Курсовой работы «Основные виды и стандарты линий связи для компьютерных сетей». Объем работы составляет 41 лис, количество рисунков 10, количество используемых источников 8 (стр. 2 из 7)
Линии связи состоят в общем случае из физической среды, по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина «линии связи» является термин «канал связи». В зависимости от среды передачи данных линии связи делятся на:
1. проводные (воздушные);
2. кабельные (медные и волоконно-оптические);
3. радиоканалы (наземной и спутниковой связи).
Проводные линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.
Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.
Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (КВ, СВ и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (АМ) по типу используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), для которых характерна частотная модуляция (FМ), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполнятся.
Каждый тип среды передачи информации имеет определенные характеристики, которые делают подходящим для конкретных видов сетей. При выборе оптимального типа носителя следует знать следующие характеристики среды передачи данных:
· стоимость;
· сложность инсталляции;
· пропускная способность;
· затухание сигнала;
· подверженность электромагнитным помехам (EMI).
Стоимость каждой среды передачи данных следует сравнить с ее производительностью и доступными ресурсами. Например, распространенной практикой среди сетевых интеграторов является попытка использовать для сети незадействованные телефонные линии, проложенные в здании. Хотя это уменьшает стоимость, но во многих случаях подобное решение будет нежизнеспособным.
Сложность инсталляции зависит от конкретной ситуации. Одни типы носителей инсталлируются с помощью простых инструментов и не требуют большой подготовки, другие нуждаются в длительном обучении сотрудников, и их инсталляцию лучше предоставить профессионалам.
Возможности среды передачи данных обычно оцениваются по полосе пропускания. В сетевой отрасли пропускная способность (и полоса пропускания) измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с). Большая полоса пропускания обычно повышает возможности передачи сигналов и производительность сети.
Важной характеристикой сети является число компьютеров, которые можно легко подключить к сетевым кабелям. Каждая сетевая кабельная система имеет естественное для нее число узлов, превышение которого требует применения специальных устройств: мостов, маршрутизаторов, повторителей и концентраторов, позволяющих расширить сеть.
При передаче электромагнитные сигналы слабеют. Это явление называется затуханием. Транслируемые сигналы теряют свою мощность — поглощаются и уходят в неверном направлении, что накладывает ограничения на расстояние, преодолеваемое сигналами до наступления неприемлемого уровня. Если сигнал становится слишком слабым, в нем трудно отличить 1 от 0, и в коммуникационном канале возникают ошибки. Из-за затухания и рассеяния необходимо очень внимательно контролировать длину сетевого кабеля, чтобы она не превышала максимальной длины, рекомендуемой для данного типа кабеля.
Электромагнитные помехи (ЕМI) влияют на передаваемый сигнал. Они вызываются внешними электромагнитными волнами, искажающими полезный сигнал, что затрудняет его декодирование принимающим компьютером. Родственной проблемой является возможность перехвата сигнала, особенно если в сети необходима высокая степень защиты.
В кабелях типа "витая пара" для передачи сигналов используются одна или более пар скрученных медных проводников. Такой кабель широко применяется в телекоммуникациях.
Поскольку медные проводники, проводящие электрические сигналы, близко прилегают друг к другу, каждый из них может создавать помехи в другом. Такое взаимодействие проводников называют перекрестными наводками. Для уменьшения перекрестных и внешних помех проводники перекручиваются. Перекручивание позволяет сигналам, испускаемым проводниками, гасить друг друга и предохранять кабель от внешних шумов (рис.1).
 |
Изоляция Медный проводник
Рисунок 1 – Кабель «витая пара»
Существует два типа кабеля «витая пара»:
- Неэкранированная «витая пара» (Unshielded Twisted Pair, UTP);
- Экранированная «витая пара»(Shielded Twisted Pair, STP).
Кабель типа "неэкранированная витая пара" (UТР) состоит из нескольких витых пар, заключенных в пластмассовую оболочку (рис.2).
Защитная оболочка
/
 |
Провод
Рисунок 2 – Неэкранированная «витая пара»
Кабель "неэкранированная витая пара" может состоять из четырех или восьми проводников. Кабель UТР с четырьмя жилами называется двухпарным. Сетевые топологии, использующие UТР, требуют применения как минимум двухпарного кабеля.
Поскольку кабель UТР первоначально применялся в телефонных системах, прокладка UТР часто напоминает установку телефонных систем. Для четырехпарного кабеля необходим модульный разъем Rj-45. Для двухпарного кабеля нужен телефонный разъем Rj-11. Два разъема (коннектора) подключаются к обоим концам соединительного кабеля. Один разъем вставляется в компьютер или другое устройство, а другой — в стенную кабельную розетку. Стенная розетка соединяет ответвительный кабель сети (абонентский отвод) с основным кабелем.
Основной кабель подключается к коммутационной панели. Коммутационная панель обеспечивает связь с помощью основных соединительных кабелей с другими пользовательскими и коммуникационными устройствами.
Основные характеристики кабеля:
· стоимость - стоимость кабеля UТР очень низка по сравнению с другой средой передачи данных;
· установка - прокладка кабеля UТР проста и не требует особой квалификации. Поскольку для UТР необходимо оборудование, аналогичное аппаратуре телефонной связи, обслуживание и реконфигурация сети будет относительно несложной;
· пропускная способность - при применении большинства существующих технологий кабель UТР поддерживает передачу данных со скоростью от 1 до 155 Мбит/с на расстояние до 100 метров. Наиболее распространена скорость передачи 10 Мбит/с;
· число узлов - поскольку кабелем UТР можно соединить только два компьютера, число компьютеров в сети UТР ограничивается не кабелем. Оно определяется концентратором (или концентраторами), соединяющим эти кабели. В сети Ethernet верхний предел составляет 75 узлов на один домен, но фактически зависит от типа трафика в сети. Согласно спецификации, верхний предел равен 1024 узлам, но вряд ли удастся его достичь;
· затухание - сигнал, передаваемый по медному кабелю, обычно быстро затухает. Из-за этого при использовании UТР расстояние обычно ограничивается 100 метрами;
· электромагнитные помехи - кабель UТР сильно подвержен ЕМI. Скручивание уменьшает перекрестные наводки, но некоторые шумы остаются. Кроме того, электромагнитные волны могут испускаться такими внешними устройствами, как электрические моторы и люминесцентные лампы. Поскольку медный кабель также генерирует сигналы, UТР подвержен перехвату информации.
Единственным отличием между «экранированной витой парой» (SТР) и UТР состоит в том, что кабель SТР экранирован (обычно покрыт алюминиевой/полиэстеровой оболочкой). Этот экран защищает внутреннюю оболочку кабеля (рис.3)
Рисунок 3 – Экранированная «витая пара»
SТР был первым кабелем "витая пара", использованным в локальной сети. В настоящее время широко используются оба типа витой пары.
SТР имеет следующие характеристики:
· стоимость - основная масса кабелей SТР имеет высокую стоимость. Кабели SТР дороже, чем UТР и тонкий коаксиальный кабель, но дешевле, чем толстый коаксиальный или волоконно-оптический кабель;