Вторинне покриття Оболонка

			Серцевина
	Первинне
	покриття

Рис.1.2.Будова волоконно-оптичного кабелю.

У найпростішому випадку ВОК складається з кварцевої сердцевини діаметром 20-60 мкм, довкола якої нанесена тонка плівка з меншим коефіціентом заломлення. Швидкість передачі сигналів по кабелю 2-3 Гбіт/с та обмежується інерцією приймачів та фотоперетворювачів реально до 50-100 Мбіт/с. Довжина з’єднань 1,5-3 км. Термін використання ВОК – 3-4 роки.

У волоконно-оптичних кабелях значно менше (в порівнянні з коаксіальними) затухання сигналів, вища швидкість передачі даних, широка частотна смуга передачі даних, вони нечутливі до електромагнітних завад. Однак вони мають малу механічну стійкість, їх не можна гнути, терти, пересувати, вони не стійкі до вібрації. Якщо виникає розрив волоконно-оптичного кабелю, його необхідно

заварити, що вимагає складного та дорогого обладнання. Крім цього, у місці заварювання буде втрачатися частина сигналу. Це стримує розповсюдження передавання даних за допомогою ВОК, однак на сьогодні з’єднання ВОК вважається найперспективнішим для нових ATM-технологій передавання даних, побудови магістральних інформаційних мереж, хоча і найдорожчим.

Застосовується з’єднання ВОК там, де виникають електромагнітні поля перешкод або потрібна передача інформації на дуже великі відстані без використання повторювачів. Вони володіють властивостями проти підслуховування інформації, оскільки техніка відгалужень у волоконно-оптичних кабелях дуже складна. Волоконно-оптичні кабелі об'єднуються у локальні мережі за допомогою зіркоподібного з'єднання.

Розрізняють два типи оптичних волокон: одномодові та багатомодові. В одномодових волокнах сердцевина має діаметр ≈10 мкм. Для генерації світла використовуються напівпровідникові лазери. Передача інформації відбувається на довжинах хвиль 1,3 та 1,55 мкм. Смуга перепускання – 2 ГГц. Ширина смуги перепускання не залежить від довжини лінії. Затухання сигналу

– 0,7 Дб/км. Висока вартість лазерів та фотоприймачів. У кожний момент часу може розповсюджуватись сигнал тiльки однієї частоти (моди). Максимальна вiдстань передачі – до 50 км. У багатомодових волокнах діаметр сердцевини ≈50; 62,5; 100; 140 мкм. Для генерації світла використовуються суперлюмінесцентні діоди. Передача інформації – на хвилях 1,3 та 0,85 мкм. Смуга перепускання – 800-900 Мгц та залежить від довжини лінії. Затухання сигналу 0,5-7 Дб/км. Максимальна вiдстань – 2 км. Оптичний сигнал переносять усі наявні моди. Мода – це електромагнітна хвиля певного типу, яка має певну просторову структуру векторів E та H. Кількість мод у волокні обмежена його конструкцією, частотою хвилі. Кожна мода має граничну частоту сигналу, нижче якої вона не існує. Одночасно можуть передаватися сигнали кiлькох частот (мод).

Для ВОК користуються поняттям нормованої частоти V:

V =^2πα_λ⋅ (n₁² − n₂²),

де α – радіус серцевини волокна; λ – довжина хвилі світла;

n₁ – показник заломлення серцевини; n₂ – показник заломлення оболонки.

Показники трьох типових фізичних середовищ для передавання даних наведені в табл.1.1.

Таблиця 1.1

Показники		Середовище передавання даних
Вита пара		Коаксіальний	Волоконно-оптичний
		кабель	кабель
Ціна	Невисока		Відносно висока	Висока
Нарощування	Дуже просте		Проблематичне	Просте
Захист від	Незначний		Хороший	Високий
прослуховування
Проблеми із заземленням	Немає		Можливі	Немає
Чутливість до електро-	Існує		Існує	Відсутня
магнітних завад

Пристрої з’єднання та підтримання роботи локальної мережі

Ethernet

Мережний адаптер

Адаптери станцій локальних мереж безпосередньо підключаються до внутрішньої шини вводу-виводу ПК та дозволяють досягнути значно більших швидкостей передачі, ніж через послідовний чи паралельний порт. (Фактично швидкість передачі обмежена швидкістю внутрішньої шини процесора). В адаптерах, як правило, апаратно реалізовані протоколи фізичного та канального рівнів еталонної моделі взаємодії відкритих систем.

Адаптери різних мереж виробляються багатьма фірмами. При виборі адаптера слід звернути увагу на такі характеристики:

до якої мережі належить адаптер (Ethernet, Arcnet, Token Ring, FDDI та ін);

яку розрядність (8, 16, 32) має адаптер;

до якої шини (ISA, EISA, PCI, MCA) адаптер під’єднується;

яку потужність має адаптер та які алгоритми він використовує (розрізняють адаптери для робочих станцій, серверів);

які роз’єми має адаптер та до якого кабельного середовища локальної мережі він під’єднується. Роз’єми можуть бути:

BNC-для під’єднання тонкого коаксіального кабеля;

AUI-для під’єднання товстого коаксіального кабеля;RJ/45-для під’єднання скрученої пари;

MIC-для під’єднання волоконно-оптичного кабеля.

Розглянемо основні складові частини та особливості роботи адаптера ЛМ на прикладі адаптера NI 5210 для мережі Ethernet фірми Interlan Inc (рис.1.3).

Центральною частиною адаптера є співпроцесор INTEL-82586, який виконує деякі функції опрацювання інформаційних кадрів канального рівня протоколу. Співпроцесор кодує інформацію перед передачею в мережу, декодує її після прийому, виявляє та виправляє помилки, повідомляє центральний процесор

про надходження інформації, виконує основні функції реалізації управління доступом до середовища обміну даними. Використання спеціалізованого процесора дозволяє розвантажити центральний процесор та підвищити загальну швидкодію системи.

Важливою частиною адаптера є оперативна пам’ять (8 Кбайт). У цю пам’ять завантажують інформацію перед передачею і після прийому. Пам’ять відображається у адресний простір комп’ютера (параметр Base Memory Adress). Пам’ять може одночасно зчитуватися і записуватися як центральним процесором так і мережним співпроцесором.

Рис.1.3.Загальна структура мережного адаптера NI 5210.

У роз’єм розширення можна під’єднати додаткову мікросхему ОЗУ, або мікросхему ПЗУ для автоматичного завантаження комп’ютера по мережі.

ПЗП адресидля адаптерів мережіEthernetмістить унікальну мережнуадресу комп’ютера, яка встановлюється фірмою-виробником адаптера. Жодна з цих адрес не може повторюватися. Кожна фірма-виробник призначає адреси з певного діапазону. Довжина фізичної адреси для мережі Ethernet – 48 біт.

Перемикачідозволяють конфігурувати параметри адаптера.

Вісім регістрів статусу та управліннядозволяють центральному процесорута співпроцесору обмінюватись командами. Регістри нумеруються за їх зміщенням від базового значення (параметр I/O Base Adress) від 00h до 07h.

Кабельні роз’ємипризначені для підключення адаптера до мережі.Вадаптері NI 5210 є роз’єм для підключення адаптера до ‘тонкого’ Ethernet (BNC – роз’єм) або для підключення до ‘товстого’ Ethernet (AUI – роз’єм).

Крім того, на платі адаптеру також розміщено трансівер (приймач-передавач) для роботи з ‘тонким’ Ethernet. ‘Товстий’ Ethernet використовує зовнішній трансівер.

Робота адаптера при прийманні та передаванні данихвідбувається так:

Передавання даних.

Комунікаційне програмне забезпечення будує кадри Ethernet та записує їх у пам’ять адаптера. У регістри керування та статусу записується команда передавання кадру, адреса та кількість інформації для передавання. Мережний співпроцесор аналізує значення регістрів, бере кожен кадр, опрацьовує його згідно з вимогами протоколу і передає у мережу.

Приймання даних.

Мережний співпроцесор постійно відслідковує через трансівер кадри в мережі та виділяє кадри, які призначені для даного адаптера. При надходженні такого кадру, співпроцесор перевіряє правильність даних, розміщує їх у пам’яті, записує у регістри керування команду приймання даних, адресу їх розміщення в пам’яті, і видає для центрального процесора переривання з визначеним номером. Центральний процесор та комунікаційне програмне забезпечення відкидає службові дані, аналізує дані, які прийняті, та переміщує їх в основну пам’ять.

Концентратори.

Концентратори та розгалужувачі (hubs) використовуються для збільшення розмірів локальної мережі за рахунок підсилення та виправлення форми сигналів, а також побудови розгалужених структур. Розрізняють активні (active hubs) та пасивні концентратори (passive hubs). Активні концентратори мають зовнішнє живлення і більшу кількість роз’ємів (4-16), пасивні не мають окремого живлення. Кількість роз’ємів у пасивних концентраторах, як правило, 2-4. У сучасних мережах концентратори та комутатори широко використовуються для реалізації технології комутування та сегментування локальних мереж.

Джерела безперебійного живлення.

Джерела безперебійного живлення (UPS - Uninterrupted Power Supply) використовуються для живлення файл-серверів та інших пристроїв, з важливою інформацією. Фірма Novell для своїх систем обумовлює:

«Будь-який файл-сервер та його жорсткі диски мусять бути під’єднаними до апробованого Novell'ом джерела безперебійного живлення. Ми також рекомендуємо UPS-захист робочих станцій».

Джерела безперебійного живлення виробництва різних фірм розрізняються за вихідною потужністю та сервісом. Потужність змінюється від 300-400 ВА до 3000-5000 ВА. Чим більша потужність, тим більшу кількість комп’ютерів можна під’єднати, тим більший час роботи після від’єднання живлення. Джерела безперебійного живлення живляться від батарей, що дозволяє комп’ютеру при від’єднанні основного живлення працювати ще певний час (від 15 хвилин до

кількох годин). UPS слідкують за формою струму живлення, коректують його, виводять спеціальні попередження на комп`ютери, ведуть статистику стану живлення тощо. Вартість UPS може коливатися від 200-300$ для дешевих до 1000-3000$ для дорогих UPS. Найвідомішою фірмою, яка виготовляє UPS є APC (American Power Conversion).