Составляющие компьютерных сетей.

 

В основе любой сети лежит кабель, именно он является ее основой, как нить паутины. Как упоминалось выше, на заре появления ЛВС использовались самые  разные и малоприспособленные кабели, например телефонные и телевизионные. В настоящее время, тип кабеля является одной из характеристик локальной сети. В сетях используют следующие типы кабелей: коаксиальные, витая пара, оптико-волоконные. В целях предотвращения несовместимости кабелей различных производителей, были приняты стандарты кабелей. Самыми распространенными в мире являются: EIA/TIA-568A (США), ISO/IEC 11801 (Международный), EN50173 (Европа). Все эти стандарты схожи между собой и в принципе являются взаимозаменяемыми, хотя есть некоторые различия, например в типах кабелей которые не входят в некоторые стандарты. В стандартах кабелей учитывается довольно много электрических, оптических и механических характеристик (диаметр сечения, уровень электромагнитного излучения, сопротивление,  емкость и т.д.).

Коаксиальный кабель (coaxial cable) – кабель, состоящий из изолированных друг от друга внутреннего и внешнего проводников.

Коаксиальный кабель имеет, рис.1, один либо несколько центральных медных проводников, покрытых диэлектрической изоляцией. Последняя для защиты центральных проводников от внешних электромагнитных воздействий покрыта металлической оплеткой(сеткой). Сверху укладывается внешняя оболочка, иногда для механической защиты обернутая стальной лентой.

Существует довольно много типов коаксиальных кабелей. Они различаются по техническим характеристикам (передача высоких частот, устойчивость к помехам и т. д.). Кабели данного вида используются довольно широко, например, в телевизионных сетях.

Коаксиальный кабель для ЛВС внешне похож на телевизионный и по внешнему виду, и по строению, однако имеет другие технические характеристики, а именно внутреннее сопротивление. Так телевизионный кабель имеет сопротивление 75 и 95 Ом, а для ЛВС используется 50 Ом. Самые распространенные из коаксиальных  кабелей RG-8, RG-11,RG-58\U.

 

 

 

                                           рис.1 Структура коаксиального кабеля.

 

 

Кабели RG-8 и RG-11 имеют хорошие механические и электрические данные, но они довольно толстые (диаметр 12 мм) и упругие, поэтому их довольно трудно монтировать.

Кабели 58 серии ( RG-58\U, RG-58 A\U, RG-58 C\U) более тонкие и гибкие, однако уступают по техническим  характеристикам. Кабели 58 серии более распространены, чем RG-8 и RG-11, так как более удобны и дешевы. Кабель на основе 58 серии используется стандартом Ethernet модификации  10Base-2, а RG-8 и RG-11 в модификации 10Base-5.

 

Витая пара(twisted pair)- два проводника, скрученных один относительно другого. Кабели на основе витой пары (UTP) разделяются на экранированные и неэкранированные. Неэкранированные кабели разделяются на 5 категорий, однако 1 и 2 категории уже практически не используются как устаревшие, 3 и 4 категории используются в ЛВС редко, а чаще всего используются для передачи голоса и данных небольших объемов, например в службах безопасности зданий. Самым распространенным из всех является кабель 5-ой категории, который был специально создан для высокоскоростной передачи данных. Он имеет оптимальные технические характеристики и цену, поэтому приходит на замену кабелям 3 и 4 категорий.

рис.2 Кабель неэкранированная витая пара.

 

Кабели витая пара (ВП) состоят из оболочки и  4-х пар каждая из которых скручены между собой и имеют определенный цвет, например зеленый и белый, синий и белый и т.п.. Часто встречаются кабели у которых и белые проводники промаркированы цветом пары, например белые с зеленой полосой, белый с синей полосой, что очень удобно при подключении коннекторов.

Экранированный кабель ВП -  отличается от неэкранированного, присутствием заземляемого экрана. В результате экранирования цена кабеля выше, а монтаж тяжелее, к тому же используется он только для передачи данных.

 

Оптическо-волоконный  кабель состоит из центрального проводника и оболочки. Центральный проводник и оболочка имеют различные показатели преломления света. Поэтому свет, проходя по центральному проводнику, отражается от оболочки, в связи, с чем не выходит за его пределы. Оптико-волоконные кабели подразделяются на одномодовые и многомодовые волокна в зависимости от величины преломления света. Источником света для них являются световоды и полупроводниковые лазеры.

 

рис.3. Структура оптического волокна.

 

Оптико-волоконные кабели по цене не намного выше витой пары, а технические характеристики имеют выше, однако ввиду сложности монтажа они получили меньшее распространение. Сложность заключается в том, что для соединения волокон, при необходимости нарастить кабель, требуется дорогостоящее оборудование и специальная подготовка персонала, при подсоединении волокна к разъему необходима строго перпендикулярная обрезка и процедура склеивания.

 

Сетевой адаптер ( Network Interface Card) или сетевая плата- устройство осуществляющее прием и передачу данных из ПК в сеть ( в кабель). Адаптеры можно разделить на условно-пассивные и условно-активные. Условно-пассивные адаптеры основные функции перекладывают на драйвер, а условно-активные наоборот основную часть работы выполняют сами. Условно-пассивные адаптеры используются в основном в ПК выступающих в роли рабочих станций, а условно-активные в серверах. Условно-пассивные используют центральный процессор, что немного замедляет работу ПК, но они дешевле и проще, а условно-активные оснащены собственным микропроцессором.

Адаптеры для сетей Ethernet разделяются по скорости передачи данных на 10 и 100 Мбайт\сек. Хотя сейчас большое распространение получили адаптеры, поддерживающие обе скорости, они имеют в названии приставку 10/100.

Устанавливаются адаптеры довольно легко, хотя и требуют их конфигурирования (адрес порта ввода\вывода, номер прерывания и т.д.), но большинство современных адаптеров поддерживают стандарт Plug-and-Play ( дословно можно перевести как установи и играй), то есть конфигурирование проходит автоматически.

Сетевые адаптеры классифицируют по 4-ем поколениям. Адаптеры первого поколения, обладали низкой надежностью, конфигурирование осуществлялось с помощью перемычек, а драйверы не были стандартизированы.  Адаптеры второго поколения стали более надежными, а драйвера стали стандартизованными. У адаптеров третьего поколения была увеличена производительность, а стоимость снижена за счет использования новых специализированных интегральных схем. Современные адаптеры относятся к 4-му поколению, они изготовлены на интегральных схемах (ASIC). Они выполняют МАС-функции, основные многоуровневые функции, дистанционное управление компьютером и т.п.

 

Концентратор( concentrator) или хаб (hab) – устройство осуществляющее повторение входящего кадра на всех выходных портах ( оговоренных в конфигурации), выходной порт это условное название так как обычно порты в них являются как входом так и выходом.

 

Коннектор-  устройство для подключения кабеля к сетевому адаптеру.

 

Т-коннектор (для коаксила)	RJ-45 – коннектор(для витой пары)