Все эти факторы в некоторой степени взаимозависимы. В данном разделе
обсуждаются факторы, влияющие на процесс передачи данных и, в частности,
рассматривается их взаимосвязь.
[КС 8-1]
[ передача данных ]
[ к рис. на стр. 8-2 (в поле рисунка)]
[1]Среда передачи
[5]В любой сети ЭВМ среда передачи переносит данные в форме сигналов между
сетевыми интерфейсами. Сигналы представляются в форме электрического тока,
микроволн, радиоволн или светового излучения. Каждый тип среды передачи имеет
определенные преимущества и недостатки, определяемые характеристиками ее
компонентов и применяемых сигналов. Среди параметров среды, позволяющих судить
о ее преимуществах и недостатках, рассматриваются следующие: стоимость,
простота развертывания, скорость и/или емкость, устойчивость к помехам.
Передающая среда может быть также классифицирована в терминах "ограниченная"
и "неограниченная". Ограниченная среда передачи (например, витая пара,
коаксиальный кабель, оптоволокно) заключает передаваемый сигнал внутрь
физического проводника, а в случае неограниченной среды передачи - нет.
В случае малых областей, таких как комната, здание, для связи ЭВМ обычно
используется единственная ограниченная среда передачи. Ограниченная среда
специального назначения или комбинация ограниченной и неограниченной сред
обычно применяется для связи удаленных станций (например, зданий).
Неограниченная среда характерна для сетей с мобильными станциями, и широко
используется в континентальных, межконтинентальных и глобальных сетях ЭВМ.
[КС 8-2]
[ Ограниченная среда ]
[ Проводник среда ]
[ Передатчик Приемник ]
[ к рис. на стр. 8-3 (в поле рисунка)]
[1]Ограниченная среда передачи
[5]Ограниченная среда представляется проводами или кабелями, которые проводят
электричество или свет. Витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный
кабель являются примерами ограниченной среды передачи.
[КС 8-3]
[ Витая пара ]
[ Проводник Изоляция ]
[ к рис. на стр.8-4 (в поле рисунка)]
[1]Витая пара
[5]Скрученная пара изолированных проводов образует витую пару (Twisted Pair
Cable - TP). Витые пары формируют ТР кабель. Пары могут укладываться в
кабелегон или же размещаться внутри изоляционной оплетки (например, стандартный
телефонный кабель). Совместно с ТР-кабелем используются телефонные разъемы
RJ-11 (2 ТР) или RJ-45 (4 ТР), а также многоштырьковые разъемы RS-232 и
RS-449. (Эти разъемы и интерфейсы рассматриваются позднее в данном курсе).
Большинство ТР-кабелей не экранированы. Однако в некоторых ТР-кабелях в
изоляционной оплетке отдельные витые пары помещены в сетчатые экраны. В
сети LocalTalk (Apple) и некоторых сетях фирмы IBM применяются экранированные
ТР кабели. Для этих сетй существуют свои собственные уникальные требования к
разъемам, длине кабеля и т.п..
В сравнении с нескрученными многопроводными кабелями в ТР кабеле уменьшается
взаимовлияние соседних пар и воздействие окружающей среды. Экранирование
еще в большей степени уменьшает интерференцию. Различные ТР кабели имеют
различные электрические свойства, определяемые типом проводника, изоляции, а
также степенью скрутки проводников.
[КС 8-4]
[5]Преимущества:
- В области передачи речи существует устоявшиеся технологии и стандарты,
основанные на технике ТР-кабелей;
- В большинстве учреждений существуют телефонные системы, использующие
ТР-кабели. Свободные витые пары могут быть применены для создания сети ЭВМ;
- Сети на основе ТР-кабелей могут быть просто и быстро развернуты;
- Сети на основе ТР-кабелей относительно дешевы.
[5]Недостатки:
- Сети на основе ТР-кабелей чувствительны к электромагнитному излучению,
особенно в случае неэкранированных витых пар;
- Непригодны для сверхскоростной передачи данных;
- Некоторые новые стандарты для применения ТР-кабелей в сетях ЭВМ в
настоящее время не вполне сформировались и не обрели стабильного состояния.
[КС 8-5]
[ Коаксиальный кабель ]
[ Внешняя пластиковая Внешний Изолятор Внутренний ]
[ оболочка проводник проводник ]
[ к рис. на стр. 8-6 (в поле рисунка) ]
[1]Коаксиальный кабель
[5]Коаксиальный кабель (или просто коаксиал) изготавливается из двух соосных
проводников ( отсюда и название "со"- общий, "axis" - ось). В центре кабеля
располагается медный провод, заключенный в изоляционную пластиковую оболочку
(изолятор). На изоляторе в виде сетки из проводов или фольги размещается
второй проводник, играющий роль экрана. И, наконец, плотная пластиковая
изоляционная трубка образует внешнюю оболочку кабеля.
Полоса пропускания коаксиала занимает промежуточное положение между витой
парой и оптическим кабелем. Кабель со значительной полосой пропускания
является основой для создания широкомасштабных региональных сетей ЭВМ. В
зависимости от типа сети и требуемых услуг используются различные стандарты
на коаксиальный кабель. Возможности большинства типов сетей обеспечиваются
следующими стандартами коаксиальных кабелей:
- RG-8 и RG-11 толстый Ethernet кабель (50 Ом);
- RG-58 тонкий Ehernet кабель (50 Ом);
- RG-59 используется в системах кабельного телевидения (75 Ом);
- RG-62 используется в сетях ARCNET (93 Ом)
[КС 8-6]
[5]Преимущества:
- Существуют устоявшиеся технологии и стандарты, которые способствуют
обеспечению совместимости и взаимной работоспособности оборудования
различных производителей;
- Устойчивость к электромагнитному излучению лучше, чем в случае витой пары;
- Обеспечивает значительно более широкую полосу пропускания по сравнению с
витой парой;
- Обладает хорошими механическими свойствами, может использоваться в
условиях с повышенными требованиями эксплуатации.
[5]Недостатки:
- Коаксиальный кабель подобно витой паре не защищен от возможности
"подслушивания", недостаточно высока устойчивость к электромагнитному
излучению;
- Некоторые типы коаксиалов обладают большим весом, большими размерами, а
также большой стоимостью.
[КС 8-7]
[ Оптический кабель ]
[ Защитная внешняя Стеклянная Оптическое ]
[ оболочка оболочка ядро ]
[ к рис. на стр.8-8 (в поле рисунка) ]
[1]Оптоволоконный кабель (Fiber)
[5]Оптоволоконный кабель изготавливается из светопроводящего стекла
(пластических волокон), расположенного в центре толстой трубки из защитного
материала, которая, в свою очередь, помещается во внешнюю твердую оболочку.
Многочисленные волокна увязываются в центральной части кабеля. При этом
кабель может быть полностью неметаллическим. В отличие от двух ранее
рассмотренных типов кабелей опто-волоконный кабель не допускает "утечки"
информации и устойчив к электромагнитному излучению.
Оптические кабели значительно компактнее и более легкие, чем кабели из
медного провода. Большие информационные магистрали, использующие оптические
кабели могут обеспечить гораздо большее число соединений, чем аналогичного
размера проводные кабели. Ослабление сигнала в оптических волокнах меньше,
чем в медных проводах. Поэтому для осуществления передачи информации на
длинные расстояния требуется меньшее число повторителей (устройств
регенерации сигналов).
Интерфейсные устройства оптических сетей преобразуют электрические сигналы
ЭВМ в световые сигналы, направляемые в оптоволокно, а также выполняют
обратные преобразования. Световые
импульсы генерируются светодиодами (LEDs - Light Emmiting Diodes) или лазерными
диодами (ILDs - Injection Laser Diods). Преобразование световых импульсов в
электрические сигналы выполняются с помощью фотодиодов.
Оптическое волокно обеспечивает чрезвычайно широкую полосу пропускания,
поскольку она определяется высокочастотными свойствами протонов, в отличие от
низкочастотных свойств сугубо электрических систем.
[КС 8-8]
[5]Преимущества:
- устойчивость к электромагнитному излучению, а также отсутствие излучения
во вне делают оптический кабель чрезвычайно надежной и безопасной
коммуникационной средой;
- обеспечивается чрезвычайно широкая полоса пропускания.
Недостатки:
- оборудование сетевых интерфейсов и оптоволоконные кабели относительно
дороги;
- подключение требует высоко точного изготовления элементов и
тщательной ручной доводки;
- технология прокладки и конфигурирования оптического кабеля относительно
сложна.
[1]Сравнение преимуществ и недостатков ограниченных сред.
[5]Для того, чтобы сравнить характеристики и достоинства различных сред,
необходимо рассмотреть их в реальной обстановке функционирования конкретных
приложений. При этом следует учитывать такие параметры, как требования к
сетевым интерфейсам, устойчивость к электромагнитному излучению (EMI),
требования к безопасности, требования к полосе пропускания. Полоса
пропускания является наиболее типичной характеристикой.
---------------------------------------------------------------
| Тип | Стоимость | Стоимость | EMI |
| среды | кабеля | монтажа среды |чувствительность|
| | (50 футов) | | |
|------------|------------|------------------|----------------|
| Витая пара | Наименьшая | Наименьшая | Высокая |
| | |(0, если уже | |
| | | смонтирована) | |
|------------|------------|------------------|----------------|
| Коаксиал | Средняя | Более дорогая | Средняя |
|------------|------------|------------------|----------------|
| Оптоволокно| Высокая | Наибольшая | Иммунитет |
| | |(специальное | |
| | | оборудование, | |
| | | доводка) | |
---------------------------------------------------------------
Рис. 8-1. Ограниченные среды, сравнение.
[КС 8-9]
[ Неограниченная среда ]
[ Передатчик Cигнал ]
[ Приемник ]
[ к рис. на стр.8-10 (в поле рисунка)]
[1]Неограниченная среда передачи
[5]В неограниченной среде передача и прием электромагнитных сигналов
осуществляется без электрических или оптических проводников. Микроволны,