Курсовой работы «Основные виды и стандарты линий связи для компьютерных сетей». Объем работы составляет 41 лис, количество рисунков 10, количество используемых источников 8 (стр. 3 из 7)
· установка - необходимость применения специальных разъемов делает установку SТР более трудной, чем UТР. Разъемы должны заземляться. Для упрощения следует использовать стандартизированные кабели. Поскольку SТР — жесткий и толстый кабель, работать с ним довольно трудно;
· пропускная способность - поскольку экранирование уменьшает влияние внешних помех, теоретически SТР позволяет передавать 500 Мбит/с на расстояние 100 м. Между тем лишь в немногих инсталляциях скорость передачи данных превышает 155 Мбит/с. В настоящее время в большинстве сетей SТР данные передаются со скоростью 16 Мбит/с;
· число узлов - поскольку кабелем SТР можно соединить только два компьютера, число узлов в сети SТР ограничивает концентратором. В сети Token Ring полезный верхний предел составляет 200 узлов на одно кольцо, но он зависит от трафика в сети. Согласно спецификации верхний предел составляет 270 узлов;
· затухание - стандартное ограничение составляет 100 метров;
· электромагнитные помехи - самая существенная разница между SТР и UГР состоит в уменьшении влияния ЕМI. Экранирование в значительной степени блокирует помехи, однако, как любой медный кабель, SТР все равно остается подверженным ЕМI и перехвату информации.
Коаксиальный кабель имеет два проводника с общей центральной осью. В центре такого кабеля проходит сплошной медный проводник или многожильный провод. Он заключен в пластиковый вспененный изолированный слой. Такой же изолирующий слой покрывает второй проводник — цилиндрическую оплетку, металлическую фольгу или то и другое. Оплетка предохраняет провод от электромагнитных помех. Ее часто называют экраном. Внешний слой такого кабеля образует жесткая пластмассовая оболочка, обеспечивающая защиту и изоляцию (рис. 4).
1- центральный проводник; 2- изолятор; 3- проводник - экран; 4- внешний изолятор.
Рисунок 4 – Коаксиальный кабель
Наибольшее применение имеют кабели среднего (2,6/9,5мм) и малогабаритного (1,2/4,6мм) типов. В ряде случаев используют комбинированные конструкции кабелей, состоящие из 4, 6, 8 коаксиальных пар среднего типа и 4, 6 малогабаритных пар. Средние коаксиальные пары предназначены для организации многоканальной связи и телевидения на большие расстояния между оконечными пунктами и крупными узлами связи. Малогабаритные коаксиальные кабели предназначены для строительства кабельных магистралей ограниченной протяженности, рокадных линий между магистралями, устройства глубоких вводов радиорелейных линий и обеспечения областных связей. Достоинствами этих кабелей являются простота конструкции, дешевизна и технологичность их изготовления.
Большие коаксиальные пары представляют собой, как правило, одну пару большого размера (7/27мм 11/40мм и др.). Они используются по двухкабельной системе и предназначаются для организации большого числа каналов на главных направлениях связи.
Сети на коаксиальном кабеле создаются путем объединения Т-образных секций в один длинный сегмент. Два свободных конца сегмента завершаются терминаторами (рис. 5). ПК подключаются к одному из концов Т-образной секции. Данные передаются вдоль всего сегмента и достигают всех устройств, входящих в сегмент (рис. 6).
Рисунок 5 – Терминатор и Т-коннектор
Рисунок 6 – Соединение компьютеров с помощью коаксиального кабеля
Для того чтобы сеть функционировала, весь сегмент должен оставаться неповрежденным. Это означает, что, если какая-нибудь секция кабеля повреждена или отключена, то сеть работать не будет. В процессе модернизации сети (например, путем добавления новых ПК) происходит разрыв сегмента, что делает сеть временно неработоспособной. Коаксиальный кабель может использоваться только для сетей стандарта Ethernet.
Коаксиальный кабель имеет следующие характеристики:
· стоимость - коаксиальный кабель относительно недорог. Стоимость тонкого коаксиального кабеля меньше, чем SТР или UTР категории 5. Толстый коаксиальный кабель дороже SТР или UTР категории 5, но дешевле волоконно-оптического кабеля;
· установка - после небольшой практики подключение разъемов становится несложным, а сам кабель устойчив к различным повреждениям. Коаксиальный кабель требует наличия оконечной нагрузки и заземления. Заземление завершает электрическую цепь;
· пропускная способность - типичная скорость передачи данных для современной коаксиальной сети составляет 10 Мбит/с;
· число узлов - специфицируемый максимум числа узлов для сегмента тонкой Еthernet составляет 30, а для сегмента толстой Еthernet — 100 узлов;
· затухание - из-за использования медного кабеля сигнал в коаксиальном кабеле затухает, но в меньшей степени, чем в кабеле "витая пара". Длина кабельных сегментов ограничивается двумя тысячами метров;
· электромагнитные помехи - медный коаксиальный кабель остается подверженным ЕМI и перехвату информации.
2.3 Волоконно-оптический кабель
Волоконно-оптический кабель передает не электрические, а световые сигналы. Он намного более эффективный, чем другая среда передачи данных. Когда снизится его стоимость, этот кабель станет оптимальным выбором для сетей.
 |
Волоконно-оптический кабель имеет внутренний сердечник из стекла или пластика, проводящий свет. Внутренний сердечник кабеля покрыт оболочкой — слоем стекла, отражающим свет. Оптическое волокно заключено в защитную пластиковую оболочку, которая может иметь различную жесткость (рис. 7).
Рисунок 7 – Пример двух типов волоконно-оптических кабелей
В жестких, усиленных конфигурациях волокна полностью "упакованы" в пластиковую оболочку, а для укрепления кабеля он иногда содержит усиливающие жилы. В облегченных конфигурациях между внутренней и внешней оболочкой оставлено пространство, заполненное гелем или другим специальным материалом. Внутренняя защитная оболочка обеспечивает необходимую жесткость, делающую кабель устойчивым к разрывам, а также перегреву или переохлаждению. Дополнительную защиту дает гель, усиливающие жилы и внешняя оболочка.
Кабель может содержать одно светопроводящее волокно, но обычно их несколько. Волоконно-оптический кабель компактнее и легче, чем медный. Диаметр одного волокна примерно соответствует человеческому волосу.
Существует несколько типов оптических волокон, обладающих различными свойствами. Они отличаются друг от друга зависимостью коэффициента преломления от радиуса центрального волокна. На рис. 8 показаны три разновидности волокна (А, Б и В). Буквами А и Б помечен мультимодовый вид волокона. Тип Б имеет меньшую дисперсию времени распространения и по этой причине вносит меньшие искажения формы сигнала. Установлено, что, придавая световым импульсам определенную форму, дисперсионные эффекты можно полностью исключить. При этом появляется возможность передавать импульсы на расстояние в тысячи километров без искажения их формы. Такие импульсы называются солитонами.
Рисунок 8 - Разновидности оптических волокон, отличающиеся зависимостью коэффициента преломления от радиуса
При современных технологиях необходимо использовать повторители через каждые 30 км (против 5 км для медных проводов). По сравнению с медными проводами оптоволоконные кабели несравненно легче. Так одна тысяча скрученных пар при длине 1 км весит 8 тонн, а два волокна той же длины, обладающие большей пропускной способностью, имеют вес 100кг. Это обстоятельство открывает возможность укладки оптических кабелей вдоль высоковольтных линий связи, подвешивая или обвивая их вокруг проводников.
Буквой В помечен одномодовый вид волокна (понятие мода связано с характером распространения электромагнитных волн). В упрощенном виде можно считать, что мода - это одна из возможных траекторий, по которой может распространяться свет в волокне. Чем больше мод, тем больше дисперсионное искажение формы сигнала. Одномодовое волокно позволяет получить полосу пропускания в диапазоне 50-100 ГГц-км. Эта разновидность волокна воспринимает меньшую долю света на входе, за то обеспечивает минимальное искажение сигнала и минимальные потери амплитуды. Следует также иметь в виду, что оборудование для работы с одномодовым волокном значительно дороже. Число мод, допускаемых волокном, в известной мере определяет его информационную емкость. Модовая дисперсия приводит к расплыванию импульсов и их наезжанию друг на друга. Дисперсия зависит от диаметра центральной части волокна и длины волны света.
Типичная волоконно-оптическая локальная сеть содержит компьютер или сетевое устройство с волоконно-оптической платой сетевого интерфейса (NIC). Эта плата имеет входной и выходной интерфейсы. Данные интерфейсы с помощью специальных волоконно-оптических разъемов соединяются непосредственно с волоконно-оптическими кабелями. Противоположный конец кабеля подключается к связному устройству или стыковочному центру.
Устройства оптического интерфейса преобразуют сигналы компьютера в свет, передаваемый через оптоволокно. Когда свет проходит через кабель и достигает приемного конца, тот же интерфейс превращает его обратно в сигналы компьютера. Для одномодовых кабелей импульсы света создаются диодами с лазерной накачкой (ILD), генерирующими свет высокого качества. При приеме светового импульса он преобразуется в электрический сигнал P-i-N диодами (P-intrinsic-N) или фотодиодами.