Nośniki transmisji fizycznej
Nośnikami transmisji w sieciach są: kable miedziane, skrętki, światłowody, fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło laserowe. W konwencjonalnych sieciach kable są podstawowym medium łączącym komputery ze względu na ich niską cenę i łatwość instalowania. Przede wszystkim stosuje się kable miedziane ze względu na niską oporność, co sprawia, że sygnał może dotrzeć dalej. Typ okablowania w sieciach komputerowych jest tak dobierany, aby zminimalizować interferencję sygnałów.
Kabel koncentryczny (BNC), często nazywany "koncentrykiem", składa się z dwóch koncentrycznych (czyli współosiowych) przewodów. Kabel ten jest dosłownie współosiowy, gdyż przewody dzielą wspólną oś. Najczęściej spotykany rodzaj kabla koncentrycznego składa się z pojedynczego przewodu miedzianego biegnącego w materiale izolacyjnym. Izolator jest okolony innym cylindrycznie biegnącym przewodnikiem, którym może być przewód lity lub pleciony, otoczony z kolei następną warstwą izolacyjną. Całość osłonięta jest koszulką ochronną z polichlorku winylu (PCW) lub teflonu. Kabel koncentryczny jest najczęściej określany przez wojskowy numer specyfikacyjny rozpoczynający się od liter RG. Kable o różnych numerach RG mają różne charakterystyki fizyczne i elektryczne i dlatego kabel wykorzystywany przez jeden typ sieci nie może współpracować z innym. Za pomocą koncentryka łączy się komputery szeregowo i nie potrzeba żadnych dodatkowych urządzeń.
Najczęściej używamy dwóch rodzajów kabli koncentrycznych zwanych popularnie cienkim koncentrykiem lub grubym koncentrykiem.
Cienki koncentryk
Cienki koncentryk (cienki ethernet) składa się z pojedynczego, centralnego przewodu miedzianego, otoczonego warstwą izolacyjną. Jest to kabel ekranowany, a więc odporny na zakłócenia. W celu osłony przesyłanych informacji przed wpływem pól elektromagnetycznych, jako ekran stosuje się cienką siatkę miedzianą. Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej na cienkim koncentryku wynosi 185 metrów. Nie jest to odległość między poszczególnymi komputerami, lecz pomiędzy jednym a drugim końcem sieci. Przepustowość 10Mb/s.
Gruby koncentryk
Gruby koncentryk (gruby ethernet) lub żółty kabel ze względu na to, że najczęściej ma żółty lub pomarańczowy kolor. Gruby ethernet składa się z pojedynczego, centralnego przewodu otoczonego warstwą izolacyjną, a następnie ekranującą siateczką oraz zewnętrzną izolacją. Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej na grubym koncentryku wynosi 500 metrów.[5]
Skrętka (twisted pair cable) to obecnie najbardziej popularne medium transmisyjne w sieciach lokalnych. W zależności od przepustowości możemy podzielić ją na: 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T. Używana jest także w telefonii. Wyróżnia się dużą niezawodnością i niewielkimi kosztami realizacji sieci, zbudowana z izolowanych przewodów, z których dwa przewody są splecione i tworzą medium, którym mogą być przesłane dane. Kabel jest złożony z pojedynczej pary takich przewodów lub z większej liczby takich par. Skrętki możemy podzielić na: ekranowane (STP, FTP nieekranowane (UTP) Różnią się one tym, iż ekranowane posiadają folię ekranującą (FTP) bądź ekran w postaci oplotu (STP), a pokrycie ochronne jest lepszej jakości, więc w efekcie zapewnia mniejsze straty transmisji i większą odporność na zakłócenia. Mimo to powszechnie stosuje się skrętkę UTP. Rodzaje skrętki STP (ang. Shielded Twisted Pair) – skrętka ekranowana – klasyczne miedziane medium transportowe sieci komputerowej, wykonane z dwóch skręconych przewodów wraz z ekranem w postaci oplotu. Para ekranowana jest bardziej odporna na zakłócenia impulsowe oraz szkodliwe przesłuchy niż skrętka UTP.
Rodzaje kabli sieciowych
STP (ang. Shielded Twisted Pair) – skrętka ekranowana – klasyczne miedziane medium transportowe sieci komputerowej, wykonane z dwóch skręconych przewodów wraz z ekranem w postaci oplotu. Para ekranowana jest bardziej odporna na zakłócenia impulsowe oraz szkodliwe przesłuchy niż skrętka UTP.
Rysunek 2.7. Skrętka typu STP (Źródło http://www.promanski.info/wp-content/photos/stp.png)
FTP (ang. Foiled Twisted Pair) – skrętka foliowana – skrętka miedziana ekranowana za pomocą folii wraz z przewodem uziemiającym. Przeznaczona jest głównie do budowy sieci komputerowych (Ethernet, Token Ring) o długości nawet kilku kilometrów. Stosowana ostatnio również na krótszych dystansach w sieciach standardu Gigabit Ethernet (1 Gb/s) z wykorzystaniem wszystkich czterech par okablowania miedzianego kat. 5.
Rysunek 2.8. Skrętka typu FTP
(Źródło http://www.promanski.info/wp-content/photos/ftp.png)
UTP (ang. Unshielded Twisted Pair) – skrętka nieekranowana – skrętka wykonana z dwóch przewodów, ze zmiennym splotem (zwykle 1 zwój na 6-10 cm), co chroni transmisję przed oddziaływaniem otoczenia. Skrętka nieekranowana UTP jest powszechnie stosowana w sieciach telefonicznych (jedna, dwie lub cztery pary) i w kablach komputerowych (cztery skrętki w kablu). Zwykle poszczególne skrętki w kablu mają odmienny skręt w celu minimalizacji przesłuchów zbliżnych NEXT i zdalnych FEXT. Ich przydatność do transmisji cyfrowych określają kategorie, a przydatność do aplikacji - klasy kabli miedzianych. Przy przesyłaniu sygnałów cyfrowych za pomocą skrętek UTP (cztery pary) uzyskuje się standardowa przepływności do 100 Mb/s (kat. 5), oraz 1 Gb/s w technologii Gigabit Ethernet. Dla przesyłania sygnałów w sieciach komputerowych konieczne są skrętki kategorii 3 (10 Mb/s) i kategorii 5 (100 Mb/s), przy czym powszechnie stosuje się tylko tą ostatnią.
Rysunek 2.9. Skrętka typu UTP
(Źródło http://www.promanski.info/wp-content/photos/utp.png)
Poza wyżej wymienionymi rodzajami skrętek można spotkać także hybrydy tych rozwiązań:
F-FTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel jest również pokryty folią,
S-FTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel pokryty jest oplotem,
S-STP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem (oplotem), cały kabel pokryty jest oplotem.[6]
Włókna szklane (światłowody)
Do łączenia sieci komputerowych używa się również giętkich włókien szklanych, przez które dane są przesyłane z wykorzystaniem światła. Cienkie włókna szklane zamykane są w plastykowe osłony, co umożliwia ich zginanie nie powodując łamania. Nadajnik na jednym końcu światłowodu jest wyposażony w diodę świecącą lub laser, które służą do generowania impulsów świetlnych przesyłanych włóknem szklanym. Odbiornik na drugim końcu używa światłoczułego tranzystora do wykrywania tych impulsów.
Można wymienić cztery główne powody przewagi światłowodów nad zwykłymi przewodami:
Nie powodują interferencji elektrycznej w innych kablach ani też nie są na nią podatne.
Impulsy świetlne mogą docierać znacznie dalej niż w przypadku sygnału w kablu miedzianym.
Światłowody mogą przenosić więcej informacji niż za pomocą sygnałów elektrycznych.
Inaczej niż w przypadku prądu elektrycznego, gdzie zawsze musi być para przewodów połączona w pełen obwód, światło przemieszcza się z jednego komputera do drugiego poprzez pojedyncze włókno.
Obok tych zalet światłowody mają także wady:
Przy instalowaniu światłowodów konieczny jest specjalny sprzęt do ich łączenia, który wygładza końce włókien w celu umożliwienia przechodzenia przez nie światła.
Gdy włókno zostanie złamane wewnątrz plastikowej osłony, znalezienie miejsca zaistniałego problemu jest trudne.
Naprawa złamanego włókna jest trudna ze względu na konieczność użycia specjalnego sprzętu do łączenia dwu włókien tak, aby światło mogło przechodzić przez miejsce łączenia.
Rysunek 2.10. Światłowód (Źródło: http://www.chip.pl/images/0099/001153_0015.jpg)
Radio
Fale elektromagnetyczne mogą być wykorzystywane nie tylko do nadawania programów telewizyjnych i radiowych, ale i do transmisji danych komputerowych. Nieformalnie o sieci, która korzysta z elektromagnetycznych fal radiowych, mówi się, że działa na falach radiowych, a transmisję określa się jako transmisję radiową. Sieci takie nie wymagają bezpośredniego fizycznego połączenia między komputerami. W zamian za to każdy uczestniczący w łączności komputer jest podłączony do anteny, która zarówno nadaje, jak i odbiera fale.
Anteny używane w sieciach mogą być duże lub małe w zależności od żądanego zasięgu. Antena zaprojektowana na przykład do nadawania sygnałów na kilka kilometrów przez miasto może składać się z metalowego słupka o długości 2m zainstalowanego na dachu. Antena umożliwiająca komunikację wewnątrz budynku może być tak mała, że zmieści się wewnątrz przenośnego komputera (tzn. mniejsza niż 20 cm).
Mikrofale
Do przekazywania informacji może być również używane promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwościach spoza zakresu wykorzystywanego w radio i telewizji. W szczególności w telefonii komórkowej używa się mikrofal do przenoszenia rozmów telefonicznych. Kilka dużych koncernów zainstalowało systemy komunikacji mikrofalowej jako części swoich sieci.
Mikrofale, chociaż są to tylko fale o wyższej częstotliwości niż fale radiowe, zachowują się inaczej. Zamiast nadawania w wszystkich kierunkach mamy w tym przypadku możliwość ukierunkowania transmisji, co zabezpiecza przed odebraniem sygnału przez innych. Dodatkowo za pomocą transmisji mikrofalowej można przenosić więcej informacji niż za pomocą transmisji radiowej o mniejszej częstotliwości. Jednak, ponieważ mikrofale nie przechodzą przez struktury metalowe, transmisja taka działa najlepiej, gdy mamy "czystą" drogę między nadajnikiem a odbiornikiem. W związku z tym większość instalacji mikrofalowych składa się z dwóch wież wyższych od otaczających budynków i roślinności, na każdej z nich jest zainstalowany nadajnik skierowany bezpośrednio w kierunku odbiornika na drugiej.
Podczerwień
Bezprzewodowe zdalne sterowniki używane w urządzeniach takich jak telewizory czy wieże stereo komunikują się za pomocą transmisji w podczerwieni. Taka transmisja jest ograniczona do małej przestrzeni i zwykle wymaga, aby nadajnik był nakierowany na odbiornik. Sprzęt wykorzystujący podczerwień jest w porównaniu z innymi urządzeniami niedrogi i nie wymaga anteny. Transmisja w podczerwieni może być użyta w sieciach komputerowych do przenoszenia danych. Możliwe jest na przykład wyposażenia dużego pokoju w pojedyncze połączenie na podczerwień, które zapewnia dostęp sieciowy do wszystkich komputerów w pomieszczeniu. Komputery będą połączone siecią podczas przemieszczania ich w ramach tego pomieszczenia. Sieci oparte na podczerwień są szczególnie wygodne w przypadku małych, przenośnych komputerów.[3]
komentarze
Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.