Передача сигналов

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии — узкополосную передачу и широкополосную передачу.

Узкополосная передача

Узкополосные (baseband) системы передают данные в виде цифрового сигнала одной частоты. Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного импульса, или, другими словами, цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля. Полоса пропускания — это разница между максимальной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю.
Каждое устройство в сетях с узкополосной передачей посылает данные в обоих направлениях, а некоторые могут одновременно и передавать их, и принимать.

Продвигаясь по кабелю, сигнал постепенно затухает и. как следствие, может исказиться. Если кабель слишком длинный, на дальнем его конце передаваемый сигнал может исказиться до неузнаваемости или просто пропасть.
Чтобы избежать этого, в узкополосных системах используют репитеры, которые усиливают сигнал и ретранслируют его в дополнительные сегменты, позволяя тем самым увеличить общую длину кабеля.

Широкополосная передача

Широкополосные (broadband) системы передают данные в виде аналогового сигнала, который использует некоторый интервал частот. Сигналы представляют собой непрерывные (а не дискретные) электромагнитные или оптические волны. При таком способе сигналы передаются по физической среде в одном направлении.

Если обеспечить необходимую полосу пропускания, то по одному кабелю одновременно может идти вещание нескольких систем, таких, как кабельное телевидение и передача данных.

Каждой передающей системе выделяется часть полосы пропускания. Все устройства, связанные с данной системой (например, компьютеры), должны быть настроены таким образом, чтобы работать именно с выделенной частью полосы пропускания.

Если в узкополосных системах для восстановления сигнала используют репитеры, то в широкополосных — усилители (amplifiers).

В широкополосной системе сигнал передается только в одном направлении, поэтому, чтобы все устройства могли и принимать, и передавать данные, необходимо обеспечить два пути для прохождения сигнала. Разработано два основных решения:

- разбить полосу пропускания на два канала, которые работают с различными частотами; один канал предназначен для передачи сигналов, другой — для приема;

- использовать два кабеля; один кабель предназначен для передачи сигналов, другой - для приема.

2.5. Кабельная система IBM

IBM разработала собственную кабельную систему, со своими номерами, стандартами, спецификациями и назначениями. Многие из этих параметров близки к спецификациям других разработчиков. Кабельная система IBM была представлена в 1984 году. Она определила следующие компоненты:

- соединители кабелей,

- лицевые щиты,

- распределительные панели;

- типы кабелей.

Уникальным компонентом стал соединитель кабеля. Он отличается от стандартного BNC-коннектора и других соединителей тем, что является не «папой», не «мамой», а «гермафродитом»: любые два можно соединить друг с другом. Эти соединители требуют использования лицевых щитов и распределительных панелей специальной конструкции. Кабельная система IBM классифицирует кабели по типам. Например, кабель категории 3 (речевая DTP) представляет собой тип 3. Классификация помогает правильно выбрать кабель, т.е. тот. который в наибольшей степени подходит к конкретным условиям. Провода, указанные в системе, cooтветствуют стандартам AWG.

AWG — стандартная система измерений кабеля

Читая физическую характеристику кабеля. Вы будете часто встречать слово "калибр" (gage) с последующей аббревиатурой AWG. AWG — это система измерений, определяющая толщину проводов. Чем больше толщина провода, тем меньше его AWG-номер В качестве точки отсчета часто используют толщину телефонного провода. Она равна 22 AWG. Следовательно, провод толщиной 14 AWG толще телефонного провода, а толщина 26 AWG - тоньше.

Классификация кабелей IBM

Тип	Стандартное наименование	Описание
Тип 1	Экранированная витая пара (STP)	Две пары проводов 22 AWG, покрытых плетеным экраном — для компьютеров и модулей множественною доступа (MALJ)
Тип 2	Кабель для передачи речи и данных	Экранированный кабель для передачи речи и данных; состоит из двух витых пар проводов 22 AWG. заключенных в экранирующую оплетку, — для передачи данных, из четырех витых пар проводов 26 AWG — для передачи речи
Тип 3	Кабель для передачи речи	Неэкранированный кабель для передачи речи; состоит из четырех витых пар проводов 22 или 24 AWG со сплошной жилой
Тип 4	Еще не определен
Тип 5	Оптоволокон-ный кабель	Два 62.5/125-микронных оптоволокна — промышленный стандарт
Тип 6	Комутационный кабель	Две витые пары проводов 26 AWG с двойным слоем фольги и оплетки
Тип 7	Еще не определен
Тип 8	Ковровый кабель	Имеет плоский соединитель для прокладки под коврами. Две витые пары проводов 26 AWG. Длина кабеля не превышает половину длины кабеля типа 1
Тип 9	Пленумный	Огнеупорный. Две экранированные витые пары проводов

Выбор кабеля

Прежде чем выбрать наиболее подходящий для Вас тип кабеля, ответьте на следующие вопросы. Они помогут Вам сориентироваться среди огромного разнообразия кабельной продукции.

Насколько интенсивным планируется сетевой - график?

Каковы требования защиты данных?

На какое максимальное расстояние будет проложен кабель?

Каковы требуемые характеристики кабеля?

Сколько средств выделено на реализацию проекта?

Чем надежнее защищен кабель от внешних и внутренних электрических помех, тем дальше и на большей скорости он сможет передавать данные. Но чем выше скорость передачи, надежность и безопасность кабеля, тем выше и его стоимость.

При покупке кабеля (как, впрочем, и любых других сетевых компонентов) Вы должны найти некий компромисс между его стоимостью и характеристиками. Если, работая в крупной организации, Вы выбрали относительно дешевый кабель, бухгалтерия будет очень довольна, но вскоре Вы заметите, что локальная сеть не обеспечивает ни должной скорости передачи данных, ни должного уровня их защиты.
Кабельная система должна соответствовать условиям ее применения. Требования, выдвигаемые небольшими фирмами, могут значительно отличаться от требований со стороны крупных организаций, например банков.

К числу факторов, влияющих на стоимость и пропускную способность кабеля относятся следующие:

Простота установки. Насколько прост кабель в установке, насколько просто работать с ним? В небольших сетях, с небольшими расстояниями, где безопасность данных не самый главный вопрос, нет смысла прокладывать толстый, громоздкий и дорогой кабель.

Экранирование. Экранирование кабеля приводит к его удорожанию, тем не менее практически любая сеть использует одну из форм экранированного кабеля. Чем больше помех в месте прокладки кабеля, тем большее экранирование требуется.

Прокладка пленумного кабеля существенно увеличивает стоимость проекта.

Перекрестные помехи. Перекрестные помехи и внешние шумы могут вызвать серьезные проблемы в больших сетях, где критическим вопросом является вопрос защиты данных. Недорогие кабели слабо защищены от внешних электрических полей, генерируемых электропроводкой, двигателями, реле и радиопередатчиками.

Скорость передачи (часть полосы пропускания). Скорость передачи измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с). Для медных кабелей сегодня самым распространенным значением является 10 Мбит/с, хотя последние стандарты позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с. Толстый коаксиальный кабель передает сигналы на большие расстояния, чем тонкий. Но с ним сложнее работать.

По оптоволоконному кабелю данные передаются со скоростью более 100 Мбит/с, и для его установки нужны специальные навыки, к тому же он сравнительно дорог.

Стоимость. Стоимость кабелей, которые обеспечивают высокую степень защиты, передавая данные на большие расстояния, гораздо выше стоимости тонкого коаксиального кабеля, простого в установке и эксплуатации.

Затухание сигнала. Затухание сигнала — причина, которая ограничивает максимальную длину кабеля так как значительно ослабленный сигнал может быть не распознан принимающим компьютером. Кабели разных типов имеют разную максимальную длину. Большинство сетей использует системы проверки ошибок: при искажении принятого сигнала они требуют его повторной передачи. Однако на это уходит дополнительное время, и, главное, снижается общая пропускная способность сети.

Сравнение кабелей

Характерис-тика	Тонкий коаксиальный кабель (IOBase2)	Толстый коаксиальный кабель (IOBase5)	Витая пара (lOBaseT)	Оптоволоконный кабель
Стоимость	Дороже витой пары	Дороже тонкого коаксиального кабеля	Самый дешевый	Самый дорогой
Эффективня длина кабеля	185 м(около 607 футов)	500 м(около 1640 футов)	100 м(около 328 футов)	2 км(6562 фута)
Скорость передачи	10 Мбит/с	10 Мбит/с	4—100 Мбит/с	100 Мбит/с и выше
Гибкость	Довольно гибкий	Менее гибкий	Самый гибкий	Не гибкий
Простота установки	Прост в установке	Прост в установке	Очень прост в установке; может быть установлен при строитель-стве	Труден в установке
Подвержен-ность помехам	Хорошая зашита от помех	Хорошая защита от помех	Подвержен помехам	Не подвержен помехам
Особые свойства	Электронные компоненты дешевле, чем у витой пары	Электронные компоненты дешевле, чем у витой пары	Телефонный провод; часто проложен во время строительства	Поддерживает речь, видео и данные
Рекомендуемое применение	Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных	Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных	UTP — самый дешевый вариант; STP —Token Ring любого размера	Сети любого размера с высокими требованиями к скорости передачи, уровню защиты и целостности данных

Вопросы для самоконтроля:

1. Перечислите основные типы кабелей и объясните назначение кабельной структурированной системы.

2. В чем отличие тонкого от толстого коаксиального кабеля?

3. В чем отличие экранированной от неэкранированной витой пары?

4. Каково строение оптоволоконного кабеля?

5. Перечислите оптимальные длины всех типов кабелей.

6. Какие технологии используют для передачи по кабелю кодированных сигналов?

7. Как классифицируется кабельная система IBM?

8. Что такое AWG?

9. Перечислите факторы, влияющие на стоимость и пропускную способность кабеля?

Дата добавления: 2014-11-20