СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ

Середовища передавання в комп'ютерних мережах. Техніко-експлуатаційні характеристики середовищ. Ефірні середовища. Порівняння радіо-, мікрохвильового, інфрачервоного та ультра-хвильових каналів. Коаксіальні кабелі та їхня характеристика. Волоконно-оптичний кабель у KM. Скручена пара в KM. Сертифікація кабелів KM. Категорії кабелів.

3.1. Середовища передавання у комп'ютерних мережах

3.2. Електромагнітне випромінювання та електромагнітна невразливість. Завади

3.1. 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 (див. Д.3.2, Д. 3.4).

У KM можна використовувати такі середовища передавання.

Ефірні середовища

Передавання 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).

Для налагодження ультракороткохвильового каналу потрібна ультракороткохвильова приймальна та передавальна апаратура. Передавання відбувається за допомогою частотно-модульованих сигналів у досить широкому діапазоні частот. Це дає змогу створити велику кількість каналів. Інформація передається на відстань 0,7-1,5 км зі швидкістю 20-40 Мбіт/с. Переваги каналу такі: мала потужність апаратури, наявність великої кількості каналів, можливість роботи в умовах поганої та непрямої видимості. Загалом ультракороткохвильовий канал має таку ж ефективність, як і радіоканал.

У мікрохвильовому каналі використано нову форму середовища передавання даних. Сигнали випромінюють спеціальні лазери, а приймають фотоприймачі. Канал добре працює в зоні прямої видимості. Інформація передається на відстань 15-20 км зі швидкістю до 20 Гбіт/с. Апаратура каналоутворення сьогодні є досить дорогою і недостатньо досконалою.

Загалом ефірними середовищами передають до кількох відсотків загального обсягу інформації KM. Сьогодні значення таких середовищ у KM зростає, що пов'язане з розвитком мереж бездротового передавання (див. Розділ 20).

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.

Коаксіальний кабель має будову, зображену на рис. 3.1. 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.

За техніко-експлуатаційними характеристиками розрізняють широко- та вузькосмугові коаксіальні кабелі.

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.

Найуживанішими у ЛМ коаксіальними кабелями є RG-8 (товстий Ethernet) та RG-59 (тонкий Ethernet). Для приєднання до коаксіального кабелю використовують такі роз'єднувачі

AU1 (Attachment Unit Interface) - товстий Ethernet,

BNC (Barrel Network Connector) - тонкий Ethernet.

Сфера застосування коаксіальних кабелів у KM невпинно звужується. У сфері магістральних сполучень їх витісняють волоконно-оптичні кабелі, які мають більшу смугу перепускання та менші втрати сигналу, а у локальних підсистемах - дешевша та простіша у прокладані й експлуатації скручена пара. Водночас широкосмугові коаксіальні кабелі мають ширшу смугу перепускання, ніж скручена пара, вони дешевші, надійніші та легші у прокладанні, ніж волоконно-оптичні. Вони ліпше, ніж скручена пара, придатні для передавання широкосмугового відеосигналу, їх широко застосовують оператори кабельного телебачення, а також у відеосистемах. Значна база вже встановлених коаксіальних кабелів та потреба їхнього використання в наявних мережах (захист інвестицій) потребує підтримки коаксіальних кабелів у стандартах сучасних KM. .

Волоконно-оптичний кабель

У цих кабелях як фізичне середовище використовують прозоре скловолокно. Будову кабелю показано нарис. 3.2. У центрі розташоване скловолокно, виготовлене з прозорого матеріалу. Це волокно має оболонку з меншим коефіцієнтом заломлення, завдяки чому промінь світла відбивається від нього. Оболонку волоконно-оптичного кабелю (ВОК) виготовляють з плавною або ступінчастою зміною коефіцієнта заломлення. Ступінчасті кабелі дешевші та простіші. У них більше послаблюється сигнал. У Градієнтних кабелях значно менші послаблення сигналу, що дає змогу на порядок збільшити швидкість передавання. Оболонка має зовнішнє