15. Среда передачи. Классификация
Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды передачи данных являются кабели. При создании сети передачи данных выбор осуществляется из следующих основных видов кабелей: волоконно-оптический (fiber), коаксиал (coaxial) и витая пара (twisted pair). При этом и коаксиал (коаксиальный кабель), и витая пара для передачи сигналов используют металлический проводник, а волоконно-оптический кабель — световод, сделанный из стекла или пластмассы.
Коаксиальный кабель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный»), также известный как коаксиал (от англ. coaxial), — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов. Коаксиальный кабель – состоит из центрального проводника, окруженного слоем изолирующего материала, и экрана (одним или неск. слоев плетеной медной проволоки)
Недостаток – трудность монтажа.
Если помимо оплетки есть еще слой фольги – то это кабель с двойной экранизацией.
— Электрический сигнал передается по жиле
— Оплетка – от эл. шумов и перекрестных помех
— более помехоустойчив, меньше затуханий
— проводящая жила и оплетка не должны соприкасаться => короткое замыкание => данные разрушаются
Витая пара (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.
Оптическое волокно — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.
16. Толстый коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель состоит из несимметричных пар проводников. Каждая пара представляет собой внутреннюю медную жилу и соосную с ней внешнюю жилу, которая может быть полой медной трубой или оплеткой, отделенной от внутренней жилы диэлектрической изоляцией. Внешняя жила играет двоякую роль — по ней передаются информационные сигналы и она является экраном, защищающим внутреннюю жилу от внешних электромагнитных полей. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения: для локальных компьютерных сетей, для глобальных телекоммуникационных сетей, для кабельного телевидения и т. п.
Согласно современным стандартам коаксиальный кабель не считается хорошим выбором при построении структурированной кабельной системы зданий. Далее приводятся основные типы и характеристики этих кабелей.
Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре. Затухание (attenuation) — это уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю.
Затухание сигнала приводит к ухудшению его качества Как уже говорилось, плетеная защитная оболочка поглощает внешние электромагнитные сигналы, не позволяя им влиять на передаваемые по жиле данные, поэтомукоаксиальный кабель можно использовать при передаче на большие расстояния и в тех случаях, когда высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании.
• «Толстый» коаксиальный кабель разработан для сетей Ethernet 10Base-5 с волновым сопротивлением 50 Ом и внешним диаметром около 12 мм. Этот кабель имеет достаточно толстый внутренний проводник диаметром 2,17 мм, который обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики (затухание на частоте 10 МГц — не хуже 18 дБ/км). Зато этот кабель сложно монтировать — он плохо гнется.
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).
Стоит ли строить локальную сеть на базе коаксильного телевизионного кабеля?
Дано: Есть 2х этажный частный дом с толстыми (плохо пробиваемыми вайфаем) стенами. Хочется сделать там хорошую, умеренно быструю (100мбит/с+) локальную сеть, в основном для доступа в интернет с разных устройств. Большинство потребителей подключаются через WiFi, но есть и по витой паре пара штук.
Если бы этим все ограничилось, я бы, наверное, проложил везде 1-10 гигабитнную витую пару и поставил бы в пару комнат точки доступа, но проблема в том, что есть требование сохранить ремонт нетронутым.
В доме уже проложен телевизионный коаксильный кабель и разведен по розеткам по многим комнатам. Было бы очень здорово переиспользовать эту сеть. Насколько я понимаю, технология ethernet over coax существует и формально это сделать реально.
Кажется можно купить, что-то типа https://www.amazon.com/Actiontec-MoCA-Network-Adap. и с помощью несколькольких таких устройств подключить потребителей и точки доступа. Но я не уверен, что оно будет работать вообще и что конечная скорость окажется приемлемой.
Собственно вопросы относительно этого класса решений:
— будет ли это вообще работать?
— можно ли будет к такой сети подключить более 2-х устройств? (я так понимаю, набор коаксильных кабелей с разветвителями будет выступать в роли шины)
— ну и главный вопрос: какую производительность можно будет ожидать от такой сети? И от чего это зависит? (производительность адептеров coax-ethernet? помехи в кабелях? класс кабеля? и т.д.)
И какие есть альтернативы? Я вижу такие решения:
1) проложить везде витую пару / оптику (явно оверкилл сейчас) — основная проблема в инвазивности относительно ремонта
2) переиспользовать коаксильную сеть — основная проблема в несяности насколько это выполнимо и как производительно это будет
3) строить сеть на базе WiFi — основная проблема это толстые стены, пробовали использовать репитеры чтобы провести вайфай в отдаленные участки дома, но это не дает стабильного соединения во всех комнатах. (вполне вероятно при более прямых руках результат был бы получше)
Простой 4 комментария