расстояниях в блоках дистанционного управления. Основной недостаток излучения в этом диапазоне - оно не проходит через преграду. Для инфракрасного излучения, лист бумаги – непреодолимое препятствие.

Этот недостаток одновременно является преимуществом, когда излучение в одной комнате не интерферирует с излучением в другой. На эту частоту не надо получать разрешения. Это прекрасный канал для передачи данных внутри помещений на небольших расстояниях.

13. Видимое излучение

Видимый диапазон также используется для передачи. Обычно источником света является лазер. Монохромное когерентное излучение легко фокусируется. Однако, дождь или туман портят дело. Передачу способно испортить даже конвекционные потоки на крыше, возникающие в жаркий день (Рис.2-25). Они вызывают дрожание луча вокруг приемника, что ухудшает качество передачи.

1.5Телефонные сети

Когда надо соединить несколько рядом стоящих компьютеров, то обычно прокладывают кабель. Когда кабель должен пересечь дорогу или общественные, городские коммуникации дело становиться сложнее, а стоимость такой операции огромной. В этих случаях обычно обращаются к телефонной компании.

Телефонная сеть создавалась давно и с целями далекими от тех, которые преследуются при передаче данных между ЭВМ. Поэтому качество передачи данных далеко от совершенства. Проиллюстрируем проблему. Если соединить две машины проводом, то скорость передачи будет около 10⁷-10⁸ bps. Ошибка возникает где-то раз в день. При такой скорости количество бит переданных между последовательными ошибками будет порядка 10¹²-10¹³ бит. Телефонная линия даст не более 10⁴bps и одну ошибку на 10⁵ переданных бит. Разница в 11 порядков! Поэтому много усилий было положено, чтобы научиться использовать столь низкого качества линии для передачи данных между компьютерами. Однако, ситуация меняется по мере замены меди на оптоволокно и переходе на цифровую систему передачи. Телефонные сети активно используются в компьютерных сетях, особенно класса WAN. Поэтому знание принципов организации и работы телефонной сети важно для понимания организации и работы компьютерной сети.

14. Немного истории

В 1876 Александр Белл запатентовал телефон, буквально несколькими часами раньше своего основного конкурента Элиши Грея. Надо отметить, что открытие телефона, т.е. передачи звука на расстояние произошло достаточно случайно. Александр Белл был специалистом по английскому языку и мечтал создать машину, которая бы позволила представить произнесение человеком звуков в графическом виде. Для реализации этого проекта Александру нужны были деньги, и он решил принять участие в конкурсе, объявленном телеграфной компанией Вестерн Юнион, на создание устройства по передаче нескольких телеграмм по одному и тому же проводу, т.е. говоря современным языком, мультиплексор для телеграфа. Собственно в ходе работ над этим мультиплексором Александр и открыл способ преобразования акустических волн в электромагнитные и обратно. По ходу дела он изобрел и фонограф, т.е. способ записи звука, но, увлеченный основным проектом, не осознал сделанного и позднее Эдисон переоткрыл фонограф заново.

Структура телефонной сети представлялась ему тогда очень простой. Абоненты соединялись неизолированным проводом каждый с каждым. Роль второго провода играла Земля. Если абонент хотел поддерживать связь с несколькими абонентами в городе, то к нему приходило несколько проводов. Вскоре некоторые дома напоминали джунгли. К 1878 году стало ясно, что так развивать сеть нельзя (рис. 2-26а).

В 1878 году Белл строит первую станцию коммутации, в г. Нью-Хевен штат Коннектикут, с которой соединяются абоненты. Чтобы соединиться абонент крутил ручку, вызывая оператора, сообщал ему с кем он хочет соединиться (классическое: «Барышня, дайте Смольный, пожалуйста».), и оператор механически, с помощью штыря соединял проводом гнезда коммутатора. В результате получилось нечто-то, как на рис. 2-26 b.

Спустя некоторое время абоненты выразили желание сообщаться с абонентами в других городах. Потребовалось соединять между собой станции коммутации (рис.2-26 с).

К 1890 году выделилось три основные компонента телефонной сети: локальное соединение клиент-станция коммутации, станции коммутации, протяженные соединения между станциями коммутации. Естественно эти три компонента постоянно совершенствовались, но в основных своих чертах они остались все эти 100 лет такими, как их создал Белл.