Тема 9.Сетевая среда. Кабельные системы. Кабели. Витая пара. Коаксиальный кабель. Оптоволоконный кабель.

Кабели являются наиболее распространенной физической средой передачи. Хотя в недавнее время появились радиосети, сети на инфразвуке, но пока они являются очень дорогими, единичными проектами.

Анализ работы сетей показывает, что большая доля (70 %) отказов сети приходится на кабельные системы. В связи с этим вопросам прокладки кабеля, выбора типа кабеля, тестирования, управления кабельной системой следует уделять чрезвычайное внимание.

Витая пара изначально использовалась в телефонных линиях. Представляет собой несколько проводов, обвитых вокруг друг друга. Взаимная обвивка обеспечивает защиту от собственных и внешних наводок. Витая пара бывает экранированной (TP) и неэкранированной (UTP).

Категории для UТР:

• UTP 1 не поддерживает передачу цифровых данных

• UTP 2 устарел, скорость передачи до 2 Мбит/сек

• UTP 3 способен поддерживать скорость до 10 Мбит/с (класс С)

• UTP 4 … до 16 Мбит/с, волновое сопротивление должно составлять 100 Ом в диапазоне частот от 1 Мгц до предельной.

• UTP 5 скорость до 100 Мбит/с (класс Д), волновое сопротивление должно составлять 100 Ом в диапазоне частот от 1 Мгц до предельной. Минимальное число скручиваний 26 на 1 м кабеля.

• UTP 6 Частота до 200 МГц.

• UTP 7 Частота до 600 МГц.

Соединение кабеля с адаптером (сетевой картой) и концентратором производится при помощи 8-контактных соединителей RJ-45.

Достоинства кабеля на витой паре - дешевизна и простота установки. Недостаток - взаимное наложение сигналов между смежными проводами, чувствительность ко внешним электромагнитным полям, возможность несанкционированного перехвата информации, большая степень затухания сигнала в пути.

Экранированная витая пара отличается тем, что содержит электрически заземляемую медную оплетку и алюминевую фольгу. Существуют кабели как с общим экраном, так и с экраном вокруг каждой пары. Экран обеспечивает защиту от внешних электромагнитных полей. Предполагается, что категория 6 будет предназначена для неэкранированных и целиком экранированных кабелей с усовершенствованным соединителем RJ-45. К категории 7 будут относиться только кабели с отдельно экранированными парами, причем применение соединителя RJ-45 не предусмотрено.

Коаксиальный кабель. Способен передавать данные со скоростью до 10 Мбит/сек. Основные типы - толстый Ethernet (12 мм) и тонкий Ethernet (6 мм).

Тонкий маркируется как RG-58. При реализации сети на тонком коаксиале можно сделать максимум 5 сегментов (разделенных повторителями - репитерами) по 185 м, то есть максимальная длина может составить 925 м. Уменьшая длину сегмента (на каждом BNC - потери), можно подключить больше компьютеров, но при этом число компьютеров не должно превышать 150.

Для соединения компьютеров в сети на тонком коаксиале используются Т-коннекторы или цилиндрические соединители типа BNC (British Naval Connector) и 50-омные заглушки (терминаторы). Заглушки устанавливают на обоих концах сетевого сегмента. Расстояние между абонентами должно быть не менее полуметра. Трансиверный кабель не требуется, Т-коннектор вставляется непосредственно в BNC-разъем сетевого адаптера.

Толстый коаксиал дороже, маркируется как RJ-8 или RJ-11. Надежно передает данные на расстояние до 500 м. Для присоединения кабеля к адаптеру требуется трансиверный кабель и трансивер AUI (Attachment Unit Interface интерфейсное устройство соединения). Трансиверный кабель имеет несколько проводников. Для его концевой разделки используют 15-контактные DIX-разъемы типа "вилка". Трансиверный кабель может иметь длину до 50 м в обычном исполнении (до 12,5 м в так называемом офисном варианте). Минимальное расстояние между точками подключения - 2,5 м. Недостаток - сложность установки из-за его толщины и жесткости (например, изгибать его можно по дуге радиусом не менее 3 м), большая стоимость.

Оптоволоконный кабель состоит из уложенных определенным образом, или скрученных определенным образом волоконных световодов и защитного покрытия. Передача данных производится с помощью лазерного или светодиодного передатчика, генерирующих световые импульсы. Перед тем, как попасть в световод, сигнал от излучателя проходит через оптическое согласующее устройство и через оптический разъемный соединитель (коннектор). На принимающем конце сигнал воспринимается фотодиодом, который преобразует его в электрический ток.

Преимущества оптоволоконного кабеля: малое затухание и независимость затухания от частоты сигнала, высокая степень защищенности от внешних электромагнитных влияний, фактическое исключение несанкционированного доступа, малая стоимость и постоянная тенденция к ее снижению. Недостатки: дорогое оборудование при установке сети на таком кабеле, потребность в высокой квалификации персонала, устанавливающего сеть.

В маркировке оптоволоконного кабеля указываются два числа: диаметр центрального проводника и диаметр плакировки, защищающей световолокно. Поверх плакировки кабель одевается в оболочку. При прокладывании оптоволокна следует не забыть, что между узлами прокладывается два кабеля: один для передачи, один для приема.

В зависимости от условий распространения световой волны в центральном кабеле оптические кабели делятся на одномодовые (single mode SM) и многомодовые (multi mode MM). Многомодовая передача осуществляется с помощью светоизлучающего диода. Светоизлучающие диоды – это источники не очень концентрированного света, следовательно, требуют довольно широкого пути передачи. Они используют довольно низкую частоту, поэтому пропускная способность у них ниже. Рассеиваемый сигнал отражается от плакировки, образуя дополнительные лучи. Этот процесс называется модальной дисперсией. Все эти моды накладываются друг на друга, что приводит к искажению и затуханию сигнала (этим определяется длина сегмента!).

К возникновению мод может привести неверное присоединение сетевых устройств (шаткий разъем, соединение под углом).