91577

Характеристики физических средств передачи данных в сетях

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Ограниченная среда это попросту говоря кабель. В общем в качестве среды передачи сигналов в локальных сетях как правило используются: коаксиальный кабель; кабель на основе витой пары; оптоволоконный кабель. Коаксиальные кабели В начале развития локальных сетей коаксиальный кабель как среда передачи был наиболее распространен. Изза своей толщины и жесткости кабель не может подключаться непосредственно к сетевой плате.

Русский

2015-07-21

39.51 KB

0 чел.

Характеристики физических средств передачи данных в сетях

Локальная компьютерная сеть — это прежде всего среда передачи сигналов. Без среды передачи сети не может быть просто по определению, как не может быть дыхания без воздуха. Среду передачи можно условно разделить на ограниченную и неограниченную. Ограниченная среда — это, попросту говоря, кабель. Как пример неограниченной среды можно взять открытый эфир, по которому передает сигналы RadioEthernet или связь с помощью инфракрасного излучения, но эти виды связи по ряду причин пока что используются весьма ограниченно.. Традиционной и наиболее широко распространенной  ограниченной физической средой передачи информации в локальных сетях являются кабели. Все многообразие кабелей, применяемых для передачи информации, в первую очередь разделяется на электрические, чаще всего медные (Copper cable), и оптоволоконные (Fiber-optic cable), кратко именуемые Fiber. Слово Fiber (волокно) иногда заменяют транслитерацией "фибра", однако это не очень удачно – не так давно из фибры (волокнистого материала) делали чемоданы и другие изделия.

В  общем, в качестве среды передачи сигналов в локальных сетях, как правило, используются:

• коаксиальный кабель;

• кабель на основе витой пары;

• оптоволоконный кабель.

Коаксиальные кабели

В начале развития локальных сетей коаксиальный кабель как среда передачи был наиболее распространен. Различают “толстый” и “тонкий” кабели.

“Толстый Ethernet”, как правило, используется следующим образом. Он прокладывается по периметру помещения или здания, и на его концах устанавливаются 50-омные терминаторы. Из-за своей толщины и жесткости кабель не может подключаться непосредственно к сетевой плате. Поэтому на кабель в нужных местах устанавливаются “вампиры” — специальные устройства, прокалывающие оболочку кабеля и подсоединяющиеся к его оплетке и центральной жиле. “Вампир” настолько прочно сидит на кабеле, что после установки его невозможно снять без специального инструмента. К “вампиру”, в свою очередь, подключается трансивер — устройство, согласовывающее сетевую плату и кабель. И, наконец, к трансиверу подключается гибкий кабель с 15-контактными разъемами на обоих концах — вторым концом он подсоединяется к разъему AUI (attachment unit interface) на сетевой плате.

Все эти сложности были оправданы только одним — допустимая максимальная длина “толстого” коаксиального кабеля составляет 500 метров. Соответственно одним таким кабелем можно обслужить гораздо большую площадь, чем “тонким” кабелем, максимально допустимая длина которого составляет, как известно, 185 метров. При наличии некоторого воображения можно представить себе, что “толстый” коаксиальный кабель — это распределенный в пространстве Ethernet-концентратор, только полностью пассивный и не требующий питания. Других преимуществ у него нет, недостатков же хоть отбавляй — прежде всего высокая стоимость самого кабеля (порядка 2,5 долл. за метр), необходимость использования специальных устройств для монтажа (25-30 долл. за штуку), неудобство прокладки и т.п. Это постепенно привело к тому, что “толстый Ethernet” медленно, но верно сошел со сцены, и в настоящее время мало где применяется.

“Тонкий Ethernet” распространен значительно шире, чем его “толстый” собрат. Принцип использования у него тот же, но благодаря гибкости кабеля он может присоединяться непосредственно к сетевой плате. Для подключения кабеля используются разъемы BNC (bayonet nut connector), устанавливаемые собственно на кабель, и T-коннекторы, служащие для отвода сигнала от кабеля в сетевую плату .

Кабели на основе витой пары

Витая пара (UTP/STP, unshielded/shielded twisted pair) в настоящее время является наиболее распространенной средой передачи сигналов в локальных сетях..Эти кабели различаются по категориям (в зависимости от полосы пропускания), типу проводников (гибкие или одножильные) и калибру.

Калибр определяет сечение проводников. Кабели и провода маркируются в соответствии со стандартом AWG (American Wire Gauge – американскиие калибры проводов). В основном применяются проводники 26 AWG (сечение 0.13 мм2), 24 AWG (0.2–0.28 мм2) и 22 AWG (0.33–0.44 мм2). Однако калибр проводника не дает информации о толщине провода в изоляции, что весьма существенно при заделке концов кабеля в модульные вилки.

Категория (Category) витой пары определяет частотный диапазон, в котором ее применение эффективно. В настоящее время действуют стандартные определения 5 категорий кабеля (Cat 1... Cat 5), однако уже выпускаются кабели категорий 6 и 7. Упоминание PowerSum означает более жесткий подход к определению перекрестных наводок.


Классификация кабелей на витой паре

Полоса частот, МГц

Категория

Класс

до 0.1

1

A

до 1

2

B

до 16

3

C

до 20

4

до 100

5

D

до 200

6*

E*

до 600

7*

F*

* Категории 6 и 7 еще не стандартизованы

В кабеле 5-й категории, как правило, находится восемь проводников, перевитых попарно (то есть четыре пары).

Витая пара может быть как экранированной (Shielded), так и неэкранированной (Unshielded). Неэкранированная витая пара (НВП) больше известная по аббревиатуре UTP (Unshielded Twisted Pair). Экранированная витая пара (ЭВП), она же STP (Shielded Twisted Pair), имеет множество разновидностей.

Экранированный кабель заметно дороже неэкранированного, но при корректном заземлении экрана обеспечивает лучшую электромагнитную совместимость кабельной системы с остальными источниками и приемниками помех. Однако некорректное заземление экрана может приводить и к обратному результату. Кроме того, наличие экрана, который требуется заземлять с обоих концов кабеля, может вызвать проблему обеспечения равенства "земляного" потенциала в пространственно разнесенных точках.

Кабели могут иметь различные номиналы импеданса. Стандарт EIA/TIA-568A определяет два значения – 100 и 150 Ом, стандарты ISO11801 и EN50173 добавляют еще и 120 Ом. Требования к точности выдерживания импеданса в рабочей полосе частот обычно лежат в диапазоне  от номинала. Заметим, что кабель UTP практически всегда имеет импеданс 100 Ом, а экранированный кабель STP первоначально существовал только с импедансом 150 Ом. В настоящее время существуют типы экранированного кабеля и с импедансом 100 и 120 Ом. Импеданс применяемого кабеля должен соответствовать импедансу соединяемого им оборудования, в противном случае помехи, возникающие от отраженного сигнала, могут привести к неработоспособности соединений.

Кабели чаще всего бывают круглыми – в них элементы собираются в пучок. Существуют и плоские кабели, используемые в телефонии для подключения оконечного оборудования, но в них пары проводов обычно не скручены, так что высокие рабочие частоты для них не реализуемы. Существуют и специальные плоские кабели для прокладки коммуникаций под ковровыми покрытиями (Undercarpet Cable), среди которых есть и кабели категорий 3 и 5.

Проводники могут быть жесткими одножильными (Solid) или гибкими многожильными (Stranded или Flex). Кабель с одножильными проводами обычно обладает лучшими и более стабильными характеристиками. Его применяют, в основном, для стационарной проводки, которая представляет наибольшую часть в кабельных связях. Многожильный гибкий кабель применяют для соединения портов оборудования (абонентского и телекоммуникационного) между собой и со стационарной проводкой при небольших расстояниях.

Оптоволоконный кабель

Оптоволоконные кабели — наиболее перспективная и обеспечивающая наибольшее быстродействие среда распространения сигналов для локальных сетей и телефонии

Оптоволокно, как понятно из его названия, передает сигналы при помощи импульсов светового излучения. В качестве источников света используются полупроводниковые лазеры, а также светодиоды. Оптоволокно подразделяется на одно- и многомодовое.

Одномодовое волокно очень тонкое, его диаметр составляет порядка 10 микрон. Благодаря этому световой импульс, проходя по волокну, реже отражается от его внутренней поверхности, что обеспечивает меньшее затухание. Соответственно одномодовое волокно обеспечивает большую дальность без применения повторителей. Теоретическая пропускная способность одномодового волокна составляет 10 Гбит/с. Его основные недостатки — высокая стоимость и высокая сложность монтажа. Одномодовое волокно применяется в основном в телефонии.

Многомодовое волокно имеет больший диаметр — 50 или 62,5 микрона. Этот тип оптоволокна чаще всего применяется в компьютерных сетях. Большее затухание во многомодовом волокне объясняется более высокой дисперсией света в нем, из-за которой его пропускная способность существенно ниже — теоретически она составляет 2,5 Гбит/с.

Для соединения оптического кабеля с активным оборудованием применяются специальные разъемы. Наиболее распространены разъемы типа SC и ST.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66891. ХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ СПРАВКА 53 KB
  От 2 млн. лет назад Первые свидетельства протокультурной деятельности на Земле. Обработка камня и кости, использование примитивных орудий - начало каменного века. Полуживотное собирательство и охота. Естественные жилища - норы и пещеры.
66892. Принципы и понятия планирования 73 KB
  Планирование представляет собой особую форму деятельности направленную на разработку и обоснование программы экономического развития предприятия и его структурных звеньев на определенный календарный период в соответствии с целью его функционирования и ресурсным обеспечением.
66894. АСЕПТИКА 240.5 KB
  Знать: нормативные документы методы дезинфекции предстерилизационной очистки и стерилизации различных видов хирургических инструментов операционного белья перевязочного материала обработки операционного поля рук хирурга перед операцией. Определение асептики и антисептики понятие о дезинфекции и стерилизации...
66895. Грамматическое значение и грамматическая форма 124.5 KB
  Большинство слов в языке соотносится не с отдельными предметами, а с целым классами предметов, что обязательно предполагает их обобщение и абстрагирование от их индивидуальных признаков. Например, слово дерево соотносится с весьма разнообразными представителями соответствующего класса: тополь, береза, сосна, баобаб и т.д.
66896. Лексическое значение слова и понятие 111.5 KB
  Слово не является знаком каждого отдельного предмета, явления, признака. Трудно представить, как происходило бы общение, если бы каждый отдельный предмет имел собственное название. Человеческое мышление выделяет из множества явлений окружающей действительности...
66897. ОСНОВЫ НЕЙРОННОЙ ТЕОРИИ 90.5 KB
  К одному их них относятся собственно нервные клетки или нейроны а к другому клетки нейроглии или просто глии. обнаружил что мышцы и нервные клетки животных производят электричество. У каждого нейрона есть тело другие названия этой части нейрона: сома перикарион где содержится ядро и цитоплазматические органеллы...
66899. Язык и мышление, Логическая и языковая картины мира 132.5 KB
  Невербальное мышление осуществляется посредством наглядно-чувственных образов, возникающих в результате восприятия впечатлений действительности, которые сохраняются памятью и затем воссоздаются воображением. Невербальное мышление характерно в той или иной степени для некоторых животных.