Физическая среда передачи данных

В любой компьютерной сети информация от одного компьютера до другого передается через некоторую среду передачи данных. Существуют проводные и беспроводные технологии передачи данных.

Наиболее часто в компьютерных сетях применяются кабельные соединения, выступающие в качестве среды передачи электрических или оптических сигналов между компьютерами и другими сетевыми устройствами. При этом используются следующие типы кабеля:

• витая пара (twisted pair):неэкранированная (unshielded, UTP),экранированная (shielded);

• волоконно-оптический, или оптоволоконный кабель (fiber optic).

• коаксиальный кабель (coaxial cable);

Витая пара

Это наиболее распространенный вид кабеля для компьютерных сетей на сегодняшний день. Он удобен, прост в подключении, недорогой имеет множество положительных моментов. Существует экранированная и неэкранированная витая пара (см.рис.1). Кабель может быть различных цветов, толщины, изоляции, витиеватости и внешней защиты.

Такие кабели выпускаются в соответствии со стандартом EIA/TIA 568 ("Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях") и подразделяются на категории. Кабели разной категории различаются, в первую очередь, шагом скрутки витых пар. Чем меньше шаг, тем выше категория и тем больших скоростей передачи данных можно достичь при его использовании (см. таб. 1).

Рисунок 1 - Типы кабеля "витая пара"

Таблица 1 – Категории кабеля "витая пара"

Категория	Характеристика	Изображение
1	Телефонный кабель для передачи голоса или данных с помощью аналоговых модемов
2	Старый 2-парный тип кабеля. Поддерживает передачу данных со скоростью до 4 Мбит/с. Используется в технологиях Token Ring и ARCNet. Сегодня иногда применяется в телефонных сетях.
3	2-парный кабель. Использовался в сетях Token Ring и 10BASE-T. Поддерживает передачу данных со скоростью только до 10 Мбит/с. Применяется в телефонных сетях
4	4-парный кабель. Использовался в сетях Token Ring, 10BASE-T, 10BASE-T4 для скоростей до 16 Мбит/с. Сегодня практически не используется
5	Именно этот 4-парный кабель обычно подразумевается под названием "витая пара". Способен передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с при использовании двух пар (Fast Ethernet) и до 1000 Мбит/с – при использовании всех четырех пар (Gigabit Ethernet). Наиболее распространен в современных локальных сетях, хотя при прокладке новых сетей чаще применяется кабель категории 5е, лучше пропускающий высокочастотные сигналы. Выпускается также в экранированном варианте
6	4-парный кабель (экранированный или неэкранированный). Способен передавать данные со скоростью до 10000 Мбит/с (10 Gigabit Ethernet) на частотах до 200 МГц. В кабелях категории 6е предельная частота передачи увеличена до 500 МГц. Более половины современных сетей строится с использованием кабеля этой категории
7	4-парный кабель, спецификация для которого еще окончательно не утверждена. Скорость передачи данных – до 10000 Мбит/с, частота пропускания – до 600-700 МГц. Все отдельные пары и сам кабель для этой категории экранированы

Типы кабеля "витая пара" (см. рис. 1)

• неэкранированная витая пара (UTP – Unshielded twisted pair) – без защитного экрана;

• фольгированная витая пара (FTP – Foiled twisted pair, также F/UTP) – присутствует один общий внешний экран в виде фольги;

• экранированная витая пара (STP – Shielded twisted pair, также S/FTP) – присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки.

Общая конструкция кабеля

Кабель "витая пара" состоит из одной или нескольких пар изолированного провода, которые свиты вместе и размещены в одной оболочке. Основными свойствами кабеля являются толщина, количество жил, шаг скручивания, вид изоляции, характеристическое сопротивление и материал оболочки. Каждое из этих свойств может оказать значительное воздействие на работу определенного приложения.

Кабели для компьютерных сетей могут быть сделаны либо из многожильного, либо из цельного металлического провода. Цельный провод обычно используется для таких конструкций, которые заканчиваются коннекторами с врезными контактами типа разъемов в розетках. Многожильный провод используется для соединительных кабелей и кабелей пользователя, которые заканчиваются 4 (или 6)-контактными (RJ-11) или 8-контактными (RJ-45 или, правильно, 8Р8С) модульными коннекторами (см. рис. 2).

Рисунок 2 – Коннекторы

Свивание двух проводов приводит к тому, что взаимно влияющие электромагнитные поля возникают в каждом проводе и эффективно ликвидирую помехи друг друга. Подобный вид работ называется "сбалансированной" передачей. Для правильной компенсации помех нужно, чтобы полезный сигнал проходил кабельную пару через сбалансированную основную цепь и нагрузку.

Дополнительным достоинством сбалансированной витой пары является то, что ее электромагнитное излучение снижается. Это предотвращает образование сигналом помех для других устройств на высоких частотах.