Рис. 4.8. Сравнительный анализ скруток Cat.5, Cat.5e и Cat.6.

Во многих кабелях категории Cat.6 имеется нейлоновая нить, которая также уменьшает перекрестные помехи. Хотя нить является необязательной в Cat.5, но некоторые производители все равно добавляют ее. В кабеле Cat.6 нить также необязательна до тех пор, пока кабель проходит тесты стандарта. На картинке выше только кабель Cat-5e содержит нейлоновую нить.

Одной из проблем всех этих кабелей являются перекрестные помехи, т.е. наводки со стороны соседних линий, что может приводить к искажению передаваемых данных. Для уменьшения их влияния используют экран. В кабелях на основе экранированных витых пар каждая пара обматывается фольгой, а сам кабель заключается в медную оплетку, что позволяет передавать данные с более высокой скоростью и на большие расстояния.

Следует отметить еще один классификационный признак для кабелей на основе витых пар, среди которых различают

• 
  цельный кабель (Solid TP)
  
• 
  и скрученный кабель (Stranded TP).
  

Понятие цельного или скрученного кабеля относится к собственно медным проводникам внутри кабеля. Цельный кабель (рис. 4.9, справа) означает, что внутренний проводник представлен в виде единого куска меди, а в скрученных кабелях (рис. 4.9, слева) – из нескольких тонких медных проводников, скрученных вместе.


Рис. 4.9. Скрученный и цельный UTP-кабель.

Для каждого из типов проводников существуют различные приложения и методы использования, но большинству пользователей необходимо обязательно знать только о двух их основных особенностях:

• 
  Скрученные (Stranded) кабели являются более гибкими, и их следует использовать там, где кабель будет часто двигаться. Например, вблизи рабочих мест.
  
• 
  Цельный (Solid) кабель не так гибок, зато более долговечен, его можно идеально использовать для постоянных сетей – как на улице, так и внутри помещения.
  

4.3.2. Компоненты кабельной системы

При построении развитой кабельной системы ЛВС и для упрощения работы с ней используются следующие компоненты:

• 
  Коннекторы
  Для подключения витой пары к компьютеру используется телефонный коннектор RJ-45, который отличается от используемых в современных телефонах и факсах RJ-11 тем, что имеет 8 контактов вместо 4.
  
• 
  Распределительные стойки и полкиЭти устройства позволяют организовать множество соединений и занимают мало места.
  
• 
  Коммутационные панелиСуществуют разные панели расширения. Они поддерживают до 96 портов и скорость передачи до 100 Мбит/с.
  
• 
  Соединители
  Представляют собой одинарные или двойные вилки RJ-45 для подключения к панели расширения или настенным розеткам. Обеспечивают скорость до 100 Мбит/с.
  
• 
  Настенные розеткиК этим розеткам можно подключить два или более соединителя.
  

---

Достоинством использования компонентов кабельной системы ЛВС является то, что на их основе можно компоновать сети различной топологии. Один из вариантов использования компонентов кабельной системы ЛВС может иметь вид, аналогичный приведенному на рис. 4.10.


Рис. 4.10. Использование компонентов кабельной системы ЛВС .

При разработке топологии и построении конкретных ЛВС рекомендуется использовать витую пару в тех случаях, если:

• 
  есть ограничения на материальные затраты при организации ЛВС;
  
• 
  нужна достаточно простая установка, при которой подключение компьютеров – несложная операция.
  

Следует воздержаться от использования витой пары, если Вы хотите быть абсолютно уверенными в целостности данных, передаваемых на большие расстояния с высокой скоростью. В этих случаях более надежным является применение оптоволоконного кабеля.

4.4. Оптоволоконный кабель

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов, а не электрических сигналов. Следовательно, его нельзя вскрыть и перехватить данные. Передача по оптоволокну не подвержена электрическим помехам и ведется на чрезвычайно высокой скорости.

• 
  В современных коммерческих системах телекоммуникации скорость составляет 2,5 или 10 Гбит/с на один канал передачи данных на расстояние до десяти километров и более.
  
• 
  При этом каждое волокно, используя спектральное уплотнение каналов, может передать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи, исчисляемую уже терабитами в секунду.
  
• 
  Если в 2008 году скорость была — 10,72 Тбит/с, в 2012 — 20 Тбит/с, то в 2014 она уже достигла — 255 Тбит/с. Начиная с 2017 года специалисты говорят о достижении практического предела существующих технологий и о необходимости кардинальных изменений в этой отрасли.
  

Основа оптоволоконного кабеля – это оптическое волокно – тонкий стеклянный цилиндр (жила), покрытая слоем стекла, называемого оболочкой и имеющей отличный от жилы коэффициент преломления (рис. 4.11).



Рис. 4.11. Структура оптоволокна.               Рис. 4.12. Оптоволоконный кабель

---

Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами (рис. 4.12). Жесткость обеспечивает покрытие из пластика, а прочность – волокна кевлара.

Оптоволоконный кабель рекомендуется использовать:

• 
  при передаче данных на большие расстояния с высокой скоростью по надежной среде передачи.
  

Не рекомендуется использовать:

• 
  при ограниченности денежных средств;
  
• 
  при отсутствии навыков установки и корректного подключения оптоволоконных сетевых устройств.
  

4.4.1. Одномодовые и многомодовые оптические волокна

Несмотря на огромное разнообразие оптоволоконных кабелей, волокна в них практически одинаковые. Более того, производителей самих волокон намного меньше (наиболее известны Corning, Lucent и Fujikura), чем производителей кабелей. По типу конструкции, вернее по размеру серцевины, оптические волокна делятся на одномодовые (ОМ) и многомодовые (ММ).

Таблица 4.3

Классификация оптоволоконных кабелей.

Оптоволокно
Луч света, направленный в сердцевину будет расспространяться по ней, испытывая многократные переотражения от границы раздела "сердцевина-оболочка"
Одномодовое	Многомодовое
Диаметр сердцевины: 7 - 9 микрон Благодаря малому диаметру достигается передача лишь одной моды электромагнитного излучения, что исключает влияние дисперсионных искажений.	Диаметр сердцевины: 50 микрон (Европа) 65 микрон (США, Япония) Из-за большого диаметра распространяется несколько мод излучения, каждая под своим углом. Поэтому импульсы света испытывают дисперсионные искажения и из прямоугольных превращаются в колоколообразные.
.	Ступенчатое	Градиентное
<="" td="">	Показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно	Показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, что снижает влияние дисперсии на искажение оптического импульса.

---

В случае многомодового волокна диаметр сердечника (обычно 50 или 62,5 мкм) почти на два порядка больше, чем длина световой волны. Это означает, что свет может распространяться в волокне по нескольким независимым путям (модам). При этом очевидно, что разные моды имеют разную длину, и сигнал на приемнике будет заметно "размазан" по времени.

Из-за этого хрестоматийный тип ступенчатых волокон (рис. 4.13, вариант 1), с постоянным коэффициентом преломления (постоянной плотностью) по всему сечению сердечника, уже давно не используется из-за большой модовой дисперсии.

На смену ему пришло градиентное волокно (рис.4.13, вариант 2), которое имеет неравномерную плотность материала сердечника. На рисунке хорошо видно, что длины пути лучей сильно сокращены за счет сглаживания. Хотя лучи, проходящие дальше от оси световода, преодолевают большие расстояния, они при этом имеют большую скорость распространения. Происходит это из-за того, что плотность материала от центра к внешнему радиусу уменьшается по параболическому закону. А световая волна распространяется тем быстрее, чем меньше плотность среды.


Рис. 4.13. Одномодовые и многомодовые оптические волокна

В результате более длинные траектории компенсируются большей скоростью. При удачном подборе параметров, можно свести к минимуму разницу во времени распространения. Соответственно, межмодовая дисперсия градиентного волокна будет намного меньше, чем у волокна с постоянной плотностью сердечника.

Однако, как бы не были сбалансированы градиентные многомодовые волокна, полностью устранить эту проблему можно только при использовании волокон, имеющих достаточно малый диаметр сердечника. В которых, при соответствующей длине волны, будет распространяться один единственный луч.

Реально распространено волокно с диаметром сердечника 8 микрон, что достаточно близко к обычно используемой длине волны 1,3 мкм. Межчастотная дисперсия при неидеальном источнике излучения остается, но ее влияние на передачу сигнала в сотни раз меньше, чем межмодовой или материальной. Соответственно, и пропускная способность одномодового кабеля намного больше, чем многомодового.

---

Как это часто бывает, у более производительного типа волокна есть свои недостатки. В первую очередь, конечно, это более высокая стоимость, обусловленная стоимостью комплектующих, и требованиями к качеству монтажа.

Таблица 4.4

Сравнение одномодовых и многомодовых технологий.

Параметры	Одномодовые	Многомодовые
Используемые длины волн	1,3 и 1,5 мкм	0,85 мкм, реже 1,3 мкм
Затухание, дБ/км.	0,4 - 0,5	1,0 - 3,0
Тип передатчика	лазер, реже светодиод	светодиод
Толщина сердечника.	8 мкм	50 или 62,5 мкм
Стоимость волокон и кабелей.	Около 70% от многомодового	-
Средняя стоимость конвертера в витую пару Fast Ethernet.	$300	$100
Дальность передачи Fast Ethernet.	около 20 км	до 2 км
Дальность передачи специальных устройств Fast Ethernet.	более 100 км.	до 5 км
Возможная скорость передачи.	10 Гб, и более.	до 1 Гб. на ограниченной длине
Область применения.	телекоммуникации	локальные сети

4.4.2. Особенности применения оптических коннекторов

В разветвленных ЛВС использовать цельное оптоволокно от источника до приемника практически не возможно, поэтому обеспечение мобильности локальной оптической подсети достигается только с применением кроссового оборудования. Проблем передачи световой волны от одного отрезка волокна к другому не избежать. Для многократного и простого подключения оптических линков световоды обычно оконцовываются оптическими коннекторами.

Учитывая, что современные световоды – это микронные технологии, оконцовка волокна представляет собой непростую задачу. Связано это с тем, что в оптических коннекторах могут возникать существенные потери, возникающие при переходе оптического сигнала из одного световода в другой (рис. 4.14).

• 
  Потеря мощности и затухание оптической волны возникает при неточной центровке световодов, когда часть лучей просто не переходит в другой световод, или входит в него под углом более критического.
  
• 
  При неполном физическом контакте волокн образуется воздушный зазор – в связи с чем возникает эффект возвратных потерь.
  
• 
  
    1   2   3

---

Смотрите также файлы

• Пол и профессиональная деятельность магистрант 1 курса Группы спозиад22 Семенов Анатолий.pptx

• Составьте таблицу Особенности школьной дезадаптации с указанием причин и особенностей проявлений.docx

• Причины и последствия дезадаптации ребенка к детскому саду.docx

• Планконспект Коррекция социальной дезадаптации.docx

• Суммативное оценивание за раздел Основы динамики 9 класс 3 четверть Задания.docx