3.3. Кабель на основе витых пар
Кабель на основе витых пар представляет собой несколько пар, скрученных попарно медных изолированных проводников, заключенных в общую диэлектрическую оболочку.
Такой кабель может быть экранированным (Shielded Twisted Pair — STP) и неэкранированным (Unshielded Twisted Pair — UTP). В случае экранированного кабеля каждая витая пара помещается в металлическую оплетку. Экранирование витой пары способствует увеличению помехозащищенности линии связи, а также улучшению защиты от «прослушивания».
Кабель на неэкранированной витой паре в настоящее время являются основной средой передачи данных для неоптических технологий.
В зависимости от характеристик кабели на витых парах разделяются на пять категорий:
Кабели категории 1 (UTP 1) применяют там, где требования к скорости передачи минимальны. Обычно это кабели для передачи голоса и низкоскоростной передачи данных. До 1983 г. кабель категории 1 был основным кабелем для телефонной разводки в США.
Кабели категории 2 (UTP 2) разработаны фирмой IBM для применения в собственных кабельных системах. Главное их отличие от кабеля категории 1 — это полоса пропускания 1 МГц.
Кабели категории 3 (UTP 3) имеют полосу пропускания 16 МГц. Использовались как для передачи данных, так и для передачи голоса, поэтому в настоящее время кабельные системы многих зданий построены на кабеле третьей категории.
Кабели категории 4 (UTP 4) представляют собой улучшенный вариант кабеля категории 3 — полоса пропускания 20 МГц, повышенная помехоустойчивость и низкие потери. На практике применялся редко, в основном там, где было необходимо увеличить длину сегмента сети.
Кабели категории 5 (UTP 5) специально разработаны для поддержки высокоскоростных технологий. Полоса пропускания кабеля категории 5—100 МГц. Кабель категории 5 в настоящее время заменил кабель категории 3, и все новые технологии локальных сетей ориентируются именно на него.
Особое место занимают кабели категорий 6 и 7, которые выпускаются сравнительно недавно и имеют полосу пропускания 200 и 600 МГц соответственно. Кабели категории 7 обязательно экранируются; категории 6 могут быть как экранированными, так и нет. Они используются в высокоскоростных сетях на отрезках большей длины, чем кабели пятой категории. Эти кабели значительно дороже и по стоимости приближаются к волоконно-опти- ческим кабелям. Кроме того, они пока не унифицированы и их характеристики определяются только фирменными стандартами.
3.4. Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель состоит из одного или нескольких оптических волокон (световодов), сделанных из кварцевого стекла и заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать элементы, повышающие прочностные характеристики кабеля.
Каждый световод состоит из стеклянной сердцевины (центрального проводника), обладающей высоким показателем преломления, и стеклянной оболочки, обладающей низким показателем преломления света. За счет этого лучи света распространяются по сердцевине, последовательно отражаясь от внутренней границы стеклянной оболочки.
В зависимости от характера распространения света оптоволоконный кабель делится на (рис. 1.9):
одномодовое волокно;
многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления;
многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления.
Рис. 1.9. Типы оптоволоконного кабеля: а — многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления; б — многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления; в — одномодовое волокно; 1 — мода I; 2 — мода 2; 3 — стеклянная оболочка; 4 — сердцевина
Мода луча — это угол отражения луча в сердцевине.
В одномодовых кабелях применяются сердцевины с очень малым диаметром — 8—9 мкм, что соизмеримо с длиной волны света, поэтому в таком кабеле возможно существование только одной моды.
На рынке распространен одномодовый кабель 9/125 мкм. В этом обозначении 9 мкм соответствует диаметру сердцевины оптоволокна, а 125 мкм — диаметру стеклянной оболочки.
Производство стеклянного волокна столь малого диаметра является сложным технологическим процессом, что делает одномодовый кабель весьма дорогим. Однако его характеристики, по сравнению с более дешевыми многомодовыми кабелями, существенно выше, что позволяет использовать его при передаче данных на большие расстояния.
В многомодовом оптоволокне используются более широкие сердечники, что делает их дешевле, нежели одномодовый кабель. Наиболее распространены многомодовые кабели 50/125 мкм и 62,5/125 мкм. В сердцевине такого диаметра свет может распространяться по различным путям, отражаясь под разными углами — существует более одной моды луча.
Множество мод приводит к дисперсии импульса передачи, интерференции лучей, что в итоге приводит к ухудшению характеристик кабеля. Поэтому многомодовые кабели используются в основном при передаче данных на небольшие расстояния (до 2000 м) на скоростях не более 1 Гбит/с.
При передаче по оптоволоконным кабелям в качестве источника света используются полупроводниковые лазеры или свето- диоды. Длина волны излучаемого ими света обычно равна 850, 1300 или 1550 нм, что соответствует определенным «окнам прозрачности» самого волокна.
Источники:
Виснадул Б.Д., Лунин С.А., Сидоров С.В., Чумаченко П.Ю. Основы компьютерных сетей: учеб. пособие / Под ред. Л. Г. Гагариной. М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2007. - 272 е.: ил. - (Профессиональное образование). (стр. 12-17)
Контрольные вопросы:
Какие основные типы кабелей используются для построения компьютерных сетей?
Приведите основные типы оптоволоконных кабелей.
Беспроводная среда передачи данных
Фиксированная беспроводная связь - взаимодействующие узлы постоянно располагаются в пределах небольшой территории. Фиксированная беспроводная связь применяется вместо проводной, когда по какой-то причине невозможно или невыгодно использовать кабельные линии связи.