1.4.1 Структурована кабельна система гетерогенної комп'ютерної мережі

Відповіддю на високі вимоги до якості каналів передачі даних в комп'ютерних мережах стали структуровані кабельні системи.

Структурована кабельна система (СКС) (Structured Cabling System, SCS) - це набір комутаційних елементів (кабелів, роз'ємів, конекторів, кросових панелей і шаф), а також методика їх спільного використання, яка дозволяє створювати регулярні, легко розширювані структури зв'язків в комп'ютерних мережах.

Структурована кабельна система представляє свого роду "конструктор", за допомогою якого проектувальник мережі будує потрібну йому конфігурацію зі стандартних кабелів, з'єднаних стандартними роз'ємами, які комутуються на стандартних кросових панелях. При необхідності конфігурацію зв'язків можна легко змінити - додати комп'ютер, сегмент, комутатор, вилучити непотрібне устаткування, а також замінити з'єднання між комп'ютерами і концентраторами.

При побудові структурованої кабельної системи мається на увазі, що кожне робоче місце на підприємстві повинне бути оснащене розетками для підключення телефону і комп'ютера, навіть якщо на даний момент цього не потрібно. Тобто добре структурована кабельна система будується надлишковою. У майбутньому це може заощадити час тому, що зміни в підключенні нових пристроїв можна здійснювати за рахунок перекомутації вже прокладених кабелів.

Структурована кабельна система планується і будується ієрархічно з головною магістраллю і численними відгалуженнями від неї (рис. 1.6).

Ця система може бути побудована на базі вже існуючих сучасних телефонних кабельних систем, у яких кабелі, що представляють собою набір кручених пар, прокладаються в кожному будинку, розводяться між поверхами. На кожному поверсі використовується спеціальна кросова шафа, від якої кабелі в трубах і коробах підводяться до кожної кімнати і розводяться по розетках. На жаль, далеко не у всіх будинках телефонні лінії прокладаються крученими парами, тому вони непридатні для створення комп'ютерних мереж, і кабельну систему в такому випадку потрібно будувати заново.

Типова ієрархічна структура структурованої кабельної системи (рис. 1.7) включає:

· горизонтальні підсистеми (у межах поверху);

· вертикальні підсистеми (усередині будинку);

· підсистему кампусу (у межах однієї території з декількома будинками).

Горизонтальна підсистема з'єднує кросову шафу поверху з розетками користувачів. Підсистеми цього типу відповідають поверхам будинку.

Вертикальна підсистема з'єднує кросові шафи кожного поверху з центральною апаратною будинку.

Наступним кроком ієрархії є підсистема кампусу, що з'єднує кілька будинків з головною апаратною усього кампусу. Ця частина кабельної системи звичайно називається магістраллю (backbone).



Рис. 1.6. Ієрархія структурованої кабельної системи

Рис. 1.7. Структура кабельних підсистем

Використання структурованої кабельної системи замість хаотично прокладених кабелів дає підприємству багато переваг.

Універсальність. Структурована кабельна система при продуманій організації може стати єдиним середовищем для передачі комп'ютерних даних у локальній обчислювальній мережі, організації локальної телефонної мережі, передачі відеоінформації і навіть передачі сигналів від датчиків пожежної безпеки або охоронних систем. Це дозволяє автоматизувати більшість процесів контролю, моніторингу та управління господарськими службами і системами життєзабезпечення підприємства.

Збільшення терміну служби. Термін морального старіння добре структурованої кабельної системи може складати 10-15 років.

Зменшення вартості добавлення нових користувачів і зміни місць їх розташування.

Відомо, що вартість кабельної системи значна і визначається в основному не вартістю кабелю, а вартістю робіт з його прокладки. Тому більш вигідно провести однократну роботу по прокладці кабелю, можливо, з великим запасом по довжині, ніж кілька разів виконувати прокладку, нарощуючи довжину кабелю. При такому підході всі роботи з добавлення або переміщення користувача зводяться до підключення комп'ютера до вже наявної розетки.

Можливість легкого розширення мережі. Структурована кабельна система є модульною, тому її легко розширювати. Наприклад, до магістралі можна додати нову під мережу, не роблячи ніякого впливу на існуючі під мережі. Можна замінити в окремій під мережі тип кабелю незалежно від іншої частини мережі. Структурована кабельна система є основою для розподілу мережі на легко управляючі логічні сегменти тому, що вона сама вже розділена на фізичні сегменти.

Забезпечення більш ефективного обслуговування. Структурована кабельна система полегшує обслуговування і пошук несправностей у порівнянні із шинною кабельною системою. При шинній організації кабельної системи відмова одного з пристроїв або сполучних елементів призводить до відмови всієї мережі, яку важко локалізувати. У структурованих кабельних системах відмова одного сегмента не діє на інші тому, що об'єднання сегментів здійснюється за допомогою концентраторів. Концентратори діагностують і локалізують несправний сегмент.

Надійність. Структурована кабельна система має підвищену надійність, оскільки виробник такої системи гарантує не тільки якість її окремих компонентів, але і їх сумісність.

Більшість проектувальників починає розробку СКС з горизонтальних підсистем тому, що саме до них підключаються кінцеві користувачі. При цьому вони можуть вибирати між екранованою крученою парою, неекранованою крученою парою, коаксіальним кабелем і волоконно-оптичним кабелем. Можливе використання й безпровідних ліній зв'язку.

Горизонтальна підсистема характеризується дуже великою кількістю відгалужень кабелю (рис. 1.8) тому, що його потрібно провести до кожної розетки, причому й у тих кімнатах, де поки комп'ютери в мережу не об'єднуються. Тому до кабелю, який використовується в горизонтальній проводці, пред'являються підвищені вимоги до зручності виконання відгалужень, а також зручностей його прокладки в приміщеннях. На поверсі звичайно встановлюється кросова шафа, яка дозволяє за допомогою коротких відрізків кабелю, оснащеного роз'ємами, провести перекомутацію з'єднань між устаткуванням і концентраторами/комутаторами.

При виборі кабелю приймають до уваги такі характеристики: пропускна спроможність, відстань, фізична захищеність, електромагнітна перешкодозахищеність, вартість. Крім того, при виборі кабелю потрібно враховувати, яка кабельна система уже встановлена на підприємстві, а також які тенденції і перспективи існують на ринку на даний момент.

1.4.2 Кабель - кручена пара

Мідний провід, зокрема неекранована кручена пара (Twisted Pair - TP), є кращим середовищем для горизонтальної кабельної підсистеми, хоча, якщо користувачам потрібна дуже висока пропускна спроможність, або кабельна система прокладається в агресивному середовищі, для неї підійде і волоконно-оптичний кабель. Коаксіальний кабель - це застаріла технологія, якої варто уникати, якщо тільки вона вже не використовується широко на підприємстві. Безпровідний зв'язок є новою і багатообіцяючою технологією, однак через порівняльну новизну і низьку перешкодостійкість краще обмежити масштаби її використання.

Кручена пара, як середовище передачі, використовується у всіх сучасних мережних технологіях, а також в аналоговій і цифровій телефонії. Уніфікація пасивних елементів мережі на крученій парі стала основою для концепції побудови структурованих кабельних систем, незалежних від прикладень (мережних технологій).

Будь-які мережі на крученій парі (крім застарілої LocalTalk) засновані на зіркоподібній фізичній топології, що при відповідному активному устаткуванні може бути основою для будь-якої логічної топології.

Рис. 1.8. Структура кабельної системи поверху та будівлі

Провід кручена пара являє собою два скручених ізольованих провідники. Провід застосовують для кросування (cross-wires) усередині комутаційних шаф або стійок, але ніяк не для прокладки з'єднань між приміщеннями, такий провід може складатися з однієї, двох, трьох і навіть чотирьох кручених пар.

Кабель відрізняється від проводу наявністю зовнішньої ізоляційної панчохи (jacket). Ця панчоха головним чином захищає провід (елементи кабелю) від механічних впливів і вологи. Найбільше поширення одержали кабелі, що містять дві або чотири кручені пари. Існують кабелі і на більше число пар - 25 пар і більше.

Категорія (Category) крученої пари визначає частотний діапазон, у якому її застосування ефективне (ACR має позитивне значення). На даний час діють стандартні шість категорій кабелю (Category 1 ч Category 5е), проробляється 6-а категорія й очікується поява кабелів категорії 7. Частотні діапазони кабелів різних категорій наведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.2. Класифікація кабелів на крученій парі

Категорія	Клас лінії	Смуга пропускання, МГц	Типове мережне застосування
1	A	0,1	Аналогова телефонія
2	B	1	Цифрова телефонія, ISDN
3	C	16	10Base-T (Ethernet)
4	-	20	Token Ring 16 Mбіт/с
5	D	100	100Base-TX (Fast Ethernet)
5е	D	125	1000Base-TX (Gigabit Ethernet)
6*	E1	200 (250)	-
7*	F1	600	-

* Категорії 6 і 7 ще нестандартизовані.

Категорії визначаються стандартом EIA/TIA 568A. В останньому стовпці наводиться класифікація ліній зв'язку, які забезпечуються цими кабелями згідно стандарту ISO 11801 і EN 50173.

Кручена пара може бути як екранованою (shielded), так і неекранованою (unshielded), вид кабелів наведений на рис. 1.9. Термінологія конструкцій екрана неоднозначна, тут використовуються слова braid (оплітка), shield і screen (екран, захист), foil (фольга), tinned drain wire (луджений "дренажний" провід, що йде уздовж фольги).

Неекранована кручена пара (НКП) більше відома по абревіатурі UTP (Unshielded Twisted Pair). Якщо кабель укладений у загальний екран, але пари не мають індивідуальних екранів, то, відповідно до стандарту ISO 11801, він теж відноситься до неекранованих кручених пар і позначається UTP або S/UTP. Сюди ж відноситься ScTP (Screened Twisted Pair) або FTP (Foiled Twisted Pair) - кабель, у якому кручені пари укладені в загальний екран з фольги, а також SFTP (Shielded Foil Twisted Pair) - кабель, у якого загальний екран складається з фольги й оплітки.



Рис. 1.9. Кабелі кручена пара: а - UTP категорії 3-5, б - UTP категорії 6, в - ScTP, FTP, г - SFTP, д - STP Турe 1, е - PiMF.

1 - провід в ізоляції, 2 - зовнішня оболонка, 3 - сепаратор, 4 - екран з фольги, 5 - дренажний провід, 6 - оплітка, що екранує

Екранована кручена пара (ЕКП), вона ж STP (Shielded Twisted Pair), має багато різновидів, але кожна пара обов'язково має власний екран.

Найбільше поширення одержали кабелі з числом пар 2 і 4. Існують і подвійні конструкції - два кабелі по дві або чотири пари, укладені в суміжні ізоляційні панчохи. У загальну панчоху можуть бути укладені і кабелі STP+UTP. З багатопарних популярні 25-парні, а також зборки по 6 штук 4-парних. Кабелі з великим числом пар (50, 100) застосовуються тільки в телефонії, оскільки виготовлення багатопарних кабелів високих категорій - дуже складна задача.

Для багатопарних кабелів стандартизоване колірне маркування проводів, яке дозволяє швидко і безпомилково виконувати їх обробку без попередньої перевірки. Кожна пара має умовно прямий (Tip) і зворотний (Ring) провід. Маркування для 25-парного кабелю наведені в табл. 1.3, для 4-парного - у табл. 1.4; крім основного варіанта існує й альтернативне маркування.

Таблиця 1.3. Колірне маркування 25-парного кабелю

№ пари	Колір: основний/смужки
	Прямий (Tip)	Зворотний (Ring)
1	Білий/синій	Синій/білий
2	Білий/жовтогарячий	Жовтогарячий/білий
3	Білий/зелений	Зелений/білий
4	Білий/коричневий	Коричневий/білий
5	Білий/сірий	Сірий/білий
6	Червоний/синій	Синій/червоний
7	Червоний/жовтогарячий	Жовтогарячий/червоний
8	Червоний/зелений	Зелений/червоний
9	Червоний/коричневий	Коричневий/червоний
10	Червоний/сірий	Сірий/червоний
11	Чорний/синій	Синій/чорний
12	Чорний/жовтогарячий	Жовтогарячий/чорний
13	Чорний/зелений	Зелений/чорний
14	Чорний/коричневий	Коричневий/чорний
15	Чорний /сірий	Сірий/чорний
16	Жовтий/синій	Синій/жовтий
17	Жовтий/жовтогарячий	Жовтогарячий/жовтий
18	Жовтий/зелений	Зелений/жовтий
19	Жовтий/коричневий	Коричневий/жовтий
20	Жовтий/сірий	Сірий/жовтий
21	Фіолетовий/синій	Синій/фіолетовий
22	Фіолетовий/жовтогарячий	Жовтогарячий/фіолетовий
23	Фіолетовий/зелений	Зелений/фіолетовий
24	Фіолетовий/коричневий	Коричневий/фіолетовий
25	Фіолетовий/сірий	Сірий/фіолетовий

Таблиця 1.4. Колірне маркування 4-парного кабелю

№ пари	Колір: основний/смужки
	Основний варіант (EIA/TIA 568A)	Альтернативний варіант
	Прямий (Tip)	Зворотний (Ring)	Прямий (Tip)	Зворотний (Ring)
1	Білий/зелений	Зелений	Білий	Синій
2	Білий/жовтогарячий	Жовтогарячий	Чорний	Жовтий
3	Білий/синій	Синій	Зелений	Червоний
4	Білий/коричневий	Коричневий	Жовтогарячий	Коричневий

Дешеві кабелі найчастіше мають невиразне маркування - у парі з кожним кольоровим проводом йде просто білий, що ускладнює візуальний контроль правильності обтиску.

З'єднувальна апаратура забезпечує можливість підключення до кабелів, тобто надає кабельні інтерфейси. Для крученої пари мається різноманітний асортимент конекторів, призначених як для нероз'ємного, так і роз'ємного з'єднання проводів, кабелів і шнурів. З нероз'ємних конекторів поширені роз'єми типів S110, S66 і Krone, що є промисловими стандартами. Серед роз'ємних найбільш популярні стандартизовані модульні роз'єми (RJ-11, RJ-45 та ін.). Зустрічаються і конектори фірми IBM, уведені з мережами Token Ring, а також деякі специфічні не стандартизовані конектори. Багатопарні кабелі часто з'єднують 25-парними роз'ємами Telco (RJ-21). До з'єднувальної апаратури відносяться і різні адаптери, що дозволяють поєднувати різнотипні кабельні інтерфейси.

Модульні роз'єми Modular Jack (гнізда, розетки) і Modular Plug (вилки) є роз'ємами для 1-, 2-, 3-, 4-парних кабелів категорій 3 - 6. У кабельних системах застосовуються 8- і 6-позиційні роз'єми, більше відомі під назвами RJ-45 і RJ-11 відповідно. Уявлення про конструкції вилок розповсюджених видів роз'ємів надає рис. 1.10.

Рис. 1.10. Геометрія модульних розеток:

а - 6-позиційні, б - 8-позиційні, в - модифіковані (MMJ), г - із ключем

Коректне позначення для розетки, яка використовується для підключення мережної апаратури, має вигляд "Modular Jack 8P8C", для вилки - "Modular Plug 8Р8С", де 8Р указує на розмір (8-позиційний), а 8С - на число контактів (8). Для підключення телефонів використовують конфігурацію 6Р4С (6 позицій, 4 контакти). Зустрічаються й інші позначення, наприклад "Р-6-4" - вилка (plug) на 6 позицій і 4 контакти, "PS-8-8" - вилка екранована (plug shielded) на 8 позицій і 8 контактів. 6-позиційні вилки можуть бути вставлені й у 8-позиційні розетки, але не навпаки. Крім звичайних симетричних роз'ємів (рис. 3.16, а і б), зустрічаються модифіковані (рис. 1.10, в) MMJ (Modified Modular Jack) і з ключем (keyed, рис. 1.10, г). У деяких випадках застосовують і 10-позиційні 10-контактні роз'єми.

Призначення контактів модульних роз'ємів, які застосовуються у телекомунікаціях, стандартизоване, розповсюджені варіанти наведені на рис. 1.11. Наведені розкладки розрізняються положенням пар проводів, кольори пар проводів повинні відповідати стандартній послідовності EIA/TIA 568A: біло-зелений - зелений - біло-жовтий - синій - біло-синій - жовтий - біло-коричневий - коричневий (табл. 1.5).

Рис. 1.11. Розкладка проводів для модульних роз'ємів 10Base-T (100BaseTX)

Модульні вилки різних категорій зовні можуть майже не відрізнятися одна від одної, але мати різну конструкцію (рис. 1.12). Вилки для категорії 5 можуть мати сепаратор, який надягається на проводи до зборки й обтиску, що дозволяє скоротити довжину розплетеної частини кабелю і полегшити розкладку проводів. Проте сепаратор - не обов'язковий атрибут вилок високих категорій. Контакти при установці (обтиску) врізаються в проводи крізь ізоляцію.

Вилки для одножильного і багатожильного кабелю розрізняються формою контактів. Голчасті контакти (рис. 1.12, г) використовуються для багатожильного кабелю, голки встромляються між жилами проводів, забезпечуючи надійне з'єднання. Для одножильного кабелю використовуються контакти, які обтискують жилу з двох боків (рис. 1.12, д). Ряд фірм випускає й універсальні вилки, що надійно з'єднуються з будь-яким кабелем відповідного типу. Застосування типів вилок, які не відповідають кабелю, чревате великим відсотком браку і недовговічністю з'єднання. Під час обтиску вдавлюється і виступ 3, що фіксує кабель (ту частину, що ще в панчосі). Фіксатор 2 служить для фіксації вилки в розетці.

Досить бажаний аксесуар вилки - гумовий ковпачок, що надягається позаду для пом'якшення навантаження на кабель у місці його виходу з вилки. Більш дорогі ковпачки мають виступ, що захищає фіксатор, і обтічну форму. Такі ковпачки корисні для комутаційних шнурів - вони дозволяють без ушкоджень витягати шнур з пучка "за хвіст" (вилка без ковпачків буде чіплятися своїми кутами і виступаючим фіксатором за інші проводи).

Рис. 1.12. Модульні вилки:

а - із сепаратором (розріз), б - без сепаратора (розріз), в - у зборі з ковпачком, г - контакт для багатожильного кабелю, д - для одножильного кабелю

Модульні вилки допускають тільки однократну установку. До установки контакти в них підняті над каналами для проводів, затиск для кабелю не продавлений. У такому положенні в розетки вони не входять. При установці контактів затиск для кабелю вдавлюється всередину. Вилки різних виробників розрізняються кількістю точок закріплення кабелю і зручністю установки. Для установки вилок існує спеціальний обтискний інструмент (crimping tool), без якого якісна обробка кабелю неможлива. Якісна і надійна установка вилок вимагає навичок, оскільки контроль якості цієї операції проблематичний, в особливо відповідальних випадках є сенс придбати фірмові шнури заводського виготовлення.

1.4.3 Коаксіальний кабель (coaxial cable)

Коаксіальний кабель (coaxial cable, або coax) усе ще залишається одним з можливих варіантів кабелю для горизонтальних підсистем, особливо у випадках, коли високий рівень електромагнітних перешкод не дозволяє використовувати кручену пару, або ж невеликі розміри мережі не створюють великих проблем з експлуатацією кабельної системи.

Товстий Ethernet має в порівнянні з тонким більшу пропускну спроможність, він більш стійкий до ушкоджень і передає дані на великі відстані, однак до нього складніше приєднатися і він менш гнучкий. З товстим Ethernet складніше працювати, і він мало підходить для горизонтальних підсистем. Однак його можна використовувати у вертикальній підсистемі як магістраль, якщо оптоволоконний кабель з якихось причин не підходить.

Тонкий Ethernet - це кабель, що повинен був вирішити проблеми, позв'язані з застосуванням товстого Ethernet. До появи стандарту 10Base-T тонкий Ethernet був основним кабелем для горизонтальних підсистем. Тонкий Ethernet простіше монтувати, ніж товстий. Мережі з тонкого Ethernet можна швидко зібрати тому, що комп'ютери з'єднуються один з одним безпосередньо.

Головний недолік тонкого Ethernet - складність його обслуговування. Кожен кінець кабелю повинен закінчуватися термінатором 50 Ом. При відсутності термінатора або втраті ним своїх робочих властивостей (наприклад, через відсутність контакту) перестає працювати весь сегмент мережі, підключений до цього кабелю. Аналогічні наслідки має погане з'єднання будь-якої робочої станції (яке здійснюється через Т-конектор). Несправності в мережах на тонкому Ethernet складно локалізувати. Часто доводиться від'єднувати Т-конектор від мережного адаптера, тестувати кабельний сегмент і потім послідовно повторювати цю процедуру для всіх приєднаних вузлів. Тому вартість експлуатації мережі на тонкому Ethernet звичайно значно перевищує вартість експлуатації аналогічної мережі на крученій парі, хоча капітальні витрати на кабельну систему для тонкого Ethernet звичайно нижче.

Коаксіальний кабель як середовище передачі даних використовується тільки в застарілих мережних технологіях Ethernet 10Base5, Ethernet 10Base2 і ARCnet. Крім того, він використовується в кабельному телебаченні (CATV) як антенний кабель.

Коаксіальний кабель має конструкцію, схематично представлену на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Коаксіальний кабель:

1 - центральна жила, 2 - діелектрик, 3 - оплітка, 4 - ізолююча захисна панчоха

Електричними провідниками є центральна жила і екрануюча оплітка. Діаметр жили і внутрішній діаметр оплітки, а також діелектрична проникність ізоляції між ними визначають частотні властивості кабелю. Матеріал і переріз провідників з ізоляцією визначають втрати сигналу в кабелі та його імпеданс. В ідеальному випадку електричне і магнітне поля, що утворюються при проходженні сигналу, цілком залишаються всередині кабелю, так що коаксіальний кабель не створює електромагнітних перешкод. Також він малочутливий до зовнішніх перешкод (якщо він знаходиться в однорідному полі перешкод). На практиці, звичайно ж, коаксіальний кабель і випромінює, і приймає перешкоди, але у відносно невеликому ступені. Найкращий за властивостями коаксіальний кабель, який застосовується в телекомунікаціях, товстий жовтий кабель Ethernet має посріблену центральну жилу товщиною 2 мм і подвійний шар екрануючої оплітки. Коаксіальний кабель використовується тільки при асиметричній передачі сигналів, оскільки він сам принципово асиметричний.

Головний недолік коаксіального кабелю - обмежена пропускна спроможність: у локальних мережах це 10 Мбіт/с, яка досягнута у технології Ethernet 10Base-2 і 10Base-5. У залежності від застосування використовується коаксіальний кабель з різними значеннями імпедансу: 50 Ом - Ethernet, 75 Ом - передача радіо- і телевізійних сигналів, 93 Ом - у ЛКМ ARCnet.

Для з'єднання коаксіального кабелю застосовують коаксіальні конектори (рис. 1.14). Щоб не виникало луни на кінцях, кожен кабельний сегмент повинен закінчуватися термінатором - резистором, опір якого збігається з імпедансом кабелю. Термінатор може бути зовнішнім - підключатися до конектору на кінці кабелю, або внутрішнім - знаходитись усередині пристрою, що підключається цим кабелем. Для кожного коаксіального кабелю характерний свій набір аксесуарів і правил підключення (топологічних обмежень). Тут буде розглянуте застосування коаксіала тільки для технології Ethernet. Технологія ARCnet, що також використовує коаксіальний кабель, уже давно не розвивається і не підтримується стандартами СКС.

Рис. 1.14. Коаксіальні конектори:

а - вилка, б - I-конектор, в, г - термінатори, д - перехідник до BNC

Коаксіальні кабелі застосовуються в технологіях Ethernet 10Base-5 ("товстий" кабель, класичний Ethernet) і 10Base-2 ("тонкий" кабель, CheaperNet) зі швидкістю передачі 10 Мбіт/с. Ethernet для коаксіала допускає тільки шинну топологію, Т-подібні відгалуження для підключення абонентів неприпустимі. Кабельний сегмент (послідовність електрично-з'єднаних відрізків) повинен мати на кінцях 50-Омні зовнішні термінатори (2 шт.). Неправильний термінований сегмент (термінатори відсутні або їх опір не 50 Ом) є непрацездатним. До відмови всього сегмента призводить обрив або коротке замикання в будь-якій його частині (не зможуть зв'язатися абоненти, розташовані навіть з однієї сторони обриву). Кожен сегмент повинен заземлюватися в одній (і тільки одній!) точці. Кабелі компонуються коаксіальними вилками з обох боків. Для поєднання відрізків кабелю застосовують I-конектори (N і BNC, у залежності від типу кабелю).

Переважним кабелем для горизонтальної підсистеми є неекранована кручена пара категорії 5. Її позиції ще більш зміцняться з прийняттям специфікації 802.3аb для застосування на цьому виді кабелю технології Gigabit Ethernet.

На рис. 1.15 показані типові комутаційні елементи структурованої кабельної системи, які застосовані на поверсі при прокладці неекранованої крученої пари. Для скорочення кількості кабелів тут установлені 25-парний кабель і роз'єм для такого типу кабелю Telco, який має 50 контактів.

Кабель вертикальної (або магістральної) підсистеми, що з'єднує поверхи будинку, повинен передавати дані на великі відстані і з більшою швидкістю в порівнянні з кабелем горизонтальної підсистеми.

У минулому основним видом кабелю для вертикальних підсистем був коаксіал. Тепер для цієї мети все частіше використовується оптоволоконний кабель.

Для вертикальної підсистеми вибір кабелю на даний час обмежується трьома варіантами:

Оптоволокно - відмінні характеристики пропускної спроможності, відстані і захисту даних, стійкість до електромагнітних перешкод. Може передавати голос, відео і дані. Порівняно дорогий та складний в обслуговуванні.

Товстий коаксіал - гарні характеристики пропускної спроможності, відстані і захисту даних, може передавати дані. Але з ним складно працювати.

Широкосмуговий кабель - використовується у кабельному телебаченні - гарні показники пропускної спроможності і відстані. Може передавати голос, відео і дані. Потрібні великі витрати під час експлуатації.

Рис. 1.15. Комутаційні елементи горизонтальної підсистеми

1.4.4 Оптоволоконний кабель

Основні області застосування оптоволоконного кабелю - вертикальна підсистема і підсистеми кампусів. Однак, якщо потрібен високий ступінь захищеності даних, висока пропускна спроможність або стійкість до електромагнітних перешкод, волоконно-оптичний кабель може використовуватися й у горизонтальних підсистемах. З волоконно-оптичним кабелем працюють протоколи AppleTalk, ArcNet, Ethernet, FDDI і Token Ring, l00VG-AnyLAN, Fast Ethernet, ATM.

Вартість установки мереж на оптоволоконному кабелі для горизонтальної підсистеми виявляється досить високою. Ця вартість складається з вартості мережних адаптерів і вартості монтажних робіт, що у випадку оптоволокна набагато вище, ніж при роботі з іншими видами кабелю.

Застосування волоконно-оптичного кабелю у вертикальній підсистемі має ряд переваг. Він передає дані на дуже великі відстані без необхідності регенерації сигналу. Він має осердя меншого діаметра, тому може бути прокладений у вужчих місцях. Оптоволоконний кабель нечутливий до електромагнітних і радіочастотних перешкод, на відміну від мідного коаксіального кабелю тому, що сигнали є світловими, а не електричними. Це робить оптоволоконний кабель ідеальним середовищем передачі даних для промислових мереж. Оптоволоконному кабелю не страшна блискавка, тому він підходить для зовнішньої прокладки. Він забезпечує більш високий ступінь захисту від несанкціонованого доступу тому, що відгалуження набагато легше знайти, ніж у випадку мідного кабелю (при відгалуженні різко зменшується інтенсивність світла).

Оптоволоконний кабель має і недоліки. Він дорожчий за мідний кабель, дорожче обходиться і його прокладка. Оптоволоконний кабель менш міцний, ніж коаксіальний. Інструменти, які використовуються при прокладці і тестуванні оптоволоконного кабелю, мають високу вартість і складні в роботі. Приєднання конекторів до оптоволоконного кабелю вимагає спеціального обладнання, великого мистецтва і часу, а отже, і грошей.

Для зменшення вартості побудови міжповерхової магістралі на оптоволоконні деякі компанії, наприклад AMP, пропонують кабельну систему з одним комутаційним центром. Звичайно, комутаційний центр є на кожному поверсі, а в будинку мається загальний комутаційний центр (рис. 1.7), який з'єднує між собою комутаційні центри поверхів. При такій традиційній схемі і використанні волоконно-оптичного кабелю між поверхами потрібно виконувати досить велике число оптоволоконних з'єднань в комутаційних центрах поверхів. Якщо ж комутаційний центр у будинку один, то всі оптичні кабелі розходяться з єдиної кросової шафи прямо до роз'ємів кінцевого устаткування - комутаторів, концентраторів або мережних адаптерів з оптоволоконними трансиверами.

Товстий коаксіальний кабель також можливо використовувати як магістраль мережі, однак для нових кабельних систем більш раціонально використовувати оптоволоконний кабель тому, що він має більший термін служби і зможе в майбутньому підтримувати високошвидкісні і мультимедійні прикладення. Але для вже існуючих систем товстий коаксіальний кабель служив магістраллю системи багато років, і з цим потрібно рахуватися.

Хоча товстий коаксіальний кабель і дешевше, ніж оптоволокно, але з ним набагато складніше працювати. Він особливо чутливий до різних рівнів напруги заземлення, що часто буває при переході від одного поверху до іншого. Цю проблему складно обійти, тому "кабелем номер один" для горизонтальної підсистеми сьогодні є волоконно-оптичний кабель.

Як і для вертикальних підсистем, оптоволоконний кабель є найкращим вибором для підсистем декількох будинків, розташованих у радіусі декількох кілометрів. Для цих підсистем також підходить товстий коаксіальний кабель.

При виборі кабелю для кампусу потрібно враховувати вплив середовища на кабель поза приміщенням. Для запобігання ураження блискавкою краще вибрати для зовнішньої проводки неметалевий оптоволоконний кабель. З багатьох причин зовнішній кабель виробляється в поліетиленовій захисній оболонці високої щільності. При підземній прокладці кабель повинен мати спеціальну вологозахисну оболонку (від дощу і підземної вологи), а також металевий захисний шар від гризунів і вандалів. Вологозахищений кабель має прошарок з інертного газу між діелектриком, екраном і зовнішньою оболонкою.

Висновки до розділу 1

Таким чином, виходячи з проведеного аналізу організації каналів передачі даних в комп'ютерних мережах можна зробити ряд висновків:

· у межах тієї або іншої архітектури КМ повинна забезпечуватись погоджена взаємодія різних її структур, тобто можлива множина фізичних структур у вигляді різнорідних каналів передачі даних, що впливають на властивості та можливості мережі;

· при передачі дискретних даних по каналах передачі даних застосовуються два основні типи фізичного кодування - на основі синусоїдального несучого сигналу і на основі послідовності прямокутних імпульсів. Перший спосіб часто називається також модуляцією або аналоговою модуляцією, підкреслюючи той факт, що кодування здійснюється за рахунок зміни параметрів аналогового сигналу. Другий спосіб звичайно називають цифровим кодуванням. Ці способи відрізняються шириною спектру результуючого сигналу і складністю апаратури, необхідної для їх реалізації;

· канали передачі даних у КМ діляться на аналогові і цифрові залежно від того, якого типу комутаційна апаратура застосована для постійної комутації абонентів - з частотним розділенням каналів (Frequency Division Multiplexing - FDM) або часовим розділенням каналів (Time Division Multiplexing - TDM);

· використання структурованої кабельної системи дає багато переваг: універсальність, збільшення терміну служби, зменшення вартості добавлення нових користувачів і зміни місць їх розташування, можливість легкого розширення мережі, забезпечення ефективнішого обслуговування, надійність;

· при виборі типу кабелю приймають до уваги такі характеристики: пропускна спроможність, відстань, фізична захищеність, електромагнітна перешкодозахищеність, вартість;

· найбільш поширеними є такі типи кабелю: кручена пара (екранована і неекранована), коаксіальний кабель, оптоволоконний кабель (одно- і багатомодовий);

· для горизонтальної підсистеми найбільш прийнятним варіантом є неекранована кручена пара, для вертикальної підсистеми і підсистеми кампусу - оптоволоконний кабель або коаксіал.

Тому для детального вивчення особливостей кожного типу каналу передачі даних розглянемо математичну сутність характеристик передачі даних.

Розділ 2. Математична сутність характеристик передачі даних

2.1 Імовірнісні характеристики передачі даних

Однією з найважливіших характеристик обміну інформацією в комп'ютерних мережах є ймовірність передачі даних [11-14]. Під імовірністю (інформаційною надійністю) передачі даних розуміється ступінь відповідності прийнятих повідомлень переданим. Імовірність залежить від параметрів самої мережі, ступеня її технічної досконалості й умов роботи. Останні ж визначаються типом і станом каналів зв'язку, метеорологічними показниками, видом та інтенсивністю перешкод, а також організаційними заходами щодо дотримання правил радіообміну й експлуатації апаратури. Кількісно ймовірність передачі може оцінюватися:

· ймовірністю помилкового прийому біта (утратою ймовірності):

де nпом і nзаг - кількість помилково прийнятих і загальне число переданих біт відповідно;

· ймовірністю помилкового прийому пакета даних:

де Nпом і Nзаг, - кількість помилково прийнятих і загальне число переданих кодових послідовностей (пакетів) відповідно.

Наведені ймовірності помилкового прийому біта Р0 та помилкового прийому пакета даних Рпом пов'язані з ймовірностями правильного прийому біта Р0пр та правильного прийому пакета даних Рпрп, причому, очевидно:



Зауважимо, що імовірності помилкового і правильного прийому біта (Р0 і Р0пр) фактично є характеристиками дискретного каналу зв'язку, імовірності ж помилкового прийому пакета даних Рпом і правильного прийому пакета Рпрп є характеристиками комп'ютерної мережі у цілому, тому що вони визначаються не тільки характером і інтенсивністю перешкод у каналі зв'язку, видом і швидкістю модуляції, але і способом захисту від помилок у системі.

На практиці кількість дослідів, як правило, обмежена. Тому можливо лише з певною точністю оцінити значення імовірності помилки біта Р0 та помилкового прийому пакета даних Рпом. Оцінка імовірності події, яка отримана в результаті статистичного експерименту, називається її частотою.

RATE або BER (Bit Error Rate - частота бітових помилок, коефіцієнт помилок на біт) - основний параметр комп'ютерної мережі, який дорівнює відношенню кількості бітових помилок до загальної кількості біт, переданих за час проведення тесту по каналу передачі даних, який знаходиться у стані готовності.

BLER або PER (Block Error Rate - частота блокових помилок або Packet Error Rate - частота помилкових пакетів, коефіцієнт помилок на пакет) - параметр комп'ютерної мережі, який дорівнює відношенню кількості помилкових пакетів до загальної кількості пакетів. Помилковим вважається пакет, який містить хоч би одну помилку. Таким чином, параметри BER та PER, якими користуються на практиці, є приблизними оцінками ймовірностей помилкового прийому біта Р0 та помилкового прийому пакета Рпом. Відповідно до інтегральної граничної теореми Муавра-Лапласа частота помилки біта BER відхилиться від імовірності помилки біта Р0 не більш, ніж на величину довірчого інтервалу е з довірчою імовірністю Рдов:



де Рдов - довірча імовірність;

BER - частота помилки біта;

Р0 - імовірність помилки біта;

е - величина довірчого інтервалу;

Ц(x) - функція Лапласа;

nзаг - загальна кількість переданих біт.

При фіксованих значеннях nзаг і е величина x є функцією від Р0. Причому найменше значення x буде приймати в точці Р0 = 0,5. Тоді для того, щоб знайти число біт nзаг, необхідне для оцінки якості каналу передачі даних з довірчою імовірністю і довірчим інтервалом е при будь-якому Р0, підставимо значення Р0 = 0,5 у формулу для обчислення x:

Тоді частота помилки біта:

з довірчою імовірністю:

при будь-яких значеннях P0.

Число біт nзаг, можна знайти, обчисливши для заданого значення Рдов відповідне йому значення x, задати е, а потім обчислити:

Наприклад, при Рдов = 0,95 і е = 0,001, Ц(x) = 0,475, x = 1,96. Число біт, необхідне для отримання значення частоти помилки біта BER дорівнює nзаг = 960400.

Отримати значення імовірності помилки пакета даних Рпом можливо як шляхом підрахунку кількості помилкових пакетів в послідовності пакетів, що передається, так і за допомогою аналітичних виразів. Для цього треба скористуватися математичною моделлю каналу передачі даних.

Найбільш простою моделлю каналу передачі даних є модель, заснована на припущенні, що помилки в каналі рівно імовірні й взаємонезалежні. Така модель каналу одержала назву дискретного симетричного каналу (ДСК). Граф станів ДСК приведений на рис. 2.1. З малюнка видно, що в ДСК імовірність переходу логічної одиниці на вході каналу в нуль на виході каналу дорівнює імовірності переходу логічного нуля в одиницю, тобто:

Рис. 2.1. Граф станів ДСК

Для ДСК легко обчислюється імовірність одержання будь-якої послідовності на виході каналу при заданій послідовності на вході і відомій імовірності помилки біта Р0, тому що випадкова величина числа помилок E = {0, 1, 2,…m,…,n} у послідовності з n біт належить біноміальному закону розподілу. Як відомо, імовірність певного числа помилок визначається за формулою:

де - число сполучень з n по m:

Імовірність правильного прийому пакета даних Рпрп (відсутності помилок) у послідовності з n біт дорівнює:

2.2 Часові характеристики передачі даних

Оперативність процесу обміну інформацією - це спроможність системи передачі даних здійснити доставку інформації від відправника до отримувача за час, що не перевищує припустимий. Оперативність характеризується часом доставки інформації.

Час доставки інформації - інтервал часу від початку надходження повідомлення даних на вхід передавальної частини обчислювальної мережі до початку його видачі одержувачу даних приймальною частиною. Час доставки tд характеризує здатність обчислювальної мережі вчасно доставляти інформацію.

Час доставки повідомлення в задану адресу tд залежить від багатьох факторів: структури каналів, надійності і завантаження мережі, методу комутації, наявності і характеру заважаючих впливів, що приводять до помилок і повторних передач. Воно є випадковою величиною, яка характеризується щільністю розподілу f(tд).

Для мереж, у яких не використовується повторна передача, час доставки пакета tд дорівнює (рис. 2.2):

де tп - час передачі пакета по каналу,

tз - час затримки поширення сигналу по каналу.

Час передачі пакета по каналу дорівнює:

де n - довжина пакета, біт,

С - пропускна здатність каналу, біт/с.

Рис. 2.2. Часова діаграма передачі пакету по каналу

Час затримки поширення сигналу по каналу дорівнює:

де L - довжина каналу зв'язку, м;

Vр - швидкість поширення сигналу в середовищі, м/с.

Тоді час доставки пакета дорівнює:

2.3 Методи підвищення достовірності передачі даних

Для підвищення імовірності при передачі пакетів по каналу передачі даних застосовуються різні методи (рис. 2.3). Найбільш розповсюдженим методом є застосування циклічних кодів, причому, як правило, вони використовуються в режимі виявлення помилок. Будь-які перешкодостійкі коди мають обмежену виявляючу спроможність, тому можливі випадки невиявлення помилок, що виникли при передачі пакету по каналу. Циклічні коди дозволяють виявляти всі комбінації помилок кратності до r включно, а також всіх більш довгих комбінацій помилок:

,

де r - ступінь породжуючого полінома циклічного коду.

Класифікація методів підвищення імовірності при передачі пакетів по каналах виглядає наступним чином.



Рис. 2.3. Класифікація методів підвищення імовірності передачі даних

При використанні циклічних кодів у режимі виявлення помилок можливі такі стани та варіанти переходів з початкового стану (рис. 2.4):

S0 - початок передачі пакета;

S1 - пакет переданий без помилок;

S2 - пакет переданий з помилкою, яка виявлена перешкодостійким кодом на прийомному боці;

S3 - пакет переданий з помилкою, яка не виявлена перешкодостійким кодом на прийомному боці.

Рис. 2.4. Граф станів системи з виявленням помилок при однократній передачі пакета

Стан S0 відповідає передачі пакета в канал. Після одержання пакета вузлом-отримувачем відбувається перевірка правильності передачі і при відсутності помилок (стан S1) приймається рішення про правильність отриманого пакета. Цьому відповідає імовірність Pпрп. При наявності помилки хоча б в одному біті пакета помилка може бути виявлена і пакет бракується (стан S2). Цьому відповідає імовірність виявлення помилки Pвп. Якщо ж помилка не виявляється, приймається рішення про правильність отриманого перекрученого пакета (стан S3). Цьому відповідає імовірність Pнп. Очевидно, що події S1, S2, S3 складають повну групу подій, тобто:

Pпрп + Pвп + Pнп = 1.

При використанні циклічних кодів у режимі виявлення помилок імовірність виявлення помилки дорівнює імовірності того, що відбудеться будь-яка можлива комбінація помилок кратністю від 1 до r плюс імовірність того, що відбудеться будь-яка можлива комбінація помилок кратністю від r до n з ваговим коефіцієнтом K, тобто:

де n - довжина пакета, біт;

r - ступінь породжуючого полінома;

Cin - число сполучень з n по i.

Імовірність невиявлення помилки:

Можливе використання циклічних кодів також в режимі виправлення помилок. У цьому випадку циклічні коди дозволяють виправляти всі комбінації помилок кратності до t включно, де t - виправляюча спроможність коду. При використанні циклічних кодів у режимі виправлення помилок можливі такі варіанти (рис. 2.5):

S0 - початок передачі пакета;

S1 - пакет переданий без помилок;

S2 - пакет переданий з помилкою, яка виправлена циклічним кодом на прийомному боці;

S3 - пакет переданий з помилкою, яка не виправлена (або виправлена невірно) циклічним кодом на прийомному боці.

Рис. 2.5. Граф станів системи з виправленням помилок при однократній передачі пакета

Стан S0 відповідає передачі пакета в канал. Після одержання пакета вузлом-отримувачем відбувається перевірка правильності передачі і при відсутності помилок (стан S1) приймається рішення про правильність отриманого пакета. Цьому відповідає імовірність Pпрп. При наявності помилки вона може бути виправлена циклічним кодом (стан S2). Цьому відповідає імовірність виправлення помилки Pвипр. Помилка також може бути не виправлена, але при цьому приймається рішення про правильність перекрученого пакета (стан S3). Цьому відповідає імовірність Pневипр. Очевидно, що події S1, S2, S3 складають повну групу подій, тобто:

Pпрп + Pвипр + Pневипр = 1.

Імовірність виправлення помилки дорівнює імовірності того, що відбудеться будь-яка можлива комбінація помилок від 1 до t, де t - кратність помилок, які виправляються:



де t - виправляюча спроможність коду;

n - довжина пакета, бітів;

Cin - число сполучень з n по i.

Імовірність не виправлення помилки:

Імовірність правильної доставки пакета в даному випадку дорівнює:

На практиці найчастіше застосовується метод з вирішальним зворотним зв'язком і безупинною передачею пакетів "Повернення-на-N". У якості прикладу розглянемо процес функціонування комп'ютерної мережі, що працює на основі протоколу Х.25. Тут і далі блок переданих даних називається кадром, тому що функції контролю правильності доставки і відновлення перекручених даних покладаються на канальний рівень стека протоколів X.25, у термінології якого пакети мережного (відповідно до моделі OSI) рівня інкапсулюються в кадри канального рівня.

У протоколі Функції канального рівня в стеці протоколів Х.25 виконує протокол LAP-B (Link Access Procedure Balanced - збалансована процедура доступу до каналу), який є підмножиною множини протоколів HDLC. До складу HDLC входять також протокол LLC, застосований у всіх протоколах локальних мереж, протокол LAP-M, застосований у модемах, протокол LAP-D, застосований у мережах ISDN та інші (рис. 2.6). LAP-B існують кадри трьох типів: інформаційний (I), супервізорний (S) і ненумерований (U). Формат I-кадру протоколу LAP-B наведено на рис. 2.7. Формат S- і U-кадрів відрізняється від нього тільки відсутністю поля даних і має довжину 4 чи 5 байтів без урахування прапорців у залежності від режиму нумерації кадрів (нормальний і розширений відповідно).

Стандартні довжини I-кадрів протоколу LAP-B без урахування прапорців наведені в табл. 2.1.

Протокол LAP-B використовує для формування контрольних розрядів породжуючий поліном циклічного коду CRC-16, що визначений рекомендацією МККТТ V.41 і має вигляд x16 + x12 + x5 + 1.

комп'ютерний мережа гетерогенний netcracker

Рис. 2.6. Сімейство протоколів HDLC

Рис. 2.7. Формат кадру LAP-B

Таблиця 2.1. Стандартні довжини I-кадрів протоколу LAP-B

№ з/п	Довжина пакета даних (інкапсульованого пакета мережного рівня) L	Режими нумерації кадрів
		Нормальний (за модулем 8)	Розширений (за модулем 128)
	байт	біт	байт	біт	байт	біт
1	16	128	20	160	21	168
2	32	256	36	288	37	296
3	64	512	68	544	69	552
4	128	1024	132	1056	133	1064
5	256	2048	260	2080	261	2088
6	512	4096	516	4128	517	4136
7	1024	8192	1028	8224	1029	8232
8	2048	16384	2052	16416	2053	16424
9	4096	32768	4100	32800	4101	32808

У протоколі LAP-B застосована схема з вирішуючим зворотним зв'язком і безперервною передачею кадрів "Повернення-на-N" ("Go-Back-N" - GBN) (рис. 2.8).

Розмір вікна W вибирається в діапазоні від 1 до 7 у нормальному режимі нумерації кадрів і від 1 до 127 у розширеному. При цьому величина W може адоптивно мінятися в залежності від завантаженості каналу передачі даних. На рис. 8 W = 3. Відправник починає передавати I-кадри з номерами від 0 до W-1 включно, не очікуючи одержання підтвердження. Якщо всі W I-кадрів отримані отримувачем без перекручувань, то він посилає відправнику підтвердження з номером наступного очікуваного I-кадру (3+). Відправник після одержання підтвердження починає передачу наступних W І-кадрів.

Отримувач, знайшовши помилку в одному з I-кадрів (4), посилає відправнику перезапит з номером перекрученого I-кадру й ігнорує всі наступні I-кадри, крім повторної посилки очікуваного I-кадру. Одержавши перезапит, відправник перериває передачу поточного I-кадру і повторно здійснює передачу W I-кадрів, починаючи з перезапитуваного (4, 5, 6). При цьому всі непідтверджені I-кадри з номерами, менше перезапитуваного (1, 2, 3), вважаються неявно підтвердженими.

Для запобігання помилок внаслідок перекручування підтверджень і перезапитів використовується механізм тайм-аутів. Починаючи передачу чергової послідовності з W I-кадрів, відправник включає таймер, установлений на величину Т, визначену адміністратором при настроюванні мережі.

Якщо після закінчення часу Т не отримане підтвердження чи перезапит, усі W I-кадрів передаються повторно.

За допомогою наведених аналітичних виразів розраховуються імовірнісні характеристики обміну інформацією в комп'ютерних мережах з вирішуючим зворотним зв'язком.

Рис. 2.8. Схема передачі даних "Повернення-на-N" (Go-Back-N)

Висновки до розділу 2

Таким чином, метою процесу обміну інформацією є доставка інформації від відправника до отримувача за припустимий час із заданою імовірністю. В якості показників ефективності виступають дві основні характеристики: імовірність і оперативність.

Імовірність правильного прийому пакета даних Рпрп у послідовності з n біт дорівнює:

Час доставки пакета дорівнює:

Для підвищення імовірності при передачі пакетів по каналу передачі даних застосовуються різні методи, найчастіше з яких застосовується метод з вирішальним зворотним зв'язком і безупинною передачею пакетів "Повернення-на-N". Метод "Повернення-на-N" реалізований у всіх протоколах канального рівня сімейства HDLC, до складу якого входять протокол LLC, застосований у всіх протоколах локальних мереж, протокол LAP-M (V.42), застосований у модемах, протокол LAP-B, застосований у мережах Х.25, протокол LAP-D, застосований у мережах ISDN та інші.

Розділ 3. Моделювання гетерогенної комп'ютерної мережі з різнорідними каналами передачі даних

Виходячи з поставлених завдань щодо дослідження характеристик каналів передачі даних промоделюємо процеси обміну даних в каналах зв'язку різної фізичної природи. Це зручно зробити на прикладі гетерогенної комп'ютерної мережі. Саме така мережа спроектована, створена і функціонує на підприємстві. Для такої мережі використаємо спеціальне програмне забезпечення проектування і моделювання гетерогенних комп'ютерних мереж (ГКМ) NetCracker Professional версії 4.0.

3.1 Програмний пакет проектування і моделювання гетерогенних комп'ютерних мереж NetCracker Professional

Призначення системи: автоматизоване проектування і моделювання локальних і корпоративних комп'ютерних мереж з метою мінімізації витрат часу і засобів на розробку та верифікацію проектів.

Функції: створення проекту мережі; анімаційне моделювання мережі; моделювання трафіку мережі і збір статистики; створення багаторівневих мережевих проектів; вибір оптимальних компонентів мережі; використання бази даних мережевих компонентів; інтерактивне проектування мережі.

Система є CASE-засобом автоматизованого проектування, моделювання і аналізу комп'ютерних мереж з метою мінімізації витрат на розробку мереж і підготовку проектної документації. Дозволяє провести експерименти, результати яких можуть бути використані для обґрунтування вибору типу мережі, середовищ передачі, мережевих компонент устаткування і програмно-математичного забезпечення. Програмні засоби NetCracker дозволяють виконати збір відповідних даних про існуючу мережу без зупинення її роботи, створити проект цієї мережі і виконати необхідні експерименти для визначення граничних характеристик, можливості розширення, зміни топології і модифікації мережевого устаткування з метою подальшого її вдосконалення і розвитку.

За допомогою NetCracker можна проектувати комп'ютерні мережі різного масштабу і призначення: від локальних мереж, що налічують декілька десятків комп'ютерів, до міждержавних глобальних мереж, побудованих з використанням супутникового зв'язку.

У складі програмного забезпечення NetCracker є могутня база даних мережевих пристроїв провідних виробників: робочих станцій, серверів, середовищ передачі, мережевих адаптерів, повторювачів, мостів, комутаторів, маршрутизаторів, використовуваних для різних типів мереж і мережевих технологій.

У випадку, якщо розробника мережі не задовольняють запропоновані варіанти устаткування, за допомогою NetCracker можна самому створювати нові пристрої на базі аналогів або ж унікальні з абсолютно новими характеристиками.

NetCracker дозволяє розробляти багаторівневі проекти із заданим проектувальником ступенем деталізації; при цьому є достатньо зручний інтерфейс і засоби швидкого перегляду всіх рівнів проекту.

Для реалізацій функцій імітаційного моделювання у складі NetCracker передбачені засоби завдання характеристик трафіків різних протоколів; засоби візуального контролю заданих параметрів; засоби накопичення статистичної інформації і формування звітної документації про проведені експерименти.

Таким чином, NetCracker - інструмент моделювання, який дозволяє провести моделювання мережі в динаміці, з використанням інтелектуальної анімації. Даний інструмент надає базу даних з тисячами мережевих пристроїв, break/restore функції, автоматичну перевірку з'єднань, і графічний інтерфейс (drag-and-drop), що дозволяє легко проектувати мережі. Після проектування мережі, можна легко перевіряти її роботу, використовуючи NetCracker simulation engine і статистичні дані. Одна з багатьох особливостей NetCracker - це Device Factory Wizard, що дає вам можливість визначення нових мережевих пристроїв і приєднання їх до ваших проектів. Використовуючи NetCracker, можна перепланувати мережу - в результаті отримуючи значне зменшення мережі, часу простою і збільшення швидкості роботи. Вікно програми показане на рис. 3.1.

...