Устройства, предназначенные для усиления сигнала в линиях связи

Для удлинения линии связи и восстановления сигналов в линии при передачи из одной физической среды в другую предназначены такие сетевые устройства, как трансиверы, репитеры и концентраторы. Все эти устройства функционируют на физическом уровне эталонной модели ВОС, не адресуются (т.е. не имеют никакого собственного адреса), не имеют внутренней буферной памяти и работают только с сигналами.

Репитер (повторитель – repeater). Репитер выполняет единственную функцию восстановления сигнала и передачи его в другие сегменты сети. Он не преобразует ни уровни сигналов сети, ни их физическую природу. Репитеры служат простыми двунаправленными ретрансляторами сигналов сети. Основная цель их применения – увеличение длины сети. Дополнительной функцией репитеров для сети Ethernet на коаксиальном кабеле является обнаружение и усиление коллизий на уровне сигналов. Усиление коллизий происходит за счет посылки на все порты повторителя 32-разрядной битовой последовательности (101010…) – jam-последовательности.

Репитеры предназначены для соединения разных сегментов одной ЛВС, причем один репитер соединяет только два сегмента сети. Эти устройства предназначены для функционирования в таких типах физической среды, как витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель. На репитерах (повторителях) строятся в основном сети с кольцевой топологией, например Token Ring

и FDDI. Любой репитер не адресуется в сети. Структура репитера представлена на рис. 3.6.

Трансиверы (tranceiver), или приемопередатчики служат для двунаправленной передачи между сетевым адаптером и сетевым кабелем или между двумя сегментами (отрезками сетевого кабеля). Основной функцией трансивера является усиление сигналов или преобразование их в другую форму для улучшения характеристик сети, например, для повышения помехоустойчивости и/или увеличения расстояния между абонентами. Структура трансивера приведена на рис. 3.7.

Примером использования трансивера может служить подключение адаптеров сети Ethernet к «толстому» коаксиальному кабелю. В данном случае трансивер преобразует электрический сигнал для «тонкого» коаксиального кабеля в сигнал для «толстого» коаксиального кабеля и наоборот. Трансивер входит также в состав сетевой карты и представляет собой ее приемо-передатчик.

Более сложную функцию выполняет трансивер, преобразующий электрические сигналы сети в сигналы другой природы (оптические, радиосигналы и т.д.) с целью использования других сред передачи информации. Такие трансиверы также называют конверторами среды. Наиболее часто применяют оптоволоконные трансиверы, которые позволяют в несколько раз повысить допустимую длину кабеля сети.

Трансиверы, как и повторители, не выполняют никакой информационной обработки проходящих через них пакетов сообщений и не адресуются.

На трансиверах строятся в основном сети с шинной топологией и случайным методом доступа, например Ethernet.

Пассивные (репитерные) концентраторы выполняют функции нескольких повторителей (репитеров) или трансиверов, собранных в едином конструктиве. В связи с этим пассивные концентраторы никакой обработки информации не выполняют, а только восстанавливают и усиливают сигналы и могут также преобразовывать сигналы различной природы (например, электрические сигналы в оптические).

Пассивный концентратор должен принимать пакеты и отсылать их во все сегменты сети, подключенные к нему, кроме того сегмента, откуда был принят пакет. Таким образом, концентратор выполняет функции усиления (функция репитера), преобразования природы среды (функция трансивера), а также соединяет сегменты сети.

К пассивному концентратору могут подключаться только части (сегменты) или отдельные абоненты одной и той же сети. Например, сегменты сети Ethernet, выполненные на тонком кабеле, на толстом кабеле, на оптоволоконном кабеле.

Активные концентраторы выполняют более сложные функции. В частности, они могут преобразовывать информацию и протоколы обмена, правда, это преобразование обычно очень простое. Структура активного концентратора представлена на рис. 3.9. Поскольку активный концентратор анализирует информацию, принятую из сети, т.е. распознает форматы пакетов данных, а для этого необходимо принять весь пакет, а не его отдельные биты, то модуль анализа и преобразования информации естественно должен содержать буфер для накопления данных. У этих устройств самое большое время задержки сигнала (из-за наличия операций работы с памятью). Активные концентраторы работают на канальном уровне модели ВОС, и являются разновидностью мостов.