Ошибки при передаче

Несмотря на предпринимаемые меры - выбор соответствующей скорости обмена данными, линий связи с определенными характеристиками, способа синхронизации приемника и передатчика, - существует вероятность искажения некоторых бит передаваемых данных. Для повышения надежности передачи данных между компьютерами часто используется стандартный прием - подсчет контрольной суммы и передача ее по линиям связи после каждого байта или после некоторого блока байтов. Часто в протокол обмена данными включается, как обязательный элемент сигнал-квитанция, который подтверждает правильность приема данных и посылается от получателя к отправителю.

Задачи надежного обмена двоичными сигналами, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, в вычислительных сетях решает определенный класс оборудования. В локальных сетях это сетевые адаптеры, в глобальных сетях - аппаратура передачи данных, к которой относятся, например, устройства, выполняющие модуляцию и демодуляцию дискретных сигналов, - модемы. Это оборудование кодирует и декодирует каждый информационный бит, синхронизирует передачу электромагнитных сигналов по линиям связи, проверяет правильность передачи по контрольной сумме и может выполнять некоторые другие операции. Сетевые адаптеры рассчитаны, как правило, на работу с определенной передающей средой - коаксиальным кабелем, витой парой, оптоволокном и т. п. Каждый тип передающей среды обладает определенными электрическими характеристиками, влияющими на способ использования данной среды, и определяет скорость передачи сигналов, способ их кодирования и некоторые другие параметры.

Основные понятия

Любой кабель состоит из жил (strand) и изолятора (insulator) в различном сочетании и исполнении. Нередко в составе кабеля присутствует такой компонент как экран (shield). Но помимо этих, естественных для большинства технически грамотных людей понятиях существует еще огромное количество других, не менее важных:

Жила (Strand, Core) – металлический провод или стекло (в случае волоконной оптики), который собственно и является носителем передаваемых данных. Металлические провода отделяются друг от друга изолятором. Жилы в металлических кабелях могут состоять из или твердых длин сравнительно толстого провода (твердая сердцевина) или пучок значительно разбавители телеграфирует этому контакту друг другу для всего провода (посаженного на мель).

Изолятор (Insulator) -слой не проводящего материала, который защищает жилу кабеля от физических повреждений, а также от нежелательных контактов с другими жилами.

Экран (Shield) -слой металлической фольги или специальная плетеная оболочка, которая защищает жилу от влияния внешних электрических помех. Помимо этой основной своей функции, экран является прекрасной защитой жилы и изолятора от механических повреждений.

Маркировка (Gauge) –для того, чтобы кабели можно было сравнивать друк с другом, существует система стандартизации его маркировки. Наибольшее распространение приняла система American Wire Gauge (AWG). На практике из всей этой системы следует наизусть запомнить только следующее: чем большее число стоит за абревиатурой AWG, тем более тонкую жилу определяет этот номер. Например: у кабеля, часть маркировки которого представляет набор символов “AWG-24” более толстая жила, чем у кабеля, часть маркировки которого представляет набор символов “AWG-26”, а, следовательно, он обеспечивает меньшее сопротивление распространению электрического сигнала, позволяет прокладывать более протяженные линии.

Разъем (Connector) –приспособление, предназначенное для соединения сегментов кабеля друг с другом и для подключения к ним оборудования. Разъемы изготавливаются из металла или пластмассы, бывают цельные и разборные. Учитывая, что одним из основных источников искажений являются места соединений жил кабеля друг с другом, требования к качеству разъемов очень высоки.

Корпус разъема (Housing) –форма и конструкция разъема, которые определяют его возможности и характеристики. Если конструкция разъема разборная, его корпус называют рубашкой (Shell).

Контакт разъема (Pin) –оформленная в виде специального контакта жила кабеля. Предназначен для физического сопряжения жил друг с другом.

Тип разъема (Gender) –тип разъема определяет вид применяемых в его конструкции контактов. По этому параметру разъемы делятся на “папы” (male), “мамы” (female) и разъемы смешенного типа (hermaphroditic или genderless). Наиболее типичный тип разъемов – “папы” и “мамы”.

Ключ (Key) –специальный элемент конструкции разъема, который определяет однозначность физического соединения. В качестве ключа может служить форма разъема и ли специальный конструкционный элемент.

Фиксаторы (Locking) –специальные конструкционные элементы, которые удерживают разъемы от случайного (несанкционированного) рассоединения.

Волновое сопротивление (Impedance) –электрическая характеристика кабеля, определяющая величину сопротивления передаваемому электрическому сигналу. Специфика применения кабелей в ЛВС запрещает использования кабелей с различным волновым сопротивлением.

Межпарные помехи (Crosstalk) –электрические помехи наводимые между жилами многожильного кабеля при передаче сигналов. Типичная характеристика UTP-кабелей. Величина межпарных помех очень зависит от качества монтажа кабельной подсистемы.

Шум (Noise) –наведенные на кабель помехи от внешних источников. Наиболее типичными источниками шумов являются электрические двигатели, трансформаторы, лампы дневного света.

Задержка (Delay)– в данном случае, задержка, вносимая кабелем на время распространения сигнала в сети. Вносимая кабельными подсистемами задержка довольно ощутима, т.к. измеряется в микросекундах. Одна микросекунда (ms) составляет 1/1,000,000 секунды.

Затухание (Attenuation) –следствие уменьшения мощности сигнала по мере его распространения. Измеряется в децибелах (dB). Для принятия решения о типе применяемого кабеля, во внимание принимают такие сопутствующие ему характеристики, как dB/m, dB/km и т.п. Выбирая по величине затухания кабель, желательно помнить о вносимых на соединительных разъемах дополнительных ослаблениях мощности сигнала.

EIA/TIA –спецификации, рекомендующие методы и правила проведения кабельных работ. Спецификация 568 – документ, определяющий правила создания кабельных подсистем ЛВС. Эта спецификация определяет многие параметры и условия, которые необходимо выдерживать при проведении монтажно-кабельных работ: минимальные расстояния между кабелем и источниками электрических помех, минимальную и максимальную длину кабельных сегментов, типы применяемых разъемов и т.п.

В этом разделе будут рассмотрены требования к физическим характеристикам, кабельным компонетам сетей Ethernet, Full-Duplex Ethernet и Fast Ethernet.