В А Григорьев 1 Введение

В. А. Григорьев 1

• Введение. • Организации по сетевым стандартам. • Типы коммуникационной среды (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, беспроводные технологии). • Методы передачи сигналов в глобальных сетях (двухточечные соединения, Т-линии, Sonet, ISDN) • Типы интерфейсов данных • Список использованных источников. 2

Введение. Ø Построение локальных и глобальных сетей возможно благодаря наличию передающей среды. Ø Современные сети строятся на базе разнообразных кабельных систем, использующих медные и оптоволоконные кабели, а также на основе беспроводных систем. Ø Передача данных и управление физическим сигналом реализуется на физическом и канальном уровне модели ISO/OSI. 3

Модель ISO/OSI Прикладной уровень Представительный уровень Сеансовый уровень Транспортный уровень Сетевой уровень Канальный уровень 1. Физический уровень. Этот уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Физический уровень 4

2. Канальный уровень. Одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов. 5

Организации по сетевым стандартам. • Национальный институт стандартизации США (ANSI) Разрабатывал стандарты, определяющие характеристики дисплеев, параметры цифровых коммуникаций, методы оптоволоконной связи. • Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) Разрабатывал многие сетевые стандарты, в том числе и стандарт 802, определяющий характеристики физических кабелей и методы передачи данных в ЛВС. • Международная организация по стандартизации(ISO) Работает над продвижением открытых систем. 6

• Ассоциация электронной промышленности(EIA) и Ассоциация промышленности средств связи(TIA). Разработаны стандарты на электрические интерфейсы (последовательные компьютерные порты и т. д. ) и стандарты на телекоммуникации и кабельные системы. Данные организации играют наиболее важную роль в разработке сетевых стандартов, обеспечивающих общий фундамент для осуществления коммуникаций и разработке сетевого оборудования. 7

Типы коммуникационной среды Свойства каждой коммуникационной среды определяют ее применение в конкретных типах сетей. При выборе наилучшей передающей среды для локальной или глобальной сети важно учитывать возможности и ограничения каждого типа среды, при этом нужно иметь в виду следующие факторы: Ø Скорость передачи данных; Ø Возможность применения в конкретных сетевых топологиях; Ø Расстояние между сетевыми устройствами; Ø Стоимость кабеля и компонентов; 8

ØДополнительное сетевое оборудование, которое может понадобиться, гибкость и простота установки; ØУстойчивость к помехам от внешних источников; ØСтоимость модернизации. 9

Коаксиальный кабель Коаксиальный (coaxial) кабель (нередко называемый просто "коаксиал") бывает двух видов: толстый и тонкий. Коаксиальная система проводников из-за своей симметричности вызывает минимальное внешнее электромагнитное излучение. Сигнал распространяется по центральной медной жиле, контур тока замыкается через внешний экранный провод. 10

Толстый коаксиальный кабель (10 Base 5) Толстый коаксиальный кабель в середине имеет медный или плакированный медно-алюминиевый проводник. Толстый кабель довольно большой в диаметре (0, 4 дюйма или 10, 16 мм) по сравнению с тонким кабелем (0, 2 дюйма). Проводник окружен изолятором и алюминиевым экраном, в который завернут изолятор. Алюминиевый экран покрывает защитная оболочка, сделанная из поливинилхлорида (ПВХ) или тефлона. Такой тип кабеля также называется кабелем RG-8. 11

1 центральный проводник; 2 изолятор; 3 проводник-экран; 4 внешний изолятор Защитная оболочка кабеля имеет отметки, расположенные через 2, 5 м и указывающие места установки устройств подключения к сети (приемопередатчиков). 12

Параметры толстого коаксиального кабеля при использовании в сетях Ethernet Параметр Спецификация Ethernet Волновое сопротивление 50 ОМ Максимальная длина 500 м Максимальное количество отводов в сегменте Минимальное расстояние между отводами Максимальная скорость 100(включая терминаторы) 2, 5 м 10 Мбит/с Максимальное количество соединенных сегментов 5 Максимальное количество сегментов имеющих отводы 3 Максимальное количество повторителей 4 Максимальная общая длина с использованием повторителей 2500 м 13

Достоинства: Хорошо защищен от радио- или электромагнитных помех (помехи физического уровня) Долговечность. Недостатки: Низкая скорость передачи Плохо гнется, поэтому необходимо следить за минимальным радиусом скругления Сложность его укладки и установки терминаторов. Стандарт был разработан в начале 1980 -х годов, но в настоящее время толстый коаксиальный кабель практически не используется. 14

Тонкий коаксиальный кабель(10 Base 2) Тонкий кабель имеет маркировку RG-58 A/U. Вся конструкция напоминает устройство толстого кабеля, однако тонкий кабель значительно меньше в диаметре. Тонкий коаксиальный кабель подключается к байонетному разъему (Bayonet Connector, BNC), который в свою очередь соединен с Т-образным коннектором. Если компьютер или устройство расположено на конце кабеля то на свободном конце Т -коннектора устанавливается терминатор. Т-образный коннектор 15

Параметры тонкого коаксиального кабеля при использовании в сетях Ethernet Параметр Спецификация Ethernet Волновое сопротивление (импеданс) 50 Ом Максимальная длина 185 м Максимальное количество кабельных отводов в сегменте 30 (включая терминаторы) Минимальное расстояние между отводами 0, 5 м Максимальная скорость 10 Мбит/с Максимальное количество соединенных сегментов 5 Максимальное количество сегментов, имеющих отводы 3 Максимальное количество повторителей 4 Максимальная общая длина с использованием повторителей 925 м 16

Достоинства: Хорошо защищен от радио- или электромагнитных помех (помехи физического уровня) Проще устанавливать, чем толстый коаксиал. Недостатки: Низкая скорость передачи Уступает в простоте укладки витой паре. Низкая скорость передачи и сложность прокладки стали причиной того, что в настоящее время тонкий коаксиал используется в ограниченном объеме. 17

Витая пара Кабель на основе витой пары, напоминающий обычный телефонный провод. Кабель на основе витой пары представляет собой гибкий коммуникационный кабель, содержащий пары изолированных медных проводов скрученных между собой. Экранированная витая пара Кабель на основе экранированной витой пары (shielded twisted pair, STP) состоит из пар изолированных одножильных проводов, окруженных плетеным или гофрированным экраном. Плетеный экран используется для внутренней проводки, а гофрированный – для внешней или подземной проводки. 18

Экранированная витая пара. Категория 1 и 1 А – кабель на основе экранированной витой пары, состоящий из 2 -х пар проводов, окруженных сетчатым экраном, максимальная скорость передачи данных 4 Мбит/с. Категория 2 и 2 А – тоже что и для типа 1, однако для задач телефонии поверх экрана добавляются четыре пары из проводов. Максимальная скорость 4 Мбит/сек. 19

Достоинства: Хорошо защищен электромагнитных физического уровня) от радиоили помех (помехи Недостатки: Низкая скорость передачи 20

Неэкранированная витая пара. Кабель на основе неэкранированной витой пары (unshielded twisted pair), UTM используется чаще других сетевых кабелей, поскольку он относительно не дорогой и прост в установке. 21

Категория Максимальная скорость передачи данных Категория 3 10 Мбит/с(16 Мбит/с) Категория 4 20 Мбит/с Категория 5 100 Мбит/с Категория 5 е и 6 1000 Мбит/с Достоинства: Простота использования монтаже сети. Достаточно высокая скорость передачи данных. Недостатки: Плохо защищен от радио- или электромагнитных помех (помехи физического уровня) 22

Оптоволоконный кабель (fiber optic cable) состоит из одной или нескольких стеклянных или пластиковых жил (световодов), покрытых слоем стекла, называемым плакированием (cladding). Плакированные световоды помещают в поливинилхлоридную оболочку. 23

1. Центральное волокно покрывается слоем (клэдинг), коэффициент преломления которого меньше чем у центрального ядра. 2. полимерный слой 1. Световоды 2. Стальной трос 3. Стальная оплетка 24

Одномодовый кабель (Single Mode Fiber, SMF) Используется центральный проводник очень маленького диаметра, для передачи сигнала используется луч лазера, обеспечивает передачу данных на расстоянии до 45 км, не имеет определенных ограничений скорости передачи данных. 25

Многомодовый кабель (Multi Mode Fiber, MMF) Используются более широкие сердечники (62, 5/125, 50/125). В многомодовых кабелях во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей. Источники излучения: светодиоды, полупроводниковые лазеры; длина кабеля – 2 км; скорость передачи данных от 10 Мбит/с до нескольких Гбит/с. 26

Достоинства: Не подвержен радио- или электромагнитным помехам (помехи физического уровня) Высокая скорость передачи данных. Высокая степень защиты информации. Недостатки: Сложность монтажа 27

Беспроводные коммуникации В качестве альтернативы кабельным системам существует несколько беспроводных технологий передачи сетевых пакетов, при этом используются радиоволны, сигналы инфракрасного диапазона и СВЧ-волны. В беспроводных технологиях несущий сигнал излучается обычной или параболической антенной ("тарелкой"). Режим Ad-hoc ("точка"). В этом случае устройстваподключаются друг к другу практически без ограничений 28

Точка доступа - основа клиент-серверной структуры сети 29

Достоинства: Отсутствует необходимость прокладки кабеля Высокая скорость передачи данных. Недостатки: Сложность монтажа Высокая стоимость оборудования Подверженность сигнала помехам Незащищенность передаваемой информации 30

Методы передачи сигналов в глобальных сетях 1. Двухточечные соединения Физическая коммуникационная среда представляет собой аналоговую цепь, проходящую через телефонные станции и обеспечивающую соединение только на время сеанса связи. 31

2. Т-линии (DS-x) Связь осуществляется по выделенным телефонным линиям. 32

3. SONET (синхронная оптическая сеть). Используются одномодовый и многомодовый оптоволоконный кабель, коммуникационные каналы, основанные на службах Т-3. 33

4. ISDN (Цифровая сеть связи с комплексными услугами) Физически линия ISDN представляет собой традиционную линию или линию Т-1 (на основе витой пары или оптоволокна), однако при этом в помещениях коммуникационной компании и клиента устанавливается специальное оборудование ISDN. 34

Типы интерфейсов данных 1. Передача пакетов Данные передаются от узла к узлу в виде больших фрагментов, называемых пакетами или фреймами. Заголовок с адресной информацией об источнике и назначении Данные переменной длины Концевик с данными контроля ошибок Общий формат пакета. 35

Передача ячеек Обычно ячейка (cell) содержит фрагмент данных фиксированной длины в формате, пригодном для передачи с большими скоростями – от 155 Мбит/с до 1 Гбит/с и выше. Заголовок Информация, управляющая ячейкой Полезная нагрузка фиксированной длины Общий формат ячейки. 36

Список использованных источников. • Палмер М. «Проектирование и внедрение компьютерных сетей» / /учебный курс// издание 2// СПБ 2004. • Мюллер с, «Модернизация и ремонт ПК» // издание 11// М. 2000. • Олифер В. Г. «Компьютерные сети» //Олифер Н. А. // издание 2//СПБ. • http: //citforum. ru/nets/hard/optonet • http: //citforum. ru/nets/hard/fiber 3/ • http: //citforum. ru/nets/optic 1. shtml Соединение оптоволокна. • http: //citforum. ru/nets/hard/not_simple/ • http: //citforum. ru/nets/hard/RJ 45/ • http: //citforum. ru/nets/hard/vitpara/ 10 Gigabit Ethernet на витой паре 37

• http: //citforum. ru/nets/wireless/dostupno/ • http: //citforum. ru/nets/articles/cable. shtml Кабельные системы локальных вычислительных сетей. • http: //citforum. ru/nets/ethernet/fast_ethernet_cable. shtml Кабельные системы Fast Ethernet • http: //www. citforum. ru/nets/articles/iad. shtml Интегральный абонентский доступ • http: //www. citforum. ru/nets/ito/11. shtml ISDN. 38