Виды связи в компьютерных сетях проводные

Классификация проводных линий связи.

Проводной называется линия связи, в которой информационные сигналы распространяются вдоль искусственной направляющей среды – устройства непрерывной конструкции, способного передавать электромагнитную энергию в заданном направлении.

В вычислительных (компьютерных) сетях в качестве проводных линий передачи данных применяются медные и оптоволоконные кабели, в частности:

• витые пары проводов: экранированные (STP – shielded twisted pair) и неэкранированные (UTP – unshielded twisted pair). В экранированных парах присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде медной сетки. Они сравнительно дороги (соизмеримы с ценой коаксиального кабеля) и применяются намного реже неэкранированных. Неэкранированные пары подразделяют на несколько категорий (типов) с 1-й по 7-ю. ). Пара категории 1 – это обычный телефонный кабель (полоса частот 100 КГц). Пара категории 2 (полоса частот 1 МГц) может использоваться в сетях со скоростью передачи данных до 4 Мбит/с.

Для первых сетей Ethernet (10Base-T) была разработана пара категории 3 (скорость передачи данных до 10 Мбит/с, полоса частот 16 МГц), а для сетей Token Ring – пара категории 4 (полоса частот 20 МГц) со скоростью передачи данных до 16 Мбит/с.

В высокоскоростных сетях используются более совершенные витые пары: категории 5, которая применима при частотах до 100 МГц и поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с и категории 5е (полоса частот 125 МГц, скорость передачи до 1 Гбит/с при использовании кабеля из 4 пар). Ограничение на длину кабеля между сетевыми устройствами — 100 м.

В последнее время наиболее популярна (70% сетей) витая пара категорий 6 (полоса частот 250 МГц, скорость передачи до 1 Гбит/с. Она применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.

Созданы также UTP категории 6А (полоса частот 500 МГц, скорость передачи до 10 Гбит/с) и 7 полоса частот 600-700 МГц, скорость передачи до 100 Гбит/с). Кабель 7 категории имеет общий внешний экран из медной оплетки и экраны вокруг каждой пары из фольги, поэтому 7 категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully shielded Twisted Pair).

Обычно используется 8-жильный кабель, состоящий из четырех витых пар;

• коаксиальные кабели: тонкий (RG-58, диаметром 0,2 дюйма (6,25 мм), иногда его называют CheaperNet или ThinNet) и толстый (ThickNet, RG-8 диаметром 0,4 дюйма (12,5 мм)). Толстый кабель имеет меньшее затухание, лучшую помехозащищенность, что обеспечивает возможность работы на больших расстояниях (до 1000 м без повторителя), но монтаж его существенно сложнее, а стоимость выше витой пары в 1,5-3 раза. В настоящее время считается, что коаксиальный кабель устарел и в большинстве случаев его может заменить витая пара или оптоволоконный кабель.
• оптоволоконный кабель: одномодовый (SMF – single mode fiber) и многомодовый (MMF – multi mode fiber). Оптические кабели состоят из одного (симплексные), двух (дуплексные) или многих (4-72, многожильные) волокон, буферной оболочки, силовых элементов и внешней оболочки. ВОЛС являются основой высокоскоростной передачи данных, особенно на большие расстояния. Главный недостаток оптоволоконных кабелей – сложность монтажа.

Так как в направляющей среде (ИНС) любой сигнал ослабляется (затухает), в проводных линиях связи предусмотрено многократное усиление сигнала. Каждый из n усилителей – УС (у ЛВС (LAN — Local area network) – повторитель, repeater) располагается на усилительном пункте. Расстояние между ними зависит от вида и параметров направляющей среды. В ЛВС обычно не превышает нескольких сотен метров.

Источник

Типы линий связи

Линия связи (рисунок) состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина линия связи (line) является термин канал связи(channel).

Рисунок  Состав линии связи

Физическая среда передачи данных (medium) может представлять собой кабель, то есть набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на следующие:

• проводные (воздушные);
• кабельные (медные и волоконно-оптические);
• радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными. Кабельные линиипредставляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели. Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair). Витая пара существует в экранированном варианте (Shielded Twistedpair, STP), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном (Unshielded Twistedpair, UTP), когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Коаксиальный кабель (coaxial) имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения  для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т. п. Волоконно-оптический кабель (optical fiber) состоит из тонких (5-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех. Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, СВ и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (Amplitude Modulation, AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), для которых характерна частотная модуляция (Frequency Modulation, FM), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ или microwaves). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется. В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества к стоимости, а также простотой монтажа. С помощью витой пары обычно подключают конечных абонентов сетей на расстояниях до 100 метров от концентратора. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя  например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети, таким как шофер грузовика, врач, совершающий обход, и т. п. Для подключения компьютера к сети может использоваться:

• сетевая плата (сетевая карта, сетевой адаптер), подключающая его к спе­циальной кабельной линии для передачи сигналов в цифровом дво­ич­ном ко­де (каждая карта имеет уникальный 48-битовый адрес);
• модем (модулятор–демодулятор), подключающая его к телефонной ли­нии. Здесь цифровые данные компьютеры преобразуются в непрерывные элек­трические импульсы (модулируются), передаются по телефонным каналам, а после приема снова преобразуются в цифровой двоичный код (демодулируются).

Источник

1. Компьютерные сети. Виды сетей

Клиенты сети могут быть подключены различными способами. Способ подключения называется топологией сети.

На сегодняшний день выделяют такие типы: общая шина, кольцо и звезда. У каждой топологии есть свои «плюсы» и «минусы».

• Все компьютеры подключены к одному каналу связи;
• если есть разрыв, то не работает вся сеть, и найти его сложно;
• ограничения по длине шины

• Сеть работает даже в случае неисправности любой станции;
• высокий уровень безопасности;
• просто найти неисправность

• Расход кабеля большой;
• так как все станции подключены к коммутатору, то в случае его отказа сеть не работает;
• количество станций ограничено количеством портов коммутатора

Обмен данными идёт пакетами. Пакеты с разных станций передаются по одной линии связи. В ходе отправки пакеты могут перемешиваться с другими пакетами, но в точке получения они все собираются в один файл, отслеживание ведётся по контрольной сумме пакетом, поэтому в ходе передачи ничего не теряется и полученный файл не откроется, пока не «соберётся».

Источник

2 Проводные и беспроводные технологии компьютерных сетей

Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.

Существует два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей:

• Работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т. п.);
• Соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети).

Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети — Ad-hoc и клиент-сервер. Режим Ad-hoc (иначе называемый «точка-точка») — это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент-сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций. Поскольку в большинстве сетей необходимо обеспечить доступ к файловым серверам, принтерам и другим устройствам, подключенным к проводной локальной сети, чаще всего используется режим клиент-сервер.

Комплексы для объединения локальных сетей по топологии делятся на «точку-точку» и «звезду». При топологии «точка-точка» (режим Ad-hoc в IEEE 802.11) организуется радиомост между двумя удаленными сегментами сети.

Беспроводные технологии — подкласс информационных технологий, служат для передачи информации на расстояние между двумя и более точками, не требуя связи их проводами. Для передачи информации может использоваться инфракрасное излучение, радиоволны, оптическое или лазерное излучение.

В настоящее время существует множество беспроводных технологий, наиболее часто известных пользователям по их маркетинговым названиям, таким как Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth. Каждая технология обладает определёнными характеристиками, которые определяют её область применения.

Существуют различные подходы к классификации беспроводных технологий.

• По дальности действия:
  • Беспроводные персональные сети (WPAN — Wireless Personal Area Networks). Примеры технологий — Bluetooth.
  • Беспроводные локальные сети (WLAN — Wireless Local Area Networks). Примеры технологий — Wi-Fi.
  • Беспроводные сети масштаба города (WMAN — Wireless Metropolitan Area Networks). Примеры технологий — WiMAX.
  • Беспроводные глобальные сети (WWAN — Wireless Wide Area Network). Примеры технологий — CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA.
  • По топологии:
    • «Точка-точка».
    • «Точка-многоточка».
    • По области применения:
      • Корпоративные (ведомственные) беспроводные сети — создаваемые компаниями для собственных нужд.
      • Операторские беспроводные сети — создаваемые операторами связи для возмездного оказания услуг.

      Источник