Изучение сетевых компонентов

Цель работы: Изучение сетевых компонентов

Кабели подразделяются на три группы:

• Коаксиальный (coaxial cable);

• Витая пара (twisted pair);

• неэкранированная;

• экранированная;

  • оптоволоконный кабель (fiber optic).

Коаксиальный кабель до недавнего времени был наиболее распространенным по нескольким причинам: недорогой, легкий, гибкий и потому удобный для применения; надежный и простой в установке.

Самый простой состоит из медной жилы, окруженной изоляцией, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки (см. рис.8). Если кабель, кроме металлической оплетки имеет и слой фольги, он называется кабелем с двойной экранизацией. В помещениях с большими помехами (и для защиты передаваемых по кабелю данных) используют кабель с учетверенной экранизацией. Он состоит из двойного слоя металлической оплетки и двойного слоя фольги.

Рисунок 8 Коаксиальный кабель

Электрические сигналы (кодированные данные) передаются по жиле, которая может состоять из одного (чаще медного провода) или нескольких сплетенных проводников. Коаксиальные кабели бывают с тонким и толстым проводником проводящей жилы.

Тонкий - имеет жилу в 0,5 мм в диаметре, что позволяет передавать сигнал до 185 м. без заметного затухания сигнала (его волновое сопротивление составляет 50 Ом). Он гибкий и потому более удобен для прокладки и относительно недорог.

Рисунок 9 Оборудование для подключения коаксиального кабеля

Для его подключения используют BNC (British Naval Connector) коннекторы. Для подключения в компьютер используется Т образный BNC коннектор. Для сращивания двух отрезков тонкого кабеля применяется BNC баррел - коннекторы. Свободный конец кабеля в сети с топологией «Шина»закрывается BNC терминатором и заземляется (см. рис.9).

Толстый (жесткий) – изготавливают с жилой в 1 см. в диаметре. Он позволяет передавать сигнал на расстояние до 500м. Такой кабель относительно дорог, трудно сгибаем и неудобен для прокладки. Его чаще используют в качестве магистрального (backbone). Подключение к толстому коаксиальному кабелю производится через специальное устройство – трансивер (transceiver). Трансивер снабжен специальным коннектором («вампир») – игла, с помощью которой происходит присоединение в жиле сквозь изоляцию.

Выбор типа коаксиального кабеля зависит от места его прокладки. Поливинилхлоридные (PVC) применяются для прокладки на открытых участках помещений (но они пожароопасные – выделяют много вредных веществ). Пленумные (Plenum) снабжены огнеупорной изоляцией и предназначены для прокладки скрытой проводки.

Витая пара представляет собой кабель состоящий из двух перевитых между собой изолированных медных проводников. Выпускаются два типа витой пары:

• неэкранированная витая пара (UTP);

• экранированная витая пара (STP).

Рисунок 10 Витая пара

Несколько витых пар часто помещают в одну защитную оболочку. Их количество в таком кабеле может быть разным.

Неэкранированная витая пара широко используется в ЛВС. Максимальная длина сегмента может составлять 100 м. Стандарт выпускаемых кабелей включает 5 категорий:

1. Большинство телефонных кабелей, но не для передачи данных;

2. Для передачи данных со скоростью до 4 Мбит/с;

3. Для передачи данных со скоростью до 10 Мбит/с;

4. Для передачи данных со скоростью до 16 Мбит/с;

5. Для передачи данных со скоростью до 100 Мбит/с;

Экранированная витая пара (STP) имеет медную оплетку (в дополнение иногда провода обмотаны фольгой), обеспечивающую надежную защиту от помех.

Для подключения витой пары к компьютеру используются телефонные коннекторы RJ-45, которые имеют 8 контактов. Для построения сложной кабельной системы используются распределительные стойки (полки), коммутационные панели, соединители. Распределительные стойки и полки предназначены для монтажа кабеля. Они позволяют централизованно организовать множество соединений, занимая небольшое место. Коммутационные панели размещают в распределительные стойки и полки. Существуют разные типы панелей, которые позволяют разместить до 96 портов подключения со скорость передачи до 100 Мбит/с. Соединители – это одинарные или двойные гнезда под коннекторы RJ-45, размещенные на панелях расширения или настенных розетках.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи информации, поскольку не использует электрические сигналы и к нему невозможно подключиться не нарушая целостности.

Оптоволоконные кабели предназначены для передачи больших объемов информации на высоких скоростях, поскольку сигнал в них не искажается и не затухает. Оптическое волокно представляет собой очень тонкий стеклянный (или из пластика) цилиндр (жила), покрытый слоем стекла (оболочка) с иным, чем у жилы коэффициентом преломления. Оптоволокно из пластика более простое в монтаже, но передает световые импульсы на более короткое расстояние.

Каждое волокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с самостоятельными коннекторами (один для передачи, другой для приема).

Рисунок 11. Оптоволоконный кабель

Для придания жесткости кабелю он покрывается пластиком и волокнами из кевлара. Волокна кевлара размещаются между двумя кабелями заключенными в пластик.

Скорость передачи информации по оптоволоконному кабелю превышает 1 Гбит/с. Расстояние передачи сигнала достигает нескольких километров.

Для передачи сигналов по кабелю используются две технологии - немодулированную передачу и модулированную передачу.

Немодулированные системы передают данные в виде цифровых сигналов. Сигналы представляют собой дискретные световые импульсы, которые могут затухать и искажаться на больших расстояниях передачи. Для восстановления такого сигнала используются повторители, усиливающие передаваемый сигнал.

Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала, использующего определенную полосу частот. При этом один кабель может передавать одновременно несколько систем (несколько каналов телевидения, телефонных переговоров, компьютерных данных). В этом случае каждой передающей системе выделяется часть полосы пропускания. Для восстановления затухающего сигнала используются усилители.

Фирма IBM разработала собственную кабельную систему (1984 г.). Она определяла следующие компоненты:

• Соединители кабелей;

• Лицевые щиты;

• Распределительные панели;

• Типы кабелей.

Для обозначения толщины жилы кабеля используется аббревиатура AWG. Чем больше толщина кабеля, тем меньше значение AWG.

При покупке кабеля обычно ищется компромисс между его стоимостью и характеристиками. Кабельная система должна соответствовать условиям ее применения. Поэтому требования небольших фирм будут отличаться от требований больших предприятий.

К числу факторов, влияющих на стоимость и пропускную способность кабеля относятся следующие:

• Простота монтажа (зависит от толщины жилы);

• Экранирование (наличие экрана удорожает кабель, но сдерживает помехи);

• Перекрестные помехи и внешние шумы вызывает серьезные проблемы в больших сетях, где серьезная проблема защиты данных;

• Скорость передачи данных ( чем дороже, тем быстрее до 100 Мбит/с)

Толстый кабель передает сигналы на большее расстояние, но труднее в прокладке.

По оптоволоконному кабелю данные передаются со скоростью до 1 Гбит/с, но относительно дорог и сложен в монтаже.

• Стоимость кабеля определяется степенью его защиты и расстоянием, на которое он может передавать данные без особых искажений;

• Затухание сигнала ограничивает максимальную длину кабеля.

Для их сравнения можно воспользоваться таблицей

* Эффективная долина кабеля варьируется в зависимости от каждой конкретной сети. С улучшением технологии увеличивается.

** Технические достижения увеличивают показатели скорости.

Отчет.

На основание изученного материала студент готовит письменный отчет, который включает рисунки и ответы на следующие вопросы:

1. Коаксиальный кабель

2. Витая пара

3. Компоненты кабельной системы

4. Оптоволоконный кабель

5. Передача сигнала

6. Кабельная система IBM

7. Выбор кабеля