Надежность.

Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность, поскольку обычно производство всех ее компонентов и техническое сопровождение осуществляется одной фирмой-производителем.

Теперь перед нами стоит задача, разобраться какие виды кабельных систем рекомендуется использовать в каждой из подсистем СКС. Я говорю, - "рекомендуется" - , потому как, вы должны представлять, что четких ограничений на вид используемого кабеля не может существовать. К примеру, мы с вами уже знаем, что оптоволоконный кабель высокоскоростной, надежный, защищенный, и поэтому самый привлекательный. Но одновременно мы знаем, что он самый дорогой. Если у заказчика локальной сети есть деньги, то можно прокладывать оптоволокно хоть во всех трех подсистемах, но в тоже время, если это сеть из десяти машин без выхода во внешнюю среду, то лучше все-таки переубедить заказчика, что тут вполне можно обойтись и витой парой. В общем, сейчас мы подробнее рассмотрим все требования к кабелям для каждой из подсистем СКС.

Выводы

• При построении сетей применяются линии связи, использующие различную физическую среду: телефонные и телеграфные провода, подвешенные в воздухе, медные коаксиальные кабели, медные витые пары, волоконно-оптические кабели, радиоволны.
• Линии связи могут использовать, кроме кабеля, промежуточную аппаратуру, прозрачную для пользователей. Промежуточная аппаратура выполняет две основные функции: усиливает сигналы и обеспечивает постоянную коммутацию между парой пользователей линии.
• В зависимости от типа промежуточной аппаратуры линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях связи для уплотнения низкоскоростных каналов абонентов в общий высокоскоростной канал используется метод разделения частот (FDM), а в цифровых - метод разделения во времени (TDM).
• Для характеристики способности линии передавать сигналы произвольной формы без значительных искажений применяется ряд показателей, использующих в качестве тестового сигнала синусоиды различной частоты. К этим показателям относятся: амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание сигнала на определенной частоте.
• В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам. Современные стандарты определяет характеристики не отдельного кабеля, а полного набора элементов, необходимого для создания кабельного соединения, например шнура от рабочей станции до розетки, самой розетки, основного кабеля, жесткого кроссового соединения и шнура до концентратора. Сегодня наиболее употребительными стандартами являются: американский стандарт EIA/TIA-568A, международный стандарт ISO/IEC 11801, европейский стандарт EN50173, а также фирменный стандарт компании IBM.
• Стандарты определены для четырех типов кабеля: на основе неэкранированной витой пары, на основе экранированной витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабелей.
• Кабель на основе неэкранированной витой пары в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на 5 категорий. Кабели категории 1 применяются там, где требования к скорости передачи минимальны. Главная особенность кабелей категории 2 - способность передавать сигналы со спектром до 1 МГц. Кабели категории 3 широко распространены и предназначены как для передачи данных, так и для передачи голоса. Кабели категории 4 представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории 3 и на практике используются редко. Кабели категории 5 были специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов FDDI, FastEthernet, 100VG-AnyLAN, ATM и GigabitEthernet.
• Кабель на основе экранированной витой пары хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а пользователей сетей - от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку. Экранированный кабель применяется только для передачи данных. Основным стандартом, определяющим параметры экранированной витой пары, является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся на типы: Type 1, Type 2,..., Type 9, из которых основным является кабель Type 1.
• Коаксиальные кабели существует в большом количестве вариантов: «толстый» коаксиальный кабель, различные разновидности «тонкого» коаксиального кабеля, которые обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем, зато за счет своей гибкости более удобны при монтаже, сюда же относится телевизионный кабель.
• Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными и механическими характеристиками, недостаток их состоит в сложности и высокой стоимости монтажных работ.
• Полоса пропускания определяет диапазон частот, которые передаются линией связи с приемлемым затуханием.
• Пропускная способность линии связи зависит от ее внутренних параметров, в частности — полосы пропускания, внешних параметров уровня помех и степени ослабления помех, а также принятого способа кодирования дискретных данных.
• Формула Шеннона определяет максимально возможную пропускную способность линии связи при фиксированных значениях полосы пропускания линии и отношении мощности сигнала к шуму.
• Формула Найквиста выражает максимально возможную пропускную способность линии связи через полосу пропускания и количество состояний информационного сигнала.
• Структурированная кабельная система представляет собой набор коммуникационных элементов — кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов, которые удовлетворяют стандартам и позволяют создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей.

Вопросы и задания

1. В каких пределах изменяется скорость передачи данных по различным каналам и в каких единицах она измеряется?
2. Какими факторами определяется пропускная способность канала?
3. Каковы ограничения на скорость оптоволоконных линий? Чем они определяются?
4. В каких частотных диапазонах осуществляется связь по различным типам каналов?

5. Опишите основные характеристики проводных каналов связи.

6. Чем звено отличается от составного канала связи?

7. Может ли составной канал состоять из звеньев? А наоборот?

8. Может ли цифровой канал передавать аналоговые данные?

9. В чем заключаются функции устройств DTEи DCE? К какому из этих двух типов устройств относится сетевой адаптер?

10. К какому типу характеристик линии связи относятся: уровень шума, полоса пропускания, погонная емкость?

11. Какие меры можно предпринять для увеличения информационной скорости звена:

o уменьшить длину кабеля;

o выбрать кабель с меньшим сопротивлением;

o выбрать кабель с более широкой полосой пропускания;

o применить метод кодирования с более узким спектром.

12. Почему не всегда можно увеличить пропускную способность канала за счет увеличения числа состояний информационного сигнала?

13. За счет какого механизма подавляются помехи в кабелях UTP?

14. Какой кабель более качественно передает сигналы — с большим значением параметра NEXTили с меньшим?

15. Какова ширина спектра идеального импульса?

16. Назовите типы оптического кабеля.

17. Что произойдет, если в работающей сети заменить кабель UTPкабелем STP? Варианты ответов:

o в сети снизится доля искаженных кадров, так как внешние помехи будут подавляться более эффективно;

o ничего не изменится;

o в сети увеличится доля искаженных кадров, так как выходное сопротивле­ние передатчиков не совпадает с импедансом кабеля.

18. Назовите основные преимущества структурированной кабельной системы.

19. Какие типы кабелей используются для горизонтальной подсистемы SCS?

20. Почему проблематично использовать волоконно-оптический кабель в гори­зонтальной подсистеме?

21. Известными величинами являются:

o минимальная мощность передатчика P_out(дБм);

o погонное затухание кабеля А (дБ/км);

o порог чувствительности приемника P_in(дБм).

Требуется найти максимально возможную длину линии связи, при которой сигналы передаются нормально.

22. Каким будет теоретический предел скорости передачи данных в битах в се­кунду по линии связи с шириной полосы пропускания 20 кГц, если мощность передатчика составляет 0,01 мВт, а мощность шума в линии связи равна 0,0001 мВт?

23. Определите пропускную способность дуплексной линии связи для каждого из направлений, если известно, что ее полоса пропускания равна 600 кГц, а в методе кодирования используется 10 состояний сигнала.

24. Рассчитайте задержку распространения сигнала и задержку передачи данных для случая передачи пакета в 128 байт (считайте скорость распространения сигнала равной скорости света в вакууме 300 000 км/с):

o по кабелю витой пары длиной в 100 м при скорости передачи 100 Мбит/с;

o по коаксиальному кабелю длиной в 2 км при скорости передачи в 10 Мбит/с;

o по спутниковому каналу протяженностью в 72 000 км при скорости пере­дачи 128 Кбит/с.

25. Подсчитайте скорость линии связи, если известно, что тактовая частота пере­датчика равно 125 МГц, а сигнал имеет 5 состояний.

26. Приемник и передатчик сетевого адаптера подключены к соседним парам ка­беля UTP. Какова мощность наведенной помехи на входе приемника, если передатчик имеет мощность 30 дБм, а показатель NEXTкабеля равен -20 дБ?

27. Пусть известно, что модем передает данные в дуплексном режиме со скоро­стью 33,6 Кбит/с. Сколько состояний имеет его сигнал, если полоса пропус­кания линии связи равна 3,43 кГц?