12. Спецификация физической среды. Проводные линии связи.

Линия связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры

Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель, т. е. набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на следующие:

• проводные (воздушные);

• кабельные (медные и волоконно-оптические);

• радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии состоят из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также воло­конно-оптические кабели.

Скрученная пара проводов называется витой парой. Витая пара существует в экранированном варианте, когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном, когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.

Коаксиальный кабель имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения — для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т. п.

Волоконно-оптический кабель состоит из тонких (5—60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.

13. Локальные вычислительные сети. Ethernet со скоростью 10 Мбит/с. Физические уровни стандарта Ethernet.

Локальными сетями называют частные сети, размещающиеся в одном здании или на территории какой-либо организации размерами до нескольких километров. Локальные сети характеризуются размерами, технологией передачи данных и топологией их построения.

Под размерами локальных сетей понимают длину сетевого кабеля, соединяющего компьютеры. Они могут находиться в пределах от нескольких метров до нескольких километров. По технологии организации локальные сети подразделяют на широковещательные и сети с передачей от «точки к точке» (point-to-point). Широковещательные сети обладают единым каналом связи, совместно используемым всеми машинами сети. Сети с передачей от «точки к точке» состоят из большого числа соединенных машин и используются, в отличие от предыдущей технологии, в больших корпоративных сетях.

В сетях Ethernet все компьютеры имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновременно все компьютеры имеют возможность немедленно получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать на общую шину. Такая простота подключения и передачи информации компьютерами — одна из причин, которые привели стандарт Ethernet к такому успеху. Иногда такое построение сети называют методом коллективного доступа (Multiply Access).

В зависимости от типа физической реализации различают следующие типы Ethernet:

• 10base-5 (толстый коаксиальный кабель). Недостатками этого типа построения являются: неудобный в использовании кабель за счет своей толщины (внешний диаметр составляет около 10 мм), высокая стоимость, максимальное допустимое количество станций — не более 100. Достоинства: высокая защищенность от внешних воздействий и сравнительно большая длина сегмента — до 500 м.

• 10base-2 (тонкий коаксиальный кабель) — самая из простых в установке и дешевых типов сети. Тонкий коаксиальный кабель — до 5 мм, прокладывается вдоль расположения компьютеров сети. На конце каждого сегмента располагается 50-омный резистор (терминатор), предотвращающий возникновение эффекта отраженной волны. К недостаткам данного типа относят: выход из строя сети при повреждении кабеля и сравнительно трудоемкое обнаружение отказавшего отрезка кабеля, низкая зашита от помех, максимальное число компьютеров в сети — не более 1024. Максимальная длина сегмента данного стандарта без использования повторителей составляет 185 м;

• 10base-Т (витая пара) — это сети на основе витой пары, на сегодняшний день являются наиболее распространенными за счет того, что они строятся на основе витой пары и используют топологию типа «звезда». За счет этого конфигурировать локальную сеть становится значительно удобнее и рациональнее. Недостатки: слабая помехозащищенность и восприимчивость к электрическим помехам не дают возможности использовать такие сети в непосредственной близости к источникам электромагнитных излучений;

• 10base-F (волоконно-оптический канал) — технология, использующая в качестве носителя волоконно-оптический кабель. Использование волоконно-оптического кабеля приводит к тому, что такое построение ЛВС обеспечивает почти полную помехозащищенность от электромагнитных излучений. Недостатки: волоконно-оптический кабель является самым дорогим из всех видов кабеля; волоконно-оптический кабель хрупкий, поэтому монтаж его очень затруднен.

Топология для всех четырех типов практически не различается. Данные в локальной сети передаются со скоростью до 10 Мбит/с, о чем говорит первая цифра в названии типа сети.