Пассивное оборудование сетей
Среда передачи сигналов – это медь и оптоволокно.
Основные электрические параметры медного кабеля:
- волновое сопротивление (импеданс);
- полоса пропускания;
- удельное затухание сигнала (определяет максимальную длину).
Виды медного кабеля
- Коаксиальные – центральная сигнальная жила, окруженная изоляцией и одним или несколькими слоями экрана. Отрезки кабеля соединяются коаксиальными разъемами. На коаксиальном кабеле строят шинные сегменты LAN, и звездообразные кабели сетей. Используются с сопротивлением 50Ом и 93Ом. Пропускная способность 10, 100 и более Мбит/сек.
- Витая пара (TP – twistedpair) – пара скрученных проводов. Шаг скрутки определяет полосу пропускания провода. На качество влияет постоянство шага (цена). Бывают UTP – неэкранированная витая пара и STP – экранированная. Скрутка позволяет существенно снизить реактивные параметры 2-х проводников, что уменьшает удельное затухание сигнала (относительно 2-х параллельных проводников).
По скрутке (шаг витка) различают следующие категории ТР:
- 3-я до 10МГц;
- 5-я до 100МГц;
- 6-я до 200МГц;
- 7-я до 600МГц;
Импедансы 5-й категории 100Ом (UTP) и 150Ом (STP). Соединители выполняются для UTP и STP раздельно. Максимальная длина сегмента 100м. Кабель подключается с помощью 8-позиционной вилки (RJ-45) к аналогичному разъему. Концовка кабеля (расплетение до 1см ) подвергается оборке и отжимке с распайкой на разъем (специальные паяльные станции).
- Оптоволоконный кабель (FOC) – одна или несколько ниток оптоволокна с пропускной способностью Гбит/сек. Внутренняя структура нитки светопроводящая, а оболочка светоотталкивающаяя.
Недостатки: возникновение помех из-за резкого перепада температур и радиации.
Оконцовка оптоволокна – полировка среза или специальная гелиевая среда. Соединение типа «точка-точка».
Концепция структурированных кабельных систем
Это стандартный подход к созданию коммуникационной структуры зданий.
- От каждой точки подключения рабочего места (розетка) прокладываются кабели (TP / FOC) к коммуникационным центрам;
- Центры располагаются (желательно) на каждом этаже здания. Кабели ТР 100м (10м для подключения);
- Коммуникационные центры связываются между собой высокопроизводительными линиями;
- Коммуникация выполняется по принципу открытой кабельной системы (для любой технологии).
Зарубежные стандарты концепции: ТА568, ISO11801.
Характеристики популярных разновидностей Ethernet
Ether – эфир.
Произвольный доступ с прослушиванием несущей и обнаружение коллизий.
Пороговые устройства сетевого адаптера определяют состояние сети:
- Свободно (0В);
- Занято (приблизительно 1В от 40мА источника тока – передатчика сетевого адаптера);
- Коллизии – рабочее состояние – столкновение 2-х и более пакетов (более 1,5В).
Таблица 1. Характеристики разновидностей сетей Ethernet
Характеристики
|
10Base 2 |
10Base T |
10Base F |
100Base F |
топология
макс. длина
сегмента
кабель
макс. число
узлов к кабелю сегмента |
шина
185м
FG58
30
|
звезда
не задается
UTP 3,4,5
опред-ся хабом |
точка-точка
-
оптоволокно
2 |
звезда
-
UTP 5
опред-ся хабом |
Сравнительные характеристики сетей Ethernet на тонком коаксиале и витой паре
Таблица 2. Сравнительные характеристики сетей Ethernet
Свойства сети |
Сеть на коаксиале |
Сеть на витой паре (ТР) |
Принадлежность каждого узла
Общие элементы
Правила заземления
Последствия неисправности
Возможности локализации неисправности.
Возможности повышения про-изводительности |
Сетевой адаптер с BNC-коннектором и Т-коннектором
Кабель с терминаторами
Заземлять ПК через шнур питания и сеть только через 1 терми-натор. Корпус ПК не должен соприкасаться с корпусом BNC-разъема.
Любой обрыв или ко-роткое замыкание (кз) в линии приводят к отказу всего сегмента сети.
Последовательное от-ключение Т-коннектора от адаптера и изме-рение сопротивления.
Уменьшение количест-ва узлов в сегменте, применение межсег-ментных мостов, марш-рутизаторов и коммута-торов. |
Сетевой адаптер с RJ45. Кабель с 2-мя конек-торами RJ45 порт хаба
Хаб с источником питания
Заземлять ПК и хабы через шнуры питания.
Одиночные обрывы или кз, отказ адаптера или порта хаба приводят к потере связи только с одним узлом. Отказ или обесточивание хаба – выход сегмента из строя.
Светодиодные индика-торы портов пока-зывают состояние каж-дой шины.
Сегментирование сети, применение интеллек-туальных хабов (ис-пользование марш-рутизаторов и т.д.) |
2. Активное оборудование сетей
1. Сетевые адаптеры – NIC (Network Interface Carder);
2. Повторители и хабы Ethernet:
· repeater – для преодоления ограничений длины кабеля;
· hub (хаб) – соединительный элемент сети на витой паре и средство расширения возможностей сети для любых сред передачи;
· интеллектуальные хабы имеют встроенный МК для управления сетью;
· коммутирующие и наращиваемые хабы.
Расчет битовых интервалов для двойной передачи сигналов в сети
Сегмент считается работоспособным, если домен коллизии не превышает 512 битовых интервалов (время распространения сигнала между 2-мя наиболее удаленными ПК в сегменте должно быть меньше 512/2 битовых интервалов).
Битовый интервал = 1 / частота работы сетей,
напр.частота сети = 100МГц, битовый интервал = 10нс.
Расчет двойной посылки (передача – прием) между 2-мя ПК в сегменте в битовых интервалах:
- Двойная битовая задержка адаптера ПК (порядка 100ВТ)
- Распространение сигнала по коаксиальному кабелю и витой паре;
- Хаб сегмента (100 – 200 бит интервалов).
