Лекция №1 Тема: Содержание, предмет и метод «Коммуникация данных»

Лекция № 3 
Тема: Устройства коммуникация данных в компьютерных сетях. 
Концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы. 
План 
1.
Устройства коммуникация данных в компьютерных сетях. 
2.
Концентраторы и сетевые адаптеры. 
3.
Основные 
отличия 
коммутатора 
от 
маршрутизатора 
и 
концентратора
.
Ключевые слова:
устройства, 
компьютерных сетях, коммутатора, 
маршрутизатора, 
концентратора, 
сетевые 
адаптеры, 
лока́льная 
вычисли́тельная сеть, мост, шлюз, 
adsl-модема 
(ассиметричная 
цифровая абонентская линия). 
1.
 
Устройства коммуникация данных в компьютерных сетях. 
Устройства приема коммуникация данных подключаются к среде 
передачи, формируют сигнал в среде при его передаче отправляющим 
компьютером и принимают его из среды передачи на принимающей стороне. Все 
устройства приема/передачи характеризуются по типу используемой среды 
передачи и отличаются скоростью передачи данных и выполняемыми ими 
дополнительными функциями. Примерами таких устройств могут служить: 
сетевые 
карты, 
повторители, 
концентраторы, 
коммутаторы, 
радиоприемники/передатчики, 
приемники/передатчики 
инфракрасного 
излучения и т.п. 
Сетевые карты (Network Adapters). Сетевая карта - это устройство, 
устанавливаемое в компьютер и предоставляющее ему возможность 
взаимодействия с сетью. В настоящее время выпускается большое количество 
разнообразных сетевых карт. Наиболее часто встречающиеся карты имеют вид 
печатной платы, устанавливаемой в разъем расширения материнской платы 
компьютера. Многие производители сейчас встраивают сетевые карты прямо в 
материнские платы. В настоящее время производителями выпускается огромное 
количество сетевых карт различных типов, позволяющих использовать любые из 
существующих сред передачи: витая пара, коаксиальный или оптический кабель, 
радиоволны или инфракрасное излучение. 

---

53 
Повторители (Repeaters). Повторители используются для увеличения 
расстояния, на которое может передаваться сигнал в используемой среде 
передачи данных. Реальность физических процессов такова, что передающийся 
в той или иной среде полезный сигнал при прохождении от передатчика к 
приемнику, постепенно затухает. Это затухание сигнала происходит из-за 
возникающих в процессе передачи помех (сопротивление среды передачи, 
интерференция сигналов от разных источников и т.п.). Для того чтобы 
гарантировать успешное прохождение сигнала при больших расстояниях между 
передатчиком и приемником, необходимо использование повторителей. 
Повторитель подключается к среде передачи между передатчиком и 
приемником, играя роль посредника при передаче сигнала. Полезный сигнал, 
отправленный передатчиком, движется по среде передачи, постепенно затухая. 
Достигнув повторителя, сигнал усиливается повторителем до прежнего уровня и 
отправляется дальше по среде передачи. Таким образом, с применением 
повторителей можно обеспечить прохождение сигнала на расстояния в 
несколько раз большие, чем при использовании только передатчика и 
приемника, подключенных к среде передачи. В настоящее время в сетях 
достаточно редко используются повторители, сделанные в виде отдельных 
устройств. Как правило, функции усиления сигнала реализуются во всех более 
сложных устройствах сети. Например, фактически все сетевые карты, 
концентраторы, коммутаторы реализуют в себе возможности повторителей. 
Микроволновые 
приемопередатчики 
(Microwave 
Transmitters). 
Микроволновые приемопередатчики чаще называют приемопередатчиками 
спутниковой связи. Такие средства связи предназначены для передачи данных на 
большие расстояния между компьютерами, находящимися в различных 
географических регионах или странах. Передатчик передает направленный 
поток микроволн в атмосферу, а приемник принимает его и передает 
следующему в цепочке приемопередатчику или преобразует полученный сигнал 
в другой вид для передачи по другой среде передачи данных. Такие 
преобразования происходят до тех пор, пока сигнал не достигнет точки 
назначения. В настоящее время спутниковая связь из-за дороговизны 
используется чаще всего для передачи данных на большие расстояния. 
Приемопередатчики инфракрасного и лазерного излучения (Infrared and 
Laser Transmitters). Приемопередатчики инфракрасного и лазерного излучения 
по принципам работы похожи на микроволновые системы: они используют 
атмосферу в качестве среды передачи данных. Но поскольку данные передаются 
в виде световых сигналов, а не радиоволн, то для успешной передачи данных 
необходимо обеспечивать отсутствие каких-либо помех на пути движения 
сигнала (передатчик и приемник должны находиться в зоне прямой видимости 
друг друга). Поэтому приемопередатчики инфракрасного и лазерного излучения 
используются для передачи сигналов на короткие дистанции и там, где 
ограничена возможность использования кабелей (например, при необходимости 
объединения нескольких филиалов, удаленных на расстояние нескольких сотен 
метров или единиц километров друг от друга). Поскольку инфракрасное и 
лазерное излучения лежат в области видимого спектра излучения, то 

---

54 
существенные помехи на пути движения сигнала могут оказывать 
неблагоприятные погодные условия: дождь, туман, снег, смог и т.п. Одним из 
наиболее популярных сегодня видов использования приемопередатчиков 
инфракрасного излучения является подключение рабочих мест пользователей в 
офисах и обеспечение взаимодействия между периферийными устройствами и 
компьютером. 
Модем – коммуникация данных между удаленными ПК по телефонным и 
другим линиям связи. Модемы используются для преобразования цифровых 
сигналов (используемых компьютером) в аналоговые (как правило, звуковых 
частот) и обратно - из аналоговых в цифровые. Термин «модем» происходит от 
объединения двух терминов, описывающих процессы преобразования сигнала из 
цифрового вида в аналоговый - «модуляция» и обратно - «демодуляция». 
Преобразование в аналоговый сигнал позволяет передавать его по аналоговым 
линиям передачи данных, например телефонным линиям. 
Факс-модем – коммуникация данных, копий документов, графических 
изображений между удаленными ПК по телефонным и другим линиям связи. 
Концентратор (hub)– подключение сетевыми кабелями всех рабочих 
станций (ПК) ЛВС, передача сигнала (пакета данных) от любого ПК ЛВС 
(Лока
́льная вычисли́тельная сеть) всем ПК. 
Мост (bridge) – разделение ЛВС с относительно большим количеством ПК 
на сегменты, передача пакета данных только в сегмент назначения (в отличие от 
концентратора). 
Коммутатор (switch)– обеспечение прямого соединения ("точка-точка") 
двух любых ПК в ЛВС (коммутатор производит анализ заголовка каждого 
входящего пакета и передает его только в тот порт, к которому подключен ПК 
назначения). 
Маршрутизатор (router)– выбор пути передачи данных, обеспечение связи 
между сетями, использующими различные топологии и протоколы (аппаратно-
программное устройство или программа). 
Шлюз (gateway)– соединение разнородных сетей, обеспечение передачи 
информации из одной сети в другую (аппаратно-программное устройство или 
программа). 
Концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, применяемые в 
ЛВС, называют активным сетевым оборудованием. К устройствам мобильной 
передачи данных относятся мобильные телефоны с функциями компьютеров, 
ручные компьютеры с коммуникационными возможностями (беспроводная 
передача данных). Имеется различное оборудование для беспроводных сетей, в 
т.ч. точки доступа, адаптеры, принт-серверы. Производится множество моделей 
средств передачи данных. Например, выпускаются много моделей 
маршрутизаторов для небольших ЛВС, корпоративных сетей, магистральных 
каналов связи глобальных сетей, отличающихся пропускной способностью (до 
десятков миллионов и более пакетов в секунду), количеством портов, 
возможностью управления сетью и защитой данных, стоимостью (от нескольких 
сотен до десятков тысяч долларов). В небольших ЛВС из 5–7 ПК и одного 
сервера может использоваться, например, концентратор или коммутатор 10/100 

---

55 
Мбит/с на 8 портов. Имеются аппаратно-программные комплексы, сочетающие 
функциональные 
возможности 
концентраторов, 
коммутаторов, 
маршрутизаторов, мостов. Для малых предприятий, филиалов фирм 
выпускаются 
концентраторы-маршрутизаторы, 
сочетающие 
функции 
коммутатора, маршрутизатора и модема. Модемы для аналоговых 
коммутируемых телефонных линий связи при передаче данных преобразуют 
цифровые сигналы компьютера (поток битов) в аналоговые, а при приеме – 
аналоговые в цифровые. Используются внешние и внутренние (встроенные в 
ПК) модемы. Они обеспечивают автоматический прием, преобразование в 
цифровую форму и запись в память ПК речевых сообщений, имеют функцию 
автоматического дозвона/ответа, определения типа принимаемой информации 
(факс, 
данные). 
При 
установлении 
связи 
модемы 
автоматически 
"договариваются" между собой о протоколе и скорости передачи данных (до 
28000, 33600 бит/с, протоколы V.34,V.34bis). При подключении к старым АТС 
реальная скорость передачи в два раза меньше. Модемы могут передавать 
данные по коммутируемым телефонным линиям со скоростью 56000 бит/с при 
использовании цифровых АТС. Внешний модем, по сравнению с внутренним, 
более удобен. За его работой можно следить по индикаторам, при зависании надо 
перезагрузить только модем, а не компьютер; он подключается к электросети 
отдельно от компьютера и снабжен переключателями "Голос/Данные", 
"Ответ/Вызов" для параллельного использования с телефоном. При выборе 
модема учитывается качество работы с местной АТС, максимальная скорость 
передачи данных, поддерживаемые стандарты (протоколы) передачи и сжатия 
данных, коррекции ошибок. Широкополосный доступ в Интернет обеспечивают 
ADSL-модемы. По обычной телефонной линии с использованием ADSL-модема 
(ассиметричная цифровая абонентская линия) можно получать данные со 
скоростью 6-7 Мбит/с, передавать до 640 Кбит/с. При этом одновременно можно 
разговаривать по телефону. 
Концентраторы вместе с сетевыми адаптерами, а также кабельной 
системой представляют тот минимум оборудования, с помощью которого можно 
создать локальную сеть. Такая сеть будет представлять собой общую