Среда передачи данных и информации — это те линии связи (или каналы связи), по которых производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются ведущие или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроволочные сети, которые в настоящий момент находят все больше широкое приложение, особенно в портативных компьютерах.
Информация в локальных сетях чаще всего передается в последовательном коде, то есть бит за битом. Такая передача медленнее и сложнее, чем при использовании параллельного кода. Однако нужно учитывать то, что при больше быстрой параллельной передаче (по нескольким кабелям одновременно) увеличивается количество соединительных кабелей в число раз, ровное количеству разрядов параллельного кода (например, в 8 раз при 8-разрядном коде). Это совсем не мелочь, как может показаться на первый взгляд. При значительных расстояниях между абонентами сети стоимость кабеля полностью сравнима со стоимостью компьютеров и даже может превосходить ее. К тому же проложить один кабель (реже два разнонаправленных) намного проще, чем 8, 16 или 32. Значительно более дешево обойдется также поиск повреждений и ремонт кабеля.
Но это еще не все. Передача на большие расстояния при любом типе кабеля требует сложной передаточной и приемной аппаратуры, потому что при этом необходимо формировать мощный сигнал на передаточном конце и детектировать слабый сигнал на приемном конце. При последовательной передаче для этого нужно все один передатчик и один приемник. При параллельной же количество необходимых передатчиков и приемников растет пропорционально разрядности используемого параллельного кода. В связи с этим, даже если разрабатывается сеть незначительной длины (порядку десятка метров) чаще всего выбирают последовательную передачу.
К тому же при параллельной передаче чрезвычайно важно, чтобы длины отдельных кабелей были точно уровни друг другу. Иначе в результате прохождения по кабелям разной длины между сигналами на приемном конце образуется часовой сдвиг, который может привести к сбоям в работе или даже к полной неработоспособности сети. Например, при скорости передачи 100 Мбит/с и длительности бита 10 нс этот часовой сдвиг не повиненно превышать 5-10 нс. Такую величину сдвига дает разница в длинах кабелей в 1-2 метра. При длине кабеля 1000 метров это составляет 0,1-0,2%.
Нужно отметить, что в некоторых высокоскоростных локальных сетях все-таки используют параллельную передачу по 2—4 кабелям, что позволяет при заданной скорости передачи применять больше дешевые кабели с меньшей полосой пропускания. Но допустимая длина кабелей при этом не превышает сотню метров. Примером может служить сегмент 100Base-T4 сети FastEthernet.
Промышленностью выпускается огромное количество типов кабелей, например, только одна наибольшая кабельная компания Beldenпредлагает больше 2000 их наименований.
Все кабели можно разделить на три больших группы:
- электрические (медные) кабели на основе крученных пар проводов (twisted pair), которые делятся на экранированных (shielded twisted pair, STP) и неекрановані (unshielded twisted pair, UTP);
- электрические (медные) коаксиальные кабели (coaxial cable);
- оптоволоконные кабели (fibreoptic).
Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе нужно учитывать как особенности решаемого задания, так и особенности конкретной сети, в том числе и используемой топологии.
Можно выделить следующие основные параметры кабелей, принципиально важные для использования в локальных сетях:
Полоса пропускания кабеля (частотный диапазон сигналов, которые пропускаются кабелем) и затухания сигнала в кабеле. Два этих параметры тесно связаны между собой, потому что с ростом частоты сигнала растет затухание сигнала. Нужно выбирать кабель, что на заданной частоте сигнала имеет приемлемое затухание. Или же нужно выбирать частоту сигнала, на которой затухание еще приемлемо. Затухание измеряется в децибелах и пропорционально длине кабеля.
Препятствиязащищенность кабеля и обеспечиваемая им секретность передачи информации. Эти два взаимозависимых параметра показывают, как кабель взаимодействует с окружающей средой, то есть, как он реагирует на внешние препятствия, и насколько просто прослушать информацию, переданную по кабели.
Скорость распространения сигнала по кабели или, обратный параметр – задержка сигнала на метр длины кабеля. Этот параметр имеет принципиальное значение при выборе длины сети. Типичные величины скорости распространения сигнала - от 0,6 до 0,8 от скорости распространения света в вакууме. Соответственно типичные величины задержек - от 4 до 5 нс/м.
Для электрических кабелей очень важна величина волнового сопротивления кабеля. Волновое сопротивление важно учитывать при согласовании кабеля для предотвращения отражения сигнал от концов кабеля. Волновое сопротивление зависит от формы и взаиморасположения проводников, от технологии изготовления и материала диэлектрика кабеля. Типичные значения волнового сопротивления - от 50 до 150 Ом.
В это время действуют следующие стандарты на кабеле:
- EIA/TIA 568 (CommercialBuildingTelecommunicationsCablingStandard) – американский;
- ISO/IEC IS11801 (Genericcablingforcustomerpremises) – международный;
- CENELECEN50173 (Genericcablingsystems) – европейский.
Эти стандарты описывают практически одинаковые кабельные системы, но отличаются терминологией и нормами на параметры.
