Волоконно-оптичний кабель
Середовище передачі даних – лінії зв’язку (канали), по яким здійснюється передача даних між абонентами. Середовище передачі даних може бути кабельним або безкабельним. Кабельні системи – коаксиальний кабель, вита пара, оптоволокно. До безкабельних каналів відносяться: радіоканал, інфрачервоний канал, мікроволновий канал. Кабельні канали здійснюють передачу даних на невелику відстань, на відміну від безкабельних каналів.
Під шириною спектра сигнала розуміють різницю між максимальною та мінімальною частотами того набору синусоід, які у сумі визначають загальний сигнал.
Загасання показує, на скільки зменшиться потужність етелонного синусоідального сигнала на виході лінії зв’язку по відношенню до потужності сигнала на вході цієї лінії. Згасання (А ) вимірюється в Дб та обчислюється за формулою
Пропускна здатність – максимально можлива швидкість передачі даних, яка може бути досягнена для поточної лінії зв’язку. Вона залежить від типу лінії передачі, від смуги пропускання, від перехресних наводок, від захищенносты від спотворень та способа передачі даних. Пропускна здатність вимірюється в біт/сек (Кбіт/сек).
Швидкість передачі – поточна кількість переданих біт інформації за секунду.
Існує залежність між смугою пропускання лінії та її пропускною здатністю, цю залежність відображено у формулі Клода Шеннона
Формула Нейквіста також визначає максимальну можливу пропускну здатність лінії без врахування шума:
Виті пари проводів використовуються в найдешевших і на сьогоднішній день, мабуть, найпопулярніших кабелях. Кабель на основі витих пар є декількома парами скручених ізольованих мідних проводів в єдиній діелектричній (пластиковою) оболонці. Він досить гнучкий і зручний для прокладки.
Зазвичай в кабель входить дві виті пари або чотири виті пари.
Неекрановані виті пари характеризуються слабкою захищеністю від зовнішніх електромагнітних перешкод, а також слабкою захищеністю від підслуховування з метою, наприклад, промислового шпигунства. У разі екранованої витої пари STP кожна з витих пар поміщається в металеве оплетення - екран для зменшення випромінювань кабелю, захисту від зовнішніх електромагнітних перешкод і зниження взаємного впливу пар проводів один на одного (crosstalk - перехресні наведення). Згідно стандарту EIA/TIA 568, існують п'ять категорій кабелів на основі неекранованої витої пари (UTP):
Для приєднання витих пар використовуються роз'єми (коннектори) типа RJ-45.
Коаксіальний кабель - електричний кабель, що складається з центрального дроту і металевого оплетення, розділених між собою шаром діелектрика (внутрішній ізоляції) і поміщених в загальну зовнішню оболонку.
Коаксіальний кабель до недавнього часу був поширений найширше, що пов'язано з його високою перешкодозахищеністю (завдяки металевому оплетенню). Основне застосування коаксіальний кабель знаходить в мережах з топологією типу «шина». При цьому на кінцях кабелю обов'язково повинні встановлюватися термінатори для запобігання внутрішнім віддзеркаленням сигналу, причому один (і лише один!) з термінаторів повинен бути заземлений.
Оптоволоконний (він же волоконно-оптичний) кабель - це принципово інший тип кабелю в порівнянні з розглянутими двома типами електричного або мідного кабелю. Інформація по ньому передається не електричним сигналом, а світловим. Головний його елемент — це прозоре скловолокно, по якому світло проходить на величезні відстані (до десятків кілометрів) з незначним ослабленням.
Оптоволоконний кабель володіє винятковими характеристиками по перешкодозахисній і секретності передаваної інформації.
Проте оптоволоконний кабель має і деякі недоліки.
Найголовніший з них - висока складність монтажу (при установці роз'ємів необхідна мікронна точність, від точності сколу скловолокна і ступеня його поліровки сильно залежить загасання в роз'ємі).
Оптичне волокно в різних волоконно-оптичних кабелях може мати різний діаметр. Цей показник впливає на швидкість передачі інформації.
Розрізняють наступні типи волоконно-оптичних кабелів:
Ø багатомодовий кабель;
Ø одномодовий кабель.
Різниця між цими типами пов’язана з різними режимами проходження світлових променів в кабелі.
Питання для самоперевірки
1. Що таке середовище передачі інформації
2. Які бувають види середовищ передачі
3. Які основні параметри характеризують канали зв’язку
Література
1. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. – Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: Изд-во ЭКОМ
2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. 3-е изд.-СПб: Питер.
3. Лозікова Г.М. Комп’ютерні мережі: Навчально-методичний посібник – К. Центр навчальної літератури
Тема: Призначення пакетів та їх структура. Адресація пакетів
ПЛАН ЗАНЯТТЯ:
1. Призначення пакетів
2. Структура пакетів
3. Види адресації пакетів
Абоненти комп’ютерних мереж здійснюють передачу інформації. Яким чином передаються дані? Можна передавати інформацію одразу в повному обсязі, але в цьому випадку при великій кількості об’єму інформації вона буде передаватися досить довго, а абоненти, які не пов’язані з поточною передачею, будуть очикувати звільнення мережі весь час, доки поточна передача не завершиться. Такий процес називається монопольний захват мережі.
Тому в мережах прийняли за правило розділяти всю інформаці, що передається, на окремі частини – блоки, пакети, кадри. Щоб зробити всих абонентів рівноправними, а також приблизно зрівняти час доступу до мережі і швидкість передачі інформації для всих абонентів, якраз і використовуються пакети (кадри).
Отже пакет повинен мати оптимальну довжину, вона залежить від топології, від метода керування передачею інформації, від рівня перешкод та виду каналів зв’язку, від кількості вузлів мережі та інших факторів. Розмір пакетів розраховується в кожному стандарті мережі окремо, наприклад в мережі стандарту Ethernеt – 512 байт.
Склад пакета наступний:
Всі вузли в мережі повинні мати свою адресу, для того щоб можна було їх відрізняти один від одного та передавати інформації певному вузлу. В пакеті даних вказується обов’язково адреси відправника та приймача.
Фізична система адресації інакше називається MAC-адресацією (МАС – Мedia Access Control). МАС-адреса – унікальний номер або адреса, яка містить 48 біт.
Іншим способом адресації є логічна адресація. До логічної адресації слід відненсти IP-адресацію та доменну адресацію. Адреси логічної адресації призначаються адміністраторами мереж. При необхідності та зміні конфігурації мережі логічна адреса може бути змінена, на відміну від фізичної адреси.
ІР-адреса – унікальна адреса, яка містить 32 розряда та може бути приведена до десяткової з крапками, наприклад
ІР-адреса у 2 видах: 00001010 00000001 00101011 00001010 (32-розрядна адреса)
або
10 . 1 . 43 . 10 (десяткова з крапками)
Доменна адреса має зовсім простий вигляд та склад. Вона досить зручна для запам’ятовування. В доменній системі віддається переважна увага доменам. Наприклад адреса вузла mail.zp.ua складається з наступних частин:
Питання для самоперевірки
1. Що таке пакет, яке його основне призначення
2. Визначити загальний склад пакетів
3. Які види адресацій використовуються для пакетів
Література
1. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. – Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: Изд-во ЭКОМ
2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. 3-е изд.-СПб: Питер.
3. Лозікова Г.М. Комп’ютерні мережі: Навчально-методичний посібник – К. Центр навчальної літератури
Тема: Модель OSI. Протоколи мереж та методи доступу.
ПЛАН ЗАНЯТТЯ:
1. Семирівнева модель OSI
2. Взаємодія рівнів OSI
При зв'язку комп'ютерів по мережі проводиться безліч операцій, що забезпечують передачу даних від комп'ютера до комп'ютера.
Упорядкувати всі виконувані процедури, розділити їх на рівні і підрівні, що взаємодіють між собою, якраз і покликані моделі мереж.
Процес передачі даних в мережі – складний процес, який складається з багатьох процедур. Еталонна модель OSI (Open System Interchange) дає детальний опис виконання процедур передачі та приймання даних через мережу. Цю універсальну модель запропонувала Міжнародна організація стандартів ISO (International Standards Organization). Модель містить сім рівнів, які обов’язково проходить інформація на абоненті, що передає дані, та абоненті, що приймає дані. Нижче продемонстровано шлях слідування інформації від вузла-передавача до вузла-приймача.
| |
| |  |
Якщо необхідно здійснити передачу даних між вузлами, то вони повинні працювати за однаковими правилами. Протокол – набір правил та процедур, які регулюють порядок здійснення зв’язку. На кожному рівні моделі OSI можуть працювати один або декілька протоколів, причому деякі з них утворюють стек протоколів. В різних мережних операційних системах та мережах використовується різні набори протоколів. Стек протоколів – ієрархічно організований набір протоколів, який є достатнім для організації передачі даних по мережі.
Крім моделі OSI, існує також модель IEEE Project 802, прийнята в лютому 1980 року (звідси і число 802 в назві), яку можна розглядати як модифікацію, розвиток, уточнення моделі OSI. Стандарти, визначувані цією моделлю (так звані 802-спецификации), діляться на дванадцять категорій, кожною з яких привласнений свій номер.
Питання для самоперевірки
1. Яка організація займається стандартизацією єдиного представлення даних в мережах
2. Для чого використовується модель OSI
3. Побудуйте модель OSI
Література
1. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. – Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: Изд-во ЭКОМ
2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. 3-е изд.-СПб: Питер.
3. Лозікова Г.М. Комп’ютерні мережі: Навчально-методичний посібник – К. Центр навчальної літератури
Тема: Прикладний та представницький рівні моделі OSI. Протоколи
ПЛАН ЗАНЯТТЯ:
1. Протоколи високих рівнів
2. Протоколи представницького та прикладного рівнів
До протоколів високих рівнів відносяться прикладний та представницький рівні, які виконують керування усими останніми рівнями та користуються їх послугами (становленням зв”язку, обираннмя маршруту слідування пакетів, трансортуванням даних та іншими послугами).
Прикладний рівень (application layer) – рівень додатків. Цей рівень забезпечує послуги підтримки користувацьких додатків. Він складається з різноманітних протоколів, за допомогою яких користувач мережі отримує доступ до програмних засобів передачі даних, доступ до мережних баз даних, до мережних принтерів, до web-сторінок, до електронної пошти та інш. Одиницею вимірювання інформації на цьому рівні є повідомлення.
Представницький рівень (presentation layer) – рівень представницьких даних. Цей рівень виконує перетворення формату даних, що передаються, у спеціальну форму для мережі, при цьому суть інформації не змінюється. На цьому ж рівні може виконуватися стиснення даних, а також для збільшення секретності інформації може здійснюватися шифрування даних на вузлі-передавачі, або дешифрування на вузлі-приймачі. Прикладом протокола, який забезпечує секретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня стека TCP/IP є протокол SSL (Secure Socket Layer) – рівень захищених сокетів.
Протокол Telnetзабезпечує емуляцію алфавітно-цифрового термінала та використовує командний рядок. Ця служба дозволяє будь-якому терміналу підключитися в мережі до будь-якого ПК. Протокол Telnet був реалізований під UNIX, але ця служба здатна працювати з великою кількість операційних систем. Тому перед всатновленням з’єднання з віддаленим вузлом Telnet виконує синхронізацію з віддаленим вузлом, при цьому дві станції здійснюють обмін опціями. При встановленні з’єднання вузол клієнт Telnet відправляє повідомлення (код символа, набраного в командному рядку) віддаленому вузлу –серверу Telnet, його операйційна система розглядає сеанс Telnet, як сеанс локального користувача на вузлі-сервері. В локальних мережах Telnet знайшов своє використання у керуванні не ПК, а маршрутизаторами, концентраторами, комутаторами, хабами. Telnet використовує протокол TCP в якості транспортної служби. Telnet – альтернатива протокола SNMP.
