Информационные таможенные технологии / 5. Основные элементы вычислительных сетей. Понятие физической передающей среды

Тема 5: Основные элементы вычислительных сетей. Понятие физической передающей среды

1. Основные элементы вычислительных сетей.

2. Понятие физической передающей среды.

В ЛВС важное место занимает физическая передающая среда, обеспечивающая передачу сигналов в сети с использованием проводной и беспроводной технологии. В настоящее время в основном для соединения рабочих станций и узлов вычислительных сетей используются различные типы проводов и кабелей. Для беспроводной передачи данных используются радиосвязь, связь в микроволновом диапазоне, инфракрасная связь. Сегодня на практике для создания передающей среды используются 3 основные группы проводников:

1. Витая пара.

   1. Экранированная (STP).

   2. Неэкранированная (UTP).

2. Коаксиальный кабель.

   1. Тонкий (5 мм).

   2. Толстый (более 5 мм).

3. Оптоволоконный кабель.

Самым дешевым и простым соединением является витая пара, состоящая из двух изолированных и скрученных друг с другом проводников. Максимальное расстояние для передачи сигналов по витой паре обычно не превышает 100м. Скручивание проводников позволяет уменьшить влияние внешнего электромагнитного воздействия. Количество витков регламентируется спецификациями (документ, определяющий требования к техническим устройствам). На практике используются 6 категорий витых пар. 1 категория позволяет передавать сообщения со скоростью 4 Мб/с, а последняя категория 5+ со скоростью 155 Мб/с.

Экранированная витая пара более устойчивая к электромагнитным помехам. Провода экранированной витой пары покрыты фольгой (экраном).

Коаксиальный кабель состоит из проводящей жилы, окружающей ее изоляции и экрана в виде металлической оплетки, а также внешней защитной оболочки. Металлическая оплетка играет роль заземления и защищает центральную жилу от электрических помех. Внешняя оболочка покрыта непроводящим слоем тефлона или пластика. Центральная жила в коаксиальном кабеле может быть целостной и толстой, а может быть много мелких проводов. Такая жила лучше проводит сигнал и стоит дороже.

Внешняя оболочка – Оплетка из медных проводов или алюминиевых кожух – Изоляция (поливинилхлорид, тефлон) – Проводящая жила

Иногда вместо металлической оплетки используется слой фольги, в этом случае кабель обладает двойной экранизацией. Коаксиальный кабель обладает высокой механической прочностью и более устойчив к помехам, чем витая пара. Коаксиальные кабели бывают двух типов – толстые и тонкие.

В зависимости от уровня внешнего электромагнитного излучения тонкий коаксиальный кабель обеспечивает передачу без дополнительного усиления сигналов от 200 м до 1 км. Толстый коаксиальный кабель – в два раза дальше.

Оптоволоконный кабель передает данные по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов и представляет собой надежный и высокозащищенный способ передачи информации. Количество каналов передачи может быть очень большим, а скорости передачи от 10 000 до 200 000 Мб/с. Оптическое волокно представляет собой тонкий стеклянный (или пластмассовый) цилиндр (жилу), покрытую слоем стекла с другим коэффициентом преломления. Каждое оптическое волокно передает сигналы только в одном направлении (симплексный метод), поэтому обычно оптоволоконный кабель состоит из четного числа волокон (для приема и передачи). Жесткость кабеля обеспечивается кевларом. Оптоволоконный кабель существенно дороже вышеназванных соединений и сложнее в установке.

Внешняя защитная оболочка – Стеклянная оболочка – Оптическое волокно (жила)

При выборе проводников для соединения элементов вычислительной сети следует использовать следующие критерии:

1. Стоимость кабеля (с учетом его монтажа и обслуживания).

2. Скорость передачи информации.

3. Ограничения на передачу сигналов на различные расстояния без усиления сигналов.

4. Обеспечение заданного уровня безопасности сигналов.

Беспроводная связь представляет собой перспективную технологию, которая быстро развивается. Она позволяет работать с вычислительными сетями при перемещении пользователей в различных видах транспорта, а также в помещениях, где отсутствует кабельная сеть. Типовая беспроводная сеть функционирует также как и обычная, за исключением среды передачи. При этом для передачи сигналов устанавливается трансивер, обеспечивающий связь между ЭВМ. Обычно в сетях для связи между ЭВМ устанавливаются настенные трансиверы, обеспечивающие связь между рабочими станциями.

3. Понятие сетевого адаптера. Повторители.

Сетевой адаптер представляет собой программное аппаратное устройство, функции которого реализуются электронными схемами и специальной программой-драйвером. Одним из наиболее распространенных сетевых адаптеров является повторитель-формирователь, который включается в разрыв кабеля и передает сигналы от одних рабочих станций к другим. Задача повторителя – восстановить искаженный сигнал, как по мощности, так и по форме. Другим примером сетевого адаптера является сетевая плата.

Назначения сетевого адаптера:

1. Подготовка и формирование данных, поступающих от ЭВМ и передача их в сеть.

2. Управление потоком данных между ЭВМ и кабельной системой (буферизация и согласование скорости обмена данными, параллельно-последовательные преобразования).

3. Передача данных другой ЭВМ (идентификация своего адреса).