У комп'ютерних мережах сьогодні застосовуються практично всі описані типи фізичних середовищ передачі даних, але найбільш перспективними є волоконно-оптичні. На них сьогодні будуються як магістралі крупних територіальних мереж, так і високошвидкісні лінії зв'язку локальних мереж. Популярним середовищем є також кручена пара, яка характеризується відмінним співвідношенням якості до вартості, а також простотою монтажа. Супутникові канали та радіозв'язок використовуються найчастіше у тих випадках , коли кабельні зв'язки використати не можна.

Апаратура передачі даних (Data Circuit termination Equipment, DСE) безпосередньо зв'язує комп'ютери або локальні мережі користувача із лінією зв'язку і є, таким чином, прикордонним обладнанням. Традиційно апаратуру передачі даних включають у склад лінії зв'язку. Прикладами DCE є модеми, термінальні адаптери мереж ISDN, оптичні модеми, пристрої підключення до цифрових каналів. Звичайно DCE працюють на фізичному рівні, відповідаючи за передачу і прийом сигналу необхідної форми й потужності у фізичне середовище.

Апаратура користувача лінії зв'язку, яка виробляє дані для передачі по лініях зв'язку і така, що підключається безпосередньо до апаратури передачі даних, узагальнено має назву кінцеве обладнання даних (Data Terminal Equipment, DTE). Прикладом DTE можуть слугувати комп'ютери або маршрутизатори локальних мереж. Цю апаратуру не включають до складу лінії зв'язку.

Проміжна аппаратура – звичайно використовується на лініях зв'язку великої протяжності. Проміжна апаратура вирішує дві основні задачі:

? покращення якості сигналу;

? утворення постійного складеного каналу зв'язку між двома абонентами мережі.

У локальних мережах проміжна апаратура може зовсім не використовуватися, якщо протяжність фізичного середовища - кабелів або радіоефіра – дозволяє одному мережному адаптеру приймати сигнали безпосередньо від другого адаптера, без проміжного підсилення. Інакше використовуються пристрої типу повторювачів і концентраторів.

У глобальних мережах необхідно забезпечити якісну передачу сигналів на великі відстані. Тому без підсилювачів сигналів, встановлених через визначені відстані, створити територіальну лінію зв'язку неможливо.

Проміжна апаратура каналу зв'язку прозора для користувача, він її не помічає і не враховує у своїй роботі. Для нього важлива тільки якість отриманого каналу, яка впливає на швидкість передачі дискретних даних. В дійсності ж проміжна апаратура утворює складну мережу, яку називають первинною мережею, так як сама по собі вона ніяких високорівневих служб не підтримує, а тільки служить основою для побудування комп'ютерних, телефонних та інших мереж.

Залежно від типу проміжної апаратури всі лінії зв'язку поділяються на аналогові та цифрові.

В аналогових лініях проміжна апаратура призначена для підсилення аналогових сигналів, які мають неперервний діапазон значень. Такі лінії зв'язку традиційно використовувалися у телефонних мережах для зв'язку АТС між собою. Для створення високошвидкісних каналів, які мультиплексують декілька низькошвидкісних аналогових абонентських каналів, при аналоговому підході звичайно використовується техніка частотного мультіплексування (Frequency Division Multiplexing, FDM).
У цифрових лініях зв'язку сигнали, що передаються, мають кінцеве число станів. Як правило, елементарний сигнал, тобто сигнал, що передається за один такт роботи передавальної апаратури, має 2 або 3 стани, які передаються у лініях зв'язку імпульсами прямокутної форми. За допомогою таких сигналів передаються як комп'ютерні дані, так оцифроване мовлення та зображення. Проміжна апаратура утворення високошвидкісних цифрових каналів (мультіплексори, демультіплексори, комутатори) працює за принципом часового мультіплексування каналів (Time Division Multiplexing, TDM), коли кожному низькошвидкісному каналові надається визначена доля часу (тайм-слот або квант) високошвидкісного каналу.

1.5 Топологія фізичних зв'язків

В першу чергу необхідно обрати спосіб організації фізичних зв'язків, тобто топологію. Під топологією обчислювальної мережі розуміють конфігурацію графа, вершинам якого відповідають комп'ютери мережі (іноді ще й інше обладнання, наприклад, концентратори), а ребрам - фізичні зв'язки між ними. Комп'ютери, підключені до мережі, часто називають станціями або вузлами мережі.

Зауважимо, що конфігурація фізичних зв'язків визначається електричними з'єднаннями комп'ютерів між собою і може відрізнятися від конфігурації логічних зв'язків між вузлами мережі. Логічні зв'язки являють собою маршрути передачі даних між вузлами мережі і утворюються шляхом відповідного налагодження комунікаційного обладнання.

Вибір топології електричних зв'язків істотно впливає на більшисть характеристик мережі. Наприклад, наявність резервних зв'язків підвищує надійність мережі і дає можливість балансувати завантаження окремих каналів. Простота під'єднання нових вузлів, властива деяким топологіям, робить мережу такою, що легко розширюється.

Залежно від способу поєднання фізичних компонентів у мережі можуть застосовувати такі топології:

? топологія зірки (Star topology);

? кільцева топологія (Ring network);

? шинна топологія (Bus topology).

Рисунок 1.7 – ЛОМ з топологією зірки.

Архітектуру мережі, у якій усі вузли мережі сполучені з одним центральним вузлом, називають топологією зірки .

Мережа з топологією зірки - одна з найпоширеніших структур передавання. У мережах такого типу один пристрій (Switch), як правило, відповідає за маршрутизацію трафіка через себе до інших компонентів.
До позитивних властивостей мережі з топологією зірки можна віднести такі:

? легкість керування;

? достатньо просте програмне забезпечення;

? простий потік трафіка;

? можливість швидкого пошуку несправностей;

? відносну простоту та незначні витрати при потребі нарощування мережі.

Ця топологія має ряд недоліків:

? виникнення “вузьких місць” у разі, коли трафіком керує пристрій, який розташований найвище;

? мала надійність за відсутності технічного резервування;

? часте виникнення конфліктних ситуацій, пов’язаних із втратою інформації в напрямі “згори - донизу” та “знизу -угору”.

Архітектуру мережі, при якій кожний вузол пов’язаний з двома іншими, а всі вузли разом утворюють кільце, називають кільцевою топологією

Рисунок 1.8