Физические компоненты сетей
Первое, что необходимо сделать при создании компьютерной сети – организовать между компьютерами канал связи. Для этого можно использовать различные физические среды передачи: медные провода, оптоволокно, беспроводные среды.
В зависимости от физической среды передачи, данные представляются в виде электрических импульсов (если передача производится по медному кабелю) или световых импульсов (если передача производится по волоконно-оптическому кабелю). Возможно и беспроводная передача данных.
Среда передачи данных
Среда передачи данных - физическая среда, пригодная для прохождения сигнала и обеспечивающая физическое соединение узлов друг с другом.
Существует несколько видов сред, применяемых для соединения компьютеров:
· коаксиальный кабель;
· неэкранированная витая пара;
· экранированная витая пара;
· оптоволоконный кабель.
· Беспроводные среды
Коаксиальный кабель
В центре коаксиального кабеля расположен проводник, окруженный слоем изоляции. Сверху изоляция покрыта экраном – металлической сеткой или фольгой. Экран, с одной стороны, выполняет роль второго проводника в цепи, а с другой стороны, защищает (экранирует) центральный проводник от помех. Наружный слой выполняет роль изоляции и защиты.
Преимущества коаксиального кабеля (по сравнению с другими электрическими кабелями):
· большее расстояние, которое сигнал может пройти по сети без необходимости в усилении;
· дешевле оптоволокна;
· технология его использования хорошо изучена
К недостаткам коаксиального кабеля можно отнести толщину и жесткость, что может усложнить его прокладку в старых коробах.
Неэкранированная витая пара
Неэкранированная витая пара (unshielded twisted-pair, UTP) представляет собой четыре пары скрученных между собой проводов, при этом каждая пара изолирована от других.
Преимущества:
· небольшой диаметр, гибкость
· дешевизна и простота установки
· Разъем RJ-45, который применяется с этим кабелем, гарантирует надежное подключение
Недостатки:
Расстояние, на которое сигнал передается без затухания меньше, чем для коаксиального кабели (т.е. чаще надо ставить повторители)
Экранированная витая пара
Экранированная витая пара (shielded twisted-pair, STP) объединяет в себе методы экранирования и скручивания проводов.
Преимущества (по сравнению с UTP):
· лучше защита от помех
Недостатки:
· дороже, чем UTP
· необходимость правильного заземления (иначе экран начинает работать как антенна)
· чаще нужны усилители
Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель является средой передачи данных, которая способна проводить модулированный световой сигнал.
Оптическое волокно представляет собой нить из оптически прозрачного материала, которая способна переносить внутри себя свет посредством полного внутреннего отражения.
Оптические волокна для защиты окружены слоем пластмассы, называющейся кевлар и снаружи защищены внешней оболочкой. Для придания дополнительной жесткости в кабель может быть включен стальной провод.
Преимущества:
· малое затухание сигнала, что позволяет передавать сигнал без необходимости усиления на значительные расстояния
· высокая скорость передачи (выше, чем у других сред)
· устойчивость к электромагнитным помехам
· высокая информационная безопасность (передачи сигнала «из точки в точку»)
· устойчивость к физическим воздействиям, пожаробезопасность
· малые габариты и масса
Недостатки:
· сложность установки (требуется высокая квалификация монтажников)
· более высокая цена
Беспроводные средства коммуникации
В настоящее время беспроводные средства сетевой коммуникации становятся все более популярными. И хотя они уступают по пропускной способности кабельным системам, но предоставляют пользователю определенную мобильность. Обычно беспроводные средства связи комбинируются с проводными.
Для обмена данными между беспроводными и проводными устройствами применяются трансиверы или точки доступа.
В беспроводных системах носителями сигнала являются:
· инфракрасные лучи
· лазерные лучи
· радиоволны
Инфракрасные лучи
Сигналы передаются лучом инфракрасного излучения. Пропускная способность до 16 Мбит/с.
Недостатки:
· Небольшое расстояние передачи (реально до 30 метров, хотя теоретически возможно до 1 км)
· Передача в пределах прямой видимости
· Чувствительность к помехам
Лазерные лучи
При передачи данных с помощью лазерного луча, сигналы представляются импульсами света. Несмотря на то, что лазерный луч может преодолеть огромные расстояния, недостатком лазерных беспроводных систем коммутации является недопустимость наличия препятствий на пути луча.
Гораздо надежней использовать лазерный луч для передачи сигналов в оптоволоконных кабельных сетях.
Радиоволны.
Радиоволны достаточно давно используются для передачи аналоговых сигналов (радиосвязь), однако с помощью радиоволн можно передавать и цифровой сигнал. Существуют два метода радиосвязи:
Узкополосная – приемник и передатчик настроены на одно частоту, на которой и передаются данные. Недостатком такого метода является его уязвимость и возможность перехвата.
Широкополосная – сигнал передается на нескольких частотах, что существенно повышает безопасность, но и загружает эфир.
Сетевое оборудование.
Сетевой адаптер (сетевая карта)
Каждое оконечное устройство сети (хост) должен иметь плату сетевого интерфейса (NIC) или сетевой адаптер.
Сетевой адаптер представляет собой печатную плату, которая вставляется в слот на материнской плате компьютера, может быть интегрирован в материнскую плату или быть выполнен как внешнее устройство. Каждый адаптер NIC имеет уникальный код, называемый MAC-адресом.