Что такое коаксиальный кабель в компьютерных сетях

1.5 Основные типы кабельных сред передачи данных

На сегодня, большая часть компьютерных сетей используют для соединения провода и кабели. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами. Наиболее распространены: коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель. В таблице 2 приведены основные типы кабелей, используемых в ЛВС.

Таблица 2 — Сетевые кабели

Тонкий коак­сиальный ка­бель

Толстый ко­аксиальный кабель

Однако постепенно в нашу жизнь входит беспроводная среда передачи данных. Для беспроводной передачи данных используют: инфракрасное и лазерное излучение, радиопередачу и телефонию. Эти способы передачи данных в компьютерных сетях, как локальных, так и глобальных, привлекательны тем, что: гарантируют определенный уровень мобильности; позволяют снять ограничение на длину сети, а использование радиоволн и спутниковой связи делают доступ к сети фактически неограниченным.

Для высокопроизводительного обмена, но на ограниченном расстоянии, развива­лось несколько направлений реализации локальных сетей — Ethernet, ARCnet, Token Ring, адаптеры которых широко используются в персональных компью­терах (ПК).

1.5.1 Коаксиальный кабель

До недавнего времени самой распространенной средой передачи данных был коаксиальный кабель: относительно недорогой, легкий и гибкий, безопасный и простой в установке. На рисунке 18 приведена конструкция коаксиального кабеля.

Рисунок 18 — Конструкция коаксиального кабеля

Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по проводящей жиле. Она изоляцией отделяется от металлической оплетки, которая играет роль заземления и защищает передаваемые по жиле сигналы от:

• внешних электромагнитных шумов (атмосферных, промышленных);
• перекрестных помех – электрических наводок, вызванных сигналами в соседних проводах.

Используют толстый и тонкий коаксиальный кабель. Их характеристики представлены в таблице 3.

Таблица 3 — Характеристики коаксиального кабеля

Эффективная длина сегмента

Обозначение по стандарту IEEE 802.3

Источник

Ethernet на коаксиальном кабеле

Спецификации 10Base5 и 10Base2 коаксиального кабеля в сети Ethernet единственные из всех стандартов требуют использования топологии «шина». Под максимальной длиной сегмента в данном случае понима­ется полная длина шины от одного терминатора до другого (рис. 5.1). Сегмент кабеля, соединяющий более двух компьютеров, называется магистральным сегментом (mixing segment). Стандарты с коаксиаль­ным кабелем сегодня почти не используются (не считая старых се­тей), поскольку коаксиальный кабель труднее прокладывать и обслу­живать, чем витую пару. Кроме того, максимальная скорость переда­чи данных по такому кабелю составляет всего 10 Мбит/сек.

Рис. 5.1. Магистральный сегмент объединяет в сеть несколько компьютеров Ethernet на витой паре

о всех других спецификациях физического уровня Ethernet исполь­зуется топология «звезда», где каждый компьютер соединяется с кон­центратором отдельным сегментом кабеля. Кабель, соединяющий два устройства, называется связывающим сегментом (link segment). Самый популярный вид кабеля в современных сетях Ethernet — неэкранированная витая пара. Это связано как с легкостью установки, так и с по­вышенной скоростью передачи данных — 10, 100 и даже 1000 Мбит/сек. В Ethernet 10BaseT компьютер соединяется с концентратором-по­вторителем сегментом кабеля, длина которого может достигать 100 м. И еще на 100 м концентратор передает сигнал другому компьютеру (рис. 5.2). В 10BaseT из четырех витых пар в кабеле используются только две: одна для передачи данных, вторая — для приема.

Внимание! Хотя в большинстве сетей на витой паре две из четырех пар не используются, не пытайтесь подключить к свободным парам телефон или другое коммуникационное устройство (по крайней мере, на время работы сети). Это приведет к возникновению чрезмерных пе­рекрестных помех.

Рис. 5.2. Кабель UTP соединяет Ethernet-систему с концентратором, а тот предает сигнал другому концентратору или компьютеру

стандарт Fast Ethernet (IEEE 802.3u) включены две специфика­ции кабелей UTP, известные под общим обозначением 100BaseT. Максимальная длина сегмента в обеих по-прежнему 100 м. В 100BaseTX это осуществимо за счет использования кабеля более высокой кате­гории (5), обеспечивающей повышенное качество передачи сигнала. В стандарте 100BaseT4 данные передаются со скоростью 100 Мбит/сек даже по кабелю 3 категории, который используется в старых сетях Ethernet и телефонных сетях. Отличие между стандартами 100BaseTX и 100BaseT4 заключается в том, что в первом задействовано только две пары проводов, как и в 10BaseT, а во втором используются все четы­ре. Наряду с обычными парами для приема и передачи две оставши­еся пары применяются в 100BaseT4 для двусторонних коммуникаций. Почти во всех спецификациях физического уровня Gigabit Ethernet, определенных стандартом IEEE 802.3z, используется оптоволокон­ный кабель, с единственным исключением, которое описано в доку­менте IEEE 802.Заb. Стандартом 1000BaseT, спроектированным спе­циально для обновления существующих сетей на витой паре со 100-метровыми сегментами, допускается использование кабелей UTP обычной 5 категории, но максимально ему соответствуют более на­дежные кабели категории 5Е (усовершенствованная 5 категория), официально утвержденной ассоциацией EIA/TIA (Electronics Industry Association and Telecommunications Industry Association). Производи­тельность кабеля категории 5Е мало отличается от кабеля категории 5, а полоса пропускания у обеих и вовсе одна и та же. К категории 5Е предъявляются повышенные требования к устойчивости относитель­но определенных типов перекрестных помех, а также добавлено не­сколько новых параметров производительности. Высокая скорость пе­редачи в стандарте 1000BaseT достигается, как и в стандарте 100BaseT4, за счет использования всех четырех пар, а также за счет применения особой схемы передачи сигнала РАМ-5 (Pulse Amplitude Modulation-5).

Источник

Коаксиальные кабели

Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального медного провода и металлической оплетки (экрана), разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку (рис. 3).

Рис. 3. Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель до недавнего времени был очень популярен, что связано с его высокой помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке), более широкими, чем в случае витой пары, полосами пропускания (свыше 1ГГц), а также большими допустимыми расстояниями передачи (до километра ). К нему труднее механически подключиться для несанкционированного прослушивания сети, он дает также заметно меньше электромагнитных излучений вовне. Однако монтаж и ремонт коаксиального кабеля существенно сложнее, чем витой пары, а стоимость его выше (он дороже примерно в 1,5 – 3 раза). Сложнее и установка разъемов на концах кабеля. Сейчас его применяют реже, чем витую пару. Стандарт EIA/TIA-568 включает в себя только один тип коаксиального кабеля, применяемый в сети Ethernet.

Основное применение коаксиальный кабель находит в сетях с топологией ти-па шина. При этом на концах кабеля обязательно должны устанавливать-ся терминаторы для предотвращения внутренних отражений сигнала, причем один (и только один!) из терминаторов должен быть заземлен. Без заземления металлическая оплетка не защищает сеть от внешних электромагнитных помех и не снижает излучение передаваемой по сети информации во внешнюю среду. Но при заземлении оплетки в двух или более точках из строя может выйти не только сетевое оборудование, но и компьютеры, подключенные к сети.

Терминаторы должны быть обязательно согласованы с кабелем, необходимо, чтобы их сопротивление равнялось волновому сопротивлению кабеля. Например, если используется 50-омный кабель, для него подходят только 50-омные терминаторы.

Реже коаксиальные кабели применяются в сетях с топологией звезда (например, пассивная звезда в сети Arcnet). В этом случае проблема согласования существенно упрощается, так как внешних терминаторов на свободных концах не требуется.

Волновое сопротивление кабеля указывается в сопроводительной документации. Чаще всего в локальных сетях применяются 50-омные (RG-58, RG-11, RG-8) и 93-омные кабели (RG-62). Распространенные в телевизионной технике 75-омные кабели в локальных сетях используются редко. Марок коаксиального кабеля немного. Он не считается особо перспективным. Не случайно в сети FastEthernet не предусмотрено применение коаксиальных кабелей. Однако во многих случаях классическая шинная топология (а не пассивная звезда) очень удобна. Как уже отмечалось, она не требует применения дополнительных устройств – концентраторов.

Существует два основных типа коаксиального кабеля:

• тонкий (thin) кабель, имеющий диаметр около 0,5 см, более гибкий;

• толстый (thick) кабель, диаметром около 1 см, значительно более жесткий. Он представляет собой классический варианткоаксиального кабеля, который уже почти полностью вытеснен современным тонким кабелем.

Тонкий кабель используется для передачи на меньшие расстояния, чем толстый, поскольку сигнал в нем затухает сильнее. Зато с тонким кабелем гораздо удобнее работать: его можно оперативно проложить к каждому компьютеру, а толстый требует жесткой фиксации на стене помещения.

Подключение к тонкому кабелю (с помощью разъемов BNC байонетного типа) проще и не требует дополнительного оборудования. А для подключения к толстому кабелю надо использовать специальные довольно дорогие устройства, прокалывающие его оболочки и устанавливающие контакт как с центральной жилой, так и с экраном. Толстый кабельпримерно вдвое дороже, чем тонкий, поэтому тонкий кабель применяется гораздо чаще.

Как и в случае витых пар, важным параметром коаксиального кабеля является тип его внешней оболочки. Точно так же в данном случае применяются как non-plenum (PVC), так и plenum кабели. Естественно, тефлоновый кабель дороже поли-винилхлоридного. Обычно тип оболочки можно отличить по окраске (например, для PVC кабеля фирма Belden использует желтый цвет, а для тефлонового – оранжевый).

Типичные величины задержки распространения сигнала в коаксиальном кабеле составляют для тонкого кабеля около 5 нс/м, а для толстого – около 4,5 нс/м.

Существуют варианты коаксиального кабеля с двойным экраном (один экран расположен внутри другого и отделен от него дополнительным слоем изоляции). Такие кабели имеют лучшую помехозащищенность и защиту от прослушивания, но они немного дороже обычных.

В настоящее время считается, что коаксиальный кабель устарел, в большинстве случаев его вполне может заменить витая параили оптоволоконный кабель. И новые стандарты на кабельные системы уже не включают его в перечень типов кабелей.

Источник