Физическая среда передачи данных
Понятие физической среды данных. Механические и электрические свойства среды передачи на физическом уровне для физических кабелей. Кабели связи, линии связи, каналы связи. Типы кабелей и структурированные кабельные системы. Кабель типа "витая пара".
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.05.2015 |
| Размер файла | 23,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- 1. Физическая среда данных
- 1.1 Понятие физической среды данных
- 1.2 Кабели связи, линии связи, каналы связи
- 1.3 Типы кабелей и структурированные кабельные системы
- 1.4 Кабель типа "витая пара" (twisted pair)
- 1.5 Коаксиальные кабели
- 1.6 Оптоволоконный кабель
1. Физическая среда данных
1.1 Понятие физической среды данных
Физическая среда является основой, на которой строятся физические средства соединения. Сопряжение с физическими средствами соединения посредством физической среды обеспечивает Физический уровень. В качестве физической среды широко используются эфир, металлы, оптическое стекло и кварц. На физическом уровне находится носитель, по которому передаются данные. Среда передачи данных может включать как кабельные, так и беспроводные технологии. Хотя физические кабели являются наиболее распространенными носителями для сетевых коммуникаций, беспроводные технологии все более внедряются благодаря их способности связывать глобальные сети.
На физическом уровне для физических кабелей определяются механические и электрические (оптические) свойства среды передачи, которые включают:
тип кабелей и разъемов;
разводку контактов в разъемах;
схему кодирования сигналов для значений 0 и 1.
Канальный уровень определяет доступ к среде и управление передачей посредством процедуры передачи данных по каналу. В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.
физическая среда кабель передача
1.2 Кабели связи, линии связи, каналы связи
Для организации связи в сетях используются следующие понятия:
кабели связи;
линии связи;
каналы связи
Из кабелей связи и других элементов (монтаж, крепеж, кожухи и т.д.) строят линии связи. Прокладка линии внутри здания задача достаточно серьезная. Длина линий связи колеблется от десятков метров до десятков тысяч километров. В любую более-менее серьезную линию связи кроме кабелей входят: траншеи, колодцы, муфты, переходы через реки, море и океаны, а также грозозащита (равно как и другие виды защиты) линий. Очень сложны охрана, эксплуатация, ремонт линий связи; содержание кабелей связи под избыточным давлением, профилактика (в снег, дождь, на ветру, в траншее и в колодце, в реке и на дне моря). Большую сложность представляют собой юридические вопросы, включающие согласование прокладки линий связи, особенно в городе. Вот чем линия (связи) отличается от кабеля.
По уже построенным линиям организуют каналы связи. Причем если линию, как правило, строят и сдают сразу всю, то каналы связи вводят постепенно. Уже по линии можно дать связь, но такое использование крайне дорогостоящих сооружений очень неэффективно. Поэтому применяют аппаратуру каналообразования (или, как раньше говорили, уплотнение линии). По каждой электрической цепи, состоящей из двух проводов, обеспечивают связь не одной паре абонентов (или компьютеров), а сотням или тысячам: по одной коаксиальной паре в междугородном кабеле может быть образовано до 10800 каналов тональной частоты (0,3-3,4 КГц) или почти столько же цифровых, с пропускной способностью 64 Кбит/с.
При наличии кабелей связи создаются линии связи, а уже по линиям связи создаются каналы связи. Линии связи и каналы связи заводятся на узлы связи. Линии, каналы и узлы образуют первичные сети связи.
1.3 Типы кабелей и структурированные кабельные системы
В качестве среды передачи данных используются различные виды кабелей: коаксиальный кабель, кабель на основе экранированной и неэкранированной витой пары и оптоволоконный кабель. Наиболее популярным видом среды передачи данных на небольшие расстояния (до 100 м) становится неэкранированная витая пара, которая включена практически во все современные стандарты и технологии локальных сетей и обеспечивает пропускную способность до 100 Мб/с (на кабелях категории 5). Оптоволоконный кабель широко применяется как для построения локальных связей, так и для образования магистралей глобальных сетей. Оптоволоконный кабель может обеспечить очень высокую пропускную способность канала (до нескольких Гб/с) и передачу на значительные расстояния (до нескольких десятков километров без промежуточного усиления сигнала).
В качестве среды передачи данных в вычислительных сетях используются также электромагнитные волны различных. Однако пока в локальных сетях радиосвязь используется только в тех случаях, когда оказывается невозможной прокладка кабеля, например, в зданиях. Это объясняется недостаточной надежностью сетевых технологий, построенных на использовании электромагнитного излучения. Для построения глобальных каналов этот вид среды передачи данных используется шире - на нем построены спутниковые каналы связи и наземные радиорелейные каналы, работающие в зонах прямой видимости в СВЧ диапазонах.
Очень важно правильно построить фундамент сети - кабельную систему. В последнее время в качестве такой надежной основы все чаще используется структурированная кабельная система.
Структурированная кабельная система SCS (Structured Cabling System) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.
Преимущества структурированной кабельной системы.
Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной организации может стать единой средой для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети.
Увеличение срока службы. Срок старения хорошо структурированной кабельной системы может составлять 8-10 лет.
Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения. Стоимость кабельной системы в основном определяется не стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке.
Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система является модульной, поэтому ее легко наращивать, позволяя легко и ценой малых затрат переходить на более совершенное оборудование, удовлетворяющее растущим требованиям к системам коммуникаций.
Обеспечение более эффективного обслуживания. Структурированная кабельная система облегчает обслуживание и поиск неисправностей.
Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность, поскольку обычно производство всех ее компонентов и техническое сопровождение осуществляется одной фирмой-производителем.
Существует несколько различных типов кабелей, используемых в современных сетях. Ниже приведены наиболее часто используемые типы кабелей. Множество разновидностей медных кабелей составляют класс электрических кабелей, используемых как для прокладки телефонных сетей, так и для инсталляции ЛВС. По внутреннему строению различают кабели на витой паре и коаксиальные кабели.
1.4 Кабель типа "витая пара" (twisted pair)
Витой парой называется кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание проводов уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю, а экранированные витые пары еще более увеличивают степень помехозащищенности сигналов.
Кабель типа "витая пара" используется во многих сетевых технологиях, включая Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring.
Кабели на витой паре подразделяются на: неэкранированные UTP (Unshielded Twisted Pair) и экранированные медные кабели. Последние подразделяются на две разновидности: с экранированием каждой пары и общим экраном STP (Shielded Twisted Pair) и с одним только общим экраном FTP (Foiled Twisted Pair). Наличие или отсутствие экрана у кабеля вовсе не означает наличия или отсутствия защиты передаваемых данных, а говорит лишь о различных подходах к подавлению помех. Отсутствие экрана делает неэкранированные кабели более гибкими и устойчивыми к изломам. Кроме того, они не требуют дорогостоящего контура заземления для эксплуатации в нормальном режиме, как экранированные.
Неэкранированные кабели идеально подходят для прокладки в помещениях внутри офисов, а экранированные лучше использовать для установки в местах с особыми условиями эксплуатации, например, рядом с очень сильными источниками электромагнитных излучений, которых в офисах обычно нет.
Кабели классифицируются по категориям, указанным в табл.4.1 Основанием для отнесения кабеля к одной из категорий служит максимальная частота передаваемого по нему сигнала.
Таблица 4.1 Категории кабелей
|
Категория |
Частота передаваемого сигнала, (МГц) |
|
|
3 |
16 |
|
|
4 |
20 |
|
|
5 |
100 |
|
|
5+ |
300 |
|
|
6 |
200 |
|
|
7 |
600 |
1.5 Коаксиальные кабели
Коаксиальные кабели используются в радио и телевизионной аппаратуре. Коаксиальные кабели могут передавать данные со скоростью 10 Мбит/с на максимальное расстояние от 185 до 500 метров. Они разделяются на толстые и тонкие в зависимости от толщины. Типы коаксиальных кабелей приведены в табл.4.2.
Кабель Thinnet, известный как кабель RG-58, является наиболее широко используемым физическим носителем данных. Сети при этом не требуют дополнительного оборудования и являются простыми и недорогими. Хотя тонкий коаксиальный кабель (Thin Ethernet) позволяет передачу на меньшее расстояние, чем толстый, но для соединений с тонким кабелем применяются стандартные байонетные разъемы BNC типа СР-50 и ввиду его небольшой стоимости он становится фактически стандартным для офисных ЛВС. Используется в технологии Ethernet 10Base2.
Таблица 4.2 Типы коаксиальных кабелей
|
Тип |
Название, значение сопротивления |
|
|
RG-8 и RG-11 |
Thicknet, 50 Ом |
|
|
RG-58/U |
Thinnet, 50 Ом, сплошной центральный медный проводник |
|
|
RG-58 А/U |
Thinnet, 50 Ом, центральный многожильный проводник |
|
|
RG-59 |
Broadband/Cable television (широковещательное и кабельное телевидение), 75 Ом |
|
|
RG-59 /U |
Broadband/Cable television (широковещательное и кабельное телевидение), 50 Ом |
|
|
RG-62 |
ARCNet, 93 Ом |
Толстый коаксиальный кабель (Thick Ethernet) имеет большую степень помехозащищенности, большую механическую прочность, но требует специального приспособления для прокалывания кабеля, чтобы создать ответвления для подключения к ЛВС. Он более дорогой и менее гибкий, чем тонкий. Используется в технологии Ethernet 10Base5, описанной ниже. Сети ARCNet с посылкой маркера обычно используют кабель RG-62 А/U.
1.6 Оптоволоконный кабель
Отличительная особенность оптоволоконных систем - высокая стоимость как самого кабеля (по сравнению с медным), так и специализированных установочных элементов (розеток, разъемов, соединителей и т.п.). Правда, главный вклад в стоимость сети вносит цена активного сетевого оборудования для оптоволоконных сетей.
Оптоволоконные сети применяются для горизонтальных высокоскоростных каналов, а также все чаще стали применяться для вертикальных каналов связи (межэтажных соединений).
Оптоволоконный кабель (Fiber Optic Cable) обеспечивает высокую скорость передачи данных на большом расстоянии. Они также невосприимчивы к интерференции и подслушиванию. В оптоволоконном кабеле для передачи сигналов используется свет. Волокно, применяемое в качестве световода, позволяет передачу сигналов на большие расстояния с огромной скоростью, но оно дорого, и с ним трудно работать.
Для установки разъемов, создания ответвлений, поиска неисправностей в оптоволоконном кабеле необходимы специальные приспособления и высокая квалификация. Оптоволоконный кабель состоит из центральной стеклянной нити толщиной в несколько микрон, покрытой сплошной стеклянной оболочкой. Все это, в свою очередь, спрятано во внешнюю защитную оболочку.
Оптоволоконные линии очень чувствительны к плохим соединениям в разъемах. В качестве источника света в таких кабелях применяются светодиоды, а информация кодируется путем изменения интенсивности света. На приемном конце кабеля детектор преобразует световые импульсы в электрические сигналы.
Существуют два типа оптоволоконных кабелей - одномодовые и многомодовые. Одномодовые кабели имеют меньший диаметр, большую стоимость и позволяют передачу информации на большие расстояния. Поскольку световые импульсы могут двигаться в одном направлении, системы на базе оптоволоконных кабелей должны иметь входящий кабель и исходящий кабель для каждого сегмента. Оптоволоконный кабель требует специальных коннекторов и высококвалифицированной установки.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Маркировка и классификация кабелей связи, их конструктивные элементы: токопроводящие жилы, типы изоляции, защитные оболочки. Способы скрутки кабельных цепей. Использование междугородных коаксиальных, симметричных и зоновых (внутриобластных) кабелей.
презентация [84,2 K], добавлен 02.11.2011Основные типы кабелей сельских телефонных сетей, область их применения, допустимые температуры эксплуатации и прокладки. Технические требования к конструктивным размерам одночетверочных высокочастотных кабелей сельской связи, электрические характеристики.
реферат [818,9 K], добавлен 30.08.2009Преимущества оптических систем передачи перед системами передачи, работающими по металлическому кабелю. Конструкция оптических кабелей связи. Технические характеристики ОКМС-А-6/2(2,0)Сп-12(2)/4(2). Строительство волоконно-оптической линии связи.
курсовая работа [602,7 K], добавлен 21.10.2014Первичная сеть, включающая линии передачи и соответствующие узлы связи, образующие магистральную, дорожную и отделенческую сеть связи как основа железнодорожной связи. Конструкция и характеристика оптических кабелей связи, особенности ее строительства.
курсовая работа [428,0 K], добавлен 21.10.2014Характеристика проектируемого участка линии связи. Выбор типов кабелей, систем передачи и арматуры для монтажа кабельной магистрали. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи. Расчет опасных влияний на кабель и его защита.
курсовая работа [139,5 K], добавлен 06.02.2013Классификация кабелей связи, их разновидности и сферы практического применения. Токопроводящие жилы, их назначение и типы организации. Способы изоляции жил кабелей. Скрутка жил. Защитные оболочки, их формы, оценка главных преимуществ и недостатков.
контрольная работа [817,3 K], добавлен 11.02.2011Современные цифровые технологии передачи информации. Система RFTS в корпоративной сети связи. Методика проектирования магистральной ВОЛС, расчет магистрали Уфа-Самара. Различия в физических параметрах одномодового и многомодовых оптических кабелей.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 16.04.2015История развития линий связи. Разновидности оптических кабелей связи. Оптические волокна и особенности их изготовления. Конструкции оптических кабелей. Основные требования к линиям связи. Направления развития и особенности применения волоконной оптики.
контрольная работа [29,1 K], добавлен 18.02.2012Структура оптического волокна. Виды оптоволоконных кабелей. Преимущества и недостатки волоконно-оптической линии связи. Области ее применения. Компоненты тракта передачи видеонаблюдения. Мультиплексирование видеосигналов. Инфраструктура кабельной сети.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 01.06.2014Классификация современных кабелей связи. Типы изоляции коаксиальных кабелей. Выбор конструкции внешних проводников, расчет габаритов и параметры передачи радиочастотного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Расчет параметров передачи.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.07.2012Коаксиальные радиочастотные кабели, предъявляемые к ним требования. Основные параметры коаксиальных кабелей; конструктивное выполнение. Зависимость связи кабелей с внешними проводниками от частоты сопротивления. Входной контроль кабельной продукции.
реферат [59,4 K], добавлен 20.03.2011Составление сметы на строительство линии связи. Выбор трассы прокладки кабеля и системы передачи. Размещение усилительных пунктов. Расчет надежности проектируемой линии связи, параметров передачи кабеля КМБ-4 и вероятности повреждения его молнией.
курсовая работа [586,5 K], добавлен 21.03.2014Совершенствование сети связи на основе передовых технологий SDH с применением новых волоконно-оптических кабелей в качестве среды передачи. Реконструкция волоконно-оптической системы передачи на участке местного кольца правого берега г. Новосибирска.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 24.09.2012Классификация оптических кабелей связи и технические требования, предъявляемые к ним. Основные параметры и характеристики некоторых видов оптических кабелей и их назначение: для прокладки в грунт, для пневмозадувки в защитные пластмассовые трубы и другие.
курсовая работа [922,9 K], добавлен 12.08.2013Выбор аппаратуры связи, системы кабельной магистрали и распределение цепей. Монтаж кабельной магистрали. Расчет длин кабелей ответвлений и мешающих влияний на кабельные цепи. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи.
курсовая работа [995,2 K], добавлен 05.02.2013Обзор классификации волоконно-оптических кабелей, электронных компонентов систем оптической связи. Характеристика принципа передачи света и срока службы источников света. Описания методов сращивания отдельных участков кабелей, длины оптической линии.
курсовая работа [212,2 K], добавлен 30.11.2011Проектирование цифровой линии передачи между пунктами Гомель и Калинковичи. Выбор системы передачи для осуществления связи. Структурная схема аппаратуры ИКМ-120. Параметры системы передачи, трассы кабельной линии. Расчет схемы организации связи.
курсовая работа [129,2 K], добавлен 08.05.2012Оптические кабели (ОК) связи. Разработка оптоволоконной трассы с целью связи административных центров Хабаровского края и Амурского р-на. Выбор системы передачи и определение числа волокон в ОК. Выбор типа оптического кабеля и описание его конструкции.
курсовая работа [632,9 K], добавлен 16.12.2011Описание проектируемого участка линии связи и выбор аппаратуры уплотнения. Трасса прокладки кабельной линии связи и устройство ее переходов через преграды. Выбор типа магистральных кабелей, распределение всех цепей по четверкам, парам, расчет параметров.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 22.03.2018Средства связи как технологии передачи информации: история, характеристика. Проводные, кабельные, воздушные, оптоволоконные линии связи. Беспроводные, радиорелейные, спутниковые системы; буквенно-цифровые сообщения. Сотовая связь, Интернет-телефония.
курсовая работа [158,8 K], добавлен 18.12.2012
