Кабели

В сети данные циркулируют по кабелям, соединяющим отдельные компьютеры различным образом в зависимости от выбранной топологии сети. Наибольшую известность в мире получили три вида локальных сетей: Ethernet, Arcnet, Token Ring, которые различаются методами доступа к каналам передачи данных. Среди этих сетей наибольшее распространение получил Ethernet (в России низкие цены на сети, работающие по этому стандарту).

Кабель имеет центральный проводник (металлический проводник или оптоволоконную жилу), заключенный в пластмассовую оболочку. Типы кабеля: витая пара, коаксиальный кабель и волоконнооптический кабель. Витая пара (twisted pair) может быть неэкранированной (unshielded - UTP) и экранированной shielded -STP). В табл. 3.4. перечислены характеристики типов кабельной среды.

При выборе оптимального типа носителя следует учитывать характеристики среды передачи данных, приведенных в табл. 3.4:

  • • Стоимость каждой среды передачи данных следует сравнивать с ее производительностью и доступными ресурсами.
  • • Инсталляция каждой сети имеет свои особенности, и надо найти наиболее приемлемое жизнеспособное решение.
  • • Возможность среды передачи данных оценивается по полосе пропускания: носитель с высокой пропускной способностью имеет большую полосу пропускания, с низкой - малую.
  • • Число узлов - это число компьютеров, которые можно легко подключать к сетевым кабелям;
  • • При передаче электромагнитные сигналы слабеют. Это явление называется затуханием. Транслируемые сигналы теряют свою мощность, поглощаются и уходят в неверном направлении, что накладывает ограничения на расстояние, преодолеваемое сигналами до наступления неприемлемого уровня. Превышение такого ограничения может привести к ошибкам или отказу сети.
  • • Электромагнитные помехи (electromagnetic interference - EMI) влияют на передаваемый сигнал. Они вызываются внешними электромагнитными волнами, искажающими полезный сигнал, что затрудняет его декодирование принимающим компьютером.

Таблица 3.4.

Характеристики кабеля

Фактор

UTP

STP

Коаксиальный

Волоконно-оптический

Стоимость Инсталляция

Самая низкая Простая

Умеренная Достаточно простая

Умеренная Достаточно простая Типичная

Самая высокая Сложная

Полоса пропускания

От 1 до 155 Мбит/с

От 1 до 155 Мбит/с

10 Мбит/с

2 Гбит/с

Количество узлов в сегменте

2

2

30(10Base2) 100(10Base5)

2

Затухание EMI

Сильное Наиболее подвержен электромагнит, помехам и перехвату сигнала

Сильное Менее уязвим, чем UTP, но также подвержен электромагнит, помехам и перехвату сигнала

Низкое Менее уязвим, чем UTP, но также подвержен электромагнит, помехам и перехвату сигнала

Низкое

Не подвержен EMI и перехвату сигнала

Проблемой является возможность перехвата сигнала, особенно если сети необходима высокая степень защиты. В большинстве сетей применяются три основных группы кабелей: коаксиальный кабель (КК) (coaxial cable); витая пара (ВП) (twisted pair), в том числе неэкранированная (unshielded) и экранированная (shielded); оптоволоконный кабель (OK)(fiber optic).

КК состоит из медной жилы, изоляции жилы, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. Некоторые типы кабелей покрывает металлическая сетка - экран, который не позволяет помехам исказить данные. Жила окружена изоляционным слоем. Снаружи К покрыт непроводящим слоем из резины, тефлона или пластика. КК более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше, чем в витой паре. Существует два типа КК: тонкий КК, толстый КК. Выбор типа КК зависит от потребностей конкретной сети.

Тонкий КК. Это гибкий кабель диаметром 0,5 см. Прост в применении и годится практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера компьютера. Тонкий КК способен передавать сигнал на расстояния до 185 м без заметного искажения. Тонкий КК относится к семейству RG-58, его волновое сопротивление 58 Ом.

Таблица 3.5

Описание кабелей

Кабель

Особенности

RG - 58/U

Сплошная медная жила

RG - 58A/U

Переплетение проводов

RG - 58C/U

Военный стандарт для RG -58A/U

RG-59

Используется для широкополосной передачи

RG -6

Имеет больший диаметр, чем RG - 59, для более высоких частот.

RG-62

Используется в сетях Arc Net

Толстый КК (диаметром 1 см). Чем толще кабель, тем большее расстояние способен преодолеть сигнал. Толстый КК передает сигнал на расстояние до 500 м. Для подключения к толстому КК применяют специальное устройство - трансивер (Т). Т снабжен специальным коннектором (соединитель), который называется «зубом вампира» или пронизывающим ответвителем.

Тонкий КК гибок, прост в установке и относительно недорог. Толстый КК трудно гнуть и устанавливать, дороже тонкого, но он передает сигналы на большие расстояния. Для подключения тонкого КК к компьютеру используются BNC - коннекторы (British Novel Connector). В этом семействе несколько основных компонентов:

  • • BNC-коннектор припаивается или обжимается на концекабеля;
  • • BNC Т-коннектор соединяет сетевой кабель с сетевой платой компьютера;
  • • BNC баррел-коннектор применяется для сращивания двух отрезков тонкого КК;
  • • BNC-терминатор.

В зависимости от места прокладывания различают два типа КК:

  • • поливинилхлоридные, которые прокладывают на открытых участках помещений, при горении выделяют ядовитые газы.
  • • пленумные, которые прокладывают в области пленума (небольшое пространство между фальшь-потолком и перекрытием -для вентиляции). Слой изоляции и внешняя оболочка пленумного кабеля выполнены из специальных огнеупорных материалов, которые при горении выделяют минимальное количество дыма.

Витая пара (ВП). Существует два вида тонкого кабеля: неэкранированная (unshielded) витая пара (UTP) и экранированная (shielded) витая пара (STP). Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними парами и другими источниками (двигатели, реле, трансформаторы).

Неэкранированная ВП (спецификация 10 Base Т) широко используется в локальных сетях. Существует несколько спецификаций, которые регулируют количество витков на единицу длины - в зависимости от назначения кабеля. Стандарт EIA/TIA 568 устанавливает пять категорий UTP:

  • Категория 1. Традиционный телефонный кабель, по которому можно передавать только речь, но не данные.
  • Категория 2. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар.
  • Категория 3. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с. Состоит из четырех ВП с девятью витками на метр,
  • Категория 4. Кабель, способный передавать данные со скорость до 16 Мбит/с. Состоит из четырех ВП,
  • Категория 5. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с. Состоит из четырех ВП.

Экранированная витая пара имеет медную оплетку, которая обеспечивает большую защиту, чем неэкранированная ВП.

Оптоволоконный кабель (ОК), В этом кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это надежный способ передачи данных. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень больших скоростях, сигнал в них не затухает и не искажается.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии - узкополосную передачу и широкополосную.

Узкополосные (baseband) системы передают данные в виде цифрового сигнала одной частоты. Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного импульса или цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля. Полоса пропускания - это разница между максимальной и минимальной частотой. Каждое устройство в сетях с узкополосной передачей посылает данные в обоих направлениях. Продвигаясь по кабелю, сигнал постепенно затухает и может исказиться. Чтобы избежать этого, в узкополосных системах используют репитеры, которые усиливают сигнал и ретранслируют его в дополнительные сегменты.

Таблица. 3.6

Сравнение кабелей

Характеристика

Тонкий КК (10 Base 2)

Толстый

КК

(10 Base 5)

Витая пара (10 Base Т)

Оптоволоконный кабель

Стоимость

Дороже ВП

Дороже гонкого КК

Самый дешевый

Самый дорогой

Эффективная длина кабеля

185 м.

500 м

100 м

2 км

Скорость передачи

10 Мбит/с.

10 Мбит/с

4-100

Мбит/с

100 Мбит/с и выше

Г ибкость

Довольно гиб

Менее гибкая

Самый гибкий.

Негибкий

Простота установки

Прост в установке

Прост в установке

Очень прост в установке

Труден в установке

Подверженность помехам

Хорошая защита

Хорошая защита

Подвержен помехам

Не подвержен помехам

Особые свойства

Электрон.

Компоненты дешевле, чем у витой пары

Го же

UTP-самый дешевый вариант

Поддерживает речь, видео, данные

Рекомендуемые применения

Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных

Го же

STP - Token Ring любого размера

Сети любого размера с высокими требовании-ями к скорости передачи, уровню защиты и целостности данных

Широкополосные (broadband) системы передают сигнал в виде аналогового сигнала, который использует некоторый интервал частот. Сигналы представляют собой непрерывные электромагнитные или оптические волны. При таком способе сигналы передаются по физической среде в одном направлении. Если обеспечить необходимую полосу пропускания, то по одному кабелю одновременно может работать несколько систем, и соответственно компьютеры должны быть настроены так, чтобы работать именно с выделенной частью полосы пропускания. В широкополосной системе сигнал передается только в одном направлении, и, чтобы устройства могли принимать и передавать данные, необходимо обеспечить два пути прохождения сигнала. В табл.3.6 представлены характеристики для сравнения кабелей.

Вопросы для самопроверки:

  • 1. Виды сетей. Преимущества от сети.
  • 2. Типы топологий сетей.
  • 3. Выбор топологии.
  • 4. Комбинированные топологии.
  • 5. Перечислить основные компоненты сети.
  • 6. Файловый сервер и типы файлового сервиса.
  • 7. Дать определение рабочей станции.
  • 8. Чем отличается рабочая станция в сети от локального компьютера?
  • 9. Перечислить сетевое программное обеспечение рабочей станции.
  • 10. Сетевой адаптер и его функции.
  • 11. Чем различаются типы сетевых адаптеров?
  • 12. Назвать основные подходы к управлению ресурсами сети.
  • 13. Кабели, назначение и характеристики типов кабелей.
  • 14. Сетевые кабели и их типы.
  • 15. Какие технологии используются для передачи сигналов кабелю?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >