Лабораторна робота

Тема: Методика розрахунку конфігурації мережі стандарту Ethernet

Теоретичне введення:

Існує декілька типів дротяних ліній передачі інформації: коаксіальний кабель, вита пара і оптичне волокно.

Вита пара – це два скручені дроти в ізоляції. Скручування робиться для того, щоб обидва дроти знаходилися в однакових умовах, тобто дія на них зовнішніх перешкод не відрізнялося. У одному кабелі може бути декілька пар, зазвичай 2 або 4, що розміщені в загальній діелектричній оболонці. Інформаційний сигнал передається як різниця напруги між дротами однієї пари.

Існує декілька різновидів витих пар :

• UTP (Unshielded twisted pair) – неекранована вита пара.

• FTP (Foiled Twisted Pair) – вита пара з одним загальним зовнішнім екраном.

• SFTP (Shielded Foiled Twisted Pair) – екранована вита пара з двома зовнішніми екранами.

• STP (Shielded Twisted Pair) - захищена вита пара. У такому кабелі кожна пара екранована окремим екраном.

• S/STP (Screened Shielded Twisted Pair) - захищена екранована вита пара, що відрізняється від STP наявністю додаткового загального зовнішнього екрану.

Одним з недоліків витої пари є можливість перехоплення інформації яка передається шляхом зчитування випромінюваного кабелем електромагнітного поля. Екранування забезпечує захист від електромагнітних наведень і несанкціонованого прослуховування. З іншого боку, екранований кабель значно дорожчий, тому використовується рідше.

Кабелі на основі витої пари за робочою частотою поділяються на сім категорій. Згідно із стандартом EIA/TIA 568  (Американський стандарт кабельних систем, прийнятий в липні 1991 р.), повний хвилевий опір кабелів категорій 3, 4 і 5 повинний складати 100 Ом ±15% в частотному діапазоні від 1 Мгц до максимальної частоти кабелю. Хвилевий опір екранованої витої пари STP дорівнює 150 Ом ±15%. Кабелі 5 категорії спеціально розроблені для підтримки високошвидкісних комп'ютерних мереж. Смуга пропускання кабелю – 100МГц.

Кабелі категорій 6 і 7 мають смугу пропускання 200 і 600 Мгц відповідно. Кабелі категорії 7 обов'язково екрануються; категорії 5 і 6 можуть бути як екранованими, так і неекранованими. Кабелі категорії 7 значно дорожчі за кабелі 5-ої категорії і за вартістю наближаються до волоконно-оптичних кабелів. Крім того, вони досі не стандартизовані і їх характеристики визначаються тільки фірмовими стандартами, через що виникають проблеми при тестуванні кабельної системи.

Деякими фірмами вже випускаються кабелі витої пари категорії 8. Вони призначені для передачі даних на частоті до 1200 Мгц (широкосмугові системи кабельного телебачення і сучасні застосування типу SOHO). Кабель складається з 4 індивідуально екранованих витих пар, в загальному обплетенні, покритим оболонкою з LSZH матеріалу для використання усередині приміщення. Для кабелів цієї категорії характерні стабільні значення хвильового опору і загасання, а також відсутність резонансу на частоті до 1200 Мгц.

Стандарт EIA/TIA 568 визначає також максимально допустиме значення робочої ємності кожної з витих пар кабелів. Ємність для кабелів категорії 4 і 5 повинна складати не більше 17 нФ на 305 м при частоті сигналу 1 кГц і температурі довкілля 20°С.

Перевага витих пар полягає в простоті монтажу і низької вартості кабелю. З іншого боку, неекрановані кабелі на основі витих пар мають ряд недоліків: вони схильні до впливу електромагнітних завад і не гарантують захист інформації яка передається. Максимальна довжина сегменту кабелю складає 100 м.

Головними параметрами витої пари є загасання на 1 м довжини, перехідне загасання NEXТ і тимчасова затримка. Останні два показники покращуються за рахунок екранованих кабелів. Для послаблення загасання в кабелі існує декілька методів, найбільш поширений з яких - застосування коректорів сигналу.

Розглянемо параметри витої пари.

1. Загасання (attenuation) – це параметр, що характеризує втрату потужності сигналу при передачі. Коефіцієнт загасання обчислюється як відношення потужності отриманого на кінці лінії сигналу до потужності сигналу, поданого в лінію, і вимірюється в децибелах на одиницю довжини (дБ, dB).

Рис. 1. Схематичне зображення ефекту загасання

Таблиця 1.