Кабели и интерфейсы

На самом нижнем уровне любых сетевых коммуникаций находится носитель, по которому передаются данные. В отношении передачи данных термин media (носитель, среда передачи данных) может включать в себя как кабельные, так и беспроводные технологии. Хотя физические кабели являются наиболее распространенными носителями для сетевых коммуникаций, беспроводные технологии становятся все популярнее благодаря их способности связывать глобальные сети. Тип носителя, который вы используете в вашей сети, является ключевым фактором. Носители отличаются в нескольких отношениях, включающих скорость передачи данных, легкость установки и стоимость. Эти и другие факторы надо тщательно учитывать при планировании сети.

Типы кабелей

Существует несколько различных типов кабелей, используемых в современных сетях. Линейные размеры, цена, скорость передачи данных, минимальная и максимальная длина, а также легкость установки у всех этих типов отличаются. Различные сетевые ситуации и требования могут потребовать различных типов кабелей. Этот раздел описывает использование и ограничения для каждого типа кабелей, которые вы можете встретить на экзамене Networking Essentials.

Кабель типа «витая пара»

Кабель типа «витая пара» (twisted pair) представляет собой сетевой носитель, используемый во многих сетевых топологиях, включая Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring. Витая пара бывает двух типов: экранированная и неэкранированная.

Будучи, вероятно, самым распространенным типом сетевого кабеля в США, витая пара первоначально была разработана для использования в телефонных линиях. Примером может послужить кабель, используемый для соединения телефона со стенной розеткой, — С ATI, неэкранированная витая пара с двумя парами проводов, также известная в США как «silver satin». Это один из типов кабеля «витая пара», обычно состоящий из двух пар изолированных медных проводов, завитых вокруг друг друга и покрытых пластиковой оболочкой. Закручивание проводов вокруг друг друга обеспечивает защиту от взаимных наводок (мы вкратце расскажем об этом) и других типов внешнего воздействия.

Неэкранированная витая пара

Ассоциацией электронной промышленности и телекоммуникационной промышленности (The Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association) — EIA/TIA — был создан стандарт EIA/TIA 568 Commercial Building Wiring Standard (Стандарт проводки в коммерческих зданиях), который определил категории кабелей типа «неэкранированная витая пара» (Unshielded Twisted Pair, UTP). Имеется пять категорий неэкранированной витой пары. Они нумеруются по порядку возрастания качества, от С ATI до САТ5. Кабели более высокой категории обычно содержат больше пар проводов, и эти провода имеют больше витков на единицу длины. Телефонный кабель С ATI, который мы уже упоминали, будучи вполне подходящим для передачи голоса, не поддерживает цифровой передачи данных и поэтому не может использоваться для этой цели. Кабель САТ2 представляет собой редко используемый старый тип неэкранированной витой пары. Он поддерживает скорость передачи данных до 4 Мбит/с. Неэкранированная витая пара САТЗ, имеющая скорость передачи данных до 10 Мбит/с, фактически является минимальным уровнем неэкранированной витой пары, требуемым для сегодняшних цифровых сетей. Фактически САТЗ является низшей категорией неэкранированной витой пары, отвечающей описанным в следующей главе стандартам IEEE 802.3 для сетей lOBaseT Ethernet. САТ4 представляет собой промежуточную спецификацию кабеля «неэкранированная витая пара», которая поддерживает скорость передачи данных до 16 Мбит/с. При установке новых сетей неэкранированная витая пара от САТ2 до САТ4 обычно отвергается в пользу более нового типа неэкранированной витой пары САТ5, которая поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Кабели неэкранированной витой пары соединяют сетевую карту каждого компьютера с сетевой панелью, которая в свою очередь соединена с сетевым концентратором при помощи соединителей RJ-45 для каждой точки соединения. Соединитель RJ-45 представляет собой 8-проводной (четыре пары) соединитель устройств. Он немного больше, чем соединитель RJ-11, используемый для подключения телефона или модема к настенной розетке, хотя и похож на него.

Примером такой конфигурации является стандарт на сеть Ethernet lOBaseT, который характеризуется кабелем «неэкранированная витая пара» (от САТЗ до САТ5) и использованием соединителя RJ-45. Кабель «экранированная витая пара» (Shielded Twisted Pair) также может быть использован, хотя это не так широко принято. Этот тип кабеля поддерживает скорость передачи данных от 10 Мбит/с до 100 Мбит/с и может передавать данные на расстояние до 100 метров без повторителя. Сети lOBaseT являются популярным универсальным выбором, поскольку они поддерживаются на большинстве платформ, используют недорогие носители, а разрешение проблем в нем легче, чем в других типах сетей. Во многих случаях также возможно проложить неэкранированную витую пару по уже существующим коробам для телефонных проводов, что еще более упрощает установку сети. Несмотря на свою дешевизну и легкость в установке, кабели «неэкранированная витая пара» не лишены своих недостатков, а именно: чувствительности к помехам со стороны внешних электромагнитных источников и взаимное наложение сигналов между смежными проводами (crosstalk). В некоторой степени конструкция кабеля — закручивание проводов вокруг друг друга — в значительной степени устраняет естественное наложение сигнала и взаимовлияние, существующее между проводами. Хоть электромагнитная интерференция (electromagnetic interference) и взаимовлияние (crosstalk) существуют и в других типах носителя, неэкранированная витая пара особенно восприимчива к ним, поскольку в ней отсутствует экранирование, имеющееся в остальных типах кабелей. Это отсутствие экранирования также делает неэкранированную витую пару потенциально уязвимой для перехвата информации — момент, на который вам нужно обратить особое внимание, если безопасность данных имеет большое значение для будущей сети.

Неэкранированная витая пара также приводит к большему затуханию или ослаблению сигнала по пути, чем другие типы кабеля. Это означает, что кабельные сегменты, использующие неэкранированную витую пару, имеют серьезные ограничения по расстоянию: длина сегмента не может превышать 100 метров. Ограничение на длину кабеля существует потому, что сигнал ослабевает по пути и частично поглощается носителем, по которому перемещается. Это затухание делает сигнал нечитаемым после указанного расстояния, если не используется повторитель (устройство, которое очищает и заново передает сигнал).