Типи ліній зв'язку локальних мереж

Найголовніший з них - висока складність монтажу (при установці роз'ємів необхідна мікронна точність, від точності скола скловолокна і ступеня його поліровки сильно залежить загасання в роз'ємі). Для установки роз'ємів застосовують зварку або склеювання за допомогою спеціального гелю, що має такий же коефіцієнт заломлення світла, що і скловолокно. У будь-якому випадку для цього потрібна висока кваліфікація персоналу і спеціальні інструменти. Тому найчастіше оптоволоконний кабель продається у вигляді заздалегідь нарізаних шматків різної довжини, на обох кінцях яких вже встановлені роз'єми потрібного типа. Слід пам'ятати, що неякісна установка роз'єму різко знижує допустиму довжину кабелю, визначувану загасанням.

Також треба пам'ятати, що використання оптоволоконного кабелю вимагає спеціальних оптичних приймачів і передавачів, що перетворюють світлові сигнали в електричних і назад, що деколи істотно збільшує вартість мережі в цілому.

Оптоволоконні кабелі допускають розгалуження сигналів (для цього проводяться спеціальні пасивні розгалуджувачі (couplers) на 2-8 каналів), але, як правило, їх використовують для передачі даних тільки в одному напрямі між одним передавачем і одним приймачем. Адже будь-яке розгалуження неминуче сильно ослабляє світловий сигнал, і якщо розгалужень буде багато, то світло може просто не дійти до кінця мережі. Крім того, в розгалуджувачі є і внутрішні втрати, так що сумарна потужність сигналу на виході менше вхідної потужності.

Оптоволоконний кабель менш готується і гнучкий, чим електричний. Типова величина допустимого радіусу вигину складає близько 10 - 20 см, при менших радіусах вигину центральне волокно може зламатися. Погано переносить кабель і механічне розтягування, а також роздавлюючі дії.

Чутливий оптоволоконний кабель і до іонізуючих випромінювань, із-за яких знижується прозорість скловолокна, тобто збільшується загасання сигналу. Різкі перепади температури також негативно позначаються на нім, скловолокно може тріснути.

Застосовують оптоволоконний кабель тільки в мережах з топологією зірка і кільце. Жодних проблем узгодження і заземлення в даному випадку не існує. Кабель забезпечує ідеальну гальванічну розв'язку комп'ютерів мережі. В майбутньому цей тип кабелю, ймовірно, витіснить електричні кабелі або, в усякому разі, сильно потіснить їх. Запаси міді на планеті виснажуються, а сировини для виробництва скла більш ніж достатньо.

Існують два різні типи оптоволоконного кабелю:

•   багатомодовий або мультимодовый кабель, дешевший, але менш якісніший;

• одномодовий кабель, більш дорогою, але має кращі характеристики в порівнянні з першим.

Суть відмінності між цими двома  типами зводиться до різних режимів  проходження світлових променів в кабелі.

Мал. 2.5.  Розповсюдження світла в одномодовому кабелі

У одномодовому кабелі практично всі  промені минають один і той  же шлях, внаслідок чого вони досягають  приймача одночасно, і форма сигналу  майже не спотворюється (мал. 2.5). Одномодовий  кабель має діаметр центрального волокна близько 1,3 мкм і передає світло тільки з такою ж довжиною хвилі (1,3 мкм). Дисперсія і втрати сигналу при цьому дуже незначні, що дозволяє передавати сигнали на значно більшу відстань, чим в разі застосування багатомодового кабелю. Для одномодового кабелю застосовуються лазерні приймачі, що використовують світло виключно з необхідною довжиною хвилі. Такі приймачі поки що порівняно дорогі і не довговічні. Проте в перспективі одномодовий кабель повинен стати основним типом завдяки своїм прекрасним характеристикам. До того ж лазери мають більшу швидкодію, чим звичайні світлодіоди. Загасання сигналу в одномодовому кабелі складає близько 5 дБ/км і може бути навіть понижено до 1 дБ/км.

У багатомодовому кабелі траєкторії світлових променів мають помітний розкид, внаслідок чого форма сигналу на приймальному кінці кабелю спотворюється (мал. 2.6). Центральне волокно має діаметр 62,5 мкм, а діаметр зовнішньої оболонки 125 мкм (це інколи позначається як 62,5/125). Для передачі використовується звичайний (не лазерний) світлодіод, що знижує вартість і збільшує термін служби приймачів в порівнянні з одномодовим кабелем. Довжина хвилі світла в багатомодовому кабелі рівна 0,85 мкм, при цьому спостерігається розкид довжин хвиль близько 30 - 50 нм. Допустима довжина кабелю складає 2 - 5 км. Багатомодовий кабель - це основний тип оптоволоконного кабелю в даний час, оскільки він дешевше і доступнее. Загасання в багатомодовому кабелі більше, ніж в одномодовому і складає 5 - 20 дБ/км.

Мал. 2.6.  Розповсюдження світла в багатомодовому кабелі.

Типова величина затримки для найбільш поширених кабелів складає близько 4-5 нс/м, що близько до величини затримки в електричних кабелях.

Оптоволоконні кабелі, як і електричні, випускаються у виконанні plenum і non-plenum.

Безкабельні канали зв'язку

Окрім кабельних каналів в комп'ютерних  мережах інколи використовуються також  безкабельні канали. Їх головна перевага полягає в тому, що не потрібний  ніякої прокладки дротів (не треба робити отворів в стінах, закріплювати кабель в трубах і жолобах, прокладати його під фальшполами, над підвісними стелями або у вентиляційних шахтах, шукати і усувати пошкодження). До того ж комп'ютери мережі можна легко переміщати в межах кімнати або будівлі, оскільки вони ні до чого не прив'язані.

Радіоканал використовує передачу інформації по радіохвилях, тому теоретично він може забезпечити зв'язок багато десяток, сотні і навіть тисячі кілометрів. Швидкість передачі досягає десятків мегабіт в секунду (тут багато що залежить від вибраної довжини хвилі і способу кодування).

Особливість радіоканалу полягає в тому, що сигнал вільно випромінюється в ефір, він не замкнутий в кабель, тому виникають проблеми сумісності з іншими джерелами радіохвиль (радио- і телевещательными станціями, радарами, радіолюбительськими і професійними передавачами і так далі). У радіоканалі використовується передача у вузькому діапазоні частот і модуляція інформаційним сигналом сигналу частоти, що несе.

Головним недоліком радіоканалу є його поганий захист від прослухування, оскільки радіохвилі розповсюджуються неконтрольовано. Інший великий недолік радіоканалу - слабкий перешкодозахисний.

Для локальних безпровідних мереж (WLAN - Wireless LAN) в даний час застосовуються підключення по радіоканалу на невеликих відстанях (звичайні до 100 метрів) і в межах прямої видимості. Найчастіше використовуються два частотні діапазони - 2,4 Ггц і 5 Ггц. Швидкість передачі - до 54 Мбіт/с. Поширений варіант із швидкістю 11 Мбіт/с.

Мережі WLAN дозволяють встановлювати безпровідні мережеві з'єднання на обмеженій території (зазвичай усередині офісної або університетської будівлі або в таких суспільних місцях, як аеропорти). Вони можуть використовуватися в тимчасових офісах або в інших місцях, де прокладка кабелів неосуществима, а також як доповнення до наявної дротяної локальної мережі, покликане забезпечити користувачам можливість працювати переміщаючись по будівлі.

Популярна технологія Wi-Fi (Wireless Fidelity) дозволяє організувати зв'язок між комп'ютерами числом від 2 до 15 за допомогою концентратора (званого точка доступу, Access Point, AP), або декількох концентраторів, якщо комп'ютерів від 10 до 50. Крім того, ця технологія дає можливість зв'язати дві локальні мережі на відстані до 25 кілометрів за допомогою потужних безпровідних мостів.

Для прикладу на (мал. 2.7) показано об'єднання комп'ютерів за допомогою однієї точки доступу. Поважно, що багато мобільних комп'ютерів (ноутбуки) вже мають вбудований контроллер Wi-Fi, що істотно спрощує їх підключення до безпровідної мережі.

Мал. 2.7.  Об'єднання комп'ютерів за допомогою технології Wi-Fi

Радіоканал широко застосовується в глобальних мережах як для наземного, так і для супутникового зв'язку. У цьому застосуванні біля радіоканалу немає конкурентів, оскільки радіохвилі можуть дійти до будь-якої точки земної кулі.

Інфрачервоний канал  також не вимагає сполучних дротів, оскільки використовує для зв'язку інфрачервоне випромінювання (подібно до пульта дистанційного керування домашнього телевізора). Головна його перевага в порівнянні з радіоканалом - нечутливість до електромагнітних перешкод, що дозволяє застосовувати його, наприклад, у виробничих умовах, де завжди багато перешкод від силового устаткування. Правда, в даному випадку потрібна досить висока потужність передачі, щоб не впливали ніякі інші джерела теплового (інфрачервоного) випромінювання. Погано працює інфрачервоний зв'язок і в умовах сильної запиленої повітря.

Швидкості передачі інформації по інфрачервоному каналу зазвичай не перевищують 5-10 Мбіт/с, але  при використанні інфрачервоних  лазерів може бути досягнута швидкість  більше 100 Мбіт/с. Секретність передаваної інформації, як і в разі радіоканалу, не досягається, також потрібні порівняно дорогі приймачі і передавачі. Все це приводить до того, що застосовують інфрачервоні канали в локальних мережах досить рідко. В основному вони використовуються для зв'язку комп'ютерів з периферією (інтерфейс IRDA).

Інфрачервоні  канали діляться на дві групи:

•   Канали прямої видимості, в яких зв'язок здійснюється на променях, що йдуть безпосередньо  від передавача до приймача. При  цьому зв'язок можливий тільки за відсутності  перешкод між комп'ютерами мережі. Зате протяжність каналу прямої видимості може досягати декількох кілометрів.

•   Канали на розсіяному випромінюванні, які  працюють на сигналах, відбитих від  стенів, стелі, підлоги і інших  перешкод. Перешкоди в даному випадку не перешкода, але зв'язок може здійснюватися тільки в межах одного приміщення.

Якщо говорити про можливі топологиях, то найприродніше всі безпровідні канали зв'язку личать для топології типа шина, в якій інформація передається одночасно всім абонентам. Але при використанні вузьконаправленої передачі і/або частотного розділення по каналах можна реалізувати будь-які топології (кільце, зірка, комбіновані топології) як на радіоканалі, так і на інфрачервоному каналі.

ВИСНОВОК

Під час виконання цієї лабораторноі роботи я дістала знання про типи ліній зв’язку в комп’ютерних мережах. Дізналась про основні характеристики кабелів та навчилась проводити іх монтаж.