Выбор типа кабельного соединения

Содержание

 

1. Исходные данные 2

2. Выбор типа сети 3

3. Выбор топологии сети 5

4. Выбор типа кабельного соединения 7

4.1 Витая пара 9

4.2 Оптоволоконные кабели 12

5. Организация кампусной сети…………………………………………….13

6. Черновой вариант схематичного плана

соединения устройств сети 14

7. Окончательный вариант схематичного плана соединения

устройств сети 16

8. Расчет корректности сети PVD и PVV 17

9. Экономический расчет 18

10. Заключение 19

Список использованной литературы 20

Исходные данные

 

Количество рабочих групп (отдельных комнат) 7

Расстояние между соседними группами, (м) 10-15

Число рабочих станций в группе мин/макс 10/ 20

Обеспечиваемый максимальный диаметр сети (м) до 2100

Количество этажей расположения групп в здании 3

Количество зданий 3/150

Тип сети на основе сервера

 

Выбор типа сети

При принятии решения о выборе типа сети основной вопрос состоит в том, может ли организация позволить себе файловый сервер, сетевую операционную систему и администратора сети. Если да, то можно использовать серверную сетевую среду. Если нет - одноранговая сеть.

Можно организовать одноранговую сеть аналогично серверной, используя для хранения файлов и обслуживания разделяемых ресурсов (например принтеров) один мощный одноранговый компьютер. Это позволит централизованно администрировать ресурсы и выполнять резервное копирование на одной машине. Между тем такой компьютер будет испытывать большую нагрузку, поэтому нужно сделать так, чтобы с ним работало ограниченное число ПК. Используемые таким образом компьютеры называют невыделенными серверами.

Исходя из поставленных условий проектирования (большое число рабочих станций, необходимость расширения, высокий уровень безопасности, большое количество ресурсов и т.д.), правильным решением будет проектирование сети на основе выделенного сервера, что позволит выполнить поставленные требования.

Сети на основе сервера наиболее эффективны в том случае, когда совме­стно используется большое количество ресурсов и данных. Администратор может управлять защитой данных, наблюдая за функционированием сети. В таких сетях может быть один или несколько серверов, в зависимости от объ­ема сетевого трафика, количества периферийных устройств и т.п. Например, в одной сети могут присутствовать DHCP сервер, коммуникационный сервер, сервер баз данных и HTTP сервер.

 

Характеристики 2 основных типов сетей:

Параметры	Одноранговые сети	Сети на основе сервера
Размер	Не более 30 компьюте­ров	Ограничены аппаратным обеспечением сер­вера(теоретически 2554)
Защита	Вопрос защиты реша­ется каждым пользова­телем самостоятельно	Широкая и комплексная за­щита ресурсов и пользовате­лей
Администрирование	Вопросами администри­рования своего компью­тера занимается каждый пользователь. Нет необ­ходимости в отдельном администрировании	Администрирование осуще­ствляется централизовано. Необходим хотя-бы один администратор с сообтетст­вующим уровнем знаний.

 

Если к сети подключено более 30 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой об­работки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом.

 

Рис. 1

 

С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эф­фективным способом из всех возможных.

Серверы могут выполнять и некоторые другие задачи: сетевая печать, выход в глобальную сеть, связь с другой локальной сетью, обслу­живание элек­тронной почты и т.д. Количество пользователей сети на ос­нове сервера может достигать нескольких тысяч. Одноранговой сетью такого размера просто не­возможно было бы управлять.

Преимущества:

1. Разделение ресурсов. Сервер спроектирован так, чтобы пре­доставлять доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ре­сурсы, как правило, расположены также централизованно, что облег­чает их поиск и поддержку. Например, в системе Windows NT Server разделение каталогов осуществляется через File Manager.

2. Резервное копирование данных. Поскольку жизненно важ­ная информация расположена централизованно, т.е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup).

3. Избыточность. Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна легко воспользоваться резервной копией.

4. Количество пользователей. Сети на основе сервера спо­собны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, было бы невозможно управлять.

5. Аппаратное обеспечение. Так как компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам за­висят от потребностей самого пользователя. Типичный компьютер-клиент имеет, по крайней мере, 486-й процессор и от 8 до 16 Мб опера­тивной памяти.

 

К недостаткам сети на основе сервера относятся ее громоздкость в слу­чае небольшого количества компьютеров, зависимость всех компьютеров-клиентов от сервера, более высокая стоимость сети вследствие использо­вания дорогого сервера. Но, говоря о стоимости, надо также учитывать, что при одном и том же объеме сетевых дисков большой диск сервера по­лучается дешевле, чем много дисков меньшего объема, входящих в со­став всех компьютеров одно­ранговой сети.

Для обеспечения надежной работы сети при авариях электропитания применяется бесперебойное электропитание сервера. В данном случае это го­раздо проще, чем при одноранговой сети, где приходится оснащать ис­точни­ками бесперебойного питания все компьютеры сети. Сервер может комплекто­ваться очень простым и дешевым видеомонитором, может даже вообще не иметь его, так как единственная функция этого монитора контроль за за­пуском сетевого программного обеспечения.

Для администрирования сети в случае сети на основе серве­ра необхо­димо выделять специального человека, имеющего соответству­ющую квалифи­кацию. Централизованное администрирование облегчает обслуживание сети и позволяет оперативно решать все вопросы. Особен­но это важно для надежной защиты данных от несанкционированного доступа.

 

Выбор топологии сети

По заданию курсовой работы необходимо рассчитать локальную сеть на основе сервера. Для решения данной задачи лучше всего использо­вать топологию «пассивное дерево», т. к. она соответствует требованиям по­ставленной задачи.

 

Рис. 2. Топология «пассивное дерево»

 

Топологию “дерево” можно рас­сматривать как комбинацию нескольких звезд. Как и в случае звезды, де­рево может быть активным, или истинным и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий свя­зи находятся центральные компьютеры, а при пассивном - концентрато­ры.

«Звезда» - это топология с явно выделенным центром, к которому под­ключаются все остальные абоненты. Весь обмен информацией идет ис­ключи­тельно через центральный компьютер, на который таким образом ложится очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер яв­ляется самым мощ­ным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом.

Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функцио­ниро­вании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального ком­пьютера де­лает сеть полностью неработоспособной. Поэтому должны при­ниматься специ­альные меры по повышению надежности центрального компьютера и его се­тевой аппаратуры. Обрыв любого кабеля или корот­кое замыкание в нем при топологии «звезда» нарушает обмен только с одним компьютером, а все ос­тальные компьютеры могут нормально про­должать работу.

В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их со­единения используется две линии связи, каждая из которых передает инфор­мацию только в одном направлении. Таким образом, на каждой ли­нии связи имеется только один приемник и один передатчик. Все это су­щественно упро­щает сетевое оборудование по сравнению с шиной и из­бавляет от необходи­мости применения дополнительных внешних терминаторов. Проблема за­тухания сигналов в линии связи также реша­ется в «звезде» проще, чем в «шине», ведь каждый приемник всегда по­лучает сигнал одного уровня.

Серьезный недостаток топологии «звезда» состоит в жестком ограниче­нии количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслу­живать не более 8-16 периферийных абонентов. Если в этих пределах подключение но­вых абонентов довольно просто, то при их превышении оно просто невоз­можно. Правда, иногда в звезде предусматривается воз­можность наращивания, то есть подключение вместо одного из перифе­рийных абонентов еще одного центрального абонента (в результате по­лучается топология из нескольких со­единенных между собой звезд).

Существует топология как активная (истинная) звезда, также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В настоящее время она распространена гораздо больше, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в самой популярной на сегодняш­ний день сети Ethernet.

 

 

Рис. 3 Топология «пассивная звезда»

Топология «пассивная звезда». В центре сети с данной топологией поме­щается не компьютер, а концен­тратор. Он восстанавливает приходящие сиг­налы и пересылает их в другие линии связи. Хотя схема прокладки кабелей подобна истинной или активной звезде, фактически мы имеем дело с шинной топологией, так как инфор­мация от каждого компьютера одновременно пере­дается ко всем осталь­ным компьютерам, а центрального абонента не сущест­вует.

Можно выделить также промежуточный тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае концентратор не только ретрансли­рует по­ступающие на него сигналы, но и производит управление обме­ном, однако сам в обмене не участвует.

Большое достоинство звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети пу­тем простого отключения от центра тех или иных абонентов, а также ограничивать доступ посто­ронних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К каждо­му периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один ка­бель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два ка­беля (ка­ждый из них передает в одном направлении), причем вторая си­туация встре­чается чаще. Такая сеть также допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части. Достаточно проложить но­вый кабель от компьютера к центральному узлу и подключить его к концентратору. Если возможности центрального концентратора будут ис­черпаны, следует заменить его устройством с большим числом портов. В одной сети допускается применение нескольких типов кабелей, если их позволяет ис­пользовать концентратор.

Общим недостатком для всех топологий типа «звезда» является значи­тельно больший, чем при других топологиях, расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию, то при вы­боре топологии «звезда» по­надобится в несколько раз больше кабеля, чем при топологии «шина». Это мо­жет существенно повлиять на стоимость всей сети в целом. При отказе цен­трального концентратора становится неработоспособной вся сеть. Многие сети с топологией типа "звезда" требуют применения на центральном узле устрой­ства для ретрансляции широковещательных сообщений или коммутации се­тевого графика.

Выбор типа кабельного соединения

Средой передачи информации называются те линии связи (или каналы связи), по которым производиться обмен информации между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети.

Информация в локальных сетях чаще всего передается в последователь­ном коде, то есть бит за битом. Понятно, что такая передача медленнее и сложнее, чем при использовании параллельного кода. Однако надо учи­тывать то, что при более быстрой параллельной передаче увеличивается количество соединительных кабелей в число раз, равное количеству раз­рядов параллельного кода (например, в 8 раз при 8-разрядном коде). Это совсем не мелочь, как может показаться на первый взгляд. При значи­тельных расстояниях между абонентами сети стоимость кабеля может быть вполне сравнима со стоимостью компьютеров и даже превосходить ее. К тому же проложить один кабель (реже два разнонаправленных) го­раздо проще, чем 8,16 или 32. Значительно дешевле обойдется также по­иск повреждений и ремонт кабеля.

Но это еще не все. Передача на большие расстояния при любом типе ка­беля требует сложной передающей и приемной аппаратуры: для этого надо формировать мощный сигнал на передающем конце и детектиро­вать слабый сигнал на приемном конце. При последовательной передаче для этого требуется всего один передатчик и один приемник. При парал­лельной же передаче количество передатчиков и приемников возрастает пропорционально разрядности используемого параллельного кода. Поэто­му даже при разработке сети незначительной длины (порядка десятка метров) чаще всего все равно выбирают последовательную передачу.

К тому же при параллельной передаче чрезвычайно важно, чтобы длины отдельных кабелей были точно равны друг другу, иначе в результате про­хождения по кабелям разной длины между сигналами на приемном кон­це образуется временной сдвиг, который может привести к сбоям в рабо­те или даже к полной неработоспособности сети. Например, при скорости передачи 100 Мбит/с и длительности бита 10 не этот временной сдвиг не должен превышать 5-10 нс. Такую величину сдвига дает разница в дли­нах кабелей в 1-2 метра. При длине кабеля 1000 метров это составляет 0,1-0,2%.

Правда, в некоторых высокоскоростных локальных сетях все-таки ис­пользуют параллельную передачу по 2-4 кабелям, что позволяет при за­данной скорости передачи применять более дешевые кабели с меньшей полосой пропускания, но допустимая длина кабелей при этом не превы­шает сотни метров. Примером может служить сегмент 100BASE-T4 сети Fast Ethernet.

Промышленностью выпускается огромное количество типов кабелей, на­пример, крупнейшая кабельная фирма Belden предлагает более 2000 их наименований. Все выпускаемые кабели можно разделить на три боль­шие группы:

1. кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые делятся на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP);

2. коаксиальные кабели (coaxial cable);

3. оптоволоконные кабели (fiber optic).

Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе типа кабеля надо учитывать как особенности решаемой задачи, так и особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию. В настоящее время действует стандарт на кабели EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard), принятый в 1995 году и заменивший все действовавшие ранее фирменные стандарты.

В данной работе используются два типа кабеля:

· Кабель UTP (Кабель UTP cat.5 4 пары (100 м) NEOMAX Taiwan)

· Кабель ОВ (Кабель внутренний двужильный 62,5/125 многомод. ММ, 1м)

Повторители, соединенные по стандарту 10Base-FB, при отсутствии кадров для передачи постоянно обмениваются специальными последовательностями сигналов, отличающимися от сигналов кадров данных, для поддержания синхронизации. Поэтому они вносят меньшие задержки при передаче данных из одного сегмента в другой, и это является главной причиной, по которой количество повторителей удалось увеличить до 5. В качестве специальных сигналов используются манчестерские коды J и К в следующей последовательности: J-J-K-K-J-J-... Эта последовательность порождает импульсы частоты 2,5 МГц, которые и поддерживают синхронизацию приемника одного концентратора с передатчиком другого. Поэтому стандарт l0Base-FB имеет также название синхронный Ethernet.

 

Витая пара

Витые пары проводов используются в самых дешевых и на сегодняшний день, пожалуй, самых популярных кабелях. Кабель на основе витых пар пред­ставляет собой несколько пар скрученных изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке. Он доволь­но гибкий и удоб­ный для прокладки.

Неэкранированные витые пары характеризуются слабой защищеннос­тью от внешних электромагнитных помех, а также слабой защищеннос­тью от под­слушивания с целью, например, промышленного шпионажа. Перехват переда­ваемой информации возможен как с помощью контакт­ного метода (посредст­вом двух иголочек, воткнутых в кабель), так и с по­мощью бесконтактного ме­тода, сводящегося к радиоперехвату излучае­мых кабелем электромагнитных полей. Для устранения этих недостатков применяется экранирование.

 

Рис. 4 Кабель с витыми парами

 

В случае экранированной витой пары STP каждая из витых пар помеща­ется в металлическую оплетку- экран для уменьшения излучений кабе­ля, за­щиты от внешних электромагнитных помех и снижения взаимного влияния пар проводов друг на друга (crosstalk - перекрестные наводки). Естественно, экранированная витая пара гораздо дороже, чем неэкранированная, а при ее использовании необходимо применять и специальные экранированные разъ­емы, поэтому встречается она значительно реже, чем неэкранированная витая пара.

Основные достоинства неэкранированных витых пар - простота монта­жа разъемов на концах кабеля, а также простота ремонта любых повреж­дений по сравнению с другими типами кабеля. Все остальные характери­стики у них хуже, чем у других кабелей. Например, при заданной скорости передачи затухание сигнала (уменьшение его уровня по мере прохожде­ния по кабелю) у них больше, чем у коаксиальных кабелей. Если учесть еще низкую помехозащи­щенность, то становится понятным, почему ли­нии связи на основе витых пар, как правило, довольно короткие (обычно в пределах 100 метров). В настоящее время витая пара используется для передачи информации на скоростях до 100 Мбит/с и ведутся работы по повышению скорости передачи до 1000 Мбит/с.

Согласно стандарту EIA/TIA 568, существуют пять категорий кабелей на основе неэкранированной витой пары (UTP):

Кабель категории 1 - это обычный телефонный кабель (пары проводов не витые), по которому можно передавать только речь, но не данные. Данный тип кабеля имеет большой раз­брос параметров (волнового сопротивления, полосы пропус­кания, перекрестных наводок).

Кабель категории 2 - это кабель из витых пар для передачи данных в по­лосе частот до 1 МГц. Кабель не тестируется на уровень перекрестных наво­док. В настоящее время он ис­пользуется очень редко. Стандарт EIA/TIA 568 не различа­ет кабели категорий 1 и 2.

Кабель категории 3 - это кабель для передачи данных в по­лосе часто до 16 МГц, состоящий из витых пар с девятью витками проводов на метр длины. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Это са­мый простой тип кабелей, рекомендованный стандартом для локальных сетей. Сейчас он имеет наибольшее распростра­нением

Кабель категории 4 - это кабель, передающий данные в по­лосе частот до 20 МГц. Используется редко, так как не слиш­ком заметно отличается от катего­рии 3. Стандартом реко­мендуется вместо кабеля категории 3 переходить сразу на кабель категории 5. Кабель категории 4 тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Кабель был разработан для работы в сетях по стандарту IEEE 802.5.

Кабель категории 5 - самый совершенный кабель 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). Кабель тес­тируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомен­дуется применять его в современных высоко­ скоростных сетях типа Fast Ethernet и TPFDDI. Кабель ка­тегории 5 примерно на 30.-50% дороже, чем ка­бель катего­рии 3.

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.

Согласно стандарту EIA/TIA 568, полное волновое сопротивление наиболее совершенных кабелей категорий 3, 4 и 5 должно составлять 100 Ом ± 15% в частотном диапазоне от частоты 1 МГц до максимальной частоты кабе­ля. Тре­бования не очень жесткие: величина волнового сопро­тивления может нахо­диться в диапазоне от 85 до 115 Ом. Здесь же отме­тим, что волновое сопротив­ление экранированной витой пары STP должно быть по стандарту равно 150 Ом ± 15%. Для согласования импедансов ка­беля и оборудования в случае их не­совпадения применяют согласующие трансформаторы (Balun). Встречается также экранированная витая пара с волновым сопротивлением 100 Ом, но до­вольно редко.

Второй важнейший параметр, задаваемый стандартом, - это максималь­ное затухание сигнала, передаваемого по кабелю, на разных частотах.

Еще один специфический параметр, определяемый стандартом - это ве­ли­чина так называемой перекрестной наводки на ближнем конце (NEXT -Near End Crosstalk). Он характеризует влияние разных проводов в кабе­ле друг на друга. В таблице 1 представлены значения допустимой пере­крестной наводки на ближнем конце для кабелей категорий 3, 4 и 5 на различных частотах сиг­нала. Естественно, более качественные кабели обеспечивают меньшую вели­чину перекрестной наводки.

 

Таблица 1. Допустимые уровни перекрестных наводок.

Частота, МГц	Перекрестная наводка на ближнем конце, дБ
Категория 3	Категория 4	Категория 5
0,150	-54	-68	-74
0,772	-43	-58	-64
1,0	-41	-56	-62
4,0	-32	-47	-53
8,0	-28	-42	-48
10,0	-26	-41	-47
16,0	-23	-38	-44
20,0	-	-36	-42
25,0	-	-	-41
31,25	-	-	-40
62,5	-	-	-35
100,0	-	-	-32

 

Стандарт определяет также максимально допустимую величину рабочей емкости каждой из витых пар кабелей категории 4 и 5. Она должна со­ставлять не более 17 нФ на 305 метров (1000 футов) при частоте сигнала 1 кГц и темпе­ратуре окружающей среды 20°С.

Чаще всего, витые пары используются для передачи данных в одном на­правлении, то есть в топологиях типа «звезда» или «кольцо». Топология «шина» обычно ориентируется на коаксиальный кабель. Поэтому внешние тер­минаторы, согласующие неподключенные концы кабеля, для витых пар прак­тически никогда не применяются.

Кабели выпускаются с двумя типами внешних оболочек:

кабель в поливинилхлоридной (ПВХ, PVC) оболочке дешев­ле и предна­значен для работы кабеля в сравнительно ком­фортных условиях эксплуата­ции;

кабель в тефлоновой оболочке дороже и предназначен для более жестких условий эксплуатации.

Кабель в ПВХ-оболочке называется еще non-plenum, а кабель в тефло­но­вой оболочке - plenum. Термин plenum обозначает пространство под фальшпо­лом и над под­весным потолком, где очень удобно размещать кабели сети. Для проклад­ки в этих скрытых от глаз пространствах как раз удобнее кабель в теф­лоновой оболочке, который, в частности, горит гораздо хуже, чем ПВХ-кабель, и не выделяет при горении так много ядовитых газов.

Еще один важный параметр любого кабеля, который жестко не опреде­ля­ется стандартом, но может существенно повлиять на работоспособность сети, - это скорость распространения сигнала в кабеле, то есть задержка распростра­нения сигнала в кабеле в расчете на единицу длины.

Производители кабелей иногда указывают величину задержки на метр длины, а иногда скорость распространения сигнала относительно ско­рости света (или NVP - Nominal Velocity of Propagation, как ее часто на­зывают в до­кументации). Связаны эти две величины простой формулой:

,

где величина задержки на метр длины кабеля в наносекундах. На­при­мер, если NVP=0,65 (65% от скорости света), то задержка t будет равна 5,13 нс/м. Типичная задержка большинства современных кабелей составляет около 5 нс/м.

Стандартный сегмент Ethernet на основе l0BaseT (витая пара) имеет сле­дующие спецификации:

Максимально допустимое число сегментов 1024

Максимальное число сегментов с узлами 1024

Максимальная длина сегмента 100м

Максимальное число узлов на сегмент 2

Максимальное число узлов в сети 1024

Максимальное число концентраторов в цепочке 4

 

 

Оптоволоконные кабели

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель – это принципи­ально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами элек­трического или медного кабеля. Информация по нему передается не электри­ческим сигналом, а световым. Главный его элемент – это прозрачное оптово­локно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков ки­лометров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стеклово­локно, а вместо внутренней изоляции стеклянная или пластиковая обо­лочка, не позволяющая свету выходить за переделы стекловолокна.

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить свето­вой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних элек­тромагнитных излучений. Теоретически возможная полоса пропускания та­кого кабеля достигает величины 10¹² Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно сни­жается. Однако необходимо применение специальных оптических приемни­ков и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и об­ратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на час­тотах, используемых в локальных сетях, составляет около 5 дБ/км, что при­мерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сиг­нала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200МГц) его преимущества перед электрических кабелем неоспоримы, он просто не имеет конкурентов.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки. Самый главный из них – высокая сложность монтажа. Оптоволоконный кабель ме­нее прочен, чем электрический, и менее гибкий. Чувствителен он и к ионизи­рующим излучениям, из-за которого снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Чувствителен он также к резким перепадам температуры, в результате которых стекловолокно может трес­нуть. Как правило, оптоволоконные кабели используют для передачи данных в одном направлении, между одним передатчиком и одним приемником. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может не дойти до конца.

Существует два различных типа оптоволоконных кабелей:

многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;

одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характери­стики.

Основные различия между этими типами связанны с разным режимом прохождения световых лучей в кабеле.

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же дли­ной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначи­тельны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстоя­ние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового ка­беля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исклю­чительно с требуемой длиной волны.

Задержка распространения сигнала в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических кабелях. Типичная величина за­держки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м.