Всё о кабельных каналах связи

Важным этапом проектирования любой сети является выбор каналов связи, обеспечивающих передачу информации между компьютерами на физическом уровне. Выбор каналов связи осуществляется исходя из требований, выдвигаемых заказчиком сети. К таким требованиям можно отнести: безопасность передачи информации, скорость передачи информации, долговечность, простоту использования, стоимость установки и эксплуатации.

В подавляющем большинстве компьютерных сетей используются кабельные каналы связи, на рассмотрении которых мы и остановимся.

Существуют три типа кабелей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Витая пара

Одно из самых распространенных средств передачи сигналов. Витая пара представляет собой два изолированных медных провода (диаметром около 1мм) обвитых один вокруг другого в виде спирали.

Выделяют неэкранированную UTP (Unshielded Twisted Pair) и экранированную STP (Shielded Twisted Pair) витые пары.

Неэкранированная витая пара

Экранированная витая пара

Основными достоинствами UTP являются: простота монтажа, универсальность (используется в большинстве сетевых технологий) и низкая стоимость по сравнению с другими типами кабелей. К недостаткам относят плохой показатель помехозащищенности и низкий уровень безопасности передачи данных (несанкционированный доступ к информации получить достаточно просто, причем как непосредственным контактом с кабелем, так и с помощью радиоперехвата излучаемых кабелем электромагнитных полей).

Избавиться от перечисленных выше недостатков можно, используя экранированную витую пару. Экранированной она называется потому, что каждая из витых пар кабеля помещается в металлическую оболочку (алюминиевая или медная фольга), которая служит «экраном», уменьшающим излучение кабеля (и тем самым повышает помехозащищенность). Стоимость, габариты, сложность в установке экранированной витой пары привели к тому, что в современных сетях её практически не используют.

Коаксиальный кабель

Твердый медный провод, покрытый изоляцией, поверх которой натянут цилиндрический проводник, выполненный в виде мелкой сетки. Весь кабель снаружи покрыт пластиковой оболочкой.

Существует две разновидности коаксиального кабеля:

  • «толстый» коаксиальный кабель — внешний диаметр 12мм, диаметр внутреннего проводника 2.17мм, волновое сопротивление 50 Ом. Этот тип кабеля обладает хорошими механическими и техническими характеристиками, но плохо монтируем (из-за толстого внутреннего проводника он плохо гнется).
  • «тонкий» коаксиальный кабель — внешний диаметр 5мм, диаметр внутреннего проводника 0.89мм, волновое сопротивление 50 Ом. Механические и технические характеристики «тонкого» кабеля хуже, чем «толстого».

Коаксиальный кабель обеспечивает высокую пропускную способность и отличную помехозащищенность, но по сравнению с витой парой увеличилась стоимость кабеля и сложность выполнения монтажа.

Коаксильный кабель

Коаксиальный кабель применяется в сетях, построенных по топологии «шина», а витая пара — в сетях с топологией «звезда» и «кольцо».

Оптоволоконные кабели

Совокупность тонких стеклянных волокон (каждое из которых покрыто оболочкой), по которым распространяются световые сигналы. Структура оптоволоконного кабеля очень похожа на структуру коаксиального кабеля: в центре кабеля сердечник, покрытый стеклянной оболочкой, внешний слой — пластик. Различие с коаксиальным кабелем заключается лишь в отсутствии экранирующей сетки.

Оптоволоконный кабель

В зависимости от диаметра сердечника различают:

  • одномодовый кабель (Signal Mode Fiber, SMF) — диаметр сердечника составляет от 8 до 10 мкм.
  • многомодовый кабель (Multi Mode Fiber, MMF) — диаметр сердечника составляет 50 мкм.

Изготовление стеклянных волокон для одномодовых кабелей является процессом технологически сложным, что делает этот кабель дорогим. Сердечник для многомодовых кабелей изготовить легче, но технические характеристики многомодовых кабелей хуже, чем одномодовых.

В целом, к достоинствам оптоволоконных кабелей относят отличные показатели защиты передаваемой информации и помехоустойчивости, а также скорости передаваемой информации; к недостаткам — дороговизну, высокую сложность монтажа, малую прочность и гибкость.

Применяются оптоволоконные кабели в сетях с топологиями «кольцо» и «звезда».

Для подключения кабелей к компьютерам и другим устройствам используются:

  • для витой пары — разъемы (коннекторы) типа RJ-45 (Registered Jack 45). Этот коннектор схож с коннектором RJ-11, применяемым в телефонных линиях. Различие заключается в количестве контактов: RJ-11 — 4 контакта, RJ-45 — 8 контактов.
  • для «тонкого» коаксиального кабеля — разъемы типа BNC (BNC-коннекторы и BNC-терминаторы).
  • для «толстого» коаксиального кабеля — AUI-коннекторы, DIX-коннекторы, устройства — трансиверы.
  • для оптоволоконных кабелей — коннекторы FC, ST, SC (FC,ST на сегодняшний момент практически не используются).

Выбор каналов связи, как правило, сводится к двум вариантам: витой паре и оптоволокну.

В сетях диаметром до 100м. оптоволокно не имеет никаких весомых преимуществ перед витой парой. Если при этом учитывать стоимость решения, то выбор будет в пользу электропроводных кабелей. Таковы реалии на сегодняшний день. Оптоволокно же имеет большие перспективы за счет своих высоких технических характеристик, а также, потому что медь, являющаяся основой электропроводных кабелей, — металл дорогой и запасы его ограничены, а кварц, основа оптоволокна, — ресурс распространенный и дешевый.

comments powered by Disqus