1.7. Каналы связи

Канал связи составляют физическая передающая среда (материал или пространство), обеспечивающая распространение сигналов, и аппаратура передачи данных. В компьютерных сетях для передачи сигналов используются различные типы кабелей, инфракрасное излучение, лазер и т.д.

1.7.1. Типы кабелей

На сегодняшний день подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения провода или кабели. Они выступают в качестве физической среды передачи сигналов между компьютерами. Существуют три основные группы кабелей, которые удовлетворяют потребности всевозможных сетей, от малых до больших:

- витая пара (неэкранированная и экранированная);

- коаксиальный кабель;

- оптоволоконный кабель.

Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой (рис. 1.9). Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой вариант витой пары - телефонный кабель.

Витые пары имеют различные характеристики, определяемые размерами, изоляцией и шагом скручивания. Дешевизна этого вида передающей среды делает ее достаточно популярной.

Рис. 1.9. Витая пара проводов

Основной недостаток витой пары - плохая помехозащищенность и низкая скорость передачи информации. Технологические усовершенствования позволяют повысить скорость передачи и помехозащищенность (экранированная витая пара), но при этом возрастает стоимость этого типа передающей среды.

Коаксиальный кабель (рис. 1.10) по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащищенностью. Он дороже витой пары, и обеспечивает скорость передачи информации до 10-50 Мбит/с. Затухание сигнала в нем меньше, чем в витой паре. Для промышленного использования выпускаются два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передает сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле. Коаксиальный кабель так же, как и витая пара, является одним из популярных типов передающей среды.

Рис 1.10. Коаксиальный кабель

Оптоволоконный кабель - идеальная передающая среда (рис. 1.11). Он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Последнее свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации. Имеет наибольшую скорость передачи информации, более 100 Мбит/с.

Рис. 1.11. Оптоволоконный кабель

По сравнению с предыдущими типами передающей среды он более дорог, менее технологичен в эксплуатации.

1.7.2. Беспроводная среда

Беспроводная среда постепенно входит в нашу жизнь. Словосочетание «беспроводная среда» может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети. В действительности же это не так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой - как среда передачи - используется кабель (рис. 1.12). Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

Рис. 1.12. Применение беспроводной среды

Идея беспроводной среды весьма привлекательна, так как ее компоненты:

- обеспечивают временное подключение к существующей кабельной сети;

- гарантируют определенный уровень мобильности;

- позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые медными или даже оптоволоконными кабелями.

Трудность установки кабеля - фактор, дающий беспроводной среде неоспоримое преимущество. Она может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях:

- для людей, которые не работают на одном месте (например, для врачей или медсестер);

- в изолированных помещениях и зданиях;

- в помещениях, планировка которых часто меняется;

- в строениях (например, памятниках истории или архитектуры), где прокладывать кабель непозволительно.

Беспроводные сети используют три способа передачи данных:

- инфракрасное излучение;

- лазер;

- радиопередачу.

Инфракрасное излучение. Все инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрасные лучи (рис. 1.13). В подобных системах необходимо генерировать очень сильный сигнал, так как в противном случае значительное влияние будут оказывать другие источники, например окна.

Рис. 1.13. Переносной компьютер для вывода на печать использует инфракрасный луч

Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, поскольку инфракрасный свет имеет широкий диапазон частот. Инфракрасные сети способны функционировать на скорости 10 Мбит/с.

Существует следующие типы инфракрасных сетей:

- сети прямой видимости. Как говорит само название, в таких сетях передача возможна лишь в случае прямой видимости между передатчиком и приемником;

- сети на рассеянном инфракрасном излучении. При этой технологии сигналы, отражаясь от стен и потолка, в конце концов достигают приемника. Эффективная область ограничивается примерно 30 м и скорость передачи невелика (так как все сигналы отраженные);

- сети на отраженном инфракрасном излучении. В этих сетях оптические трансиверы (устройства, осуществляющие прием и передачу сигналов), расположенные рядом с компьютером, передают сигналы в определенное место, из которого они переадресуются соответствующему компьютеру.

Хотя скорость и удобство использования инфракрасных сетей очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м. К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света, которые есть в большинстве организаций.

Лазер. Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван, это прервет и передачу.

Радиопередача. Этот способ напоминает вещание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна.