4.3.2. физическая среда локальных сетей

4.3.2. физическая среда локальных сетей

В качестве среды передачи информации в локальных сетях самое широкое применение находят коаксиальный кабель, витые пары проводников и оптоволоконные среды.

Коаксиальный кабель является широкополосным средством связи, позволяющим передавать информацию в достаточно большом частотном диапазоне. Он подходит как для одноканальной, так и для многоканальной передачи. В локальных компьютерных сетях используются коаксиальные кабели с различным волновым сопротивлением от 50 до 120 Ом, однако предпочтение отдается кабелю с волновым сопротивлением 50 Ом.

Физически коаксиальный кабель представляет собой двухпроводную линию связи, в которой один проводник (центральный) находится внутри другого (рис. 4.6). Диаметр центрального проводника оказывает существенное влияние на электрические параметры кабеля. В соответствии с законами физики высокочастотный сигнал распространяется по внешнему диаметру проводника. Чем больше диаметр проводника, тем меньше затухание высокочастотного сигнала. Затухание сигнала определяет долю интенсивности электрического сигнала или Рис. 4.6. Коаксиальный кабель:1, 3 — соответственно центральный и внешний проводники; 2— изоляция; 4— оболочка кабеля

мощности, которую он теряет при прохождении по соединительному проводу. При очень высоком затухании приемник может потерять способность надежной дешифрации данных.

Центральный проводник бывает как одножильным, так и многожильным медным проводником. Кабель с многожильным центральным проводником — более гибкий и надежный, однако стоимость его несколько выше. Внешний проводник выполнен в виде цилиндра, сплетенного из медного провода. Центральный 1 и внешний 3 проводники разделены между собой изоляцией 2. Внешняя оболочка кабеля 4 делается из поливинилхлорида или флуорополимера. Для достижения максимального уровня сигнала размер сегмента коаксиального кабеля должен быть кратен длине волны передаваемого сигнала. С целью определения места подключения абонентских систем коаксиальный кабель маркируется по всей длине через определенное расстояние. Качество функционирования локальной компьютерной сети во многом зависит от электрических и механических характеристик кабеля. Электрические параметры оказывают существенное влияние на реальное значение скорости передачи информации и устойчивость работы сети. Механические параметры определяют удобство монтажа и надежность сетевых соединений.

В настоящее время в локальных сетях находит применение кабель на базе витых пар проводников. Витая пара содержит две или более пары проводов, скрученных один с другим по всей длине кабеля. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.

Существует множество типов кабелей с витыми парами проводов. Кабели содержат четыре пары проводников либо представляют собой жгуты из 25 и более пар неэкранированных или экранированных проводов. Неэкранированные провода, как правило, имеют волновое сопротивление 100 Ом, а экранированные — 150 Ом. В связи с широким распространением кабеля на базе витых пар проводников в различных компьютерных сетях разработан ряд стандартов, определяющих электрические и монтажные параметры кабеля. В рамках каждого типа кабеля различают несколько его категорий. Так, для неэкранированного кабеля из четырех витых пар, который достаточно часто используется в локальных сетях, определены категории с номерами 3, 4, 5. Основное различие между категориями заключается в частотных характеристиках. В зависимости от категории кабеля определяется максимально допустимая длина сегмента кабеля между двумя активными устройствами, например между абонентской системой и концентратором. Для кабеля категории 3 длина сегмента не должна превышать 100 м. Кабели более высоких категорий могут обеспечивать связь на большие расстояния. Скажем, с помощью кабеля категории 5 устанавливают связь на расстоянии до 150 м. В свою очередь, экранированные кабели обладают лучшими параметрами передачи сигналов.

Для подключения витых пар проводников часто используют разъемы, применяемые в телефонных системах — RJ-45 (8-контактные) или Telko (50-контактные).

Наиболее перспективной передающей средой, позволяющей достигать скорости передачи в несколько Гбит/с, является оптоволоконный кабель. Передающей средой в нем служит оптическое волокно (световод), представляющее собой тонкую стеклянную нить толщиной 50—100 мкм. Основным стандартным соотношением номинальных диаметров сердцевины и окружающего ее слоя считается соотношение 62,5/125 мкм. Информация по оптоволоконному кабелю передается с помощью световых сигналов. В качестве источников света применяются светодиоды или лазерные диоды. При выборе лазерного диода, который допускает переключение с частотой в несколько тысяч МГц, обеспечивается достаточно высокая скорость передачи цифровых сигналов. Следует заметить, что прозрачность оптического волокна на несколько порядков выше прозрачности обычного стекла, что позволяет передавать световой сигнал на десятки километров без существенного снижения уровня сигнала. Оптическое волокно достаточно гибкое, и это дает возможность прокладывать оптоволоконный кабель практически по тем же каналам, что и коаксиальный. При соответствующей технологии изготовления оптоволоконного кабеля удается добиться того, что свет распространяется вдоль световода и не излучается наружу, даже если кабель скручен. Обладая высокой скоростью передачи, оптоволоконный кабель значительно тоньше и легче обычного кабеля. К преимуществам оптоволоконной среды передачи следует отнести невосприимчивость к электрическим помехам.