- •Раздел 4
- •Характеристики каналов связи
- •Спектральный анализ сигналов на линиях связи
- •Пример:
- •Пример:
- •Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания
- •Для представления информации в канале связи используются два способа:
- •Аналоговая модуляция
- •Требования к методам цифрового кодирования
- •Методы цифрового кодирования
- •Логическое кодирование
- •Избыточное кодирование
- •Скремблирование
- •Дискретная модуляция
- •Асинхронная и синхронная передача данных
- •Байт-ориентированные
- •Передача с установлением соединения и без установления соединения
- •Обнаружение и коррекция ошибок
- •Методы обнаружения ошибок
- •Методы восстановления искаженных и потерянных кадров
- •Компрессия данных
- •Пакетная передача позволяет обеспечивать:
- •Оптоволоконный кабель (fiber optic cable)
- •Выбор кабеля
- •Беспроводная передача данных
- •Классификация сетевых адаптеров
- •Конструктивное исполнение
- •Классификация модемов
- •Устройство аналогового модема
- •Устройство цифрового модема
- •Коммутация каналов
- •Коммутация сообщений
- •Коммутация пакетов
- •Классификация алгоритмов маршрутизации.
Оптоволоконный кабель (fiber optic cable)
Основой кабеля является оптическое волокно, состоящее из стеклянного цилиндра (жилы), окруженного оболочкой - слоем стекла, обладающего меньшим коэффициентом преломления, чем центральный проводник, и защитного диэлектрического покрытия (рис.4.44).
Рис. 4.44 – Структура оптоволокна
В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов, а не электрических сигналов. Поэтому такой кабель не подвержен электрическим помехам, перекрестным наводкам, и не излучает. Оптоволоконный кабель позволяет передавать данные на высокой скорости (до 100 Мбит/с), т.к. работают с очень высокой частотой несущей. Передача может осуществляться на большие расстояние, т.к. у оптоволокна очень малый коэффициент затухания сигнала.
Недостатками оптоволоконных кабелей является высокая стоимость и сложность установки.
Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами (рис. 4.45).
Рис. 4.45 - Оптоволоконный кабель
В зависимости от показателя преломления и от величины диаметра сердечника различают:
одномодовое волокно (рис. 4.46 а),
многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления (рис. 4.46 б),
многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления (рис. 4.46 в).
В одномодовом волокне (single mode) диаметр световодной жилы сравним с длиной световой волны (5-15 мкм). Поэтому при прохождении светового луча по оптоволокну отражения от экрана не происходит. Следовательно в волокне может распространяться только один световой луч (одна мода).
В многомодовом волокне жила имеет диаметр 40-100 мкм, поэтому световой луч при прохождении по оптоволокну отражается от экрана, что делает возможным распространение большого числа световых лучей (мод).
Рис. 4.46 – Типы оптоволокна а) одномодовое б) многомодовое со ступенчатым изменением показателя преломления в) многомодовое с плавным изменением показателя преломления
Одномодовый кабель обладает большей полосой пропускания и длиной передачи по сравнению с многомодовым, но он достаточно дорог, что связано со сложностью технологии производства жил малого диаметра.
Многомодовый кабель дешевле и проще в изготовлении, чем одномодовый (центральные жилы имеют больший диаметр), но имеет более узкую полосу пропускания.
Выбор кабеля
Выбор кабельной системы осуществляется по следующим параметрам:
Требования безопасности (помехозащищенность),
Необходимая скорость передачи,
Максимальное расстояние между узлами сети,
Простота установки,
Стоимость.
В табл. 4.4 приведена сравнительная характеристика кабелей для сетей Ethernet по перечисленным параметрам и даны рекомендации по их применению.
Таблица 4.4. - Сравнительные характеристики кабелей
Характеристики |
Тонкий коаксиальный кабель (10Base-2) |
Толстый коаксиальный кабель (10Base-5) |
(10Base-T) |
(10Base-F) |
Помехо-защищенность |
Хорошая |
Хорошая |
Плохая |
Не подвержен действию помех |
Скорость передачи |
10 Мбит/с |
10 Мбит/с |
4-100 Мбит/с |
100 Мбит/с и выше |
Стоимость |
Дороже витой пары |
Дороже тонкого коаксиального кабеля |
Самый дешевый |
Самый дорогой |
Максимальное расстояние между узлами |
185 |
500 |
100 |
1 км (многомодовый) 2 км (одномодовый) |
Простота установки |
Прост в установке |
Прост в установке |
Очень прост в установке |
Труден в установке |
Гибкость |
Довольно гибкий (более 3 диаметров) |
Менее гибкий, чем тонкий коаксиальный кабель (более 5 диаметров) |
Самый гибкий (менее 3 диаметров) |
Не гибкий (более 10 диаметров) |
Рекомендуемое применение |
Средние и большие сети с высокими требованиями к защите данных |
Средние и большие сети с высокими требованиями к защите данных |
UTP – сети с ограниченным бюджетом, STP – Token Ring любого размера |
Сети любого размера с высокими требованиями к скорости передачи |