4 Кабельні системи локальних обчислювальних мереж

Нині у локальних обчислювальних мережах (ЛОМ) використовується всього три види кабелю:

• Коаксіальний двох типів − тонкий коаксіальний кабель (thin coaxial cable) і товстий коаксіальний кабель (thick coaxial cable);

• Вита(звита, скручена) пара двох основних типів – неекранована вита параunshielded twisted pair (UTP)) i екранована вита пара (shieded twisted pair (STP));

• Волоконно – оптичний двох типів – багатомодовий кабель (fiber optic cable multimode) і одномодовий кабель (fiber optic cable single mode). У цих видах кабелю сигнали передаються за допомогою світла, а не електрики, якв інших видах кабелю.

4.1 Коаксіальний кабель

Коаксіальним кабелем є електричний кабель, що складається з центрального дроту і металевого обплетення, розділених між собою шаром діелектрика (внутрішньої ізоляції) і поміщених в загальну зовнішню оболонку (рис. 4.1).

Коаксіальний кабель до недавнього часу був найбільш поширений, що пов'язане з його високою перешкодозахищеністю (завдяки металевому обплетенню), а також вищими, ніж у випадку витої пари, допустимими швидкостями передачі даних (до 500 Мбіт/с) і великими допустимими відстанями передачі (до кілометра і вище). До нього важче механічно підключитися для несанкціонованого прослуховування мережі, він також дає помітно менше електромагнітних випромінювань зовні. Проте монтаж і ремонт коаксіального кабелю істотно складніші, ніж витої пари, а вартість його вища (він дорожче приблизно в 1,5-3 рази в порівнянні з кабелем на основі витих пар). Складніше і установка роз'ємів на кінцях кабелю. Тому його зараз застосовують рідше, ніж виту пару.

Рисунок 4.1 − Коаксіальний кабель

Коаксіальний кабель (від латин. co — спільно і axis — вісь, тобто “співісний”) — вигляд електричного кабеля (рис. 1.10.) Складається з двох циліндрових провідників, співісний вставлених один в іншій. Найчастіше використовується центральний мідний провідник, покритий пластиковим ізолюючим матеріалом, поверх якого йде другий провідник, — мідне обплетення або алюмінієва фольга з обплетенням з мідних луджених дротів. Сучасний телевізійний коаксіальний кабель має внутрішній провідник із сталі обміднення, внутрішній діелектрик зі вспіненого поліетилену і екранування фольгою і сталевим обплетенням.

Рисунок 4.2 − Телевізійний коаксіальний кабель, A-зовнішня пластикова оболонка; B-мідна обплітка; C-внутрішній пластиковий ізолятор; D-центральний провідник

Тому такий кабель забезпечує передачу даних на великі відстані і використовувався при побудові компьютерних мереж (поки не був витіснений витою парою). Використовується в мережах кабельного телебачення і в багатьох інших галузях. Основною характеристикою кабелю є хвильовий опір. Залежно від цієї величини і товщини коаксіальний кабель ділиться на декілька категорій.

В основному коаксіальний кабель застосувується в мережах з топологією типу “шина”. При цьому на кінцях кабелю обов'язково повинні встановлюватися термінатори для запобігання внутрішнім віддзеркаленням сигналу, причому один (і лише один!) з термінаторів має бути заземлений. Без заземлення металеве обплетення не захищає мережу від зовнішніх електромагнітних перешкод і не знижує випромінювання інформації, яка передається по мережі в зовнішнє середовище. Але при заземленні обплетення в двох або більше крапках з ладу може вийти не тільки мережне устаткування, але і комп'ютери, підключені до мережі. Термінатори мають бути обов'язково узгоджені з кабелем, тобто їх опір має дорівнювати хвильовому опору кабелю. Наприклад, якщо використовується 50−омний кабель, для нього підходять тільки 50−омні термінатори.

Рідше коаксіальні кабелі застосовуються в мережах з топологією “зірка” і “пасивна зірка” (наприклад, в мережі Arcnet). В цьому випадку проблема узгодження істотно спрощується, оскільки зовнішніх термінаторів на вільних кінцях не вимагається.

Тонкий Ethernet. Був найбільш поширеним кабелем для побудови локальных мереж. Діаметр приблизно 6 міліметрів і значна гнучкість дозволяли йому бути прокладеним практично в будь-яких місцях. Кабелі з'єднувалися один з одним і з мережевою платою в комп’ютері за допомогою Т − коннектора BNC (British Naval Connector). Між собою кабелі могли з'єднуватися за допомогою I − -коннектора BNC (пряме з'єднання). На обох кінцях сегменту мають бути встановлені терминатори. Підтримує передачу даних до 10 Мбіт/с на відстань до 185 метрів.

Товстий Ethernet. Товщий, в порівнянні з попереднім кабель — близько 12 міліметрів в діаметрі, мав товщий центральний провідник. Погано гнувся і мав значну вартість. Крім того в приєднанні до комп'ютера були деякі складнощі — використовувалися трансивери AUI (Attachment Unit Interface), приєднані до мережної карти за допомогою відгалуження, пронизливого кабель, т.з. “вампірчики”. За рахунок товщого провідника передачу даних можна було здійснювати на відстань до 500 метрів із швидкістю 10 Мбіт/с. Проте складність і дорожнеча установки не дали цьому кабелю такого широкого розповсюдження, як RG-58/ Історично фірмовий кабель мав жовте забарвлення, і тому іноді можна зустріти назву “Жовтий Ethernet” (Yellow Ethernet).

Рисунок 4.3 − Приклад коаксіального кабелю CTV, 75 Ом

Коаксіальний кабель для кабельного телебачення. Подвійний екранований коаксіальний кабель з алюмінієвою фольгою, на яку накладається зовнішній екран.

Рисунок 4.4 − Приклад коаксіального кабелю Flexiform 50 Ом

Коаксіальний кабель з лудженим плетеним екраном. Він володіє властивостями екранування напівжорстких кабелів, але має велику гнучкість.

Рисунок 4.5 − Приклад коаксіального кабелю H1000 50 Ом

Коаксіальний кабель з наповненим азотом пінополієтиленом як діелектрик. Кабель має дуже мале затухання, витримує високий рівень вихідного сигналу і має хороші механічні властивості.

Рисунок 4.6 − Приклад коаксіального кабелю