5.3. Физическая передающая среда локальных компьютерных сетей

Физическая передающая среда обеспечивает перенос информации между абонентами компьютерной сети. Использование соединительных кабелей

Кабель состоит из проводников, заключенных в один или несколько слоев изоляции. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе витой пары, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.

• Витая пара (twisted pair) – это скрученная пара медных проводов. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Витые пары имеют различные характеристики, определяемые размерами, изоляцией и шагом скручивания.

В настоящее время используется два типа витых пар.

• Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP). Этот кабель состоит из проводов в диэлектрической изоляции, скрученных между собой (рис.7).

Рис. 7. Витая пара проводов

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP). Ее отличие от неэкранированной витой пары состоит в том, что каждая из пар проводов заключена в экранирующую оплетку и, кроме того все витые пары проводов помещены в общую экранную оплетку. Её следует применять при наличии сильных электромагнитных помех. Коаксиальный кабель (coaxial). Этот кабель практически аналогичен телевизионному антенному кабелю. Он состоит из центрального медного провода и изоляции, окруженных двумя наружным изоляционным слоем (рис. 8). Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащищенностью, для промышленного использования выпускаются два типа коаксиальных кабелей: толстый (thick) диаметром 10 мм и тонкий (thin) диаметром 5 мм.

Волоконно-оптический кабель (optical fiber). В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим тонким (5 - 62,5 микрон) волокнам в виде модулированных световых импульсов. По этому кабелю свет передается по тонкому стекловолокну, заключенному в оболочку, которая имеет значительно меньший коэффициент преломления (рис.9), что приводит к эффекту полного внутреннего отражения, так как свет проходит по кабелю, не выходя наружу. Это относительно надежный (защищенный) способ передачи, поскольку электрические сигналы не передаются. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, так как сигнал в них практически не затухает и не искажается. По нему можно передавать световые импульсы на многие километры. Каждое стеклянное оптоволокно передает сигнал только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон: одно служит для приема, другое – для передачи.

Оптоволоконный кабель – идеальная передающая среда, которая не подвержена действию электромагнитных полей и сама практически не имеет излучения. Последнее позволяет использовать этот кабель в сетях, требующих повышенной секретности информации. Скорость передачи данных более 10 Гбит/с. Так как сигнал по волоконно-оптическому кабелю передается не электрический, а световой, то требуется соответствующее преобразование электрического сигнала в световой – на передающем конце и обратное преобразование – на приемном конце. Это, конечно, увеличивает стоимость аппаратуры. Главный недостаток волоконно-оптического кабеля – это значительная сложность его монтажа, так как при соединении кабеля и разъема необходима микронная точность.

Рис. 8. Коаксиальный кабель

Рис. 9. Оптоволоконный кабель