Середовища передавання у комп'ютерних мережах

Техніко-експлуатаційні характеристики середовищ передавання такі: час і швидкість поширення сигналів, вартість, швидкість загасання сигналу на одиницю довжини кабелю з урахуванням його частоти, опір одного метра, маса одного метра, завадостійкість у різних навколишніх середовищах, випромінювання в довкілля. Серед цих характеристик та параметрів визначають загальні, наприклад, швидкість передавання, завадостійкість, випромінювання, вар-тість, а також специфічні, властиві тільки конкретному типу середовища передавання.Параметр електромагнітного випромінювання (ЕМВ) в довкілля характеризує ступінь та параметри паразитного випромінювання, що генерується під час передавання сигналу кабелем.У KM можна використовувати такі середовища передавання:Ефірні середовищаПередавання в ефірних середовищах відбувається без використання кабелів. Залежно від частоти передавання ефірні канали поділяють на радіо-, інфрачервоні, ультракороткохвильові, мікрохвильові, лазерні.

Будь-який радіоканал формується на певній частоті-носію. Інформація по ньому передається за допомогою модульованого радіосигналу. Канал має незначну швидкість передавання (20-150 Кбіт/с), середню вартість, доступний для всіх видів радіозавад, працює тільки в межах радіодосяжності. Його використовують головно в пересувних станціях.В інфрачервоному каналі сигнали інфрачервоних частот передають малогабаритні передавачі та приймають чутливі приймачі. Канал працює тільки в межах прямої оптичної видимості. Він нечутливий до електромагнітних завад. Відстань між станціями - до 3 км, швидкість передавання - 2-4 Мбіт/с. Приймачі та передавачі інфрачервоного діапазону досить дешеві. Недоліки каналу: недовговічність апаратури, велике загасання сигналів, якщо погана прозорість повітря (наприклад, є запиленість.) Коаксіальний кабель.Коаксіальні кабелі поряд зі скрученою парою є найпоширенішим середовищем переда-вання даних у KM. Вони мають високу швидкість передавання, завадостійкість, довговічність, помірну вартість. Для них розроблені прості засоби з'єднання з ЛМ. Сигнал даних передається по центральній жилі кабелю, що виготовлена з міді або алюмінію. Навколо центральної жили є діелектрична оболонка. Для ліпшого захисту від завад цю оболонку поміщають у плетений екран або у фольгу та екран. Екрани добре захищають сигнал від електричних завад, проте не від магнітних. Навколо екрана є ізоляційна оболонка. Інколи такі прості коаксіальні кабелі об'єднують спільною оболонкою. Широкосмугові кабелі використовують для аналогового, широкосмугового передавання. Смуга перепускання такого кабелю, як звичайно, розділена на декілька аналогових каналів з різними частотами-носіями. Вона залежить від марки кабелю і може сягати 2-3 ГГц. Кабелі мають швидкість передавання сигналу 300-3000 Мбіт/с, загасання сигналу на частоті 100 МГц не більше 7 Дб на 100 м. Термін придатності - 10-12 років. Подовжинна затримка поширення сигналів - 2-5 нс/м. Вузькосмугові кабелі застосовують для цифрового передавання. Вони мають швидкість передавання не більше 80 Мбіт/с, загасання сигналів на частоті 10 МГц — 4 Дб на 100 км. Решта параметрів збігається з аналогічними в широкосмугових кабелях. Скручена пара.Це найдешевше і найпоширеніше фізичне середовище. Відрізняється гіршим, ніж у коаксіального кабелю, захистом від завад. Час поширення сигналу 8-12 нс/м. Загасання сигналу 12-28 дБ на 100 м за частоти 10 МГц, що теж більше, ніж у коаксіального кабелю. Канал найдешевший для прокладання. Сьогодні скручена пара є головним середовищем передавання для локальних мереж

Електромагнітне випромінювання та електромагнітна невразливість. Завади

Кабельні системи комп'ютерних мереж працюють у різних електромагнітних середовищах. Вони, маючи значну довжину, є антенами, що випромінюють електромагнітний сигнал у довкілля та приймають такі сигнали. Джерела електромагнітного випромінювання можуть бути як природними (блискавка, космічна радіація), так і (переважно) штучними (електродвигуни, мобільні телефони, лінії електропередач, електричні магістралі, флюоресцентні лампи, радіорелейні лінії, автомобільні двигуни та ін.).

Випромінювання впливає як на здоров'я людини, так і на правильність дії технічних пристроїв (комп'ютерів, ліній передавання даних, комп'ютерних мереж, мікропроцесорів, вбудованих у різноманітне устаткування). Особливо небезпечним за потенційними наслідками є вплив спричинених ЕМВ спотворень на військові системи, медичне обладнання, транспортні системи. Не дивно, що у медичних закладах та літаках заборонено користуватися мобільним телефоном. Якщо на вході фізичного каналу маємо сигнал z(t), то на виході унаслідок впливу завад - спотворений сигнал z'(t). Якщо z'(t) та z(t) пов'язані деякою функційною залежністю, яка дає змогу повністю поновити початковий сигнал, то відповідну заваду називають регулярною. За впливом на вхідний сигнал завади x(t) поділяють на адитивні xа(t) та мультиплікативні xм(t). Для ади-тивної завади залежність між сигналом на виході каналу та сигналом на вході

z'(t)=z(t)+ xа(t).

Для мультиплікативних завад цю залежність описує рівняння

z'(t)=z(t)* xм(t).

Якщо характеризувати завади зі статистичного погляду, то їх можна розділити на флуктуаційні та імпульсні. Флуктуаційні завади описує неперервна випадкова функція часу. Такі завади формуються як накладання великої кількості різних завад з різних джерел. Як звичайно, серед цих складових нема окремих імпульсів, які б перевищували загальний рівень сигналу у три-чотири рази і більше. Імпульсні завади - це послідовність імпульсів з випадковими амплі-тудами, шириною та часом появи. Серед таких завад найбільшу небезпеку створюють імпульси, амплітуда яких наближена до величини сигналу, що передається.

. Структурна схема ланки передавання даних

Сукупність засобів фізичного та канального рівнів утворює певну систему, яку називають ланкою, або каналом передавання даних (рис. 4.1). Канал передавання даних складається з таких елементів:фізичного середовища передавання та відповідних роз'єднувачів (фізичного каналу);засобів перетворення цифрових даних, які виробляє комп'ютер, у форму, прийнятну для передавання фізичним каналом (сигнал даних) та навпаки. Такі засоби називають пристроями спряження (Media Access Unit (MAU));засоби керування ланкою даних.Конкретніше каналом передавання даних називають сукупність програмно-технічних засобів та фізичного середовища передавання, призначених для передавання сигналу даних.З погляду користувача головна характеристика каналу зв'язку - кількісні та якісні параметри сервісу, які надає його продавець. Сьогодні