Сетевые технологии в задачах автоматизации и управления 3

Сетевые технологии в задачах автоматизации и управления 3. Типы линий связи информационно-вычислитеных сетей

Среды передачи информации Среда передачи информации - линии связи (или каналы связи), по которым производится обмен информацией между компьютерами. Три большие группы кабелей: Ø кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые делятся на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP); Ø коаксиальные кабели (coaxial cable); Ø оптоволоконные кабели (fiber optic).

Основные параметры кабелей Полоса пропускания кабеля (частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем) и затухание сигнала в кабеле. Помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им секретность передачи информации. Скорость распространения сигнала по кабелю или, обратный параметр – задержка сигнала на метр длины кабеля. Для электрических кабелей очень важна величина волнового сопротивления кабеля.

Кабели на основе витых пар Экранированная витая пара STP

Категории кабелей на основе неэкранированной витой пары Кабель категории 1 - это обычный телефонный кабель (пары проводов не витые), по которому можно передавать только речь, но не данные. Кабель категории 2 - это кабель из витых пар для передачи данных в полосе частот до 1 МГц. Кабель категории 3 - это кабель для передачи данных в полосе часто до 16 МГц, состоящий из ВП с девятью витками проводов на метр длины. Кабель категории 4 - это кабель, передающий данные в полосе частот до 20 МГц. Кабель был разработан для работы в сетях по стандарту IEEE 802. 5. Кабель категории 5 - самый популярный в настоящее время, рассчитанный на передачу данных в полосе частот до 100 МГц. Состоит из витых пар, имеющих не менее 27 витков на метр длины (8 витков на фут). Волновое сопротивление 100 Ом. Кабель категории 6 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 200 МГц. Кабель категории 7 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 600 МГц.

Что определяет стандарт Величину волнового сопротивления (100 Ом ± 15%). Максимальное затухание сигнала, передаваемого по кабелю, на разных частотах.

Величина перекрестной наводки на ближнем конце (NEXT – Near End Cross. Talk). максимально допустимая величина рабочей емкости каждой из витых пар кабелей категории 4 и 5

Коаксиальные кабели (1) ü Скорость передачи данных (до 500 Мбит/с). ü Допустимые расстояния передачи (до километра и выше) ü высокая помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке) ü более широкая, чем в случае витой пары, полосами пропускания (свыше 1 ГГц)

Коаксиальные кабели (2) Два основных типа коаксиального кабеля: тонкий (thin) кабель, имеющий диаметр около 0, 5 см, более гибкий (используется для передачи на меньшие расстояния); толстый (thick) кабель, имеющий диаметр около 1 см, значительно более жесткий.

Оптоволоконный кабель ü Информация передается не электрическим сигналом, а световым ü Исключительные характеристики по помехозащищенности üСекретность передаваемой информации ü Теоретически возможная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, то есть 1000 ГГц üЗатухание сигнала на высоких частотах меняется незначительно. üНикаких проблем согласования и заземления, гальваническая развязка.

Недостатки оптоволоконных кабелей 1. Высокая сложность монтажа. 2. Требуются специальные оптические приемники и передатчики, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно. 3. Оптоволоконный кабель менее прочен и гибок, чем электрический. 4. Чувствителен к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, и к резким перепадам температуры.

Типы оптоволоконных кабелей Два различных типа оптоволоконных кабелей: Ø одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характеристики (незначительное затухание сигнала); Ø многомодовый кабель - оптоволоконный кабель, допускающий распространение световых волн нескольких частот (несколько мод) за счет того, что у него диаметр сердцевины почти на порядок превышает длину волны луча.

Бескабельные каналы По частотному диапазону беспроводная связь подразделяется на: Ø радиосвязь - используется в спутниковой связи и при удаленном доступе; Ø инфракрасную – используется в основном для связи с беспроводными периферийными устройствами; Ø оптическую – используется редко из-за наличия помех на пути распространения сигнала; Ø сверхвысокочастотную (СВЧ) – используется в локальных сетях.

Радиоканал Особенности радиоканала: Передача информации по радиоволнам; Сигнал свободно излучается в эфир, он не замкнут в кабель; Передача в узком диапазоне частот; Плохая защита от прослушивания; Слабая помехозащищенность. Для локальных беспроводных сетей (WLAN – Wireless LAN) подключения по радиоканалу : расстояние - до 100 метров в пределах прямой видимости. частотные диапазоны – 2, 4 ГГц и 5 ГГц. Скорость передачи – до 54 Мбит/с. Распространен вариант со скоростью 11 Мбит/с. Wi. Fi (Wireless Fidelity)

Инфракрасный канал Особенности: Использует для связи инфракрасное излучение; Нечувствительность к электромагнитным помехам; Плохо в условиях сильной запыленности воздуха и при дополнительных источниках теплового (инфракрасного) излучения; Секретность передаваемой информации не достигается; Требуются сравнительно дорогие приемники и передатчики. Каналы прямой видимости Каналы на рассеянном излучении

Спутниковые каналы связи Особенности: ü Используются антенны СВЧ-диапазона частот; ü Пропускная способность – несколько десятков Мбит/c; ü Для организации канала связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях