Кабели на основе экранированной и неэкранированной витой пары
|
Кабели «Витая пара» бывают разной категории (3, 4, 5 и 6). Номер категории указывает на скорость передачи. Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.
Витые пары бывают одинарными, объединенными в многопарный кабель или оформленными в виде плоского ленточного кабеля. Несколько витых пар часто объединяют и помещают в одну защитную оболочку. В качестве кабеля можно использовать обычный телефонный провод (категория 3). Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имеют разъем RJ-45, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах.
Кабели, изготовленные из витых пар категории 5, с полосой 100 МГц обеспечивают пропускную способность до 155 Мбит/с. При четырех парах это позволяет осуществить передачи до 622 Мбит/с. Кабели категории 6 сертифицируются до частот 300 МГц, а экранированные до 600 МГц. Такой кабель пригоден для передачи информации со скоростью более 1 Гбит/с.
С учетом возрастающих требований к ширикополосности каналов витые пары проводов стали заменять коаксиальными кабелями, которые имеют полосу от 100 до 500 МГц (до 1Гбит/с).
Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель представляет собой медный проводник, покрытый диэлектриком и окруженный свитой из тонких медных проводников экранирующей защитной оболочкой. Скорость передачи данных по коаксиальному кабелю довольно высокая до 300Мбит/с.
 |
..................................................................................................................
Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на относительно большие расстояния (несколько километров).
Широкополосный коаксиальный кабель не восприимчив к помехам, легко наращивается, но его цена высокая. Скорость передачи данных равна 500 Мбит/с. При передаче информации на расстояние более 1,5 км требуется усилитель (репитер, повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево (т.е комбинации изученных ранее топологий сетей) коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).
Ethernet – кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие повышенной помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям.
Максимальное доступное расстояние без повторителя не превышает 500м (если общая длина сети больше 500м, её необходимо разбить на сегменты, соединенные друг с другом через специальное устройство – репитер), а общее расстояние сети Ethernet – около 3000м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.
Cheapernet – кабель. Более дешевым, чем Ethernet-кабель, является соединение Cheapernet – кабель, или как его еще часто называют, тонкий Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с.
Как правило, большинство сетей Ethernet создано именно на базе тонкого коаксиального кабеля.
Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300м, а общее расстояние для сети на Cheapernet – кабеля – около 1000м. приёмопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала.
В таблице № 3 приведены характеристики каналов, базирующихся на обычном и широкополосном коаксиальных кабелях.
| Характеристика | Стандартный кабель | Широкополосный кабель |
| Максимальная длина канала | 2 км | 10-15 км |
| Скорость передачи данных | 1-50 Мбит/с | 100-140 Мбит/с |
| Режим передачи | Полудуплекс | Дуплекс |
| Ослабление влияния электромагнитных и радиочастотных наводок | 50дБ | 85дБ |
| Число подключений | <50 устройств | 1500 каналов с одним или более устройств на канал |
Волоконно-оптические кабели
Наиболее дорогими являются оптические проводники, называемые также оптоволоконным кабелем. Разработка стекловолокон с низким коэффициентом поглощения в инфракрасном диапазоне (<0,2 l дБ/км) сделало возможным широкое распространение этих типов каналов связи. Пластиковые волокна применяются при длинах соединений не более 100 м и при ограниченном быстродействии (<50 Гц).
Оптоволоконный кабель состоит из стеклянных или пластиковых волокон диаметром несколько микрон (световедущая жила) с высоким показателем преломления Nс, окруженных изоляцией с низким показателем преломления N0 (рис. 18) и помещенных в защитную полиэтиленовую оболочку. На рис.18,а показано распределение показателя преломления по сечению оптоволоконного кабеля, а на рис.18,б –распространение лучей. Источником излучения, распространяемого по оптоволоконному кабелю, является светодиод или полупроводниковый лазер, приёмником излучения – фотодиод, который преобразует световые сигналы в электрические.
Передача светового луча по волокну основана на принципе полного внутреннего отражения луча от стенок световедущей жилы, за счёт чего обеспечивается минимальное затухание сигнала. Кодирование информации осуществляется с помощью аналоговой, цифровой или импульсной модуляции светового луча.
 |
Рис. 18. Распространение лучей по оптоволоконному кабелю:
а — распределение показателя преломления по сечению оптоволоконного кабеля;
б — схема распространения лучей.
Вероятность ошибки пре передаче по оптическому волокну крайне мала, что во многих случаях делает ненужным контроль целостности сообщений. Допустимое удаление – более 50км.
Хотя этот кабель гораздо дороже и сложнее при монтаже, чем металлические (UTP), он часто применяется в центральных магистральных сетях, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Например, оптоволоконный кабель проложен по дну Атлантического океана и связывает Европу с Америкой. В вычислительных сетях оптоволоконный кабель используется на наиболее ответственных участках, в частность в Internet,
В табл.4 приведены основные характеристики средств проводной связи.
| Показатели | Среда передачи данных | ||
| Витая пара | Коаксиальный кабель | Оптоволоконный кабель | |
| Цена | Невысокая | Относительно высокая | Высокая |
| Наращивание | Очень простое | Простое | Проблематично |
| Защита от прослушивания | Незначительная | Хорошая | Высокая |
| Проблемы с заземлением | Нет | Возможны | Нет |
| Восприимчивость к помехам | Существует | Существует | Отсутствует |