На сегодняшний день подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения провода или кабели. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами. Существуют различные типы кабелей, которые удовлетворяют потребности всевозможных сетей, от малых до больших.
Как только передача будет завершена, пакеты будут вставлены вместе, чтобы создать правильное сообщение. Характеристики включают физическую передачу данных или цифровой битовый поток или оцифрованный аналоговый сигнал через каналы связи «точка-точка». Данные представлены в виде электромагнитного сигнала, такого как электрическое напряжение, радиоволна, микроволновая печь или инфракрасный сигнал. Его сообщения символизируются одним из двух способов. Первая, известная как передача основной полосы частот, завершается последовательностью импульсов с использованием кода линии.
В широком ассортименте кабелей нетрудно запутаться. Так, фирма Belden, ведущий производитель кабелей, публикует каталог, где предлагает более 2200 их типов. К счастью, в большинстве сетей применяются только три основные группы кабелей:
Не так давно коаксиальный кабель был самым распространенным типом кабеля. Это объяснялось двумя причинами. Во-первых, он был относительно недорогим, легким, гибким и удобным в применении. А во-вторых, широкая популярность коаксиального кабеля привела к тому, что он стал безопасным и простым в установке.
Вторая, передача полосы пропускания, использует заданный набор непрерывно изменяющихся осциллограмм, созданных с использованием метода цифровой модуляции. Независимо от того, какой метод используется, приемник должен синхронизироваться с передатчиком. Существует два различных типа передачи: асинхронный и синхронный. В асинхронном режиме оба устройства относительно близки друг к другу по скорости. Это означает, что, если одновременно отправляются только небольшие пакеты данных, его синхронизация будет успешной, пока приемник сможет синхронизироваться с немедленным началом пакета данных.
Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы (core), изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. Если кабель, кроме металлической оплетки, имеет и слой фольги, он называется кабелем с двойной экранизацией. При наличии сильных помех можно воспользоваться кабелем с учетверенной экранизацией. Он состоит из двойного слоя фольги и двойного слоя металлической оплетки.
При синхронной передаче в каждом блоке отправляется значительно больший объем данных, который либо содержит, либо предшествует, либо сопровождается сигнализацией, что позволяет совместно синхронизировать устройства. Сегодня большинство всего сетевого магистрального трафика синхронно.
Протоколы связи и сетевые стандарты необходимы для определения того, как устройства в сети обмениваются данными и какие требования необходимы, чтобы производители оборудования и программного обеспечения могли разрабатывать вычислительные продукты, которые работают с другими продуктами. Они должны обмениваться сообщениями внутри или между вычислительными системами и требуются в телекоммуникациях. Протокол посвящен вопросам, касающимся размера пакета, скорости передачи, элементов управления последовательностью пакетов, маршрутизации и форматирования адресов.
Некоторые типы кабелей покрывает металлическая сетка - экран (shield). Он защищает передаваемые по кабелю данные, поглощая внешние электромагнитные сигналы, называемые помехами или шумом. Таким образом, экран не позволяет помехам исказить данные.
Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по жиле. Жила - это один провод (сплошная) или пучок проводов. Сплошная жила изготавливается, как правило, из меди.
Это лишь некоторые из многих аспектов, которые протоколы и стандарты касаются в вычислительных устройствах. Некоторые популярные протоколы включают протокол передачи файлов, протокол передачи гипертекста и протокол почтового отделения. Одна из этих причин - гибкость двойных протоколов, поскольку ядро смогло оставаться в значительной степени одним и тем же за 25 лет, даже с огромным ростом популярности интернета. Он обычно используется в локальных сетях с витой парой, коаксиальным или волоконно-оптическим кабелем.
Он будет использоваться для доставки видео, цифровых рентгеновских снимков и других цифровых медицинских изображений. Это то, что позволяет камерам безопасности получать электроэнергию, а также поддерживать сетевое соединение. Это, пожалуй, самая большая тема, с которой связано современное технологическое поколение.
Жила окружена изоляционным слоем, который отделяет ее от металлической оплетки. Оплетка играет роль заземления и защищает жилу от электрических шумов (noise) и перекрестных помех (crosstalk). Перекрестные помехи - это электрические наводки, вызванные сигналами в соседних проводах.
Проводящая жила и металлическая оплетка не должны соприкасаться, иначе произойдет короткое замыкание, помехи проникнут в жилу, и данные разрушатся. Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем - из резины, тефлона или пластика.
Не секрет, что технология, используемая для мобильных телефонов, значительно расширилась за эти годы. Начав с того, что в основном мобильный кирпич быстро превратился в компактное, высокопроизводительное и быстрое устройство сотовой связи. Однако многие люди не знают о распаде этих устройств. Это приводит нас к тому, где мы находимся сегодня. Эти две технологии несовместимы друг с другом, и это зависит от того, какой мобильный телефон вы используете. Это необходимость в современном мире, поскольку все больше и больше людей покупают мобильные смартфоны и требуют очень большого объема данных, которые должны быть переданы на телефоны и с их телефонов.
Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше, чем в витой паре. Затухание (attenuation) - это уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю.
Как уже говорилось, плетеная защитная оболочка поглощает внешние электромагнитные сигналы, не позволяя им влиять на передаваемые по жиле данные, поэтому коаксиальный кабель можно использовать при передаче на большие расстояния и в тех случаях, когда высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании.
Еще один плюс для телефонов четвертого поколения заключается в том, что они все еще могут получать доступ к широкополосному интернет-контенту, к которому стремятся многие потребители. С технологией, постоянно развивающейся и расширяющейся, где это займет нас дальше? В какие технологические чудеса выйдет технология пятого поколения? Одним из самых популярных устройств, используемых сегодня, является беспроводной принтер. Однако нельзя использовать какой-либо принтер. Основное преимущество заключается в том, что несколько компьютеров могут печатать на принтере в любом месте, которое вы хотите.
Существует два типа коаксиальных кабелей:
Тонкий коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0,5 см (около 0,25 дюймов). Он прост в применении и годится практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера компьютеров.
Еще одно большое преимущество заключается в том, что вы можете избежать болезненного кабельного беспорядка, который поставляется со всеми устройствами, которые вы могли бы подключить к компьютеру. Одна вещь, которую следует учитывать, - это то, как окна и двери могут влиять на силу сигнала. О безопасности тоже есть о чем подумать. Модемы могут преобразовывать цифровые данные вашего компьютера в аналоговые данные, которые могут быть отправлены по телефонным линиям связи, и преобразует входящие аналоговые данные в цифровые данные, с которыми может работать компьютер.
Тонкий (thin) коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м (около 607 футов) без его заметного искажения, вызванного затуханием.
Производители оборудования выработали специальную маркировку для различных типов кабелей. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58, его волновое сопротивление равно 50 Ом. Волновое сопротивление (impedance) - это сопротивление переменному току, выраженное в омах. Основная отличительная особенность этого семейства - медная жила. Она может быть сплошной или состоять из нескольких переплетенных проводов.
Более качественные модемы могут выполнять работу непосредственно на Как известно, они быстрее и эффективнее, чем дешевый модем, иди! В последние годы беспроводные маршрутизаторы сильно изменились. Когда-то простой инструмент для трансляции интернета в дом или офис, сегодня многие беспроводные маршрутизаторы имеют дополнительные функции и возможности. Они могут предлагать несколько частот, чтобы избежать помех. Они могут быть настроены так, чтобы разрешить гостевой доступ к сети. Некоторые даже позволяют использовать расширенную настройку безопасности с расширенными функциями, такими как родительский контроль, для ограничения доступа к определенным веб-сайтам.
Толстый (thick) коаксиальный кабель - относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (около 0,5 дюймов). Иногда его называют «стандартный Ethernet», поскольку он был первым типом кабеля, применяемым в Ethernet - популярной сетевой архитектуре. Медная жила этого кабеля толще, чем у тонкого коаксиального кабеля.
Еще одна удобная функция - добавление памяти к устройству. Некоторые маршрутизаторы позволяют подключать внешние устройства хранения, в то время как другие имеют встроенную память. Многие маршрутизаторы также имеют мобильные приложения, предназначенные для их управления. В эпоху планшетов и смартфонов ключом является возможность управлять настройками сети с помощью мобильного устройства.
Существуют различные конфигурации, используемые для подключения устройств к сети, а также для подключения сетей к другим сетям. Примером конфигурации для домашней сети является звездная топология, где есть одно центральное устройство, которое обеспечивает соединение для других устройств. Это центральное устройство или концентратор не так эффективно в отношении доступности полосы пропускания между устройствами, в частности компьютерами, которые подключены к концентратору. Точнее, концентратор может привести к ненужному наращиванию трафика, поскольку он повторяет все, что он получает, на другие устройства.
Чем толще жила у кабеля, тем большее расстояние способен преодолеть сигнал. Следовательно, толстый коаксиальный кабель передает сигналы дальше, чем тонкий, - до 500 м (около 1 640 футов). Поэтому толстый коаксиальный кабель иногда используют в качестве основного кабеля [магистрали (backbone)], который соединяет несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле.
Это может быть или не быть проблемой в зависимости от размера сети. Небольшая сеть не будет иметь большого количества проблем с использованием концентратора для центрального устройства, но для других больших сетей другое устройство может быть более практичным. Переключатель более подходит для больших сетей. Подобно концентраторам, коммутаторы позволяют устройствам взаимодействовать друг с другом. Однако коммутаторы содержат порты, предназначенные для отдельных устройств, что позволяет более эффективно распределять пропускную способность для устройств в целом.
Как правило, чем толше кабель, тем сложнее с ним работать. Тонкий коаксиальный кабель гибок, прост в установке и относительно недорог. Толстый кабель трудно гнуть, и, следовательно, его сложнее устанавливать. Это очень существенный недостаток, особенно если необходимо проложить кабель по трубам или желобам. Толстый коаксиальный кабель дороже тонкого, но при этом он передает сигналы на большие расстояния.
Маршрутизаторы используются для соединения разных сетей. Поскольку они поддерживают информацию о конфигурации в хранилище, известном как таблица маршрутизации, маршрутизаторы могут фильтровать входящий или исходящий трафик. Беспроводные точки доступа - это устройства, которые позволяют устройству получать доступ к сети. Это, наряду с коммутатором, можно найти в беспроводных маршрутизаторах. Хотя ретрансляторы доступны как для проводных, так и для беспроводных сетей, повторители для беспроводных сетей называются расширителями диапазона.
Самая простая витая пара (twisted pair) - это два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Существует два типа тонкого кабеля: неэкранированная (unshielded) витая пара (UTP) и экранированная (shielded) витая пара (STP).
Несколько витых пар часто помещают в одну защитную оболочку. Их количество в таком кабеле может быть разным. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними парами и другими источниками, например двигателями, реле и трансформаторами.
Удлинители диапазона обычно встречаются в домах, чтобы устранить «мертвые зоны» или области, где обычная сеть не предлагает покрытие. Расширитель диапазона, как правило, беспроводным образом подключается к сети, а затем повторяет беспроводной сигнал. Один из самых надежных и популярными способами увеличения диапазона сети является использование антенны. Антенны являются высокоэффективными из-за их способности преобразовывать радиочастоту в переменный ток или наоборот. Наиболее распространенным типом антенны является антенна антенны, который используется для спутниковой связи.
Неэкранированная витая пара (спецификация lOBaseT) широко используется в ЛВС, максимальная длина сегмента составляет 100 м (328 футов).
Неэкранированная витая пара состоит из двух изолированных медных проводов. Существует несколько спецификаций, которые регулируют количество витков на единицу длины - в зависимости от назначения кабеля. В Северной Америке UTP повсеместно используется в телефонных сетях.
Пример использования антенн можно увидеть на повседневной домашней крыше, где антенны, подобные антеннам, часто используются для телевизионного сигнала. Аналоговый сигнал: тип сигнала, где данные представлены непрерывными волнами. Коаксиальный кабель: сетевой кабель, состоящий из центрального провода внутри заземленного цилиндрического экрана, способного передавать данные с высокой скоростью.
Экстранет: интрасеть, которая, по крайней мере, частично доступна авторизованным аутсайдерам. Волоконно-оптический кабель: сетевой кабель, который использует сотни тонких прозрачных волокон, по которым лазеры передают данные как свет. Интранет: частная сеть, которая настроена аналогично Интернету и доступна через веб-браузер.
Неэкранированная витая пара определена в особом стандарте - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standart. EIA/TIA 568 - на основе UTP - устанавливает стандарты для различных случаев, гарантируя единообразие продукции. Эти стандарты включают пять категорий UTP.
Большинство телефонных систем использует неэкранированную витую пару. Это одна из причин ее широкой популярности. Причем во многих зданиях, при строительстве, UTP прокладывают не только для сегодняшних нужд телефонизации, но и, предусматривая запас кабеля, в расчете на будущие потребности. Если установленные во время строительства провода рассчитаны на передачу данных, их можно использовать и в компьютерной сети. Однако надо быть осторожным, так как обычный телефонный провод не имеет витков, и его электрические характеристики могут не соответствовать тем, какие требуются для надежной и безопасной передачи данных между компьютерами.
Локальная сеть: сеть, которая соединяет устройства, расположенные в небольшом географическом районе, например, внутри здания. Модем: устройство, которое позволяет компьютеру обмениваться данными через аналоговые сетевые носители, такие как подключение к Интернету по телефонным линиям.
Параллельная передача: тип передачи данных, в которой байты данных передаются за один раз, причем бит в каждом байте занимает отдельный путь. Маршрутизатор: устройство, которое соединяет несколько сетей; маршрутизирует пакеты в их следующее местоположение, чтобы эффективно добираться до места назначения.
Одной из потенциальных проблем для всех типов кабелей являются перекрестные помехи. Вы, должно быть, помните, что перекрестные помехи - это электрические наводки, вызванные сигналами в смежных проводах. Неэкранированная витая пара особенно страдает от перекрестных помех. Для уменьшения их влияния используют экран.
Кабель экранированной витой пары (STP) имеет медную оплетку, которая обеспечивает большую защиту, чем неэкранированная витая пара. Кроме того, пары проводов STP обмотаны фольгой. В результате экранированная витая пара обладает прекрасной изоляцией, защищающей передаваемые данные от внешних помех. Все это означает, что STP, по сравнению с UTP, меньше подвержена воздействию электрических помех и может передавать сигналы с более высокой скоростью и на большие расстояния.
Последовательная передача: тип передачи данных, в которой бит в байте перемещается по одному и тому же пути один за другим. Виртуальная частная сеть. Частный, безопасный путь через Интернет, который предоставляет авторизованным пользователям безопасное средство доступа к частной сети через Интернет.
Беспроводная сеть: сеть, в которой компьютеры и другие устройства подключены к сети без физических кабелей; данные обычно отправляются по радиоволнам. Контрольный список внутренней сетевой инфраструктуры. Посмотрите на кабели в стене, где он появляется, чтобы прикрепить к патч-панели, и найдите маркировку сбоку от кабеля. Сетевые кабели - это немного черное искусство, поэтому мы можем порекомендовать несколько отличных установщиков кабелей для вашей ситуации. Поскольку строительные коды больше не позволяют компаниям отказаться от старых сетевых кабелей на месте, это может быть намного дешевле, чем замена оптоволоконных кабелей всей сети.
Для подключения витой пары к компьютеру используются телефонные коннекторы RJ-45. На первый взгляд, они похожи на RJ-11, но в действительности между ними есть существенные отличия. Во-первых, вилка RJ-45 чуть больше по размерам и не подходит для гнезда RJ-11. Во-вторых, коннектор RJ-45 имеет восемь контактов, a RJ-11 - только четыре.
Построить развитую кабельную систему и в то же время упростить работу с ней Вам поможет ряд очень полезных компонентов.
В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно надежный (защищенный) способ передачи, поскольку электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы.
Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, так как сигнал в них практически не затухает и не искажается.
Оптическое волокно - чрезвычайно тонкий стекляшчьш цилиндр, называемый жилой (core), покрытый слоем стекла, называемого оболочкой, с иным, чем у жилы, коэффициентом преломления. Иногда оптоволокно производят из пластика. Пластик проще в использовании, но он передает световые импульсы на меньшие расстояния по сравнению со стеклянным оптоволокном.
Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое -- для приема. Жесткость волокон увеличена покрытием из пластика, а прочность - волокнами из кевлара. На рисунке представлен пример кевларового покрытия. Кевларовые волокна располагаются между двумя кабелями, заключенными в пластик.
Строим Локальную Сеть
Витая пара (англ. twisted pair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), для уменьшения взаимных наводок при передаче сигнала, и покрытых пластиковой оболочкой. Один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, ARCNet и Token ring.
В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в установке, является самым распространённым для построения локальных сетей.
(между парами виден разделительный корд)
В зависимости от наличия защиты - электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:
Неэкранированная витая пара (UTP - Unshielded twisted pair)
Экранированная витая пара (STP - Shielded twisted pair)
Фольгированная витая пара (FTP - Foiled twisted pair)
Фольгированная экранированная витая пара (SFTP - Shielded Foiled twisted pair)
В некоторых типах экранированного кабеля защита может использоваться ещё и вокруг каждой пары, индивидуальное экранирование. Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
В дополнение к этому кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы, а во втором - из нескольких.
Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т.д. с последующим оконечиванием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для "врезания" в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше.
В свою очередь многожильный кабель плохо переносит "врезание" в разъемы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручиваниях. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (PatchCord), соединяющих периферию с розетками. Кроме того, многожильный провод оказывает меньшее сопротивление высокочастотному сигналу (Скин-эффект).
Кабели на основе витой пары медные неэкранированные делятся по своим электромеханическим свойствам на 5 категорий.
Кабель категории 1 применяется в случаях, где требования к скорости передачи данных минимальны. Обычно он применяется для аналоговой и цифровой передачи голоса и низкоскоростной передачи данных.
Кабель категории 3 стандартизирован в 1991 году. Тогда был разработан Стандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий (EIA-568), впоследствии на его основе создан стандарт EIA-568A. Этот стандарт определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частоты 16 МГц, что обеспечивает работу данного кабеля с высокоскоростными сетевыми приложениями. Кабель категории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса. Шаг скрутки проводов равен три витка на 30,5 см. На основе этого кабеля построено большинство кабельных систем офисных зданий, по которым осуществляется передача голоса и данных.
Кабель категории 4 - это улучшенный вариант предыдущей категории. Этот кабель должен выдерживать тесты на частоте передачи сигнала 20 МГц, при этом обеспечивать хорошую помехоустойчивость и низкие потери сигнала. Эта категория хорошо подходит для систем с увеличенным до 135 метров расстоянием, а также в сетях Token Ring с пропускной способностью 16 Мбит/с. Однако на практике почти не используется.
Кабель категории 5 специально разработан для поддержки высокоскоростных протоколов. Их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. На кабель категории 5 ориентированно большинство высокоскоростных стандартов. С ним работают протоколы со скоростью передачи данных 100 Мбит/с FDDI с физическим стандартом TP-PMD, Fast Ethernet, 100VG- AnyLAN и более скоростные протоколы АТМ со скоростью 155 Мбит/с, а также вариант Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. Вариант Gigabit Ethernet на основе витой пары с использованием 4-жильного кабеля UTP стал стандартом в 1999 году. Кабель категории 5 пришел на смену третьей категории, и в настоящее время кабельные системы крупных зданий строятся на этом типе кабеля в сочетании с волоконно-оптическим.
Кабели UTP выпускаются в 2- и 4-парном исполнении. Каждая пара такого кабеля имеет свой шаг скрутки и определенный цвет. В 4-парном исполнении две пары предназначены для передачи данных и еще две для передачи голоса.
Для соединения кабелей используются розетки и вилки RJ-45, которые представляют собой восьмиконтактные разъемы и внешне похожи на телефонные разъемы.
Основное назначение этого кабеля - поддержка высокоскоростных протоколов на отрезках кабеля большей длины, чем UTP-кабель категории 5, максимальная длина сегмента которого не должна превышать 100 метров. Кабель категории 7 вряд ли целесообразен к применению: стоимость сети на его основе близка к стоимости сети на оптоволокне, а характеристики оптоволоконных кабелей выше. Поэтому, вероятно, в ближайшем будущем он постепенно уйдет, оставшись только в истории развития кабелей.
Кабели на основе экранированной витой пары STP хорошо защищают от внешних помех передаваемые сигналы. Заземляемый экран, использующийся в этом типе кабеля, усложняет прокладку, так как требует качественного заземления и удорожает сам кабель. Экранированный кабель применяется только для передачи данных.
Основной стандарт, определяющий параметры экранированной витой пары, это фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы (Type 1-type 9). Из них основной - это кабель Type 1. Он состоит из двух пар проводов и экранирующей проводящей оплетки, которая заземляется. Кабель STP Type 1 включен в международные стандарты.
Экранированные пары используются также в кабеле Type 2 . Этот кабель аналогичен Type1, c добавленными в него двумя парами неэкранированных проводов для передачи голоса. К оборудованию эти кабели подключаются с помощью разъемов конструкции IBM.
Не все кабели стандарта IBM экранированные. Например, Type 3 определяет характеристики неэкранированного телефонного кабеля, а Type 5 - оптоволоконного.
