Глобальные сети Концепция организации локальных сетей Магистральные сети и сети доступа Измерение глобального трафика. Объединение почтовых систем Помехоустойчивые коды

Cетевые кабели

Сетевые кабели почти невидимы, но они являются весьма важным компонентом всей сети. К решающим факторам, влияющим на выбор типа кабеля можно отнести тип информации, которой обмениваются компьютеры (текст, сложные графические изображения, видео и аудиоданные), расстояние между ними и среду, в которой должна работать сеть, созданная с их помощью. Поэтому выбор типа кабеля определяется типом создаваемой сети отдельно в каждом конкретном случае.

Примечание

Медные провода, используемые в витых парах и коаксиальных кабелях, могут быть либо многожильными, либо одножильными. Многожильный провод состоит из переплетенных проводов меньшего сечения, а одножильный из единственного провода. По сравнению с одножильными, многожильные провода отличаются гибкостью, поэтому использование последних предпочтительнее в тех местах, где они могут подвергается значительной нагрузке, которая может разрушить одножильный провод. Однако при этом надо учитывать, что скорость затухания сигнала в многожильных проводах выше, чем в одножильных.

Каковы же критерии выбора? Их несколько, относящихся как к медным, так и к оптоволоконным кабелям. Кабель каждого типа спроектирован так, чтобы решить тем или иным методом одну из самых серьезных проблем, стоящих перед любым типом линии передачи: минимизировать внешние помехи, (радиочастотный шум или RF (radio frequency) шум). Изначально в качестве среды передачи использовались обычные медные кабели, поскольку они превосходно проводят электрические сигналы. Однако это же свойство делает их восприимчивыми к помехам, созданным другими источниками электрических сигналов, искажающими исходный сигнал. Чтобы решить проблему помехозащищенности, в кабелях используют всевозможные методы защиты сигнальных проводников от внешних помех, в том числе и такие, которые делают их совершенно нечувствительными к RFпомехам.

Примечание

Источником RFшума являются электромагнитные помехи (ЕМI electromagnetic interference). Такой шум генерируется не только передающими устройствами. Так, электромагнитные помехи генерируют мощные электромоторы, линии электропередачи, излучения радаров, прочие незащищенные должным образом кабели и, конечно, мощные радиопередатчики.

Чем менее чувствителен кабель к помехам, тем с большей скоростью по нему можно передавать данные, поскольку скорость передачи по аналоговым каналам, таким как медные провода, зависит от частоты. Последнее обстоятельство очень важно при выборе типа кабеля. Нередко медные кабели различают по максимально допустимой частоте сигналов, которые они могут пропускать (при заданной величине ослабления). Если вы не понимаете, что это значит, то не сможете разобраться в типах кабелей.

Частота характеризует количество колебаний некоторой величины (например, напряжения) за секунду. Она выражается в герцах, или числе периодов колебаний за секунду. В самом простом случае колебания можно представить как синусоидальные волны (рис. 16.5.2). Иными словами, синусоидальное колебание, частота которого составляет 8 МГц, в течение одной секунды восемь миллионов раз проходит через максимум. Чем выше частота, тем больше скорость перемещения данных, поскольку в единственную секунду можно "упаковать" большее количество единиц и нулей.

Рис. 16.5.2. Чем больше колебаний синусоидальной волны за данный период времени, тем выше частота

Высокочастотные сигналы в большей степени подвержены помехам, чем низкочастотные, поскольку за единицу времени они переносят большее число данных. Если это не укладывается у вас в голове, взгляните еще раз на рис. 7.2. Предположим, в течение половины секунды на высоко и низкочастотные сигналы воздействует какаянибудь помеха. (Половина секунды — немалое время, но здесь мы собираемся только привести пример и ничего более.) Данные, передаваемые по каналам в эти полсекунды, исказятся и будут отброшены. В случае высокочастотного сигнала, объем потерянных данных будет значительно большим, поскольку за одинаковый период времени он переносит большее количество данных по сравнению с низкочастотным сигналом.

Максимальная частота сигналов в определенной степени характеризует кабель данного типа (это предельное значение не связано с рабочей частотой). Она только указывает, что теоретически физическая среда кабеля способна обеспечивать работу на данной частоте, если кабель не поврежден и правильно смонтирован. Например, кабель UTP категории 5 (рассматриваемый в следующем разделе), имеет максимальную частоту передачи 100 МГц, однако для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с достаточно частоты 62,5 МГц.

К другим физическим характеристикам кабелей разных типов относится предельно допустимая длина отрезка кабеля, обеспечивающая передачу сигнала (Для разных частот длина такого отрезка будет разная. С ростом частоты эта величина будет уменьшаться) Длина такого отрезка зависит от затухания. Затухание — это степень ослабления сигнала на участке кабеля фиксированной длины (обычно 100 м на заданной частоте Прим ред. ) Чем более подвержен кабель воздействию помех, тем сильнее затухает в нем сигнал. Следует различать затухание в кабеле, вызванное собственными потерями (обусловленное, например, потерями сигнала в диэлектрическом заполнении низкого качества), и затухание, обусловленное излучением сигнала из кабеля (вызванное недостаточным экранированием сигнальных проводников) В первом случае предельно допустимая длина отрезка кабеля будет небольшой, но внешние помехи не окажут воздействия на сигнал. Во втором — внешние сигналы могут наложиться на передаваемый (полезный сигнал и исказить его). Для уменьшения затухания сигнала в сети используют различные устройства, например, повторители (репитеры), которые усиливают сигнал на длинных участках кабелей.

Развитие систем и средств вычислительной техники, расширенное их внедрение во все сферы науки, техники, сферы обслуживания и быта привели к необходимости объединения конкретных вычислительных устройств и реализованных на их основе информационных систем в единые информационно-вычислительные системы (ИВС) и среды.
Архитектуры систем управления сетями