28.Сеть Ethernet на базе витой пары.

В современной медицинской практике широко используются компьютерные сети. например, все корпуса крупных учреждений здравоохранения соединены оптоволоконным кабелем, а внутри корпусов проложена сеть на базе витой пары.

Витая пара проводов – это кабель из 4 пар медных проводов обычно диаметром 0,5 мм. Каждый провод заключен в изолированную оболочку, и каждая пара сплетена по специальной технологии. Все 4 пары заключены в термостойкую пластиковую оболочку. Витые пары бывают экранированные и неэкранированные. Неэкранированные дешевле, поэтому чаще используют их.

Витые пары подразделяются по категориям, наиболее распространена неэкранированная витая пара 5 категории, позволяющая передавать данные со скоростью 10 или 100 Мбит/с. Затухание сигнала при передаче со скоростью 100 Мбит/с на расстояние 100 м – 24дБ, а со скоростью 10 Мбит/с – 7 дБ. Витая параиспользуется для исключения внешних наводок. По каждому проводу пары передается сигнал одного и того же уровня относительно земли, но в противоположной фазе. Принимающие устройства воспринимают разность сигналов в 2 проводах, поэтому синфазные помехи компенсируются. При передаче сигнала с υ=25 МГц по каждой паре получаем результирующий сигнал с частотой 100 МГц.

Метод доступа Ethternet разработан фирмой Xerox в 1975г. Он высокую надежность и скорость передачи данных. Сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными (широковещательный запрос), но сообщение предназначено только одной. Оно включает в себя адрес станции назначения и отправителя. Станция, которой предназначено сообщение, принимает его, а остальные игнорируют. Метод доступа Ethternet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (CSMA/CD).

Перед началом передачи рабочей станции определяется, свободен канал или занят.если канал свободен – станция начинает передачу. Ethternetне исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями.

После обнаружения конфликта станции задерживают передачу не некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется. Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети, если работают порядка 80-100 станций.

Для Ethternet могут быть использованы кабели различных типов: толстые коаксиальные, тонкие коаксиальные (неэкранированные), витая пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ подключения к сетевому адаптеру (плата, вставляемая в свод материнской платы, либо встроена в материнскую плату). В зависимости от кабеля меняется максимальная длина сегмента сети, максимальное количество рабочих станций. Как правило, скорость передачи в сети Ethternet 10 или 100 бит/с.

Витая пара – Twisted Pair Ethernet.

Спецификация 10 Base T.

Это кабельная сеть с использованием витых пар проводов и концентраторов, называемых распределителями или хабами. Различают экранированные и неэкранированные витые пары. Первые обозначаются STP (shielded twisted pair), вторые – UTP (unshielded twisted pair). Экранированные пары дороги, их используют редко. Неэкранированные пары подразделены на несколько категорий:

Категория 1 – обычный телефонный кабель;

Пара категории 2 может использоваться в сетях со скоростью передачи 4 Мбит/с;

Пара категории 3 используется для сети Ethernet на базе витой пары;

Пара категории 4 используется для сетей Token Ring;

Пара категории 5 используется для высокоскоростных каналов, это более совершенная пара, которая применима при частотах 100 МГц на расстоянии в десятки метров. В паре категории 5 проводник является медной жилой диаметром 0,51 мм. Проводники навиты по определенной технологии и заключены в термостойкую оболочку. В высокоскоростных сетях на UTP длина соединения не превышает 100 м. Затухание на 100 МГц при длине 100 м около 24 Дб, а при 10 МГц на 100 м – около 7 Дб.

В последнее время применяются пары категорий 6 и 7.

Пару проводов часто используют как сбалансированную линию, в двух проводах которой передаются одни и те же сигналы (по отношению к земле), но разной полярности. При приеме воспринимается разность сигналов, называемая парофазным сигналом. Синфазные помехи при этом самоконтролируются. Помехоустойчивость существенно повышается, так как наводимые помехи в двух проводах обычно появляются в одной и той же фазе. Как правило, кабель содержит две пары витых проводов. В обычных сетях на 10Мбит/с (скорость) применяется различная коммутация двух проводов в зависимости от типа соединения: компьютер – компьютер или компьютер – хаб. В высокоскоростных сетях используются обе пары проводов.

Рисунок 1. Структура сети на базе витой пары. AH – активный хаб, РН – пассивный хаб.

Различия между АН и РН заключаются в наличии или отсутствии усиления сигналов. В одной из разновидностей сети 10 BASE Т допускается расстояние между активными концентраторами (хабами) до 600 м, между пассивными – до 30 м. Предельное число узлов – 100. В разветвленной сети (несколько хабов) происходит широковещательная передача данных, то есть информация передается всем компьютерам. По своей топологии 10 BASE Т могут быть вариантом «Звезда», «Дерево» и т.п. В этой сети не рекомендуется включать последовательно более 4 хабов. Наиболее распространены сети Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с, в которых ограничение на расстояние от концентратора до рабочей станции.

Маршрутизатор осуществляет разделение пакетов данных на циркулирующие внутри подсети или адресованные во внешнюю подсеть. Роль маршрутизатора играет сервер.