1.7. Аппаратурные компоненты

Повторитель (repeatеr) - простейшее из коммуникационных устройств для физического соединения различных сегментов кабеля ЛВС с целью увеличения общей длины сети (Рис.1.2). Он восстанавливает амплитуду и мощность передаваемого сигнала, улучшает фронты и т.д. Повторители вносят задержку в передачу сигналов, поэтому общая задержка, например, в кольцевой сети (Token Ring), зависит от числа станций кольца.

Хаб (hub - основа, центр деятельности) - см. концентратор.

Порт (port - точка) - разъем на сетевой карте. В сети Ethernet на витой неэкранированной паре 10Base -T с разъемами RJ-45 портов может быть от 8 до 72. Со стороны компьютера к разъему подключен контроллер и драйвер. Порт тогда именуют как COM-порт (реализует интерфейс RS-232C, такое соединение часто называют нуль-модемным; COM - Common equipment - общее сетевое оборудование), или LPT-, или LSB-порт и т.д. Порты бывают последовательные - передача идет побитно и параллельные - параллельно передается 8 бит.

10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром 0.5 дюйма, называемый "толстый" коаксиал (диаметр центрального медного провода 2,17 мм, внешний диаметр около 10 мм), с волновым сопротивлением 50 ом, максимальная длина сегмента - 500 метров без повторителей. Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface) длиной до 50 м из 4 витых пар с разъемом адаптера AUI. К одному сегменту подключается до 100 трансиверов с расстоянием между ними не менее 2,5 м, через которое идет разметка для точек подключения трансиверов. При соединении компьютеров по разметке влияние стоячих волн в кабеле на сетевые адаптеры минимально. Разрешается до 4 повторителей и до 5 сегментов. При этом только 3 нагружены, между ними ненагруженные сегменты - "правило 5-4-3": 5 сегментов, 4 повторителя, 3 нагруженных сегмента. Повторители увеличивают время двойного распространения сигнала, которое для надежного обнаружения коллизий не должно быть больше времени передачи кадра минимальной длины в 72 байта или 576 бит.

10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма, называемый "тонкий" коаксиал, с волновым сопротивлением 50 ом, максимальная длина сегмента - 185 метров без повторителей. Хуже электрические и механические характеристики, чем у «толстого» коаксиала, зато более удобен при монтаже из-за своей гибкости и тянучести.

10Base-Т - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между ним и конечным узлом - не более 100 метров. "Правило 5-4-3" в этом стандарте заменено на "правило 4 хабов".

10Base-F - волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-Т. Имеется несколько вариантов этой спецификации - 10Base-FL (расстояние до 1000 м), 10Base-FB (расстояние до 2000 м).

Число 10 в указанных стандартах означает битовую скорость передачи - 10 Мбит/с, Base - метод передачи на одной базовой частоте 10 Мгц в отличие от широкополосных передач на нескольких несущих частотах (Broadband - широкополосные). Последний символ в стандарте физического уровня - тип кабеля.

Контроллер (controller) - устройство для приема данных с линии связи, их преобразования по встроенной в нем программе и/или под управлением драйвера (Драйвер (driver) - специальная программа управления контроллером). Контроллер устанавливается на сетевой карте. Так контроллер RTL8029 AS работает с интерфейсом PCI, разрешает конфликты системных ресурсов, поддерживает полнодуплексный режим, может автоматически отключать питание. В микросхему (чип) RTL8029 AS вмонтирован кодер/декодер манчестерского кода и трансивер, который автоматически корректирует неправильную полярность. Также можно установить ПЗУ (Root Rom) в 8, 16, 32 кбайт для загрузки компьютера из сети без использования диска.

Концентратор (concentrator) - повторитель с несколькими портами для соединения нескольких физических сегментов (отрезков линии связи между узлами - компьютерами) сети; в этом устройстве сосредоточены все связи между сегментами сети. Физическое подсоединение компьютера к линии связи производится с помощью коннектора или трансивера. В корпоративных сетях, объединяющих многие ЛВС, концентраторы называют коммутирующими концентраторами или просто коммутаторами (свитчами - switches). Обычно коммутатор имеет системную плату, ряд портов и функциональные модули (мосты и/или маршрутизаторы). Порты соединяются через высокоскоростную общую шину, но чаще через коммутирующую матрицу.

Коннектор(connector) - BNC T-коннектор - устройство, разъем типа тройника, один отвод которого соединяется с сетевым адаптером, а два других - с двумя концами разрыва "тонкого" (стандарта 10Base-2 сети Ethernet) коаксиального кабеля. BNC - Bayonet Neill Concelnan - разъем байонерского типа для "тонкого" Ethernet'а.

Модем - модулятор-демодулятор - устройство для качественной передачи дискретных сигналов по телефонным линиям связи на большие расстояния, например в Интернет, преобразуя, кодируя на передающем конце компьютера цифровой сигнал в аналоговый на основе синусоидального несущего сигнала, либо на основе последовательности прямоугольных импульсов, а на приемном - обратно в дискретный. Модем обменивается данными с компьютером через последовательные порты. К методам аналоговой модуляции относят амплитудную, частотную, фазовую и квадратурную (смешанную, обычно амплитудно-частотную).

Сетевая карта - см. сетевой адаптер, она же контроллер, интерфейс - электронная карта (плата), устанавливаемая на материнской плате компьютера для его сопряжения со средой передачи информации в сети. Сетевая карта имеет собственный процессор, память и разъемы для подключения кабелей определенного сетевого стандарта.

RJ connector - Registered Jack - зарегистрированный контактный разъем в телефонных соединениях (есть RJ-11, RJ-12, RJ-45).

Трансивер (transeiver = transmitter+ receiver, см. рис.1.3) - управляемый сетевым адаптером компьютера приемопередатчик подключения станции к линии связи - "толстому" (стандарта 10Base-5 сети Ethernet) коаксиальному кабелю, к которому подсоединение может производиться как устройством TAP(Terminal Access Point - точка подключения терминала) прокалыванием оплетки кабеля зондом, винтом-иглой (называемой "зуб вампира") до контакта с центральным проводником, так и бесконтактным методом. Игольчатый контакт имеет трансформаторную связь с приемником и передатчиком. На свободный конец линии связи ставится терминатор. Трансивер как часть сетевого адаптера ведет прием и передачу данных с кабеля на кабель, определяет коллизии на кабеле, делает электрическую развязку (РЭ - развязывающие элементы) между кабелем и остальной частью адаптера, защищает кабель от некорректной работы адаптера ("контроль болтливости" - jabber control (контроль ошибки): при неисправности в адаптере может на кабель непрерывно идти сигналы, чем заблокируется работа всей сети. Поэтому передатчик считает время передачи кадра - макcимум 1221 мкс, а время jabber-контроля 4000 мкс). К трансиверу MAU (Medium Attachment Unit) для толстого кабеля подключается сетевой адаптер через разъем типа AUI - AccessUnitInterface).

Терминатор (terminator- "заглушка") - согласующий элемент в 50 ом, поглощающий распространяющиеся по кабелю сигналы и препятствующий возникновению отраженных сигналов. При его отсутствии возникают стоячие волны, и одни узлы получают мощные сигналы, а другие очень слабые.

Сетевой адаптер (сетевой контроллер) - устройство для связи оконечного оборудования данных (ООД , или DTE - Data Terminal Equipment) со средой передачи данных. В качестве ООД могут выступать ЭВМ, принтеры, плоттеры и другое вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем. Подготовка данных, передаваемых и/или получаемых ООД от среды передачи данных, осуществляется функциональным блоком, называемым аппаратурой окончания канала данных (АКД, или DCE - Data Circuit-Terminating Equipment). АКД может быть конструктивно отдельным или встроенным в ООД блоком. ООД и АКД вместе представляют станцию данных, которую часто называют узлом сети. Примером АКД может служить модем.

Передатчик

Рис.1.3. Структурная схема трансивера