Проводной способ передачи данных

Проводные каналы связи. Основные характеристики данных. Стандарты кабелей

Среда передачи данных — линии (или каналы) связи, по кото­рым компьютеры могут обмениваться информацией.

В случае если топология сети не является полносвязной, раз­личные узлы вынуждены использовать для передачи своих дан­ных одни и те же линии связи. На рис. узлы A и Б используют общий канал для передачи сообщений узлу В, т. е. среда передачи данных используется несколькими устройствами или узлами се­ти. В этом случае среда называется разделяемой.

Подключение компьютера к разделяемой среде осуществляет­ся с помощью сетевого адаптера.

В зависимости от используемой среды передачи данных ли­нии связи делятся на:

Проводные линии связи строятся с использованием телефон­ных или телеграфных проводов. Такая среда обладает низкими показателями скорости передачи данных и помехозащищенно­сти, поэтому при построении сети при наличии возможности предпочитают использовать кабель или радиодиапазон.

Тем не менее на сегодняшний момент существуют быстро развивающиеся технологии, позволяющие в качестве линий связи использовать электрические провода. Привлекательными такие технологии делает возможность использования уже проложенных проводов. По этим проводам осуществляется энергоснабжение домов, квартир, офисов, предприятий и т. д., а может параллель­но осуществляться и информационный обмен.

Кабельные линии строятся на основе специальных кабелей, представляющих собой проводники, заключенные в несколько слоев изоляции.

Промышленностью выпускается большое число видов кабе­ля, но для построения компьютерных сетей применяется три ос­новных типа:

• высокочастотные коаксиальные кабели с медной жилой;

• кабели на основе витых пар медных проводников;

• оптоволоконные (или волоконно-оптические) кабели. Для кабелей характерны следующие параметры:

• полоса пропускания — частотный диапазон сигналов, про­пускаемых кабелем;

• задержка распространения сигнала;

• помехозащищенность кабеля — степень защищенности ка­беля от воздействия помех и наводок, возникающих как во внешней среде, так и на внутренних проводниках самого ка­беля;

• затухание — степень потери мощности сигнала на выходе линии связи по отношению к мощности на входе этой ли­нии.

• волновое сопротивление (для электрических кабелей) — полное сопротивление, которое встречает электромагнитная волна определенной частоты при распространении вдоль однородной цепи.

Коаксиальный кабель –этоцентральный мед­ный проводник, заключенный в металлическую оплетку (экран) и отделенный от нее диэлектриком. Металлическая оп­летка обычно покрывается внешней изолирующей оболочкой (рис. 1.). Она служит для передачи информации, а также защищает внутреннюю жилу кабеля от помех, вызываемых посторонними электромагнитными полями, т. е. экранирует ее.

Наиболее часто коаксиальный кабель применяется в сетях с топологией типа «общая шина»

Рис. 1. «Толстый» (а) и «тонкий» (б) коаксиальный кабель:

/ —центральный проводник; 2 — экранирующая оплетка; 3 — изолирующая

оболочка; 4 — диэлектрик

«Толстый» коаксиальный кабель (RG-8, RG-11) имеет

· волно­вое сопротивление 50 Ом,

· диаметр центрального медного провода 2,17 мм

· внешний диаметр порядка 10 мм.

«Тонкий» коаксиальный кабель (RG-58) имеет

· волновое сопротивление 50 Ом

· диаметр внутреннего проводника составляет 0,89 мм

· внешний диаметр порядка 5 мм.

Кабельна основе витых пар —это несколько пар, скрученных попарно медных изолированных проводников, заключенных в общую диэлектрическую оболочку.

Такой кабель может быть экранированным (STP) и неэкранированным (UTP). В экранированном кабеле каждая витая пара поме­щается в металлическую оплетку. Это способствует увеличению помехозащищенности линии связи, а также улучшению защиты от «прослушивания».

Кабель на неэкранированной витой паре в настоящее время являются основной средой передачи данных для неоптических технологий.

В зависимости от характеристик кабели на витых парах разде­ляются на пять категорий:

Кабели категории 1(UTP I) применяют для пере­дачи голоса и низкоскоростной передачи данных. До 1983 г. был основным кабелем для телефонной развод­ки в США.

Кабели категории 2(UTP 2) разработаны фирмой IBM для применения в собственных кабельных системах. Главное их отли­чие от кабеля категории 1 — это полоса пропускания 1МГц.

Кабели категории 3(UTP 3) имеют полосу пропускания 16 МГц. Использовались как для передачи данных, так и для пе­редачи голоса, поэтому в настоящее время кабельные системы многих зданий построены на кабеле третьей категории.

Кабели категории 4(UTP 4) — улучшенный вариант кабеля категории 3, полоса пропускания 20 МГц, повы­шенная помехоустойчивость и низкие потери. На практике при­менялся редко, в основном там, где было необходимо увеличить длину сегмента сети.

Кабели категории 5(UTP 5) специально разработаны для под­держки высокоскоростных технологий. Полоса пропускания ка­беля категории 5—100 МГц. Кабель категории 5 в настоящее вре­мя заменил кабель категории 3, и все новые технологии локаль­ных сетей ориентируются именно на него.

Особое место занимают кабели категорий 6 и 7,которые вы­пускаются сравнительно недавно и имеют полосу пропускания 200 и 600 МГц соответственно. Кабели категории 7 обязательно экранируются; категории 6 могут быть как экранированными, так и нет. Они используются в высокоскоростных сетях на отрезках большей длины, чем кабели пятой категории. Эти кабели значи­тельно дороже и по стоимости приближаются к волоконно-опти­ческим кабелям.

Оптоволоконный кабельсостоит из одного или нескольких оптических волокон (световодов), сделанных из кварцевого стек­ла и заключенных в общую защитную оболочку.

—

Рис. 2. Типы оптоволоконного кабеля:

а — многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления; б — многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления; в — одномодовое волокно; 1 — мода 1; 2 — мода 2; 3 — стеклянная оболочка; 4 — сердцевина

Каждый световод состоит из стеклянной сердцевины (цен­трального проводника) с высоким показателем пре­ломления, и стеклянной оболочки, обладающей низким показа­телем преломления света. За счет этого лучи света распространяются по сердцевине, последовательно отражаясь от внутренней границы стеклянной оболочки.

В зависимости от характера распространения света оптоволо­конный кабель делится на (рис. 2):

• многомодовое волокно со ступенчатым изменением показа­теля преломления;

• многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления.

Мода луча — это угол отражения луча в сердцевине.

В одномодовых кабелях применяются сердцевины с очень ма­лым диаметром — 8—9 мкм, что соизмеримо с длиной волны све­та, поэтому в таком кабеле возможно существование только од­ной моды.

На рынке распространен одномодовый кабель 9/125 мкм. В этом обозначении 9 мкм соответствует диаметру сердцевины оптоволокна, а 125 мкм — диаметру стеклянной оболочки.

Производство стеклянного волокна столь малого диаметра яв­ляется сложным технологическим процессом, что делает одномо­довый кабель весьма дорогим. Однако его характеристики, по сравнению с более дешевыми многомодовыми кабелями, сущест­венно выше, что позволяет использовать его при передаче данных на большие расстояния.

В многомодовом оптоволокне используются более широкие сердечники, что делает их дешевле, нежели одномодовый кабель. Наиболее распространены многомодовые кабели 50/125 мкм и 62,5/125 мкм. В сердцевине такого диаметра свет может рас­пространяться по различным путям, отражаясь под разными углами — существует более одной моды луча.

Множество мод приводит к дисперсии импульса передачи, интерференции лучей, что в итоге приводит к ухудшению харак­теристик кабеля. Поэтому многомодовые кабели используются в основном при передаче данных на небольшие расстояния (до 2000 м) на скоростях не более 1 Гбит/с.

При передаче по оптоволоконным кабелям в качестве источ­ника света используются полупроводниковые лазеры или светодиоды. Длина волны излучаемого ими света обычно равна 850, 1300 или 1550 нм, что соответствует определенным «окнам про­зрачности» самого волокна.

Источник

Проводная связь

Сейчас человек имеет возможность обмениваться информацией на расстоянии. Существуют различные способы передачи данных, среди которых прочно укоренилась в быту проводная связь. Этот вид коммуникации осуществляется посредством проводов и кабелей, он может соединять как близлежащие местности, так и самые отдаленные уголки планеты. Рассмотрим более подробно, какие именно сообщения можно передавать при помощи проводных каналов связи, и как они влияют на качество жизни человечества.

Виды проводной связи

В современном мире широко используется проводная связь, виды которой помогают обмениваться данными различного формата на больших расстояниях. Изначально электрические сигналы могли передавать только короткие сообщения в определенном формате, но наука не стоит на месте, и сегодня мы можем распространять беспрепятственно и быстро информацию любого типа.

Существуют следующие основные виды связи:

• Телефонная (передача сообщений посредством голоса, и их слуховое принятие);
• Телеграфная (передача и прием сообщений при помощи специальных записывающих и воспроизводящих аппаратов, используются для этого условные знаки, цифры и буквы);
• Факсимильная (передача неподвижных изображений, чертежей, фотографий и рисунков);
• Видеотелефонная (передача подвижного изображения и звукового сопровождения абонентов).

Следовательно, переговорные устройства громкой связи звуковые и другие аппараты дали возможность людям общаться на расстоянии. Это прекрасно отразилось на развитии самых разных отраслей человеческой деятельности.

На передачу данных сейчас используется гораздо меньше времени, чем во времена, когда проводная связь отсутствовала, это позволяет ускорять работу различных предприятий и заводов, получать информационные сообщения в режиме реального времени и оперативно на них реагировать, и многое другое.

Особенности проводных систем связи и их составляющие

Современные проводные системы связи могут быть проложены над землей, под землей и даже в океане, что дает возможность организовывать коммуникацию не только между близко расположенными городами, но и целыми континентами.

Вся система состоит из передатчика данных и приемника, между которыми расположены каналы передачи электрического сигнала или модулированного светового луча.

На определенном расстоянии в кабелях могут быть расположены усилители сигнала, что помогает увеличить скорость передачи данных и делает проводные каналы связи менее уязвимыми перед негативным влиянием внешних факторов.

Каждый из видов связи имеет свои достоинства и недостатки. Их нужно учитывать при монтаже каналов передачи данных и оборудования, а также брать во внимание дальность соединения.

Для различных расстояний можно подобрать наиболее оптимальный метод коммуникации.

Особенности основных видов связи

Надземная или воздушная проводная связь

Это пионер в мире передачи данных на дальние расстояния. Она предполагает транспортировку сообщений через провода, соединяющие между собой передатчик и приемник. Между этими проводами устанавливаются специальные столбы, которые служат надежной опорой для кабелей.

Этот вид коммуникации имеет неоспоримые достоинства:

• Отличное качество передачи данных;
• Надежная разведзащищенность;
• Отсутствие реакции на преднамеренные помехи.

Но есть у нее и существенные недостатки, к ним относятся:

• Высокая стоимость монтажа;
• Подверженность негативному влиянию внешних факторов (обрывы на линиях через ветер, дождь и т.д.);
• Длительный период установки всех опор и линий передачи данных.

Подземная кабельная связь

Используется по сравнению с воздушной, гораздо меньше времени, но она позволила наладить коммуникацию в густозаселенных городах, так как именно в них нет возможности устроить грамотно и без помех надземные системы передачи данных.

Особенности проводной связи данного типа заключаются в том, что все кабели спрятаны на определенной глубине под землей, потому они не могут травмировать никого, не подвержены обрывам и другим повреждениям, от которых выходят из строя надземные провода.

Однако стоит отметить, что такие системы гораздо сложнее чинить, так как поломка может произойти на любом отрезке кабеля, и ее нужно вовремя обнаружить.

Оптико-волоконная проводная связь

Оптическое волокно стало достойной заменой обычным проводам. Оптоволокно передает данные на очень большой скорости посредством модулированного светового луча.

Оптико-волоконные системы прокладываются под землей и даже под водой, они чаще всего используются для соединения очень отдаленных местностей. Такой кабель позволяет значительно экономить на цветном металле, также он передает сигналы с большим спектром частот, имеет небольшие габариты и размеры, по сравнению с другими системами связи, при его использовании наблюдаются мизерные потери мощности сигнала.

Однако стоит учитывать, что волоконно-оптический кабель имеет не достаточно высокую прочность, его в основном монтируют в специальные коробы, защищающие от негативного влияния внешних факторов, перегибания и других повреждений.

Так как передача данных двухсторонняя, проводной связи оказывается очень большое внимание как со стороны приемника, так и со стороны передатчика.

Кто производит монтаж систем проводной связи и их обслуживание?

Так как системы проводной связи состоят из многих компонентов, которые нужно между собой грамотно соединить, данные работы должны проводить только профессионалы высокого класса.

При организации надземной связи используется труд специалистов, у которых есть допуск к высотным работам под высоким напряжением.

Выполнять монтаж аппаратуры проводной связи и непосредственно кабельных систем могут как государственные, так и частные компании, у которых есть все необходимые разрешения и сертификаты.

После того, как линия уже смонтирована и запущена в эксплуатацию, она переходит на баланс государственной структуры, если принадлежит непосредственно государству.

Если же коммуникационные составляющие являются частной собственностью, то их обслуживание могут проводить непосредственно владельцы.

Проведение плановых проверок и ремонтных работ обеспечит бесперебойность и безопасность передачи данных, а также позволит сэкономить на закупке дорогостоящих частей, необходимых для капитального ремонта. Именно по этой причине относиться к обслуживанию каналов и систем связи нужно очень ответственно.

Больше о различных видах и особенностях проводной связи можно узнать на ежегодной выставке «Связь».

Источник