Mediul de transmisie a datelor este înțeles ca o substanță fizică prin care sunt transmise semnale electrice, utilizată pentru a transfera anumite informații prezentate în formă digitală.

Mediul de transmisie a datelor poate fi natural sau artificial. Mediul natural este mediul existent în natură; Cel mai adesea, mediul natural pentru transmiterea semnalului este atmosfera Pământului. Prin urmare, artificial înseamnă medii care au fost special fabricate pentru a fi utilizate ca mediu de transmisie a datelor. Reprezentanții mediului artificial sunt, de exemplu, cablurile electrice și de fibră optică (optică).

Reprezentanții tipici și cei mai des întâlniți ai mediului artificial de transmisie a datelor sunt cablurile. La crearea unei rețele de transmisie de date, alegerea se face dintre următoarele tipuri principale de cabluri: fibră optică (fibră), coaxiale (coaxiale) și pereche răsucită (pereche răsucită). În acest caz, atât coaxial (cablu coaxial) cât și perechea răsucită folosesc un conductor metalic pentru a transmite semnale, iar un cablu de fibră optică folosește un ghidaj de lumină din sticlă sau plastic.

Cablu coaxial (coaxial) sau coaxial.

Cablul coaxial are o lățime de bandă largă; aceasta înseamnă că poate transmite trafic la viteze mari. De asemenea, este rezistent la interferența electromagnetică (comparativ cu perechea răsucită) și este capabil să transmită semnale pe distanțe lungi. În plus, mulți furnizori și instalatori atât ai sistemelor de cablu, cât și a diferitelor rețele de transmisie de date s-au familiarizat cu tehnologia de transmitere a semnalelor prin cablu coaxial.

Un cablu coaxial este format din patru părți. În interiorul cablului există un miez central (conductor, fir de semnal, linie, purtător de semnal, conductor interior), înconjurat de material izolator (dielectric). Acest strat de izolație este înconjurat de un ecran metalic subțire. Axa ecranului metalic coincide cu axa conductorului interior - de unde și numele „coaxial”. În cele din urmă, partea exterioară a cablului este mantaua de plastic.

Pereche răsucită (TP - pereche răsucită) - un cablu în care o pereche izolată de conductori este răsucită cu un număr mic de spire pe unitate de lungime. Răsucirea este efectuată pentru a reduce interferența externă (interferența din surse externe) și diafonia (interferența de la un conductor la altul conductor din aceeași pereche).

În comparație cu cablurile de fibră optică și coaxiale, utilizarea cablurilor cu perechi răsucite are o serie de avantaje semnificative. Acest cablu este mai subțire, mai flexibil și mai ușor de instalat. Este, de asemenea, ieftin. Și, ca rezultat, cablul cu pereche răsucită este un mijloc ideal de transmitere a datelor pentru birouri sau grupuri de lucru în care nu există interferențe electromagnetice.

Cu toate acestea, cablul cu pereche răsucită are următoarele dezavantaje: influența puternică a interferențelor electromagnetice externe, posibilitatea de scurgere de informații și atenuarea puternică a semnalului. În plus, conductoarele de perechi răsucite sunt supuse efectului pielii - la frecvențe de curent ridicate, curentul electric este deplasat din centrul conductorului, ceea ce duce la o scădere a ariei utile a conductorului și la o atenuare suplimentară a semnalului.

Shielded (STP - shielded twisted pair) și neshielded (UTP - unshielded twisted pair) sunt cele mai importante tipuri de perechi răsucite. În acest caz, un cablu UTP nu conține scuturi, în timp ce un cablu STP poate avea un ecran în jurul fiecărei perechi răsucite și, în plus, un alt ecran care acoperă toate perechile răsucite (cablu S-STP). Utilizarea unui ecran îmbunătățește imunitatea la zgomot.

Cablu fibră optică

Acest cablu are o lățime de bandă enormă și poate transporta semnale de voce, video și date pe distanțe foarte mari. Deoarece cablul de fibră optică folosește pulsuri de lumină mai degrabă decât electricitate pentru a transmite date, este imun la interferența electromagnetică. O caracteristică distinctivă a cablului cu fibră optică este că oferă o securitate mai mare a informațiilor decât cablul de cupru. Acest lucru se datorează faptului că intrusul nu poate asculta semnalele, ci trebuie să se conecteze fizic la linia de comunicație. Dezavantajele cablurilor cu fibră optică includ costuri ridicate și mai puține reconectări posibile în comparație cu cablurile electrice, deoarece în timpul reconectărilor apar microfisuri la locul de comutare, ceea ce duce la deteriorarea calității fibrei optice.

Structura unui cablu de fibră optică este similară cu un cablu coaxial. Cu toate acestea, în loc de un miez central, în centrul său există o tijă, sau un miez, care este înconjurat nu de un dielectric, ci de un înveliș optic, care, la rândul său, este înconjurat de un strat tampon (un strat de lac). , elemente de armare și un strat exterior. Miezul și carcasa sunt fabricate ca o singură unitate. Diametrul tijei variază de la 2 la câteva sute de micrometri. Grosimea carcasei variază de la sute de micrometri la câțiva milimetri. Stratul tampon poate fi liber (tub de plastic rigid) sau strâns. Free protejează de daune mecanice și temperatură, adiacent protejează numai de daune mecanice. Elementele de armare sunt din oțel, Kevlar etc., cu toate acestea, pot avea un efect negativ, de exemplu, elementele din oțel pot atrage lovituri de fulger. acoperind cablurile electrice.

Cablul de fibră optică poate fi monomod sau multimod. Un cablu monomod are un diametru mai mic al fibrei (5-10 microni) și permite doar propagarea rectilinie a radiației luminoase (de-a lungul modului central). În miezul unui cablu multimod, lumina se poate propaga nu numai în linie dreaptă (de-a lungul mai multor moduri). Cu cât sunt mai multe moduri, cu atât capacitatea cablului este mai restrânsă.

Cablul monomod are cea mai bună performanță, dar este și cel mai scump. Cablul multimod din plastic este cel mai

Să luăm în considerare mediul natural de transmitere - atmosfera. Undele electromagnetice sunt cei mai folosiți purtători de date în atmosferă. Trebuie remarcat aici că natura propagării undelor electromagnetice în atmosferă depinde de lungimea de undă. Spectrul de radiații electromagnetice este împărțit în radiații radio, radiații infraroșii, lumină vizibilă, radiații ultraviolete, radiații de raze X și radiații gamma. În prezent, din cauza dificultăților tehnice, radiațiile ultraviolete, raze X și gamma nu sunt utilizate. Undele radio utilizate, la rândul lor, depind de lungimea de undă. Ele se împart în (dam clasificarea internă): extra-lung (deca-kilometru), lung (kilometru), mediu (hectametru), scurt (decametru), metru, decimetru, centimetru, milimetru, submilimetru. Ultimele cinci benzi sunt numite și unde ultrascurte. În plus, ultimele trei intervale includ radiația cu microunde (și, conform unor surse, o parte din intervalul decimetru 0,3...0,1 m).

Conceptul de mediu de transmisie a datelor

Mediul de transmisie a datelor trebuie înțeles ca un set de echipamente care utilizează

Care interacțiune se realizează între participanții conexiunii în cadrul

Sesiune de comunicare.

În cel mai simplu caz, mediul de transmisie poate fi implementat sub forma unui cablu

(singur sau ca parte a unui grup) și/sau utilizați oricare dintre aceste tipuri

Tehnologii wireless.

Pentru a utiliza un cablu într-o rețea de calculatoare, trebuie descrise în mod clar următoarele:

Tipul sistemului de cabluri și caracteristicile sale fizice;

Forme și niveluri ale semnalului informațional;

Metode de ramificare a mediului de transmisie și de conectare la acesta;

Cerințe pentru echipamentele de rețea.

Când utilizați tehnologii fără fir, există și mai multe restricții și cerințe,

Deoarece fiecare dintre aceste medii are moduri speciale de codificare, decodare și

Aplicații ale semnalului în mediu.

De obicei, mediul de transmisie funcționează în unul dintre următoarele moduri:

Transmisie simplex. Canal unidirecțional, semnalele trec întotdeauna prin el

Doar într-o singură direcție.

Transmisie semi-duplex. Semnalele pot fi transmise în ambele direcții prin

Un singur canal de comunicare, dar în orice moment semnalele sunt transmise numai

Sens unic.

Transmisie duplex. Această metodă implementează comunicarea completă bidirecțională prin

Singurul canal de comunicare.

Proprietățile mediului de transmisie determină nivelul de protecție a semnalelor transmise de

Interferență. Există următoarele tipuri de interferență:

Interferența electromagnetică reprezintă intruziunea unui străin

Un semnal electromagnetic care perturbă forma semnalului util. Când este util

Semnalul este adăugat de interferențe externe, computerul care primește nu poate fi corect

Interpretați semnalul.

Interferența de radiofrecvență constă în semnale de la transmițătoarele radio și altele

Dispozitive care generează semnale la frecvențe radio. Acestea includ, de asemenea

Procesoare și display-uri de calculator. Frecvența radio este considerată a fi electromagnetică

Radiație la frecvențe de la 10 KHz la 100 GHz. Emisie la frecvențe de la 2 la 10 GHz

Denumit și cuptor cu microunde.

Influența interferenței radiofrecvenței este eliminată folosind filtre de zgomot,

Folosit în diferite tipuri de rețele.

Crosstalk. Acest tip de interferență include semnale de fir,

Situate la o distanță de câțiva milimetri unul de celălalt. curgând prin

Curentul electric dintr-un fir creează un câmp electromagnetic care generează

Semnale într-un alt fir situat în apropiere. Destul de des, când vorbești

La un telefon, puteți auzi conversațiile înfundate ale altor persoane. Motivul pentru aceasta

Există diafonie.

Diafonia este mult redusă prin răsucirea a două fire împreună astfel

Fabricat în pereche răsucită. Cu cât sunt mai multe ture pe unitate de lungime, cu atât mai puține

Influența interferenței.

Atenuarea semnalului. Trecând prin cablu, semnale electrice și optice

Ei sunt din ce în ce mai slabi. Cu cât distanța până la sursă este mai mare, cu atât semnalul este mai slab.

Această slăbire a semnalului cu distanța se numește atenuare a semnalului. Atenuare

Acesta este motivul pentru care specificațiile diferitelor arhitecturi de rețea

Specifică limita de lungime a cablului. Dacă această restricție este îndeplinită, atunci

Efectul de estompare nu va afecta funcționarea normală a canalului de comunicație.

Diferite sisteme de cabluri au toleranțe diferite ale intervalului de frecvență

Și rata de atenuare a semnalului (Figura 1).

Pe măsură ce frecvența crește, atenuarea crește deoarece cu cât frecvența este mai mare

semnal, cu atât mai intensă este disiparea energiei sale electromagnetice în mediul înconjurător

Spaţiu. Pe măsură ce frecvența crește, firul în sine se transformă într-un purtător de semnal

Într-o antenă care își disipă energia în spațiu.

Toate standardele legate de mediul de transmisie a datelor sunt descrise pe fizic

Nivelul modelului OSI.

O linie de comunicație constă în general dintr-un mediu fizic prin care sunt transmise semnale electrice de informații, echipamente de transmisie a datelor și echipamente intermediare. Sinonim cu termenul linie de comunicare este termenul canal de comunicare.

Fizicmediu de transmisie (mediu) poate fi un cablu, adică un set de fire, mantale izolatoare și de protecție și conectori de conectare, precum și atmosfera pământului sau spațiul exterior prin care se propagă undele electromagnetice.

În funcție de mediul de transmisie a datelor, liniile de comunicație sunt împărțite în următoarele:

cu fir (aeriană);

cablu (cupru și fibră optică);

canale radio de comunicații terestre și prin satelit.

Linii de comunicație cablate (aeriane). sunt fire fără nicio împletitură izolatoare sau de ecranare, așezate între stâlpi și agățate în aer. Astfel de linii de comunicație transportă în mod tradițional semnale telefonice sau telegrafice, dar în absența altor opțiuni, aceste linii sunt folosite și pentru a transmite date computerizate. Viteza și imunitatea la zgomot a acestor linii lasă mult de dorit. Astăzi, liniile de comunicații cu fir sunt rapid înlocuite cu linii de cablu.

Linii de cablu sunt structuri destul de complexe. Cablul este format din conductori închiși în mai multe straturi de izolație: electrică, electromagnetică, mecanică și, eventual, climatică. În plus, cablul poate fi echipat cu conectori care vă permit să conectați rapid diverse echipamente la el. Există trei tipuri principale de cablu utilizate în rețelele de calculatoare: cabluri de cupru cu perechi răsucite, cabluri coaxiale de cupru și cabluri de fibră optică.

Se numește o pereche de fire răsucite pereche răsucită. Perechea răsucită există într-o versiune ecranată (Pereche răsucită ecranată, STP), când o pereche de fire de cupru este înfășurată într-un scut izolator și neecranat (Pereche răsucită neecranată, UTP) când învelișul izolator lipsește. Răsucirea firelor reduce efectul interferențelor externe asupra semnalelor utile transmise de-a lungul cablului. Cablu coaxial are un design asimetric și constă dintr-un miez intern și împletitură de cupru, separat de miez printr-un strat de izolație. Există mai multe tipuri de cablu coaxial, care diferă în caracteristici și domenii de aplicare - pentru rețele locale, pentru rețele de suprafață largă, pentru televiziune prin cablu etc. Cablu fibră optică constă din fibre subțiri (5-60 microni) prin care circulă semnalele luminoase. Acesta este tipul de cablu de cea mai înaltă calitate - oferă transmisie de date la viteze foarte mari (până la 10 Gbit/s și mai mult) și, în plus, mai bine decât alte tipuri de medii de transmisie, protejează datele de interferențele externe.

Canale radio terestre și prin satelit sunt formate folosind un emițător și un receptor de unde radio. Există un număr mare de tipuri diferite de canale radio, care diferă atât în ​​domeniul de frecvență utilizat, cât și în domeniul canalului. Benzile de unde scurte, medii și lungi (KB, MW și LW), numite și benzi de modulație în amplitudine (AM) pe baza tipului de metodă de modulare a semnalului utilizată în ele, asigură comunicații pe distanțe lungi, dar la o rată scăzută de transfer de date. Cele mai rapide canale sunt cele care operează în intervalul de unde ultrascurte (VHF), care se caracterizează prin modulație de frecvență (FM), precum și în domeniul de frecvență ultra-înaltă (micunde). În intervalul de microunde (peste 4 GHz), semnalele nu mai sunt reflectate de ionosfera Pământului și o comunicare stabilă necesită vizibilitate directă între emițător și receptor. Prin urmare, astfel de frecvențe sunt utilizate fie de canalele prin satelit, fie de canalele de releu radio, acolo unde această condiție este îndeplinită.

În rețelele de calculatoare de astăzi, sunt folosite aproape toate tipurile descrise de medii fizice de transmisie a datelor, dar cele mai promițătoare sunt cele cu fibră optică. Astăzi, pe ele sunt construite atât coloana vertebrală a rețelelor teritoriale mari, cât și liniile de comunicație de mare viteză ale rețelelor locale. Perechea răsucită este, de asemenea, un mediu popular, caracterizat printr-un raport excelent calitate-preț și ușurință de instalare. Folosind cabluri torsadate, utilizatorii finali ai rețelelor sunt de obicei conectați la distanțe de până la 100 de metri de hub. Canalele prin satelit și comunicațiile radio sunt utilizate cel mai adesea în cazurile în care comunicațiile prin cablu nu pot fi utilizate - de exemplu, atunci când un canal trece printr-o zonă slab populată sau pentru a comunica cu un utilizator al rețelei mobile, cum ar fi un șofer de camion, un medic care face o rundă. , etc.

Liniile de comunicare diferă și în ceea ce privește mediul fizic utilizat pentru transmiterea informațiilor. Mediul fizic de transmisie a datelor poate fi un set de conductori prin care sunt transmise semnalele. Pe baza unor astfel de conductori se construiesc linii de comunicație cu fire (aeriene) sau prin cablu (Fig. 1). Atmosfera terestră sau spațiul cosmic este, de asemenea, folosită ca mediu prin care se propagă semnalele informaționale. În primul caz vorbim despre mediu cu fir, iar în al doilea - despre fără fir.

În sistemele moderne de telecomunicații, informațiile sunt transmise folosind curent electric sau tensiune, semnale radio sau semnale luminoase - toate aceste procese fizice sunt oscilații ale câmpului electromagnetic de diferite frecvențe.

Cablat (aer) liniile de comunicație sunt fire fără nicio împletitură izolatoare sau de ecranare, așezate între stâlpi și suspendate în aer. Chiar și în trecutul recent, astfel de linii de comunicație erau principalele pentru transmiterea semnalelor telefonice sau telegrafice. Astăzi, liniile de comunicații cu fir sunt rapid înlocuite cu linii de cablu. Dar în unele locuri se păstrează încă și, în lipsa altor posibilități, continuă să fie folosite, în special, pentru transmiterea datelor informatice. Calitățile de viteză și imunitatea la zgomot ale acestor linii lasă mult de dorit.

Linii de cablu au un design destul de complex. Cablul este format din conductori inchisi in mai multe straturi de izolatie: electrica, electromagnetica, mecanica si, eventual, climatica. În plus, cablul poate fi echipat cu conectori care vă permit să conectați rapid diverse echipamente la el.
dovaniya. În rețelele de calculatoare (și de telecomunicații) se folosesc trei tipuri principale de cablu: cabluri bazate pe perechi răsucite de fire de cupru - pereche răsucită neecranată (UTP) și pereche răsucită ecranată (Shielded Twisted Pair, STP), cabluri coaxiale cu miez de cupru, fibră - cabluri optice. Primele două tipuri de cabluri se mai numesc și cabluri de cupru.

Canale radio Comunicațiile terestre și prin satelit se formează folosind un transmițător și un receptor de unde radio. Există o mare varietate de tipuri de canale radio, care diferă atât în ​​domeniul de frecvență utilizat, cât și în domeniul canalului. Benzile radio de difuzare (unde lungi, medii și scurte), numite și benzi AM, sau benzi de modulație de amplitudine (AM), asigură comunicații la distanță lungă, dar la rate de date scăzute. Cele mai rapide canale sunt cele care folosesc benzi de foarte înaltă frecvență (VHF), pentru care se folosește modularea în frecvență (FM). Benzile de ultra înaltă frecvență (UHF), numite și benzi de microunde (peste 300 MHz), sunt de asemenea folosite pentru transmisia de date. La frecvențe de peste 30 MHz, semnalele nu mai sunt reflectate de ionosfera Pământului, iar o comunicare stabilă necesită vizibilitate directă între emițător și receptor. Prin urmare, aceste frecvențe sunt utilizate în canale prin satelit sau radio releu sau în astfel de rețele locale sau mobile în care această condiție este îndeplinită.

În rețelele de calculatoare de astăzi, sunt folosite aproape toate tipurile descrise de medii fizice de transmisie a datelor. Oportunitățile bune sunt oferite de cablurile de fibră optică, care au o lățime de bandă largă și o sensibilitate scăzută la interferențe. Astăzi, pe ele sunt construite atât autostrăzi cu rețele mari teritoriale și orașe, cât și rețele locale de mare viteză. Perechea răsucită este, de asemenea, un mediu popular, caracterizat printr-un raport excelent calitate-preț, precum și prin ușurință de instalare. Canalele wireless sunt utilizate cel mai adesea în cazurile în care liniile de comunicație prin cablu nu pot fi utilizate, de exemplu, atunci când un canal trece printr-o zonă slab populată sau pentru comunicarea cu utilizatorii rețelei mobile. Furnizarea de mobilitate afectată în primul rând rețelele de telefonie sunt încă în urmă în acest sens. Cu toate acestea, construcția de rețele de calculatoare bazate pe tehnologii fără fir, precum Radio Ethernet, este considerată astăzi unul dintre cele mai promițătoare domenii ale telecomunicațiilor.

Mediul de transmitere a informațiilor sunt acele linii de comunicare (sau canale de comunicare) prin care se face schimb de informații între computere. Marea majoritate a rețelelor de calculatoare (în special a celor locale) utilizează canale de comunicație prin cablu sau prin cablu, deși există și rețele fără fir care sunt acum din ce în ce mai utilizate, în special în computerele laptop.

Există 4 tipuri de medii de transmisie a datelor:

· Cabluri torsadate

· Cabluri coaxiale

Cabluri de fibră optică

· Canale de comunicare fără fir

Perechile răsucite de fire sunt folosite în cabluri ieftine și astăzi, probabil, cele mai populare. Un cablu cu perechi răsucite este format din mai multe perechi de fire de cupru izolate răsucite în perechi într-o singură manta dielectrică (plastic). Este destul de flexibil și ușor de așezat. Răsucirea firelor vă permite să minimizați cuplarea inductivă a cablurilor între ele și să reduceți influența proceselor tranzitorii.

De obicei, cablul include două (Fig. 4.1) sau patru perechi răsucite.

Orez. 4 ,1.

Perechile răsucite neecranate se caracterizează printr-o protecție slabă împotriva interferențelor electromagnetice externe, precum și împotriva interceptării cu urechea, care pot fi efectuate în scopul, de exemplu, de spionaj industrial. Mai mult, interceptarea informațiilor transmise prin rețea este posibilă atât prin metoda contactului (de exemplu, folosind două ace înfipte în cablu), cât și prin metoda fără contact, care se rezumă la interceptarea radio a câmpurilor electromagnetice emise de cablu. . Mai mult, efectul interferenței și cantitatea de radiație în exterior crește odată cu creșterea lungimii cablului. Pentru a elimina aceste deficiențe, se folosește ecranarea cablului.

În cazul perechilor răsucite ecranate STP, fiecare dintre perechile răsucite este plasată într-un ecran împletit metalic pentru a reduce emisiile de cabluri, pentru a proteja împotriva interferențelor electromagnetice externe și pentru a reduce influența reciprocă a perechilor de fire unul asupra celuilalt (diafonia). Pentru ca ecranul să se protejeze împotriva interferențelor, acesta trebuie să fie împământat. Desigur, cablul cu perechi răsucite ecranat este vizibil mai scump decât cablul neecranat. Utilizarea acestuia necesită conectori special ecranați. Prin urmare, este mult mai puțin comun decât perechea răsucită neecranată.

Principalele avantaje ale cablurilor perechi răsucite neecranate sunt ușurința instalării conectorilor la capetele cablului, precum și repararea oricăror daune în comparație cu alte tipuri de cablu. Toate celelalte caracteristici sunt mai rele decât alte cabluri. De exemplu, pentru o anumită viteză de transmisie, atenuarea semnalului (scăderea nivelului semnalului pe măsură ce trece prin cablu) este mai mare decât cea a cablurilor coaxiale. Dacă luăm în considerare imunitatea încă scăzută la zgomot, este clar de ce liniile de comunicație bazate pe perechi răsucite sunt de obicei destul de scurte (de obicei, la 100 de metri). În prezent, cablurile cu perechi răsucite sunt folosite pentru a transmite informații la viteze de până la 1000 Mbit/s, deși problemele tehnice întâlnite la astfel de viteze sunt extrem de complexe.

Un cablu coaxial este un cablu electric format dintr-un fir central de cupru și o împletitură metalică (ecran), separate între ele printr-un strat de dielectric (izolație internă) și plasate într-o înveliș exterioară comună (Fig. 4.2).

Figura 4.2

Până de curând, cablul coaxial a fost foarte popular, ceea ce se datorează imunității sale ridicate la zgomot (mulțumită împletiturii metalice), lățimi de bandă mai largi decât în ​​cazul perechii răsucite (peste 1 GHz) și distanțe mari de transmisie admise (până la un kilometru) . Este mai dificil să se conecteze mecanic la acesta pentru interceptări neautorizate ale rețelei, de asemenea, produce mai puține radiații electromagnetice în exterior. Cu toate acestea, instalarea și repararea cablului coaxial este mult mai complicată decât cablul cu perechi răsucite, iar costul acestuia este mai mare (este de aproximativ 1,5 - 3 ori mai scump). Instalarea conectorilor la capetele cablului este, de asemenea, mai dificilă. În zilele noastre este folosit mai rar decât perechea răsucită. Standardul EIA/TIA-568 include un singur tip de cablu coaxial utilizat într-o rețea Ethernet.

Cablul coaxial este utilizat în principal în rețelele cu topologie magistrală. În acest caz, terminatoarele trebuie instalate la capetele cablului pentru a preveni reflexiile interne ale semnalului, iar unul (și doar unul!) dintre terminatori trebuie să fie împământat. Fără împământare, împletitura metalică nu protejează rețeaua de interferențe electromagnetice externe și nu reduce radiația informațiilor transmise prin rețea în mediul extern. Dar atunci când împământarea este împămânțată în două sau mai multe puncte, nu numai echipamentele de rețea, ci și computerele conectate la rețea pot eșua. Terminatoarele trebuie să fie potrivite cu cablul; rezistența lor trebuie să fie egală cu impedanța caracteristică a cablului. De exemplu, dacă se folosește un cablu de 50 ohmi, numai terminatoarele de 50 ohmi sunt potrivite pentru acesta.

Mai rar, cablurile coaxiale sunt utilizate în rețelele cu topologie în stea (de exemplu, o stea pasivă într-o rețea Arcnet). În acest caz, problema de potrivire este simplificată semnificativ, deoarece nu sunt necesare terminatoare externe la capete libere.

Există două tipuri principale de cablu coaxial:

· cablul subțire, având un diametru de aproximativ 0,5 cm, este mai flexibil;

· cablu gros, de circa 1 cm diametru, mult mai rigid. Este o versiune clasică a cablului coaxial, care a fost aproape complet înlocuită cu un cablu subțire modern.

Un cablu subțire este utilizat pentru transmiterea pe distanțe mai scurte decât unul gros, deoarece semnalul din acesta este mai atenuat. Dar un cablu subțire este mult mai convenabil de lucrat: poate fi direcționat rapid către fiecare computer, în timp ce un cablu gros necesită fixare rigidă pe peretele camerei. Conectarea la un cablu subțire (folosind conectori BNC de tip baionetă) este mai simplă și nu necesită echipament suplimentar. Și pentru a vă conecta la un cablu gros, trebuie să utilizați dispozitive speciale, destul de scumpe, care îi străpung carcasa și stabilesc contact atât cu miezul central, cât și cu ecranul. Un cablu gros este de aproximativ de două ori mai scump decât un cablu subțire, așa că cablul subțire este folosit mult mai des.

Ca și în cazul cablurilor cu perechi răsucite, un parametru important al unui cablu coaxial este tipul de manta exterioară pe care o are. În mod similar, în acest caz, sunt utilizate atât cabluri non-plenum (PVC) cât și cabluri plenum. Desigur, cablul de teflon este mai scump decât cablul din PVC. În mod obișnuit, tipul de manta poate fi distins după culoare (de exemplu, Belden folosește galben pentru cablul din PVC și portocaliu pentru cablul de teflon).

Valorile tipice ale întârzierii de propagare a semnalului într-un cablu coaxial sunt de aproximativ 5 ns/m pentru un cablu subțire și de aproximativ 4,5 ns/m pentru un cablu gros.

Există opțiuni pentru cablu coaxial dublu ecranat (un ecran este situat în interiorul celuilalt și este separat de acesta printr-un strat suplimentar de izolație). Astfel de cabluri au o imunitate mai bună la zgomot și protecție la interceptări, dar sunt puțin mai scumpe decât cele obișnuite.

În prezent, cablul coaxial este considerat învechit, în majoritatea cazurilor, acesta poate fi înlocuit cu pereche răsucită sau cu fibră optică. Iar noile standarde pentru sistemele de cablu nu o mai includ în lista tipurilor de cabluri.

Cablul de fibră optică (alias fibră optică) este un tip de cablu fundamental diferit față de cele două tipuri de cablu electric sau de cupru discutate. Informațiile despre acesta sunt transmise nu printr-un semnal electric, ci printr-un semnal ușor. Elementul său principal este fibra de sticlă transparentă, prin care lumina circulă pe distanțe mari (până la zeci de kilometri) cu o atenuare nesemnificativă.

Desen. 4.3.

Structura unui cablu de fibră optică este foarte simplă și similară cu structura unui cablu electric coaxial (Figura 4.3). Doar în locul unui fir central de cupru, aici se folosește fibră de sticlă subțire (aproximativ 1 - 10 microni în diametru), iar în loc de izolație internă se folosește o carcasă de sticlă sau plastic, care nu permite luminii să iasă dincolo de fibra de sticlă. În acest caz, vorbim despre modul așa-numitului reflectare internă totală a luminii de la limita a două substanțe cu indici de refracție diferiți (coaja de sticlă are un indice de refracție mult mai mic decât fibra centrală). De obicei, nu există împletituri metalice pe cablu, deoarece ecranarea împotriva interferențelor electromagnetice externe nu este necesară. Cu toate acestea, uneori este încă folosit pentru protecția mecanică împotriva mediului (un astfel de cablu este uneori numit cablu blindat; poate combina mai multe cabluri de fibră optică sub o singură manta).

Cablul de fibră optică are caracteristici excepționale în ceea ce privește imunitate la zgomot și secretul informațiilor transmise. În principiu, nicio interferență electromagnetică externă nu poate distorsiona semnalul luminos, iar semnalul în sine nu generează radiații electromagnetice externe. Este aproape imposibil să vă conectați la acest tip de cablu pentru interceptarea neautorizată a rețelei, deoarece acest lucru ar compromite integritatea cablului. Lățimea de bandă posibilă teoretic a unui astfel de cablu ajunge la 1012 Hz, adică 1000 GHz, ceea ce este incomparabil mai mare decât cea a cablurilor electrice. Costul cablului de fibră optică scade constant și este acum aproximativ același cu costul cablului coaxial subțire.

Cu toate acestea, cablul de fibră optică are și unele dezavantaje.

Cel mai important dintre ele este complexitatea ridicată a instalării (la instalarea conectorilor este necesară precizia micronului; atenuarea conectorului depinde în mare măsură de precizia tăierii fibrei de sticlă și de gradul de lustruire a acesteia). Pentru instalarea conectorilor, se folosește sudarea sau lipirea folosind un gel special care are același indice de refracție a luminii ca și fibra de sticlă. În orice caz, acest lucru necesită personal înalt calificat și unelte speciale. Prin urmare, cel mai adesea, cablul de fibră optică este vândut sub formă de bucăți pre-tăiate de lungimi diferite, la ambele capete ale cărora sunt deja instalate tipul necesar de conectori. Trebuie reținut că instalarea defectuoasă a conectorului reduce drastic lungimea admisă a cablului, determinată de atenuare.

De asemenea, trebuie să ne amintim că utilizarea cablului de fibră optică necesită receptoare și transmițătoare optice speciale care convertesc semnalele luminoase în semnale electrice și invers, ceea ce uneori crește semnificativ costul rețelei în ansamblu.

Cablurile de fibră optică permit ramificarea semnalului (se produc splittere (cuple) pasive speciale pentru 2-8 canale pentru aceasta), dar, de regulă, sunt folosite pentru a transmite date doar într-o singură direcție între un emițător și un receptor. La urma urmei, orice ramificare slăbește inevitabil foarte mult semnalul luminos și, dacă există multe ramuri, atunci este posibil ca lumina pur și simplu să nu ajungă la capătul rețelei. În plus, splitter-ul are și pierderi interne, astfel încât puterea totală a semnalului la ieșire este mai mică decât puterea de intrare.

Cablul de fibră optică este mai puțin durabil și mai puțin flexibil decât cablul electric. Raza de îndoire permisă tipică este de aproximativ 10 - 20 cm, cu raze de îndoire mai mici, fibra centrală se poate rupe. Nu tolerează întinderea cablurilor și mecanice, precum și influențele de strivire.

Cablul de fibră optică este, de asemenea, sensibil la radiațiile ionizante, ceea ce reduce transparența fibrei de sticlă, adică crește atenuarea semnalului. Schimbările bruște de temperatură au, de asemenea, un impact negativ asupra acesteia, iar fibra de sticlă se poate crăpa.

Cablul de fibră optică este utilizat numai în rețelele cu topologie în stea și inel. Nu există probleme de coordonare sau de împământare în acest caz. Cablul asigură izolarea galvanică ideală a computerelor din rețea. În viitor, este posibil ca acest tip de cablu să înlocuiască cablurile electrice, sau cel puțin să le înlocuiască foarte mult. Rezervele de cupru de pe planetă se epuizează, dar există materii prime mai mult decât suficiente pentru producția de sticlă.

Pe lângă canalele prin cablu, rețelele de computere folosesc uneori și canale fără cablu. Principalul lor avantaj este că nu este necesară cablarea (nu este nevoie să faceți găuri în pereți, să asigurați cablurile în țevi și jgheaburi, să le așezați sub podele înălțate, deasupra tavanelor suspendate sau în puțuri de ventilație, să căutați și să reparați daune). În plus, computerele din rețea pot fi mutate cu ușurință într-o cameră sau într-o clădire, deoarece nu sunt legate de nimic.

Canalul radio folosește transmisia de informații prin unde radio, așa că teoretic poate oferi comunicare pe multe zeci, sute și chiar mii de kilometri. Viteza de transmisie atinge zeci de megabiți pe secundă (depinde mult de lungimea de undă selectată și metoda de codificare).

Particularitatea canalului radio este că semnalul este emis liber în aer, nu este închis într-un cablu, astfel încât apar probleme de compatibilitate cu alte surse de unde radio (stații de radio și televiziune, radare, radio amatori și emițătoare profesionale, etc.). Canalul radio utilizează transmisia într-un interval de frecvență îngust și modularea unui semnal de frecvență purtătoare printr-un semnal de informare.

Principalul dezavantaj al canalului radio este protecția sa slabă împotriva interceptării, deoarece undele radio se propagă necontrolat. Un alt mare dezavantaj al canalului radio este imunitatea slabă la zgomot.

Pentru rețelele locale fără fir (WLAN - LAN fără fir), conexiunile radio sunt utilizate în prezent pe distanțe scurte (de obicei până la 100 de metri) și în raza vizuală. Cele două intervale de frecvență cele mai utilizate sunt 2,4 GHz și 5 GHz. Viteza de transfer - până la 54 Mbit/s. O opțiune comună este 11 Mbit/s.

Rețelele WLAN permit stabilirea conexiunilor de rețea fără fir într-o zonă limitată (de obicei în interiorul unei clădiri de birouri sau universități sau în locuri publice, cum ar fi aeroporturi). Acestea pot fi utilizate în birouri temporare sau în alte locații în care cablarea nu este fezabilă sau ca o completare la o rețea LAN cu fir existentă pentru a permite utilizatorilor să lucreze în timp ce se deplasează prin clădire.

Tehnologia populară Wi-Fi (Wireless Fidelity) vă permite să organizați comunicarea între computere de la 2 la 15 folosind un hub (numit punct de acces, punct de acces, AP) sau mai multe hub-uri dacă există în plus de la 10 la 50 de computere , această tehnologie oferă posibilitatea de a conecta două rețele locale la o distanță de până la 25 de kilometri folosind poduri wireless puternice. De exemplu în Fig. 4.4 arată conexiunea computerelor folosind un punct de acces. Este important ca multe computere mobile (laptop-uri) să aibă deja un controler Wi-Fi încorporat, ceea ce simplifică foarte mult conectarea lor la o rețea wireless.

Figura 4.4

Canalul radio este utilizat pe scară largă în rețelele globale atât pentru comunicații terestre, cât și prin satelit. În această aplicație, canalul radio nu are concurenți, deoarece undele radio pot ajunge oriunde în lume.

Dacă vorbim despre posibile topologii, atunci, cel mai firesc, toate canalele de comunicație fără fir sunt potrivite pentru o topologie de tip magistrală, în care informațiile sunt transmise simultan tuturor abonaților. Dar atunci când se utilizează transmisia îngust direcționată și/sau diviziunea de frecvență între canale, este posibilă implementarea oricărei topologii (topologii inel, stea, combinate) atât pe canalul radio, cât și pe canalul infraroșu.