6. Среды передачи данных

Под средой передачи данных следует понимать набор оборудования, с помощью которого осуществляется взаимодействие между участниками соединения в рамках сеанса связи.

В самом простом случае среда передачи может быть реализована в виде кабеля (единственного или в составе группы) и/или использовать беспроводные технологии.

Для использовании кабеля в компьютерной сети должны быть однозначно описаны:

• тип кабельной системы и ее физические характеристики;

• формы и уровни информационного сигнала;

• способы разветвления среды передачи и подключения к ней;

• требования, выставляемые к сетевому оборудованию.

При использовании беспроводных технологий ограничений и требований еще больше, поскольку каждая из этих сред имеет особые способы кодирования, декодирования и применения сигнала в среде.

Все виды каналов связи, могут работать в одном из трех режимов:

• Симплексная передача. Однонаправленный канал, сигналы проходят по нему всегда только в одном направлении.

• Полудуплексная передача. Сигналы могут передаваться в обоих направлениях по единственному каналу связи, но в каждый момент времени сигналы передаются только в одну сторону.

• Дуплексная передача. Данный способ реализует полноценную двустороннюю связь по единственному каналу связи.

От свойств среды передачи зависит уровень защиты передаваемых сигналов от помех. Помехи бывают следующих типов:

Электромагнитные помехи – вторжение постороннего электромагнитного сигнала, нарушающего форму полезного сигнала – принимающий компьютер не может правильно интерпретировать сигнал.

Радиочастотные помехи представляют собой сигналы радиопередатчиков и других устройств, генерирующих сигналы на радиочастотах. К ним относятся также процессоры и дисплеи компьютеров. Радиочастотным считается электромагнитное излучение на частотах от 10 КГц до 100 ГГц. Излучение на частотах от 2 до 10 ГГц называется также микроволновым.

Влияние радиочастотных помех устраняется с помощью помехозащитных фильтров, применяемых в различных типах сетей.

Перекрестные помехи. К этому типу помех относятся сигналы проводов, расположенных на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга.

Перекрестные помехи значительно уменьшаются, если скрутить два провода, как это сделано в витой паре. Чем больше витков приходится на единицу длины, тем меньше влияние помех.

Затухание сигналов. Проходя по кабелю, электрические и оптические сигналы становятся все слабее. Чем больше расстояние до источника, тем слабее сигнал. Такое ослабление сигнала с расстоянием называется затуханием сигнала. Затухание является причиной того, что в спецификациях различных сетевых архитектур указывается ограничение на длину кабеля.

При увеличении частоты затухание увеличивается, потому что, чем выше частота сигнала, тем интенсивнее рассеивание его электромагнитной энергии в окружающее пространство. При увеличении частоты сам провод превращается из носителя сигнала в антенну, рассеивающую его энергию в пространство.

Коаксиальный кабель

Наиболее дешевый вид среди передачи данных представляет собой центральную медную жилу в защитной оболочке, поверх которой нанесена металлическая оплетка и все защищено внешней защитной оболочкой (рисунок 1). Для обеспечения большей гибкости центральная жила может быть набрана из нескольких проводов малого сечения. Используется при топологии шина, то есть должно быть обязательное использование терминаторов.

Различают два вида коаксиального кабеля: толстый (около 1 см в диаметре) и тонкий (около 5 мм в диаметре).

Тонкий коаксиальный кабель применяется для монтажа во внутренних помещениях, а толстый для магистральной линии внутри зданий и между ними (в шахтах, тоннелях, пленумных полостях).

Встречается реализация коаксиального кабеля с дополнительным внешним экраном. Он толще, дороже и сложнее при монтаже, а потому сфера его применения крайне ограничена.

Если применять коаксиальный кабель для прокладки между зданиями различают два вида:

• для прокладки в туннелях, шахтах или коробах;

• для воздушного монтажа (в этом случае с кабелем сращивают специальный тонкий металлический трос).

Эффективная длинна сегмента зависти от удельного сопротивления кабеля, от материала используемого на центральную жилу и от его толщины так, например, при удельном сопротивлении 50 Ом (Novell/Ethernet) медный коаксиальный кабель имеет эффективную длину: тонкий около 200 м, толстый около 500 м. При удельном сопротивлении 93 Ом (ArcNet) – более 610 м.

Для подключения сетевого адаптера к коаксиальному кабелю используются высокочастотные разъемы. Тип соединения зависит от типа кабеля: тонкий подключается в разрыв с помощью конектора, а для толстого применяется контактная врезка (т.е. на кабель устанавливается специальный разъем типа «вампир» или «зуб», который в свою очередь подключается к сетевому адаптеру с помощью внешнего трансивера).

При применении коаксиальных кабельных систем в сетях Ethernet следует помнить правило 5-4-3: «сеть может состоять максимум из пяти кабельных сегментов, соединенных максимум четырьмя повторителями, при этом число сегментов, к которым можно подключать сетевые узлы будет равно трем».