Модем. Роутер. Единицы измерения скорости передачи данных

Практическое задание № 46-47.

Тема: Модем. Роутер. Единицы измерения скорости передачи данных.

Цель: ознакомиться с назначением, структурой и техническими характеристиками современных модемов, роутеров, получить практические навыки по управлению, настойке и тестированию модемов.

Оборудование и материалы: практическое задание, модем/роутер.

Теоретические сведения к практическому заданию

Для связи удаленных друг с другом компьютеров могут использоваться обычные телефонные сети, которые в той или иной степени покрывают территории большинства государств. Телекоммуникация – дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи. Единственной проблемой в этом случае является преобразование цифровой (дискретной) информации, с которой оперирует компьютер, в аналоговую (непрерывную).

Модем – устройство, присоединяемое к персональному компьютеру и предназначенное для пересылки информации (файлов) по сети (локальной, телефонной).

Модем осуществляет преобразование аналоговой информации в дискретную и наоборот. Работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи. Демодулятор модема выполняет обратную задачу.

Таким образом, данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема «передающего» компьютера. Принимающий модем, находящийся на противоположном конце линии, «слушает» передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой при помощи демодулятора. После того, как эта работа выполнена, информация может передаваться в принимающий компьютер.

Оба компьютера, как правило, могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексным.

Дуплексный режим передачи данных – режим, при котором передача данных осуществляется одновременно в обоих направлениях.

В отличие от дуплексного режима передачи данных, полудуплексный подразумевает передачу в каждый момент времени только в одном направлении.

Кроме собственно модуляции и демодуляции сигналов модемы могут выполнять сжатие и декомпрессию пересылаемой информации, а также заниматься поиском и исправлением ошибок, возникнувших в процессе передачи данных по линиям связи.

Одной из основных характеристик модема является скорость модуляции (modulation speed), которая определяет физическую скорость передачи данных без учета исправления ошибок и сжатия данных. Единицей измерения этого параметра является количество бит в секунду (бит/с), называемое бодом.

Для обеспечения квартиры или частного дома интернетом недостаточно просто проложить кабель от провайдера. В этом случае удастся подключить только одно устройство со входом RJ-45. А чтобы подключать 5 и более устройств, при наличии одной точки доступа, устанавливают роутер.

Его задача – это соединять все подключаемые устройства «потребители интернета» в единую сеть и равномерно распределять трафик между ними.

С технической точки зрения роутер – это комбинированное устройство, состоящее из модема и маршрутизатора. Модем настраивает связь с интернетом, а маршрутизатор, он же сетевой коммутатор – распределяет трафик между устройствами, запрашивающими доступ к модему.

Ранее они устанавливались раздельно, сейчас же производители научились их функции объединять в один чип.

Для чего нужен роутер? Его основные функции:

1. «Общение» с провайдером, благодаря чему и предоставляется доступ в интернет. При этом подключение не всегда происходит через кабель. Некоторые роутеры снабжаются портом USB, к которому можно подключать 3G или LTE-модемы (например, так умеют большинство маршрутизаторов от Xiaomi и ASUS, в которых присутствует USB).

2. Объединение устройств в единую компьютерную сеть (независимо от того, как именно они подключены: кабелем или по беспроводной сети).

3. Равномерное распределение трафика между потребителями (с учетом настроек приоритета, которые укажет сам пользователь).

4. Шифрование и защита данных от доступа со стороны посторонних.

5. Вещание Wi-Fi сети с открытым или закрытым доступом.

6. Конвертирование интернет-трафика в поток медиа (больше известно, как IPTV).

Любой канал связи имеет ограниченную пропускную способность (скорость передачи информации), это число ограничивается свойствами аппаратуры и самой линии (кабеля).

Объем переданной информации  вычисляется по формуле Q=q*t, где   q – пропускная способность канала (в битах в секунду), а t – время передачи.

Подключение по коммутируемым телефонным линиям обеспечивается провайдерами услуг Интернета.

При выборе провайдера целесообразно, во-первых, получить от него информацию о количестве и пропускной способности каналов, соединяющих его с Интернетом, чем больше таких каналов и их пропускная способность, тем надежнее и быстрее ваша работа в Интернете. Во-вторых, полезно знать, каким количеством входных телефонных линий располагает провайдер, чем оно больше, тем быстрее можно до него дозвониться. Наконец, в-третьих, в целях экономии, необходимо выяснить схему оплаты и стоимость подключения.

Содержание задания

Пример 1. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128000 бит/c. Через данное соединение передают файл размером 625 кбайт. Определить время передачи файла в секундах.

Решение:

1) выделим в заданных больших числах степени двойки и переведем размер файла в биты, чтобы «согласовать» единиц измерения:

128000 бит/c = 128 · 1000 бит/с = 2⁷ · 125 · 8 бит/с = 2⁷ · 5³ · 2³ бит/с = 2¹⁰·5³ бит/с

625 кбайт = 5⁴ кбайт = 5⁴ · 2¹³ бит.

2) чтобы найти время передачи в секундах, нужно разделить размер файла на скорость передачи:

t=(5⁴ · 2¹³)бит / 2¹⁰·5³ бит/с = 40 с.

Ответ: 40 с .

Пример 2. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 512000 бит/c. Передача файла через это соединение заняла 1 минуту. Определить размер файла в килобайтах.

Решение:

1) выделим в заданных больших числах степени двойки; переведем время в секунды (чтобы «согласовать» единицы измерения), а скорость передачи – в кбайты/с, поскольку ответ нужно получить в кбайтах:

1 мин = 60 с = 4 · 15 с = 2² · 15 с

512000 бит/c = 512 · 1000 бит/с = 2⁹ · 125 · 8 бит/с = 2⁹ · 5³ · 2³ бит/с = 2¹² · 5³ бит/с = 2⁹ · 5³ бит/с = (2⁹ · 5³) / 2¹⁰  кбайт/с =  (5³ / 2) кбайт/с

2) чтобы найти объем файла, нужно умножить время передачи на скорость передачи:

 Q=q*t = 2² · 15 с *(5³ / 2) кбайт/с = 3750 кбайт

Ответ: 3750 кбайт.

Задание №1.

Скорость передачи данных через АDSL-соединение равна 1024000 бит/с. Через данное соединение передают файл размером 2500 Кб. Определите время передачи файла в секундах.

Задание №2.

Скорость передачи данных через АDSL-соединение равна 1024000 бит/с. Передача файла через данное соединение заняла 5 секунд. Определите размер файла в килобайтах.

Задание №3.
Скорость передачи данных через АDSL-соединение равна 512000 бит/с. Передача файла через данное соединение заняла 8 секунд. Определите размер файла в килобайтах.

Задание №4.

Ответьте на контрольные вопросы к практическому заданию

Задание №5.

1. Сделайте вывод о проделанном практическом задании.

2. Сдайте отчет преподавателю.

Контрольные вопросы

1. Что такое телекоммуникация?

2. Определение «провайдер».

3. Что такое модем, роутер? Отличие этих устройств.

4. Что объединяет в себе роутер?

5. Перечислите основные функции роутера.

6. Опишите принцип работы модема.

7. Чем отличается дуплексные и полудуплексный режим передачи данных?

8. Что такое пропускная способность, в чём она измеряется?

9. Запишите формулу объёма переданной информации (с расшифровкой).