Проектирование локальной сети для рабочих мест на базе сети Ethernet (стр. 5 из 12)

Оболочка Плакирование

Аксиальный луч

Рисунок 2.7. В толстом кабеле неаксиальные лучи подвержены модальной дисперсии

Чем больше количество мод света в канале, тем уже полоса пропускания. В дополнение к тому, что различные импульсы достигают получателя практически одновременно, усиление дисперсии приводит к наложению импульсов и введению получателя в «заблуждение». В результате снижается общая пропускная способность. Одномодовый кабель передаёт только одну моду световых импульсов. Скорость передачи данных при этом достигает десятков гигабит в секунду. Одномодовый кабель в состоянии поддерживать несколько гигабитных каналов одновременно, используя для этого световые волны разной длины. Следовательно, пропускная способность многомодового волоконно-оптического кабеля ниже, чем у одномодового.

Простейший способ уменьшения дисперсии – нивелирование волоконно-оптического кабеля. В результате лучи света синхронизируются таким образом, что дисперсия на стороне приёмника уменьшается. Дисперсия также может быть уменьшена путем ограничения количества длин световых волн. Оба метода позволяют в некоторой степени уменьшить дисперсию, но не в состоянии привести скорость передачи данных в соответствие с одномодовым волоконно-оптическим кабелем.

В США широко используется многомодовый волоконно-оптический кабель 62.5/125. Обозначение «62.5» соответствует диаметру сердечника, а обозначение «125» – диаметру плакирования (все величины приведены в микронах). Из одномодовых распространены кабели с маркировкой 5-10/125. Ширина полосы пропускания обычно приводится в МГц/км. Хорошей моделью взаимоотношений полосы пропускания и дальности передачи служит резиновый жгут – с увеличением расстояния полоса пропускания сужается (и наоборот). В случае передачи данных на расстояние 100 метров полоса частот многомодового кабеля составляет 1600 Мгц при длине волны 850 нм. Аналогичная характеристика одномодового кабеля составляет приблизительно 888 ГГц.

Основные характеристики волоконно-оптического кабеля:

- Абсолютный иммунитет к электромагнитным излучениям.

- Возможна передача данных на расстояние до 10 км.

- В лабораторных условиях реально достичь скорости передачи до 4 Гбит/с.

- В качестве источника света может использоваться светоизлучающий диод или лазер.

2.1.4 Обзор кабельных соединений и компоновки Ethernet

Существует четыре основные схемы кабельных соединений, используемых в среде Ethernet: толстая Ethernet, тонкая Ethernet, Ethernet на витой паре, волоконно-оптическая Ethernet. Различиями в их спецификации, компоновки и количестве узлов обусловлена разница производительности конкретных систем Ethernet.

Скорость передачи для всех типов Ethernet одинакова и составляет 10 Мбит/с. Схемой соединения для каждого типа может быть конфигурация либо в виде шины, либо в виде звезды.

Толстая Ethernet – 10Base5

- передача данных – 10 Мбит/с, однополосная;

- схема соединений – в виде шины;

- тип кабеля, используемого в среде толстой Ethernet, - как правило, широкий коаксиальный (диаметром 4 дюйма);

- максимальная длина сегмента - 500 м;

- сегменты кабеля толстой Ethernet должны иметь 50-омную оконечную нагрузку;

- для удлинения сегмента можно использовать повторители и другие устройства, также как кабельные концентраторы;

- рабочие станции и сетевые устройства подключаются к сети через внешние трансиверы, или MAU;

- для подключения трансивера к кабельной среде используется разъём типа отвод-вампир;

- к сегменту толстой Ethernet можно подключить до 100 рабочих станций или устройств LAN;

- система кабельных соединений толстой Ethernet обеспечивает более надёжную защиту от электрических помех.

Тонкая Ethernet

- передача данных – 10 Мбит/с, однополосная;

- схема соединений – в виде шины;

- тип кабеля, чаще всего используемый в этой среде, - RG58A;

- максимальная длина сегмента – 185 м;

- сегменты кабеля тонкой Ethernet должны иметь 50-омную оконечную нагрузку;

- для удлинения сегмента можно использовать повторители и другие устройства, также как кабельные концентраторы;

- рабочие станции и сетевые устройства подключаются к сети через внешние трансиверы, или MAU. Они могут быть внешними или внутренними по отношению к сетевым платам;

- для подключения трансивера к кабельной среде используется адаптер типа BNC-T;

- к одному сегменту тонкой Ethernet посредством трансиверов может подключаться не более 30 рабочих станций или сетевых устройств.

Ethernet на витой паре – 10Base-T

- передача данных – 10 Мбит/с, однополосная;

- схема соединений – в виде звезды;

- тип кабеля, чаще всего используемый в этой среде, - неэкранированная витая пара, уровни 3, 4 и 5;

- центральные кабельные концентраторы служат для подключения отдельных кабелей – отводов 10Base-T к рабочим станциям и устройствам локальной сети;

- максимальная длина сегмента на один UTP кабель-отвод Ethernet – 100 м. Эта величина может меняться в зависимости от изготовителя конкретного кабельного концентратора и сетевого адаптера;

- сетевые платы Ethernet, основанные на UTP, обычно поставляются с внутренними UTP-трансиверами. В случае отсутствия внутренних UTP-трансиверов можно подобрать соответствующее внешнее устройство, с помощью которого стандартные платы для толстой и тонкой Ethernet смогут работать в схеме UTP;

- в качестве разъёма сетевой платы обычно используется модульное гнездо RJ45 с положительными и отрицательными парами приёма и передачи, основанными на 8-игольчатых соединениях;

- кабельные соединения UTP легко монтировать и обслуживать, их относительная стоимость невысока. Они восприимчивы к электрическим помехам и должны монтироваться в соответствии со спецификацией.

Волоконно-оптическая Ethernet 10Base-F

- передача данных – 10 Мбит/с, однополосная;

- схема соединений – в виде звезды;

- обычно используется 50- или 100-микронный волоконно-оптический кабель;

- для подключения отдельных кабелей-отводов 10Base-F к рабочим станциям и устройствам локальной сети используются центральные волоконно-оптические кабельные концентраторы или многопортовые повторители;

- максимальная длина сегмента на один волоконно-оптический кабель-отвод Ethernet - до 2100 м;

- волоконно-оптический кабель обеспечивает максимальную защиту от помех со стороны источников электроэнергии.

Кабельные разъёмы Ethernet.

В зависимости от типа Ethernet, для соединения с сетевыми платами, трансиверами, повторителями и концентраторами используются различные типы кабельных разъёмов.

Все устройства, предназначенные для работы с толстой Ethernet, снабжены 15-игольчатым AUI- или DIX-разъёмом. Рабочая станция или другое устройство подключается к трансиверу Ethernet посредством кабеля интерфейса подключения устройства, соединяющего DIX-разъём на сетевой плате Ethernet с DIX-разъёмом на трансивере. Трансивер, в свою очередь, подключается к коаксиальному кабелю Ethernet либо с помощью разъёмов, либо с помощью отвода-вампира, который вгрызается непосредственно в кабель. Для соединения двух коаксиальных кабелей используется целый ряд разъёмов коаксиальных кабелей.

Для подключения кабелей Ethernet непосредственно к разъёму на рабочей станции или другому устройству в среде тонкой Ethernet служит Т-образный разъём BNC. Надо отметить, что разъём часто является источником различных проблем с тем или иным кабельным сегментом в среде тонкой Ethernet. Чтобы избежать их, необходимо проверить, правильно ли он подсоединён к коаксиальному кабелю.

Ethernet 10 Base-T используется для соединений между сетевыми платами 10Base-T и интеллектуальными кабельными концентраторами, базирующимися на UTP Ethernet, стандартный разъём телефонного типа RJ45.

На обычном кабельном концентраторе довольно часто встречаются различные разъёмы типа Ethernet для организации соединений между разнотипными сетями. Например, на задней панели обычного кабельного концентратора 10 Base-T очень часто можно увидеть DIX-разъём для подключения AUI толстой Ethernet, а также BNC-разъём для подключения стандартной толстой Ethernet. Это позволяет интегрировать системы различных типов Ethernet с целью организации их совместной работы. На одной плате Ethernet очень часто размещаются разъёмы BNC, RJ45 и AUI.

Рисунок 2.8. Основные разъёмы для различных сред Ethernet

На рис. 2.8 показаны основные виды разъёмов, встречающихся в системах различных типов Ethernet, в том числе DIX-разъём толстой Ethernet, разъём тонкой Ethernet и разъём RJ45 10Base-T, для UTP.

2.2 Анализ и выбор сетевого оборудования

При проектировании локальной сети Ethernet будет использовано следующее оборудование:

- платы сетевого адаптера;

- активные концентраторы;

- сервер;

- источник бесперебойного питания;

- мост.

2.2.1 Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса между ПК и средой передачи. Платы вставляются в ISA и PCI слоты расширения всех сетевых ПК и серверов.

Чтобы обеспечить физическое соединение между ПК и сетью, к соответствуюшему разъёму, или порту, платы подключается сетевой кабель.

Платы сетевых адаптеров предназначены для :

- подготовки данных, поступающих от ПК, к передаче по сетевому кабелю;

- передачи данных к другим ПК;

- управления потоками данных между ПК и кабелем.

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ. Эти программы реализуют функции подуровней управления логической связью и управления доступом к среде канального уровня OSI.

Перед тем как послать данные в сеть, плата сетевого адаптера должна перевести их из формы, понятной ПК, в форму в которой они могут передаваться по сетевому кабелю.