Курс лекции по компьютерным сетям (стр. 15 из 32)
Кабель типа «витая пара» используется во многих сетевых технологиях, включая Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring.
Кабели на витой паре подразделяются на: неэкранированные (UTP – Unshielded Twisted Pair) и экранированные медные кабели. Последние подразделяются на две разновидности: с экранированием каждой пары и общим экраном (STP – Shielded Twisted Pair) и с одним только общим экраном (FTP – Foiled Twisted Pair). Наличие или отсутствие экрана у кабеля вовсе не означает наличия или отсутствия защиты передаваемых данных, а говорит лишь о различных подходах к подавлению помех. Отсутствие экрана делает неэкранированные кабели более гибкими и устойчивыми к изломам. Кроме того, они не требуют дорогостоящего контура заземления для эксплуатации в нормальном режиме, как экранированные. Неэкранированные кабели идеально подходят для прокладки в помещениях внутри офисов, а экранированные лучше использовать для установки в местах с особыми условиями эксплуатации, например, рядом с очень сильными источниками электромагнитных излучений, которых в офисах обычно нет.
Кабели классифицируются по категории, указанным в таблице 6.1. Основанием для отнесения кабеля к одной из категорий служит максимальная частота передаваемого по нему сигнала.
Таблица 6.1
| Категория | Частота передаваемого сигнала, (МГц) |
| 3 | 16 |
| 4 | 20 |
| 5 | 100 |
| 5+ | 300 |
| 6 | 200 |
| 7 | 600 |
Коаксиальные кабели
Коаксиальные кабели используются в радио и телевизионной аппаратуре. Коаксиальные кабели могут передавать данные со скоростью 10 Мбит/с на максимальное расстояние от 185 до 500 метров. Они разделяются на толстые и тонкие в зависимости от толщины. Типы коаксиальных кабелей приведены в таблице 6.2.
Таблица 6.1
| Тип | Название, значение сопротивления |
| RG-8 и RG-11 | Thicknet, 50 Ом |
| RG-58/U | Thinnet, 50 Ом, сплошной центральный медный проводник |
| RG-58 А/U | Thinnet, 50 Ом, центральный многожильный проводник |
| RG-59 | Broadband/Cable television (широковещательное и кабельное телевидение), 75 Ом |
| RG-59 /U | Broadband/Cable television (широковещательное и кабельное телевидение), 50 Ом |
| RG-62 | ARCNet, 93 Ом |
Кабель Thinnet, известный как кабель RG-58, является наиболее широко используемым физическим носителем данных. Сети при этом не требуют дополнительного оборудования и являются простыми и недорогими. Хотя тонкий коаксиальный кабель (Thin Ethernet) позволяет передачу на меньшее расстояние, чем толстый, но для соединений с тонким кабелем применяются стандартные байонетные разъемы BNC типа СР-50 и ввиду его небольшой стоимости он становится фактически стандартным для офисных ЛВС. Используется в технологии Ethernet 10Base2, описанной ниже.
Толстый коаксиальный кабель (Thick Ethernet) имеет большую степень помехозащищенности, большую механическую прочность, но требует специального приспособления для прокалывания кабеля, чтобы создать ответвления для подключения к ЛВС. Он более дорогой и менее гибкий, чем тонкий. Используется в технологии Ethernet 10Base5, описанной ниже. Сети ARCNet с посылкой маркера обычно используют кабель RG-62 А/U.
Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель (Fiber Optic Cable) обеспечивает высокую скорость передачи данных на большом расстоянии. Они также невосприимчивы к интерференции и подслушиванию. В оптоволоконном кабеле для передачи сигналов используется свет. Волокно, применяемое в качестве световода, позволяет передачу сигналов на большие расстояния с огромной скоростью, но оно дорого, и с ним трудно работать.
Для установки разъемов, создания ответвлений, поиска неисправностей в оптоволоконном кабеле необходимы специальные приспособления и высокая квалификация. Оптоволоконный кабель состоит из центральной стеклянной нити толщиной в несколько микрон, покрытой сплошной стеклянной оболочкой. Все это, в свою очередь, спрятано во внешнюю защитную оболочку.
Оптоволоконные линии очень чувствительны к плохим соединениям в разъемах. В качестве источника света в таких кабелях применяются светодиоды (LED - Light Emitting Diode), а информация кодируется путем изменения интенсивности света. На приемном конце кабеля детектор преобразует световые импульсы в электрические сигналы.
Существуют два типа оптоволоконных кабелей – одномодовые и многомодовые. Одномодовые кабели имеют меньший диаметр, большую стоимость и позволяют передачу информации на большие расстояния. Поскольку световые импульсы могут двигаться в одном направлении, системы на базе оптоволоконных кабелей должны иметь входящий кабель и исходящий кабель для каждого сегмента. Оптоволоконный кабель требует специальных коннекторов и высококвалифицированной установки.
Тема 5. Кабельные системы Ethernet
10Base-T, 100Base-TX
Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair – UTP) – это кабель из скрученных пар проводов.
Характеристики кабеля:
- диаметр проводников 0.4 – 0.6 мм (22~26 AWG), 4 скрученных пары (8 проводников, из которых для 10Base-T и 100Base-TX используются только 4). Кабель должен иметь категорию 3 или 5 и качество data grade или выше;
- максимальная длина сегмента 100 м;
- разъемы восьми контактные RJ-45.
Рис. 6.1 восьми контактные RJ-45
В таблице 6.3 приведены сигналы, соответствующие номерам контактов разъема RJ-45.
Таблица 6.1
| Тип | Каскадирование | Нормальный режим | |||
| 1 | RD+ (прием) | TD+ (передача) | |||
| 2 | RD- (прием) | TD- (передача) | |||
| 3 | TD+ (передача) | RD+ (прием) | |||
| 4 | Не используется | Не используется | |||
| 5 | Не используется | Не используется | |||
| 6 | TD- (передача) | RD- (прием) | |||
| 7 | Не используется | Не используется | |||
| 8 | Не используется | Не используется |
10Base2
- Тонкий коаксиальный кабель;
- Характеристики кабеля: диаметр 0.2 дюйма, RG-58A/U 50 Ом;
- Приемлемые разъемы – BNC;
- Максимальная длина сегмента – 185 м;
- Минимальное расстояние между узлами – 0.5 м;
- Максимальное число узлов в сегменте – 30.
10Base5
- Толстый коаксиальный кабель;
- Волновое сопротивление – 50 Ом;
- Максимальная длина сегмента – 500 метров;
- Минимальное расстояние между узлами –: 2.5 м;
- Максимальное число узлов в сегменте – 100.
Тема 6. Беспроводные технологии
Методы беспроводной технологии передачи данных (Radio Waves) являются удобным, а иногда незаменимым средством связи. Беспроводные технологии различаются по типам сигнала, частоте (большая частота означает большую скорость передачи) и расстоянию передачи. Большое значение имеют помехи и стоимость. Можно выделить три основных типа беспроводной технологии:
- радиосвязь;
- связь в микроволновом диапазоне;
- инфракрасная связь.
Радиосвязь
Технологии радиосвязи пересылают данные на радиочастотах и практически не имеют ограничений по дальности. Она используется для соединения локальных сетей на больших географических расстояниях. Радиопередача в целом имеет высокую стоимость и чувствительна к электронному и атмосферному наложению, а также подвержена перехватам, поэтому требует шифрования для обеспечения уровня безопасности.
Связь в микроволновом диапазоне
Передача данных в микроволновом диапазоне (Microwaves) использует высокие частоты и применяется как на коротких, так и на больших расстояниях. Главное ограничение заключается в том, чтобы передатчик и приемник были в зоне прямой видимости. Используется в местах, где использование физического носителя затруднено. Передача данных в микроволновом диапазоне при использовании спутников может быть очень дорогой.
Инфракрасная связь
Инфракрасные технологии (Infrared transmission), функционируют на очень высоких частотах, приближающихся к частотам видимого света. Они могут быть использованы для установления двусторонней или широковещательной передачи на близких расстояниях. При инфракрасной связи обычно используют светодиоды (LED – Light Emitting Diode) для передачи инфракрасных волн приемнику. Инфракрасная передача ограничена малым расстоянием в прямой зоне видимости и может быть использована в офисных зданиях.
1. Что такое физическая среда?
2. Что может быть использовано в качестве физической среды передачи данных?
3. Какие вопросы при организации сети решаются на физическом уровне?
4. Что такое кабель?
5. Что такое линии связи?
6. Дать определение каналов связи.
7. Какие проблемы существуют при организации каналов связи?
8. Перечислить типы кабелей, используемых для передачи данных в сети.
9. Каково назначение структурированной кабельной системы?
10. На какие классы подразделяются кабельные системы?
11. Что такое 10BaseT?
12. Какой кабель используется в технологии 10Base2?