3. Виды кабелей.

Для передачи данных используются 2 разновидности кабеля: коаксиальный кабель и витые пары проводников. Коаксиальный кабель используется для асимметричной передачи данных, а витая пара – для симметричной (балансной).

Основными характеристиками кабельных линий являются: погонное затухание (затухание сигнала при прохождении единицы длины), волновое сопротивление (импеданс) (зависит от геометрии кабеля и диэлектрической проницаемости материала изоляции).

Коаксиальный кабель в качестве среды передачи данных используется только в 10Base2, 10Base5 и ARCnet, а также в кабельном телевидении и в качестве антенного кабеля. Начиная от центра, он состоит из: центральной жилы, диэлектрика, экранирующей оплетки и изолирующего защитного чулка.

Главный его недостаток – ограниченная пропускная способность. В локальных сетях потолок в 10 Мбит/с достигнут в Ethernet 10Base2 и 10Base5. Типы популярных коаксиальных кабелей приведены в таблице:

Витая пара в качестве среды передачи данных используется во всех современных сетевых технологиях, а также в аналоговой и цифровой телефонии. Унификация пассивных элементов сети на витой паре стала основной концепцией построения структурированных кабельных систем, независимых от приложений (сетевых технологий). Любые сети на витой паре (кроме устаревшей Local Talk) основаны на звездообразной топологии, которая при соответствующем активном оборудовании может служить основой для любой логической топологии.

Витая пара (Twisted Pair, TP) используется для дифференциальной (балансной передачи) сигнала. При скручивании проводники всегда идут под некоторым углом друг к другу, что снижает емкостную и индуктивную связь между ними. Симметричность кабеля снижает его чувствительность к перекрестным наводкам и внешние излучения при прохождении сигнала. Чем мельче шаг скрутки, тем меньшее влияние оказывают на кабель перекрестные помехи, но и увеличивается погонное затухание и время прохождения сигнала.

Кабель может иметь различное исполнение: отдельные пары могут быть в медной оплетке, в оплетке могут быть все пары, экрана может не быть вообще.

Провод витая пара – 2 скрученных изолированных проводника. Применяют для кроссировки внутри коммутационных шкафов или стоек, но не для прокладки соединений между помещениями. Кроссировочный провод может состоять из 1,2,3,4 витых пар.

Кабель отличается от провода наличием внешнего изоляционного чулка, который защищает пары от механического воздействия и влаги.

Шнур представляет отрезок гибкого (многожильного) кабеля относительно небольшой длины с 8-ми контактными вилками (RJ-45) на концах.

Категория витой пары определяет частотный диапазон, в котором ее применение эффективно.

Категория	Класс линии	Полоса частот, МГц	Сетевое приложение
1	А	0,1	Аналоговая телефония
2	В	1	Цифровая телефония, ISDN
3	С	16	10Base-T(Ethernet)
4	-	20	Token Ring 16 Мбит/с
5	D	100	100Base-TX (Fast Ethernet)
5е	D	125	1000Base-TX (Gigabit Ethernet)
6	E1	200(250)	Не стандартизована
7	F1	600	Не стандартизована

Кроме общепринятых категорий существует еще и маркировка «Type» фирмы IBM.

Оптоволокно само по себе очень хрупкое и для использования требует дополнительной защиты от внешних воздействий. Для передачи данных используют световоды. Внутреннюю часть световода называют сердцевиной, а внешнюю – оболочкой. В зависимости от траектории распространения света различают одномодовое и многомодовое волокно. Многомодовое волокно (multi mode fiber, MMF) имеет диаметр сердцевины 50 или 62,5 мкм при диаметре оболочки 125 или 100 мкм при оболочке 140 мкм. Одномодовое (single mode fiber, SMF) волокно имеет диаметр сердцевины 8 или 9,5 мкм при том же диаметре оболочки. Снаружи оболочка имеет защитное покрытие. Световод с защитным покрытием называется оптическим волокном.

Лучи, входящие под различными углами будут иметь различные траектории распространения. Более высоким модам соответствуют лучи, входящие под большим углом, они будут иметь большее число отражений по пути в световоде и будут проходить более длинный путь. Соответственно в одномодовом световоде скорость прохождения луча будет выше, а потери – меньше.

Световой импульс при прохождении по световоду из-за явления дисперсии изменит свою форму – «размажется».

Модовая дисперсия в многомодовом оптоволокне возникает из-за разности длин путей, проходимых лучами различных мод. Ее можно уменьшать сокращением количества мод или применением градиентного профиля показателя преломления.

Спектральная (молекулярная) дисперсия вызвана тем, что волны разной длины распространяются в одной среде с различными скоростями, что обусловлено особенностью молекулярной структуры. Снизить ее можно сужением ширины полосы излучения источника, а также выбором оптимальной длины волны.

Волноводная дисперсия, актуальная для одномодового оптоволокна, обусловлена различной скоростью распространения лучей в сердцевине и оболочке.

Оптический кабель состоит из одного или нескольких волокон, буферной оболочки, силовых элементов и внешней оболочки.

Буфер отделяет волокно от остальных элементов кабеля, являясь также первой ступенью защиты кабеля.

Силовые элементы обеспечивают требуемую механическую прочность кабеля, принимая на себя растягивающие нагрузки. В качестве силовых элементов используют кевларовые нити, стальные стержни, стренги из скрученной стальной проволоки, стеклопластиковые стержни.

Внешняя оболочка защищает всю конструкцию от влаги, химических и механических воздействий.

Применяется оптоволоконный кабель в технологиях Ethernet FOIRL, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI, Token Ring.