2. Выбор необходимого сетевого оборудования

2.1 Выбор кабельной системы и разъёмов

Первые системы проводной связи - как первые образцы электрического телеграфа, так и первые образцы телефона - использовали для передачи сигнала единственный кабель. Для замыкания электрической цепи использовалось заземление приемного и передающего аппаратов. Недостатки такой системы обнаружились довольно быстро: хотя при небольших размерах электрической схемы землю таким образом использовать можно, при большом расстоянии между концами линии разность электрических потенциалов может оказаться значительной, особенно во время грозы, поэтому промышленные телеграфные и телефонные системы оказались вынуждены перейти к соединению двумя проводами и замыканию электрической цепи через них, то есть к образованию токовой петли.

Однако два параллельных провода тоже представляют собой серьезную проблему. Из школьного курса физики известен закон электромагнитной индукции, в соответствии с которым изменение потока магнитного поля через замкнутый контур проводника порождает в этом проводнике индукционное напряжение. Поток определяется как произведение магнитного поля на площадь контура, то есть фактически пропорционален площади контура. При этом два параллельных провода, даже разделенные расстоянием в несколько сантиметров, но протянутые на расстояние в несколько километров, образуют контур очень большой площади и представляют собой практически идеальное средство для сбора всех электромагнитных помех, как природных (молнии), так и техногенных, по территории, по которой проходят провода. При параллельной прокладке нескольких линий связи серьезную проблему начинают представлять также перекрестные наводки между сигналами в разных линиях.

При передачах на небольшие расстояния эти проблемы могут быть удовлетворительно разрешены прокладкой заземленного провода параллельно

каждому проводу данных. Этот прием используется при разводке шин по печатным платам и в плоских кабелях ATA, SCSI и др.

Пожалуй, единственным известным примером крупномасштабного применения параллельных проводов является советская телефонная сеть: разводка от подъездных распределительных коробок к квартирным телефонам осуществляется плоской парой проводов в общей полихлорвиниловой или полиэтиленовой изоляции. Кабели этого типа называются ТРП или ТРВ(телефонные распределительные полиэтиленовые или виниловые). Расстояние между проводами составляет около 3 мм, а длина провода обычно не превосходит 10 метров, однако даже в таких условиях эти кабели хорошо собирают электрические наводки, особенно импульсивные. Для передачи высокочастотных сигналов они совершенно непригодны.

Эта проблема решается двумя способами. Первый удивительно прост и состоит в переплетении прямого и обратного проводов. При этом индукционные напряжения, наводимые внешними полями в соседних витках плетения, оказываются направлены в разные стороны и компенсируют друг друга. Витая пара широко используется для прокладки «последней мили» телефонной сети, а в последнее десятилетие и в локальных сетях.

Витая пара испытывает серьезные проблемы при пропускании частот выше определенного предела. А именно, когда длина волны оказывается сравнима с размером одного витка, токи в соседних витках уже не компенсируют друг друга -фактически, в этих условиях кабель уже нельзя считать витой парой, он начинает создавать помехи и сам оказывается чувствительным к помехам соответствующего частотного диапазона. Для витой пары категории 5 максимальная допустимая частота составляет несколько более 100 МГц. Более плотная витая пара категории 6 обеспечивает передачу сигналов вплоть до 400 МГц, но кабели такого типа еще не получили распространения.

Второй способ более сложен и состоит в том, что один провод помещается внутрь другого. Получающаяся конструкция называется коаксиальный кабель. Типичный коаксиальный кабель состоит из центральной жилы, окруженной слоем изолятора (обычно полиэтилена). Изолятор оплетен, часто не очень плотно, тканью из тонкой медной проволоки, которая называется экраном. Снаружи экран покрыт изолирующей оболочкой, чаще всего из ПВХ. Иногда эта оболочка дополнительно армируется нейлоновым плетением.

Коаксиальные кабели без проблем передают сигналы с частотами до 10 ГГц, что примерно соответствует границе между дециметровым и СВЧ радиочастотными диапазонами. Первоначально они использовались в радиочастотной технике для соединения приемопередатчиков с антеннами. Позднее они получили применение в качестве магистральных каналов телефонной сети. В настоящее время основным потребителем коаксиального кабеля в России является разводка подъездных телевизионных антенн и сетей кабельного телевидения. В 70-е и 80-е годы большинство стандартов локальных сетей использовали в качестве среды передачи именно коаксиал, но в 90-е годы более дешевая и удобная при прокладке витая пара получила большее распространение.

Иногда применяется также гибридный тип проводов, так называемая экранированная витая пара. Кабели такого типа дороги и нужны только в специальных условиях, например для разводки витой пары в условиях сильных помех от промышленного оборудования.

Для данного проекта оптимальным выбором служит сетевой кабель «витая пара категории №5» Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, и является помехонезащищенной. Максимальная длина кабеля не может превышать 100 м. Минимальная длина кабеля - 1м.

Преимуществами являются низкая цена и безпроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.