Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс
Шрифт:
– Третья категория. Кабели этого типа появились в 1991 году и обеспечивают передачу данных с максимальной скоростью до 16 Мбит/с. Основная область их применения – передача данных и голоса.
– Четвертая категория. Кабели этого типа представляют собой усовершенствованный вариант кабелей третьей категории и позволяют передавать данные со скоростью до 20 Мбит/с. Они обеспечивают лучшую помехозащищенность и меньшее затухание сигнала. Так, предельная длина сегмента кабеля витой пары может составлять до 135 метров вместо 100 метров, которые обеспечивают кабели третьей категории. Кабели четвертой категории применяются в сетях Token Ring.
– Пятая категория в настоящее
– Шестая и седьмая категории. Кабели, относящиеся к этим категориям, обеспечивают скорость передачи данных от 1 Гбит/с. Область их применения – сети Gigabit Ethernet. Следует обратить внимание на то, что кабели седьмой категории выполняются в экранированном исполнении.
Кабели экранированной витой пары (STP) отличаются от кабелей неэкраниро-ванной витой пары наличием экрана, благодаря которому в значительной степени уменьшается электромагнитное излучение во внешнюю среду. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что экран требует качественного заземления, иначе его эффективность резко уменьшается.
ВНИМАНИЕ
Волновое сопротивление кабеля экранированной витой пары примерно в полтора раза превышает этот показатель для кабеля неэкранированной витой пары. Причина этого явления связана с влиянием дополнительной емкости, образуемой экраном. Именно по этой причине кабели STP и UTP не являются взаимозаменяемыми, что и следует учитывать при выполнении модернизации ЛВС.
В настоящее время все большее количество высокоскоростных сетей реализуется на основе волоконно-оптического волокна. Во второй главе уже упоминались стандарты сетей, реализованных на основе оптического волокна (рис. 3.9). Как правило, волоконно-оптические сети обеспечивают большую скорость передачи, чем сети, созданные на основе металлических кабелей, даже если в качестве проводника применяется медь. Причина этого явления заключается в том, что световой луч, применяемый в качестве носителя данных, обладает огромной информационной емкостью.
Рис. 3.9. Волоконно-оптический кабель в разрезе
Благодаря использованию оптоволокна достигается следующие преимущества.
– Возрастает степень защиты передаваемых данных, поскольку излучение света не сопровождается электромагнитными наводками, которые легко перехватить при помощи специального оборудования. Нелегальная врезка к такому кабелю тоже весьма затруднена.
– Поскольку оптическое волокно обладает большой степенью прозрачности, то затухание сигнала происходит очень медленно. Поэтому возможна передача сигнала без дополнительного его усиления на расстояние более двух километров.
Все волоконно-оптические кабели делятся на две большие группы. Различают одномодовые и многомодовые кабели. Кабели первого типа обычно состоят из единственного световода (оптоволокна), по которому параллельно оси этого волокна распространяется световой луч. При этом применяется волокно, диаметр которого соизмерим с длиной световой волны (5-10 мкм). Это обеспечивает большую скорость передачи данных (до 10 Гбит/с), а также позволяет использовать более короткие световые импульсы.
В качестве источников световых импульсов, передаваемых одномодовым оптоволокном, используются полупроводниковые лазеры. Это связано с тем, что при использовании иных источников светового излучения очень трудно сфокусировать световой луч и направить его по оптоволокну столь малого диаметра. Основной недостаток одномодовых кабелей заключается в достаточно большой их стоимости, связанной с трудностями изготовления оптоволокна с малым поперечным сечением.
Если волоконно-оптический кабель состоит из нескольких волокон, он обычно работает в многомодовом режиме. Это позволяет передавать несколько световых импульсов одновременно по каждому волокну или даже несколько импульсов по одному волокну. Волокна, образующие многомодовый кабель, обычно имеют диаметр 62,5 (125 мкм), где первый показатель характеризует центральное волокно, а второй показатель – внешнее волокно. В качестве источника света в этом случае применяется полупроводниковый лазер. Основной недостаток многомодового волоконно-оптического кабеля обусловлен меньшей полосой пропускания из-за дополнительных потерь энергии светового излучения, связанных с интерференцией, а также с отражениями.
Передача данных по волоконно-оптическим кабелям осуществляется с использованием длин волн 0,85 мкм, 1,3 мкм и 1,55 мкм. Легко заметить, что рабочая область этих кабелей находится в ближнем и дальнем инфракрасном диапазонах. Полупроводниковые светодиоды способны излучать свет с длиной волны 0,85 и 1,3 мкм. Полупроводниковые лазеры – 1,3 и 1,55 мкм соответственно.
ПРИМЕЧАНИЕ
У читателя может возникнуть закономерный вопрос о том, почему использу– ются именно указанные длины волн. На самом деле этот выбор не случаен и обусловлен тем, что именно эти волны этих длин меньше всего затухают в процессе передачи по оптоволокну.
Теоретические принципы работы локальных сетей
Как известно, именно Ethernet на сегодняшний день является наиболее распространенным типом сетей. Подобная популярность объясняется распространенностью соответствующего сетевого оборудования, а также достаточно высокой надежностью и скоростью передачи данных.
Начать стоит с рассмотрения модели OSI, описание которой стало правилом «хорошего тона» во всех книгах, посвященных описанию сетевых технологий.
Модель 0SI
С момента выхода на арену локальных вычислительных сетей предпринимались попытки стандартизации процесса разработки локальных сетей. Эти попытки увенчались успехом в начале восьмидесятых годов прошлого века, когда на свет появилась модель OSI (Open System Interconnection, модель взаимодействия открытых систем). В условиях этой модели взаимодействующие сетевые устройства относят к семи уровням. Различают физический, канальный, сетевой, транспортный уровни, уровни сеанса и представления и прикладной уровень (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Семь уровней модели 0SI
Физический уровень
На этом уровне осуществляется фактическая передача битов и байтов данных через сетевые среды, будь то коаксиальный/волоконно-оптический кабель, витая пара или радиоканал. Именно на этом уровне рассматриваются такие характеристики сред передачи данных, как волновое сопротивление, скорость передачи данных и величина затухания сигнала и т. д.
Присущие этому уровню функции выполняются всеми сетевыми устройствами (сетевая карта, последовательный порт, мост). Протоколы физического уровня определяют на уровне «битов и байтов» передачу сигналов по средам передачи данных. Примером такого протокола может служить Fast Ethernet (100BASE-T), определяющий использование кабеля неэкранированной витой пары категории 5 с волновым сопротивлением 100 Ом и предельной длиной одного сегмента 100 метров.