1
1.
Podstawowe media sieciowe
1.1.
Kabel koncentryczny
Rys.: Przekrój poprzeczny typowego kabla koncentrycznego
ródło: Sportac, M. (1999). Sieci komputerowe, ksi ga eksperta. Gliwice: Helion, strona 85
Kabel koncentryczny, cz sto nazywany „koncentrykiem”, składa si z dwóch
koncentrycznych (czyli współosiowych) przewodów. Kabel ten jest dosłownie
współosiowy, gdy przewody dziel wspóln o . Najcz ciej spotykany rodzaj kabla
koncentrycznego składa si z pojedynczego przewodu miedzianego biegn cego
w materiale izolacyjnym. Izolator (lub inaczej dielektryk) jest okolony innym cylindrycznie
biegn cym przewodnikiem, którym mo e by przewód lity lub pleciony, otoczony z kolei
nast pn warstw izolacyjn . Cało osłoni ta jest koszulk ochronn z polichlorku winylu
(PCW) lub teflonu.
Rys.: Perspektywa boczna kabla koncentrycznego
ródło: Sportac, M. (1999). Sieci komputerowe, ksi ga eksperta. Gliwice: Helion, strona 85
Mimo e kable koncentryczne wygl daj podobnie, mog charakteryzowa si ró nymi
stopniami impedancji. Oporno ta mierzona jest za pomoc skali RG (ang. Radio G rade).
Na przykład, specyfikacja 10Base-2 Ethernet u ywa kabla RG-58, którego oporno
2
wynosi 50 omów dla kabla o rednicy l centymetra. W specyfikacji warstwy fizycznej
10Base-2 przekłada si to na szybko przesyłania rz du 10 Mbps dla odległo ci do 185
metrów.
• Zalety kabla koncentrycznego
Potrafi obsługiwa komunikacj w pasmach o du ej szeroko ci bez potrzeby
instalowania wzmacniaków. Kabel koncentryczny był pierwotnym no nikiem sieci
Ethernet.
• Wady kabla koncentrycznego
Kabel koncentryczny jest do wra liw struktur . Nie znosi ostrych zakr tów ani nawet
łagodnie przykładanej siły gniot cej. Jego struktura łatwo ulega uszkodzeniu, co
powoduje bezpo rednie pogorszenie transmisji sygnału.
Dodatkowymi czynnikami zniech caj cymi do stosowania kabli koncentrycznych s
ich koszt i rozmiar. Okablowanie koncentryczne jest dro sze ani eli skr tka
dwu yłowa ze wzgl du na jego bardziej zło on budow . Ka dy koncentryk ma co
najmniej 1 cm rednicy. W zwi zku z tym zu ywa on olbrzymi ilo miejsca
w kanałach i torowiskach kablowych, którymi prowadzone s przewody. Niewielka
nawet koncentracja urz dze przył czonych za pomoc kabli koncentrycznych zu ywa
całe miejsce, którym przewody mog by prowadzone.
1.2.
Skr tka dwu yłowa
Okablowanie skr tk dwu yłowa, od dawna u ywane do obsługi poł cze głosowych,
stało si standardow technologi u ywan w sieciach LAN. Skr tka dwu yłowa składa
si z dwóch do cienkich przewodów o rednicy od 4 do 9 mm ka dy. Przewody
pokryte s cienk warstw polichlorku winylu (PCW) i splecione razem. Skr cenie
przewodów razem równowa y promieniowanie, na jakie wystawiony jest ka dy z dwóch
przewodów znosz c w ten sposób zakłócenia elektromagnetyczne, które inaczej
przedostawałyby si do przewodnika miedzianego.
Dost pne s ró ne rodzaje, rozmiary i kształty skr tki dwu yłowej, pocz wszy od
„jednoparowego” (czyli dwu yłowego) kabla telefonicznego a do 600-parowych (1200
yłowych) kabli dalekosi nych. Niektóre z tych rozmaito ci, takie na przykład jak
3
powi zanie par przewodów razem, słu zwi kszaniu pojemno ci kabla. Inne z kolei
maj na celu zwi kszenie jego przepustowo ci (wydajno ci). Niektórymi z wariantów
zwi kszaj cych wydajno s :
• Zwi kszanie rednicy przewodnika
• Zwi kszanie stopnia skr cenia (liczby skr ce w jednostce odległo ci)
• Stosowanie kilku ró nych stopni skr cenia na poziomie skr cania w wielo yłowe
wi zki
• Ochrona par przewodów za pomoc metalowych osłonek
W sieciach LAN najcz ciej stosowane s cztery pary przewodów poł czone razem
w wi zki, które osłoni te s wspóln koszulk z PCW lub teflonu. Teflon jest du o
dro szy i sztywniejszy, ale nie wydziela truj cych oparów podczas spalania (w razie
ewentualnego po aru). Ze wzgl du na to kable kładzione we wszelkich kanałach
dostarczaj cych powietrze do pomieszcze , w których znajduj si ludzie, musz mie
osłon z teflonu.
• Zalety skr tki
Do jej zalet mo na zaliczy przede wszystkim du pr dko transmisji (do 1000
Mb/s), łatwe diagnozowanie uszkodze oraz odporno sieci na powa ne awarie
(przerwanie kabla unieruchamia najcz ciej tylko jeden komputer).
• Wady
Wada skr tki to mniejsza długo kabla ł cz cego najodleglejsze maszyny pracuj ce
w sieci, ni jest to mo liwe w innych mediach stosowanych w Ethernecie.
Nieekranowanej skr tki nie nale y ponadto stosowa w miejscach wyst powania
du ych zakłóce elektromagnetycznych. Kabel ten ma tak e bardzo nisk odporno
na uszkodzenia mechaniczne.
Kategorie skr tki:
1 – nieekranowana skr tka telefoniczna, przeznaczona do przesyłania głosu
2 – nieekranowana skr tka z dwiema parami skr conych przewodów
3 – skr tka o szybko ci transmisji 10 MHz, stosowana w sieciach Ethernet 10Base-T
(10 Mb/s), zawieraj ca cztery pary skr conych ze sob przewodów
4
4 – skr tka działaj ca z cz stotliwo ci do 16 MHz, składaj ca si z czterech par
skr conych przewodów
5 – skr tka pozwalaj ca na transmisj danych z cz stotliwo ci 100 MHz pod warunkiem
poprawnej instalacji kabla na odległo do 100 metrów
5e – ulepszona wersja kabla kategorii pi tej
6 – skr tka umo liwiaj ca transmisj z cz stotliwo ci do 200 MHz
7 (klasa F) – pozwalaj ca na transmisj do 600 MHz.
Dwoma najcz ciej stosowanymi rodzajami skr tek o mio yłowych s ekranowana
i nieekranowana.
1.2.1.
Ekranowana skr tka dwu yłowa
Ekranowana skr tka dwu yłowa (ang. STP – shielded twistedpair) ma dodatkow
warstw folii lub metalowego przewodu oplataj cego przewody. Taki ekran
osłonowy znajduje si bezpo rednio pod powierzchni koszulki kabla. Powodem
wprowadzenia ekranowania była potrzeba u ycia skr tek dwu yłowych
w rodowiskach podatnych na zakłócenia elektromagnetyczne i zakłócenia
cz stotliwo ciami radiowymi.
1.2.2.
Nieekranowana skr tka dwu yłowa
Równie skr tka dwu yłowa nazywana UTP (ang. Unshielded Twisted Pair)
dost pna jest w wielu wersjach ró ni cych si form , rozmiarem oraz jako ci .
Rozmiarem standardowym okablowania sieci LAN jest kabel czteroparowy, czyli
o mio yłowy.
Przewody o mio yłowej skr tki nieekranowanej podzielone s na cztery grupy po dwa
przewody. Ka da para składa si z przewodu dodatniego i ujemnego. Przewody
nazywane s te wyprowadzeniami. Wyprowadzenia wykorzystuje si parami. Na
przykład, jedna para wyprowadze obsługuje tylko wysyłanie, a inna tylko odbieranie
sygnałów. Pozostałe wyprowadzenia w wi kszo ci sieci lokalnych nie s u ywane.
5
1.3.
Kabel wiatłowodowy
Do ł czenia sieci komputerowych u ywa si równie gi tkich włókien szklanych, przez
które dane s przesyłane z wykorzystaniem wiatła. Cienkie włókna szklane zamykane s
w plastykowe osłony, co umo liwia ich zginanie nie powoduj c łamania. Nadajnik na
jednym ko cu wiatłowodu jest wyposa ony w diod wiec c lub laser, które słu do
generowania impulsów wietlnych przesyłanych włóknem szklanym. Odbiornik na
drugim ko cu u ywa wiatłoczułego tranzystora do wykrywania tych impulsów.
Rys.: Schemat przekroju wzdłu nego kabla wiatłowodu
ródło: Sportac, M. (1999). Sieci komputerowe, ksi ga eksperta. Gliwice: Helion, strona 91
• Zalety
o
Nie powoduj interferencji elektrycznej w innych kablach ani te nie s na ni
podatne
o
Impulsy wietlne mog dociera znacznie dalej ni w przypadku sygnału
w kablu miedzianym
o
wiatłowody mog przenosi wi cej informacji ni za pomoc sygnałów
elektrycznych
o
Inaczej ni w przypadku pr du elektrycznego, gdzie zawsze musi by para
przewodów poł czona w pełen obwód, wiatło przemieszcza si z jednego
komputera do drugiego poprzez pojedyncze włókno
• Wady
o
Przy instalowaniu wiatłowodów konieczny jest specjalny sprz t do ich
ł czenia, który wygładza ko ce włókien w celu umo liwienia przechodzenia
przez nie wiatła
6
o
Gdy włókno zostanie złamane wewn trz plastikowej osłony, znalezienie
miejsca zaistniałego problemu jest trudne
o
Naprawa złamanego włókna jest trudna ze wzgl du na konieczno u ycia
specjalnego sprz tu do ł czenia dwu włókien tak, aby wiatło mogło
przechodzi przez miejsce ł czenia
2.
Maksymalne odległo ci dla poszczególnych mediów
ODLEGŁO
RODZAJ MEDIUM
100 m
Czteroparowa skr tka telefoniczna
180 m
Kabel koncentryczny
2000 m
Wielomodowego kabla wiatłowodowego
3000 m
Jednomodowego kabla wiatłowodowego
3.
Pozostałe media sieciowe
3.1.
Fale radiowe
Fale elektromagnetyczne mog by wykorzystywane nie tylko do nadawania programów
telewizyjnych i radiowych, ale i do transmisji danych komputerowych. Nieformalnie
o sieci, która korzysta z elektromagnetycznych fal radiowych, mówi si , e działa na
falach radiowych, a transmisj okre la si jako transmisj radiow . Sieci takie nie
wymagaj bezpo redniego fizycznego poł czenia mi dzy komputerami. W zamian za to
ka dy uczestnicz cy w ł czno ci komputer jest podł czony do anteny, która zarówno
nadaje, jak i odbiera fale.
Anteny u ywane w sieciach mog by du e lub małe w zale no ci od danego zasi gu.
Antena zaprojektowana na przykład do nadawania sygnałów na kilka kilometrów przez
miasto mo e składa si z metalowego słupka o długo ci 2 m zainstalowanego na dachu.
Antena umo liwiaj ca komunikacj wewn trz budynku mo e by tak mała, e zmie ci si
wewn trz przeno nego komputera (tzn. mniejsza ni 20 cm).
7
3.2.
Mikrofale
Do przekazywania informacji mo e by równie u ywane promieniowanie
elektromagnetyczne o cz stotliwo ciach spoza zakresu wykorzystywanego w radio
i telewizji. W szczególno ci w telefonii komórkowej u ywa si mikrofal do przenoszenia
rozmów telefonicznych. Kilka du ych koncernów zainstalowało systemy komunikacji
mikrofalowej jako cz ci swoich sieci.
Mikrofale, chocia s to tylko fale o wy szej cz stotliwo ci ni fale radiowe, zachowuj
si inaczej. Zamiast nadawania w wszystkich kierunkach mamy w tym przypadku
mo liwo ukierunkowania transmisji, co zabezpiecza przed odebraniem sygnału przez
innych. Dodatkowo za pomoc transmisji mikrofalowej mo na przenosi wi cej
informacji ni za pomoc transmisji radiowej o mniejszej cz stotliwo ci. Jednak,
poniewa mikrofale nie przechodz przez struktury metalowe, transmisja taka działa
najlepiej, gdy mamy „czyst ” drog mi dzy nadajnikiem a odbiornikiem. W zwi zku
z tym wi kszo instalacji mikrofalowych składa si z dwóch wie wy szych od
otaczaj cych budynków i ro linno ci, na ka dej z nich jest zainstalowany nadajnik
skierowany bezpo rednio w kierunku odbiornika na drugiej.
3.3.
Podczerwie
Bezprzewodowe zdalne sterowniki u ywane w urz dzeniach takich jak telewizory czy
wie e stereo komunikuj si za pomoc transmisji w podczerwieni. Taka transmisja jest
ograniczona do małej przestrzeni i zwykle wymaga, aby nadajnik był nakierowany na
odbiornik. Sprz t wykorzystuj cy podczerwie jest w porównaniu z innymi urz dzeniami
niedrogi i nie wymaga anteny.
Transmisja w podczerwieni mo e by u yta w sieciach komputerowych do przenoszenia
danych. Mo liwe jest na przykład wyposa enia du ego pokoju w pojedyncze poł czenie
na podczerwie , które zapewnia dost p sieciowy do wszystkich komputerów
w pomieszczeniu. Komputery b d poł czone sieci podczas przemieszczania ich
w ramach tego pomieszczenia. Sieci oparte na podczerwie s szczególnie wygodne
w przypadku małych, przeno nych komputerów.
8
3.4.
wiatło laserowe
Promie wiatła mo e by u yty do przenoszenia danych powietrzem. W poł czeniu
wykorzystuj cym wiatło s dwa punkty – w ka dym znajduje si nadajnik i odbiornik.
Sprz t ten jest zamontowany w stałej pozycji, zwykle na wie y, i ustawiony tak, e
nadajnik w jednym miejscu wysyła promie wiatła dokładnie do odbiornika w drugim.
Nadajnik wykorzystuje laser do generowania promienia wietlnego gdy jego wiatło
pozostaje skupione na długich dystansach.
wiatło lasera podobnie jak mikrofale porusza si po linii prostej i nie mo e by
przesłaniane. Niestety promie lasera nie przenika przez ro linno . Tłumi go równie
nieg i mgła. To powoduje, e transmisje laserowe maj ograniczone zastosowanie.