Сеть ethernet на базе витой пары
В современной мед практике широко используются компьютерные сети, например, все корпуса крупных учреждений здравоохранения, соединяются оптоволоконным кабелем, а внутри корпусов проложена компьютерная сеть на базе витой пары.
Витая пара проводов - кабель, состоящий из 4-хпар медных проводов 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 дешевше, поэтому используются , как правило, они.
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 (метод доступа к сети, где каждый узел в течение определенного промежутка времени может получить доступ к сети и передавать информацию в виде пакета)
В наст.вр. наиболее распространена витая пара 5 категории, позволяющая передавать данные со скоростью 10/100 МБит/с. Затухание сигналов при скорости передачи 100 Мбит/с на расстоянии 100 м – 24 Дб(децибел), а со скоростью 10 Мбит/с -7 Дб.
Витая пара используется для исключения внешних наводок(помех). По каждому проводу пары передается сигнал относительно одного и того же уровня земли, но в противоположные фазе. Принимающее устройство воспринимает разность сигнала в 2-х проводах, поэтому синфазные помехи компенсируются.
При передаче сигнала с частотой 25 МГц по каждой паре получается результирующий сигнал с частотой 100 МГц.
Рисунок 1. Структура сети на базе витой пары. AH – активный хаб, РН – пассивный хаб. Активный хаб усиливает сигнал, а пассивный-нет. Длина кабеля от компьтера к активному хабу не превышает 100 м, а от компьютера к пассивному-30 м.
Не рекомендуется соединять больше 3-х хабов (устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet).
Если общее число компьютеров сегменте сети превышает число 80-100, то возникает перегрузка компьютерной сети. В этом случае компьютерная сеть разъединяется маршрутизаторами/роутерами. Маршрутизаторы осуществляют разъединение пакетов данных на циркулирующие внутри подсети или адресованные во внешнюю подсеть. Роль маршрутизатора играет сервер.
Метод доступа Ethernet разработан фирмой Xerox в 1975г. Он обеспечивает 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 Ethernet 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. Ethernet не 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 Ethernet 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 Ethernet 10 или 100 бит/с.
Витая пара – Twisted Pair Ethernet.
Спецификация 10 (10-означает скорость передачи данных) Base T (витая).
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.
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 парафазным 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.