2. Лінії зв’язку.

Лінія зв’язку (рис. 4) складається у загальному випадку з фізичного середовища, по якому передаються електричні інформаційні сигнали, апаратури передачі даних і проміжної апаратури.

Рисунок 4 – Склад лінії зв’язку.

Фізичним середовищем передачі даних може бути кабель, земна атмосфера або космічний простір, через які розповсюджуються електромагнітні хвилі.

В залежності від середовища передачі даних лінії зв’язку поділяються на:

• провідні (повітряні);

• кабельні (мідні і волоконно–оптичні);

• радіоканали наземного та супутникового зв’язків.

Основні групи кабелів. Більша частина комп’ютерних мереж використовує для з’єднання дроти або кабелі. Найчастіше застосовують три основні групи кабелів:

• коаксіальний кабель (coaxial cable);

• кручена пара (twisted pair);

• неекранована (unshielded);

• екранована (shielded);

• оптоволоконний кабель (fiber optic).

В залежності від типу проміжної апаратури всі лінії зв’язку поділяються на аналогові і цифрові. У аналогових лініях проміжна апаратура призначена для підсилення аналогових сигналів, тобто сигналів, які мають неперервний діапазон значень. Такі лінії застосовуються у телефонних мережах для зв’язку АТС між собою. У цифрових лініях зв’язку сигнали, що передаються, мають кінцеве число станів, які передаються імпульсами прямокутної форми. За допомогою таких сигналів передаються комп’ютерні дані та оцифровані мова і зображення.

Структурована кабельна система (СКС) є ієрархічною кабельною системою будівлі або групи будівель, розділеною на структурні підсистеми. СКС складається з групи мідних і оптичних кабелів, крос панелей, з’єднувальних шнурів, кабельних роз’ємів, модульних гнізд, інформаційних розеток і додаткового обладнання. Всі перелічені елементи інтегруються в єдину систему і експлуатуються згідно визначених правил.

3. Кабельні з'єднання.

Коаксіальний кабель склада­ється із зовнішнього циліндричного пустотілого провідника, що ото­чує один внутрішній дріт (рис. 5).

Рисунок 5 – Структура коаксіального кабелю

Коаксіальний кабель складається із двох провідних елементів. Один з них - мідний дріт, який перебуває в центрі кабелю й оточений шаром гнучкої ізоляції. Поверх ізоляційного матеріалу розташований екран з тонких переплетених мідних дротів або з металевої фольги, який в електричному колі відіграє роль другого дроту. Зовнішнє обплетення слугує для екранування центрального дроту від впливу переш­код. Зовні екран покритий оболонкою.

Для локальних мереж застосування коаксіального кабелю надає декілька переваг:

• коаксіальний кабель може використовуватися без посилення сигналу на більших відстанях, ніж екранована або неекранована вита пара;

• коаксіальний кабель дешевше за оптоволоконний.

За товщиною коаксіальний кабель, який використовується у комп'ютерних мережах, можна розділити на два види: товстий (Thicknet) і тонкий (Thinnet).

Як правило, з більш товстим кабелем працювати менш зручно. Про це слід пам'ятати, особливо якщо кабель треба буде прокладати по вже існуючих коробах і жолобах з обмеженим розміром. Він досить твердий через екран. У деяких ситуаціях прокласти товстий кабель до­сить складно, тому необхідно пам'ятати, що чим складніше середовище передачі даних в монтажі, тим дорожчий і сам монтаж. З тонким коак­сіальним кабелем працювати зручніше - він більш гнучкий.

На кінцях коаксіального кабелю, як правило, використовується спеціальний роз'єм - BNC-конектор (рис. 6). Щоб відбитий сигнал поглинався на кінцях кабелю, встановлюються BNC-термінатори, один з яких обов'язково повинен бути заземлений.

Рисунок 6 – BNC-конектори різних типів

Неекранована вита пара (unshielded twisted-pair - UTP) використовується в багатьох ме­режах і являє собою чотири пари скручених між собою дротів, при цьому кожна пара ізольована від інших.

Зовнішній діаметр UTP становить близько 0,17 дюйма (4,35 мм). Невеликий діаметр кабелю дає певні переваги при монтажі. Використання кабелю UTP простіше у монтажі та дешевше за інші типи середовища передачі даних. На кі­нцях кабелю UTP, як правило, використовується спеціальний роз'єм - RJ-конектор (registeredjack connector) (рис. 7).

Рисунок 7 – RJ-конектор

Залежно від характеристик кабелі на витій парі розділяються на п'ять категорій:

• кабелі категорії 1 (UTP 1) застосо­вують там, де вимоги до швидко­сті передачі мінімальні (для передачі голосу і низькошвидкісної передачі даних).

• кабелі категорії 2 (UTP 2) розроб­лені фірмою IBM для застосуван­ня у власних кабельних системах. Вони мають смугу пропускання 1 МГц;

• кабелі категорії 3 (UTP 3) мають смугу пропускання 16 МГц. Такі типи кабелів використовувалися як для передачі даних, так і для передачі голосу;

• кабелі категорії 4 (UTP 4) являють собою покращений варіант ка­белю категорії 3 - смуга пропускання 20 МГц, підвищена стійкість до перешкод і низькі втрати.

• кабелі категорії 5 (UTP 5) спеціально розроблені для підтримки високошвидкісних технологій. Смуга пропускання кабелю катего­рії 5 - 100 МГц.

Особливе місце займають кабелі категорій 6 і 7, які мають смугу пропускання 200 і 600 МГц відповідно. Кабелі категорії 7 обов'язково екрануються; категорії 6 можуть бути як екранованими, так і ні. Вони використовуються у високошвидкісних мережах на відрізках більшої довжини за кабелі п'ятої категорії.

Екранована вита пара (shielded twisted-pair - STP) поєднує в собі методи екрану­вання і скручування дротів (рис. 8). Призначений для використання в мере­жах передачі даних. Правильно прокладений STP-кабель у порівнянні з UTP-кабелем має більшу стійкість до електромагнітних і радіочасто­тних перешкод без істотного збільшення ваги або розміру кабелю.

Рисунок 8 – Структура екранованої витої пари

На відміну від коаксіального кабелю, у кабелі STP екран не є час­тиною кола передачі даних. Тому у кабеля повинен бути заземле­ний тільки один кінець. Зазвичай його заземлюють у концентраторі або в комутаційній шафі. Неправильне заземлення кабелю може стати основною причиною проблем у мережі, оскільки в цьому випадку ек­ран починає працювати як антена, яка приймає електричні сигнали від інших дротів у кабелі та від зовнішніх джерел електричних шумів.

Оптоволоконний кабель (fiber optic cable) є середовищем передачі даних, яке здатне проводити модульова­ний світловий сигнал. Існують два різні типи оптоволоконного кабе­лю: багатомодовий (multi-mode) або одномодовий (single-mode). Суть відмінності між цими двома типами зводиться до різних режимів про­ходження світлових променів у кабелі. В одномодовому кабелі прак­тично всі промені проходять той самий шлях, у результаті чого вони досягають приймача одночасно, і форма сигналу майже не змінюєть­ся. Для одномодового кабелю застосовуються лазерні прийомопередавачі, що використовують світло виключно з необхідною довжиною хвилі. У багатомодовому кабелі траєкторія світлових променів має помітний розкид, у результаті чого форма сигналу на прийомному кі­нці кабелю змінюється. Для передачі використовується звичайний (не лазерний) світлодіод, що знижує вартість і збільшує термін служби прийомопередавачів у порівнянні з одномодовим кабелем.

Оптоволоконний кабель несприйнятливий до електромагнітних перешкод і здатний забезпечувати більш високу швидкість передачі даних, ніж кабелі на основі витої пари і коаксіальний кабель. На від­міну від інших середовищ передачі даних, що мають в основі мідні елементи, оптоволоконний кабель не проводить електричні сигнали. Замість цього в оптоволоконному кабелі відповідні до бітів сигнали замінюються світловими імпульсами.

Рисунок 9 – Структура оптоволоконного кабелю

Оптоволоконний кабель, що використовується в мережах переда­чі даних, складається із двох скловолокон, які поміщені в окремі обо­лонки (рис. 9). Якщо подивитися на кабель у поперечному розрізі, то можна побачити, що кожне скловолокно оточене шаром відбиваю­чого покриття, потім іде шар із пластмаси, що має назву кевлар (kevlar) (захисний матеріал), і далі йде зовнішня оболонка. Зовнішня оболон­ка зазвичай робиться із пластику й служить для захисту всього кабе­лю. Вона відповідає вимогам відповідних протипожежних і будівельних норм.

Світлопровідними елементами оптоволоконного кабелю є центральна жила й світловідбиваюче покриття. Центральна жила - це, як правило, дуже чисте скло з високим коефіцієнтом переломлення. Якщо центральну жилу оточити покриттям зі скла або пластмаси з ни­зьким коефіцієнтом переломлення, то світло може як би захоплювати­ся центральною жилою кабелю. Цей процес називається повним внут­рішнім відбиттям і дозволяє оптопровідниковому волокну відігравати роль світловоду й проводити світло на величезні відстані, навіть при наявності вигинів.

Необхідно відзначити, що оптоволоконний кабель дорожче й складніше у монтажі за інші носії. Оскільки роз'єми для цього кабелю являють собою оптичні інтерфейси, то вони повинні бути ідеально відполірованими й не мати подряпин. Таким чином, його монтаж є досить складним.