Средства линий передачи

Технические средства локальных сетей

Технические средства локальных сетей включают в себя сле­дующие функциональные группы оборудования:

• средства линий передачи данных (кабель, витая пара, опто­волокно и пр.) — реализуют собственно перенос сигнала;

• средства увеличения дистанции передачи данных — репи­теры (усилители), модемы и пр. (осуществляют усиление сигналов или преобразования в форму, удобную для даль­нейшей передачи);

• средства повышения емкости линий передачи (мультиплек­сирования) — позволяют реализовывать несколько логиче­ских каналов в рамках одного физического соединения пу­тем разделения частот передачи, чередования пакетов во времени и т. д.;

• средства управления информационными потоками в сети (коммутации каналов, коммутации пакетов, разветвления линий передачи) — осуществляют адресацию сообщений;

• средства соединения линий передачи с сетевым оборудо­ванием узлов (сетевые платы, адаптеры) — реализуют ввод-вывод данных с оконечного оборудования в сеть.

Рассмотрим вкратце некоторые образцы данного оборудова­ния, иногда реализующие несколько функций.

Проводная связь. В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволо­конные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие параметры:

• стоимость монтажа и обслуживания;

• скорость передачи информации;

• ограничения на величину расстояния передачи информа­ции (без дополнительных усилителей-повторителей (репи­теров));

• безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспече­нии этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием пере­дачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уро­вень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расши­рения кабельной системы влияют на ее стоимость.

В 1985 г. Ассоциация промышленности компьютеров и связи (Computer Communications Industry Association — CC1A) обрати­лась к Ассоциации электронной промышленности (Electronic Industries Association — EIA) с предложением разработать универ­сальный стандарт проводной связи, который будет способен к ох­вату всех текущих и будущих сетевых систем, имеющих обычную топологию, использующих обычные носители и соединители.

К 1987 г. ряд производителей разработали оборудование Ethernet, которое могло использовать телефонный кабель витой пары, а в 1990 г. IEEE выпустил стандарт 802.31, Ethernet lOBaseT («Т» относится к витой паре — Twisted pair cable). В 1991 г. EIA вместе с Ассоциацией промышленности передачи данных (Tele­communications Industry Association — TIA) издала первый стан­
дарт проводной передачи данных по имени EIA/TIA 568. В осно­ве помещалась спецификация неэкранированных витых пары ка­тегории 3 (Unshielded Twisted Pair cable — UTP), и один месяц спустя были разработаны спецификации более высоких сортов кабеля UTP (категории 4 и 5) — табл. 4.5.

Тип Категория 1 Категория 2

Таблица 4.5. Характеристики различных типов UTP

Характеристики

Используется для телефонной связи и не подходит для передачи данных Способен к передаче данных на скоростях до 1 Мбит/с

Категория 3 j Используется в сети lOBaseT и способен к передаче данных до 16 Мбит/с Категория 4 j Используется в сетях Token Ring и способен к передаче данных до 20 Мбит/с Категория 5 {способен к передаче данных на скоростях до 100 Мбит/с

Развитие в технологии Ethernet привели к разработке «Рас­ширенной категории 5» которая, подобно основной категории 5, обеспечивает скорости передачи до 100 Мбит/с. Однако испыта­тельные параметры для основной категории 5 предполагают, что сигналы данных будут использовать только две из четырех пар (одна пара для передачи и одна для приема), и уровень перекре­стных помех измерялся только между каждой комбинацией пар. В сетях гигабит Ethernet, однако, могут использоваться все четы­ре пары для одновременной передачи, так что перекрестные по­мехи относительно каждой пары должны учитывать объединен­ный эффект других трех пар. Расширенная категория 5 рассчита­на на гигабит Ethernet.

Стандарт 802.3 предусматривает широкое разнообразие вари­антов, используя различные формы кабеля:

• соединяющий кабель для стандартного Ethernet (10Base5) — также называется «Толстый Ethernet» или «ThickNet» — предусматривает использование сетевого устройства — мо­дуля присоединения носителей (Media attachment unit — MAU) вместо приемопередатчика. 10Base5 использует тол­стый коаксиальный кабель, который может работать на рас­стоянии до 500 м, не используя повторители;

• Ethernet витой пары (lOBaseT) использует в своих интере­сах существующие экономичные телефонные кабели. Предполагается звездообразная конфигурация, в которой узлы соединяются с центральным концентратором, исполь­зуя витые пары и разъемы RJ45 (рис. 4.5, в);

• быстрый Ethernet (100BaseT) — совместимая с 1ЕЕЕ 802.Зи высокоскоростная версия, подобная lOBaseT, но исполь­зующая различные конфигурации кабеля. 100BaseTX ис­пользует две пары UTP категории 5, 100BaseT4 используют четыре пары категории 3, и 100BaseFX использует много­модальные оптические волокна и прежде всего предназна­чен для использования в магистральных линиях;

• тонкий Ethernet (10Base2), также именуемый «ThinNet» или «CheaperNet», использует более тонкий, менее дорогой ко­аксиальный кабель, который удобнее для соединения, но имеет ограничение 180 м в сегменте. ThinNet использует разъемы миниатюрного байонетного соединителя Т-типа, а приемопередатчики встроены в платы адаптера;

• волоконно-оптический Ethernet (lOBaseF и 100BaseFX) устойчив к внешним помехам и часто используется, чтобы расширить сегменты Ethernet до 2—3 км.

Разработаны предложения также по категориям 6 и 7 — уро­вень 6 должен обеспечить скорости передачи более чем 200 Мбит/с при использовании улучшенных кабелей и разъемов RJ45. Ка­тегория 7 предложена, чтобы работать на скорости 600 Мбит/с, используя кабель с экранированными парами и новым типом разъема.

Сетевые карты (сетевые платы, адаптеры). Сетевые интер­фейсные платы (NIC — Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодейст­вия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования к производительности. Характеризуются скоростью передачи данных и способом подключения к сети (рис. 4.5, а).

Если рассматривать просто способ приема и передачи дан­ных на подключенных к сети ПК, то сетевые платы играют ак­тивную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/прини­маемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активи­зация связи с центральной рабочей станции или удаленное из­менение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

Для. сетей Ethernet в стандарте ISA используется три вида се­тевых адаптеров: 8-, 16- и 32-битовые. 8-битовый адаптер может вставляться в 8- или 16-битовый слоты материнской платы и ис-

б

в

а

г

а

ль..

Рис. 4.5. Компоненты сетевого оборудования: а — сетевой адаптер Ethernet; б — Т-коннектор; в — разъем RJ-45; г — пассив­ные штепсельные коробки; д — концентратор (Hub, «хаб»)

пользуется, главным образом, в компьютерах IBM XT&IBM PC, где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-битовые адаптеры исполь­зуются для компьютеров IBM AT, если требования к скорости передачи данных невысоки. Для 16-битового адаптера необходи­мо использовать 16-битовый слот. На компьютерах 80386 или 80486 и выше имеет смысл использовать скоростные 32-битовые адаптеры, по крайней мере для тех станций, на которые прихо­дится максимальная нагрузка.

Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA/EISA или Micro Channel. Конструктивно эти типы адаптеров отличаются друг от друга. Для ускорения работы на плате сетево­го адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера разли­чен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кб для адаптеров до 16 Кб и более для 16- и 32-битовых адаптеров.

Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналами прямого доступа к памяти (DMA).

На плате адаптера может располагаться микросхема постоян­ного запоминающего устройства (так же называемая Boot ROM) для создания так называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни винчестера, ни флоппи-дисков.

Загрузка операционной системы выполняется из сети, и выпол­няет ее программа, записанная в микросхеме дистанционной за­грузки.

Если сетевой адаптер не поддерживает стандарт Plug&Play, то перед тем как вставить сетевой адаптер в материнскую плату компьютера, необходимо с помощью переключателей (располо­женных на плате адаптера) задать правильные значения для пор­тов ввода/вывода, канала прерывания, базовый адрес ПЗУ дис­танционной загрузки бездисковой станции.

Как правило, все сетевые адаптеры имеют два разъема. Один из них предназначен для подключения многожильного транси- верного кабеля, второй — для подключения тройникового со­единителя (T-connector, тройник Т-коннектор). Т-коннектор с одной стороны подключается к сетевому адаптеру, а с двух дру­гих сторон к нему подключаются отрезки тонкого коаксиального кабеля с соответствующими разъемами на концах (рис. 4.5, б).

Рабочая станция через сетевой адаптер специальным много­жильным трансиверным кабелем подключается к устройству, на­зываемому трансивером. Трансивер служит для подключения ра­бочей станции к толстому коаксиальному кабелю. На корпусе трансивера имеется три разъема: два — для подключения толсто­го коаксиального кабеля и один — для подключения трансивер- ного кабеля.

Между собой трансиверы соединяются отрезками толстого коаксиального кабеля с припаянными к их концам коаксиаль­ными разъемами.

В табл. 4.6 перечислены устройства, необходимые для под­ключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю.

Таблица 4.6. Оборудование для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю

Вставляется в материнскую плату компьютера j¹

Многожильный экранированный кабель, соединяет сетевой адаптер с трансивером

Соединяется трансиверным кабелем с сетевым адаптером, имеет,j два коаксиальных разъема для подключения к толстому кабелю

Сетевой адаптер Трансиверный кабель Трансивер

На открытых концах сети помещаются специальные заглуш­ки — терминаторы, которые подключаются к свободным концам Т-коннекторов (коаксиальные разъемы, в корпусе которых уста­
новлен резистор с сопротивлением 50 Ом). Корпус одного из терминаторов должен быть заземлен. В каждом сегменте сети можно соединять только один терминатор.

Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имеют разъем, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах (см. рис. 4.5, в).

В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто ис­пользуют тонкий кабель или Cheapernet-кабель с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркули­рующего потока информации и «зависание» системы.

Новые технологии предлагают пассивные штепсельные ко­робки, через которые можно отключать и/или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети. Например, ко­робка (см. рис. 4.5, г) рассчитана на четыре рабочие станции.

Дата добавления: 2014-11-29