Каналы телекоммуникаций. Кабельные каналы

Физическая среда передачи данных может представлять собой либо кабель, либо земную атмосферу. Кабели подразделяются на медные(электрические) и оптоволоконные (луч света). В воздушной атмосфере данные могут передаваться в виде радиоволн или в виде света в инфракрасном излучении. Кабель – набор проводников, заключенных в несколько слоев изоляции(электрическая, электромагнитная – экран, механическая – от механических повреждений)

Проводные лини свзи – провода без каких либо изолирующих или экранирующих оплеток, положенные между столбами и висящие в воздухе.

Безпроводные линии связи – образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн.

Характеристики кабеля:

1. Затухание – относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче данных (Дц/м)

2.перекрестные наводки на ближних концах кабеля (NEXT) – помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех(Дц)

3.импеданс – волновое сопротивление – полное сопротивление в электрической цепи, является постоянной величиной для кабельных систем.

4.активное сопротивление – стандартная характеристика любого проводника – сопротивление постоянному току в электрической цепи. Зависит от длины и площади сечения проводника

5.емкость – свойство кабеля накапливать энергию. Не желательное явление

6.электрический шум – нежелательное переменное напряжение в проводнике. Возникает под воздействием внешних источников(линий электропередач, телефон, лампы дневного света)

Стандарты кабельных систем

Кабель - это достаточно сложное изделие, состоящее из проводников, слоев экрана и изоляции. В некоторых случаях в состав кабеля входят разъемы, с помощью которых кабели присоединяются к оборудованию. Кроме этого, для обеспечения быстрой перекоммутации кабелей и оборудования используются различные электромеханические устройства, называемые кроссовыми секциями, кроссовыми коробками или шкафами. В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам, что позволяет строить кабельную систему сети из кабелей и соединительных устройств разных производителей. Сегодня наиболее употребительными стандартами в мировой практике являются следующие: Американский стандарт EIA/TIA-568A, который был разработан совместными усилиями нескольких организаций: ANSI, EIA/TIA и лабораторией Underwriters Labs (UL).Стандарт EIA/TIA-568A разработан на основе предыдущей версии стандарта EIA/TIA-568 и дополнений к этому стандарту TSB-36 и TSB-40A), Международный стандарт ISO/IEC 11801, Европейский стандарт EN50173.

I.Коаксиальный кабель

1-медная жила

2-электрическая изоляция

3-экран.аллюминевая пленка

4-электромеханическая изоляция

Коаксиальны кабель может использоваться в КС топологиях шина или кольцо, также используется в телевизионных сетях.

1.Толстый коаксиальный кабель

Стандарты: RG-8, RG-11(2 экрана). Толщина: кабель – 0,5 дюйма, медная жила – 2,7 мм. Волновое сопротивление: 50 Ом. Используется для соединения удаленных узлов сети. МАХ скорость передачи данных – 10 Мбит/сек. Длина сегмента – 500 м. Тяжёлый, плохо гнётся.

2. Тонкий коаксиальный кабель

Стандарт – RG-58, /u /A – варианты медного проводника. Толщина кабеля < 0,5 мм, медная жила – 0,89 мм. МАХ скорость передачи данных – 10Мбит/сек. Длина сегмента 185 м.

II.Витая пара

 

Представляет собой 8 попарно переплётенных медных проводников. Каждый в своей собственной изоляции.

1.Неэкранированная витая пара (UTP – unshield twisted pair)

Используется в КС топологии «звезда».Подразделяется на категории: 1)1 пара проводников, v=20Кбит/сек, телефонный кабель. 2)4 витые пары, v=4Мбит/сек, впервые в IBM для создания своей собственной сети. 3) 4 витые пары, v=10Мбит/сек, конец 80-х начало 90-х годов. 4)4 витые пары, v=16Мбит/сек. 5) 4 витые пары, v= от 10 до 100 Мбит/сек. Обозначение: UTP-5e, где 5- номер категории. Волновое сопротивление 100 Ом. Длина сегмента 100 м. Самый дешёвый на данный момент. Для соединения с сетевыми платами, коммутаторами и концентраторами используется RG-45. При использовании всех пар скорость может достигать 1Гбит/сек.

2. Экранированная витая пара. Type1….Type9, преимущество – экран, RG-45 не подойдет.

Прямая разводка – для соединения разноименного оборудования

 

Кросс-разводка – для соединения одноименного оборудования

Оптоволоконные каналы

Оптическое волокно – нить из прозрачного материала (оргстекло), используемое для передачи внутри себя светового потока путем отражения. Оптоволоконный кабель предназначен для передачи данных на большие расстояния и на высоких скоростях.

1-сердечник(мода)

2-отражающая оболочка

3-защитный лак

4-защитный буфер

50-е годы – современные технологии. В качестве источника света могут использовать лазер или светодиод. Типы кабеля:

Одномодовый 5-10 Мкм

Многомодовый 50-60 Мкм

Плавное изменение показателя приломления

Ступенчатое изменение показателя преломления

Скорость – несколько Гбит/сек. Длина сегмента – несколько километров

Оптоволоконные кабели не восприимчивы к электрическим и магнитным помехам. Вероятность ошибки при передаче пакета составляет 10^-6. Средства для проверки пакета избыточны. Достоинства: невосприимчивость к помехам, защищённость от прослушивания, высокая скорость, большая длина сегмента. Недостатки: высокая стоимость кабеля, сложность монтажа, высокая стоимость монтажного оборудования.

Беспроводные каналы связи

Основаны либо на радиосвязи, либо на инфракрасном излучении.

IrD_A: инфракрасный порт – реализует оптическую связь ближнего действия

Bluetooth: Производственная спецификация беспроводных персональных сетей. Для обмена информацией между 2-мя устройствами. Расстояние: 10-100 м. Очень зависит от внешних воздействий.

Wi-Fi (1991 г.) – Wireless Fidelity – «беспроводная точность». Стандарт беспроводных локальных сетей.(812.11 b,g,d,n). Должна существовать точка доступа, к которой могут подключатся моб.устройства и ПК. V= 10-16 Мбит/сек. Точка доступа должна содержать маршрутизатор(роутер). SSID – аббревиатура, имя сети. Сеть может быть открыта или закрыта. Для доступа к открытой сети достаточно указать SSID. Если сеть закрыта(WEP) предполагается наличие ключа(пароля). Преимущества: позволяет создать локальную сеть без прокладки кабеля, доступ к сети мобильных устройств, глобальные стандарты – оборудование работает в любой точке мира. Недостатки: низкая криптоустойчивость алгоритмов шифрования, ограниченные радиус действия(не >100 м на открытом пространстве и > 50 м в помещении), большое количество различных беспроводных сетей в одном месте ведёт к наложению сигнала и невозможности передачи данных, большая доля служебной информации в пакете.

Wi-Max: технология универсальной беспроводной связи на больших расстояних(с 2001 г.). Решает следующие задачи: соединение Wi-Fi точек доступа, обеспечение беспроводного широкополосного доступа в интернет