Сети и телекоммуникации. Для студентов

3. Коаксиальный кабель.

Медные кабели могут быть подвержены воздействиям различных помех: электромагнитным и радиочастотным, источником которых могут быть излучения от электромагнитных устройств, а так перекрестные помехи, создающиеся из-за прохождения тока через круговое магнитное поле по проводу, которое воздействует на соседний провод.

Для обеспечения защиты от электромагнитных и радиочастотных помех кабели могут быть обернуты экранирующей оболочкой, что используется в экранируемой витой паре. Для защиты от перекрестных помех соседние кабели скручиваются между собой, причем все четыре пары скрученных кабелей имеют разное число витков, благодаря чему влияние излучение от других пар уменьшается. Используется в экранируемой и в неэкранированной витой паре.

В данных видах кабелей используется штекер 8P8C стандарта RJ-45 (рисунок 15).

Рисунок 15 – Штекер 8P8C стандарта RJ-45

Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:

1. Прямой кабель используется для соединение сетевой карты узла к коммутатору или коммутатора с маршрутизатором;

2. Перекрестный или кроссовый кабель используется для соединения двух однотипных устройств между собой (коммутатор с коммутатором, маршрутизатор с маршрутизатором), а также для соединения двух узлов в сети.

Обжим проводится по двум стандартам: EIA/TIA 568A и EIA/TIA 568B (рисунок 16). Причем для прямого кабеля оба конца должны быть одинаковыми (оба или 568A, или 568B), а для перекрестного разными (один конец – 568A, другой – 568B).

Рисунок 16 – Варианты обжима кабеля[1 - Источник: ru.wikipedia.org/wiki/Витая_пара. Автор: пользователь Lp]

Последовательность проводов для EIA/TIA 568A и 568B представлена на рисунке 17.

Рисунок 17 – Последовательность проводов

Так же следует отметить медный консольный кабель, который соединяет компьютер с маршрутизатором или коммутатором через консольный порт для дальнейшей настройки устройства. Он, как правило, отличается своей плоской формой и синим цветом.

Коаксиальный кабель – электрический кабель, состоящий из центрального проводника и экрана, расположенных соосно и разделённых изоляционным материалом или воздушным промежутком. Коаксиальный кабель использовался в сети Ethernet с самого начала. В настоящее время он не столь широко распространен, хотя и обеспечивает максимальную протяженность сети с топологией типа «шина», которая так же является устаревшей.

Оптоволоконные кабели позволяют передавать данные на большие расстояния и с более высокой пропускной способностью, чем другие среды передачи. Такой кабель также абсолютно невосприимчив к воздействию электромагнитных и радиочастотных помех. Оптические кабели обычно используются для соединения сетевых устройств друг с другом. Для передачи по оптоволоконному кабелю биты кодируются с помощью световых импульсов.

Оптоволоконные кабели подразделяются на два основных типа:

1. Одномодовый оптоволоконныйкабель. Имеет сердечник очень малого диаметра. Для передачи луча света требуется дорогостоящая лазерная технология. Широко используется для организации линий связи протяженностью несколько сот километров.

2. Многомодовый оптоволоконный кабель. Имеет сердечник большего диаметра. Для передачи световых импульсов используются светодиодные излучатели. Такие кабели популярны в локальных сетях, поскольку позволяют использовать для работы недорогие светодиоды. Обеспечивает пропускную способность до 10 Гбит/с на расстоянии до 550 метров.

В отличии от электрических импульсов, свет по оптоволокну передается только в одном направлении и работы в полнодуплексном режиме требуются два оптоволокна. Поэтому в оптических соединительных кабелях имеется два волокна, на концах каждого из которых смонтированы стандартные одноволоконные разъемы.

Беспроводные среды передачи позволяют передавать двоичные данные, кодируя их в электромагнитные сигналы микроволнового и радиодиапазона.

Беспроводные технологии передачи данных хорошо работают на открытых пространствах, из-за чего подключение к беспроводной сети на относительно дальнем расстоянии будет удобнее, чем проводное соединение. Однако определенные строительные материалы внутри помещений могут ограничивать зону покрытия.

Беспроводная среда гораздо более восприимчива к помехам и может ухудшаться при работе большого количества устройств: сотовые телефоны, микроволновые печи, а также из-за большого количества соседних беспроводных коммуникаций.

Для доступа к среде беспроводного подключения не требуется подключаться к физическим кабелям. Поэтому доступ к этой среде могут получать несанкционированные пользователи и устройства. Для предотвращения несанкционированого доступа требуется обеспечение безопасности администратором сети.

Отметим также, что в каждый момент времени передачу или прием может осуществлять только одно устройство. Среда передачи общая для всех беспроводных пользователей. Чем больше пользователей одновременно подключаются к беспроводной сети, тем меньшая пропускная способность приходится на каждого из них.

2.2 Канальный (второй) уровень

2.2.1 Описание и характеристика

Канальный уровень – второй уровень сетевой модели OSI, предназначенный для передачи данных узлам, находящимся в том же сегменте локальной сети. Может использоваться для обнаружения и исправления ошибок, возникших на физическом уровне при передачи данных. Канальный уровень отправляет пакеты информации протоколу вышестоящего уровня и принимает их от него.

Канальный уровень делится на два подуровня:

1. Верхний подуровень управления логическим каналом (LLC – Logical Link Control);

2. Нижний подуровень управления доступом к среде (MAC – Media Access Control).

Управление логическим каналом помещает в отправляемый кадр информацию о том, какой протокол сетевого уровня используется для данного кадра. Позволяет протоколом третьего уровня (IPv4 и IPv6) использовать один и тот же сетевой интерфейс и одну и ту же среду передачи данных.

Управление доступом к среде обеспечивает адресацию на канальном уровне, а также обеспечивает доступ к различным сетевым технологиям, в частности взаимодействует с протоколом канального уровня Ethernet, что позволяет передавать и получать информацию через медный или оптоволоконный кабель. Так же MAC взаимодействует с беспроводными технологиями передачи информации.

2.2.2 Виды топологий

Для создания сетей существуют различные способы соединения устройств между собой. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки. Приведем примеры основных сетевых топологий:

1. Сетевая топология типа «точка-точка» (Point-to-point) – простейший вид сетевой топологии, который соединяет между собой устройства с помощью коммуникационного оборудования. Благодаря своей дешевизне является наиболее распространённой топологией, но самой ограниченной: соединить возможно только два устройства между собой (рисунок 18);

2. Топология типа «шина» (Bus) – тип топологии, использовавший один коаксиальный кабель в виде среды передачи данных. Данный кабель подключается ко всем оконечным устройствам для создания локальной сети. На концах кабелей находятся терминаторы для предотвращения отражения сигнала. При создании сети не требуется коммутатор или концентратор. К достоинствам можно отнести дешевизну и простоту настройки. Однако, чем больше устройств подключено к шине, тем менее производительной будет сеть. А при повреждении кабеля или одного из терминаторов вся сеть выходит из строя (рисунок 19);