بسته به رسانه انتقال داده ، خطوط ارتباطی به شرح زیر تقسیم می شوند:

• سیمی (هوا)؛
• کابل (مس و فیبر نوری)؛
• کانالهای رادیویی زمینی و ماهواره ای.

خطوط ارتباطی سیم کشی (سربار)سیمهایی هستند که هیچ نوار عایق یا محافظ ندارند و بین قطبها قرار گرفته و در هوا آویزان شده اند. سیگنالهای تلفنی یا تلگراف بطور سنتی از طریق چنین خطوط ارتباطی منتقل می شوند ، اما در صورت عدم وجود سایر امکانات ، از این خطوط برای انتقال داده های رایانه نیز استفاده می شود. کیفیت سرعت و مصونیت صوتی از این خطوط مورد نظر باقی مانده است. امروزه خطوط ارتباطی سیمی به سرعت توسط کابل از بین می روند.

خطوط کابلیک طراحی نسبتاً پیچیده را نشان می دهد. کابل متشکل از هادی هایی است که در چند لایه عایق محصور شده اند: برق ، الکترومغناطیسی ، مکانیکی و احتمالاً آب و هوایی. علاوه بر این ، کابل را می توان به کانکتورهایی مجهز کرد که به شما امکان می دهد به سرعت تجهیزات مختلفی را به آن وصل کنید. سه نوع کابل اصلی در شبکه های رایانه ای استفاده می شود: کابل هایی که بر اساس جفت های پیچیده سیم های مسی ، کابل های کواکسیال با هسته مسی و کابلهای فیبر نوری استفاده می شوند.

یک جفت سیم پیچ خورده نامیده می شود جفت پیچ خورده (جفت پیچ خورده).جفت پیچ خورده در نسخه محافظ وجود دارد (Shielded Twistedpair ، STP) ،وقتی یک جفت سیم مسی در یک سپر عایق پیچیده شده و محافظت نشده است (Unshielded TwistedPair ، UTP) ،وقتی بند عایق وجود ندارد پیچاندن سیمها از تأثیر نویز خارجی بر روی سیگنالهای مفیدی که از طریق کابل منتقل می شوند ، می کاهد. کابل هممحوردارای یک طراحی نامتقارن است و از یک هسته داخلی مس و یک بند تشکیل شده است که توسط یک لایه عایق از هسته جدا می شود. انواع مختلف کابل کواکسیال وجود دارد که در مشخصات و کاربردها متفاوت است - برای شبکه های محلی ، شبکه های گسترده ، تلویزیون کابلی و غیره. کابل فیبر نوری (فیبر نوری)از الیاف نازک (5-60 میکرون) تشکیل شده است که در طی آن سیگنال های نوری پخش می شوند. این کیفی ترین نوع کابل است - انتقال داده را با سرعت بسیار زیاد (حداکثر 10 گیگابایت در ثانیه و بالاتر) فراهم می کند و علاوه بر این ، بهتر از انواع دیگر انتقال ، از داده ها در برابر تداخل خارجی محافظت می کند.

کانالهای رادیویی زمینی و ماهواره ایبا استفاده از فرستنده و گیرنده امواج رادیویی تشکیل می شوند. تعداد زیادی از انواع مختلف کانالهای رادیویی وجود دارد که هم در محدوده فرکانس مورد استفاده و هم در محدوده کانال متفاوت است. دامنه امواج کوتاه ، متوسط \u200b\u200bو طولانی (KB، CB و LW) که به آن دامنه های مدولاسیون دامنه نیز گفته می شود (Amplitude Modulation، AM) با توجه به نوع روش تعدیل سیگنال مورد استفاده در آنها ، ارتباط از راه دور را فراهم می کنند ، اما با سرعت انتقال داده پایین. کانال های با سرعت بالاتر آن دسته از باند های موج کوتاه (VHF) هستند که با مدولاسیون فرکانس (فرکانس مدولاسیون ، FM) و همچنین محدوده فرکانس فوق العاده بالا (مایکروویو یا مایکروویو) مشخص می شوند. در محدوده مایکروویو (بالاتر از 4 گیگاهرتز) ، دیگر سیگنال ها توسط یونوسفر زمین منعکس نمی شوند و ارتباط پایدار نیاز به دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده دارد. بنابراین ، چنین فرکانسهایی از کانالهای ماهواره ای یا کانالهای رله رادیویی استفاده می کنند ، در شرایطی که این شرایط راضی باشد.

امروزه در شبکه های رایانه ای تقریباً از همه انواع توصیف شده از رسانه های فیزیکی استفاده می شود ، اما فیبر نوری امیدوار کننده ترین است. امروز بزرگراه های شبکه های بزرگ سرزمینی و خطوط ارتباطی با سرعت بالا شبکه های محلی بر روی آنها ساخته شده است. یک رسانه محبوب همچنین یک جفت پیچ خورده است که با نسبت عالی کیفیت به ارزش و همچنین سهولت در نصب مشخص می شود. با استفاده از کابل جفت پیچ خورده ، آنها معمولاً کاربران نهایی شبکه ها را در مسافت تا 100 متر از توپی متصل می کنند. کانال های ماهواره ای و ارتباطات رادیویی بیشتر در مواردی استفاده می شود که ارتباطات کابلی امکان استفاده نباشد - به عنوان مثال ، هنگامی که یک کانال از یک منطقه کم جمعیت و یا برای برقراری ارتباط با کاربر شبکه تلفن همراه مانند راننده کامیون ، پزشک در حال عبور از مسیر و غیره عبور می کند.

کابل محصولی کاملاً پیچیده است که شامل رسانا ، لایه های صفحه و عایق است. در بعضی موارد ، کابل شامل کانکتورهایی است که کابل ها را به تجهیزات متصل می کنند. علاوه بر این ، از دستگاه های مختلف الکترومکانیکی به نام های مقطع ، جعبه های متقاطع یا کابینت ها برای اطمینان از تعویض سریع کابل ها و تجهیزات استفاده می شود.

در شبکه های رایانه ای از کابل هایی که استانداردهای خاصی را رعایت می کنند استفاده شده است که به شما امکان می دهد سیستم کابل شبکه را از کابل ها و دستگاه های متصل کننده سازنده های مختلف بسازید. امروزه متداول ترین معیارها در تمرین های جهانی موارد زیر است.

• استاندارد آمریکایی EIA / TIA-568A ، که به طور مشترک توسط چندین سازمان تهیه شده است: ANSI ، EIA / TIA و Underwriters Labs (UL). استاندارد EIA / TIA-568 مبتنی بر نسخه قبلی استاندارد EIA / TIA-568 و مکمل های آن در TSB-36 و TSB-40A است).
• استاندارد بین المللی ISO / IEC 11801.
• استاندارد اروپایی EN50173.

این استانداردها نزدیک به یکدیگر هستند و از بسیاری جهات الزامات یکسانی را به کابلها تحمیل می کنند. با این وجود ، بین این استانداردها اختلافاتی وجود دارد ، به عنوان مثال ، استاندارد بین المللی 11801 و EN50173 اروپایی شامل برخی از انواع کابل ها است که در استاندارد EIA / TAI-568A موجود نیست.

قبل از استاندارد EIA / TIA ، استاندارد آمریکایی نقش عمده ای داشت. سیستم های طبقه بندی کابلUnderwriters Labs ، به طور مشترک با Anixter توسعه یافت. این استاندارد بعداً در استاندارد EIA / TIA-568 گنجانیده شد.

علاوه بر این استانداردهای باز ، بسیاری از شرکتها در یک زمان استانداردهای شرکتی خود را توسعه داده اند که از بین آنها فقط یکی از اهمیت عملی برخوردار است - استاندارد IBM.

هنگام استاندارد سازی کابل ها ، یک رویکرد مستقل از پروتکل اتخاذ می شود. این بدان معناست که استاندارد خصوصیات الکتریکی ، نوری و مکانیکی را مشخص می کند که باید نوع خاصی از کابل یا محصول اتصال دهنده را برآورده کند - یک کانکتور ، یک جعبه متقابل و غیره. با این وجود ، برای این پروتکل که برای این کابل در نظر گرفته شده است ، استاندارد تصریح نمی کند. بنابراین ، شما نمی توانید کابل را برای پروتکل اترنت یا FDDI خریداری کنید ، فقط باید بدانید که چه نوع کابل های استاندارد از پروتکل های اترنت و FDDI پشتیبانی می کنند.

در نسخه های قبلی این استاندارد ها ، فقط مشخصات کابل ، بدون کانکتور تعریف شده است. در آخرین نسخه های استاندارد ، الزامات اتصال عناصر به نظر می رسد (اسناد TSB-36 و TSB-40A ، که بعداً به استاندارد 568A تبدیل شدند) ، و همچنین خط (کانال)نمایندگی یک مونتاژ معمولی از عناصر یک سیستم کابل ، متشکل از یک سیم از محل کار تا محل خروجی ، خود پریز ، کابل اصلی (تا 90 متر طول برای کابل جفت پیچ خورده) ، یک نقطه گذار (به عنوان مثال ، یک پریز برق دیگر یا یک اتصال متقاط سفت و سخت) و یک سیم به تجهیزات فعال ، مانند هاب یا سوئیچ

ما بدون توجه به ویژگی های عناصر اتصال و خطوط مونتاژ شده ، فقط بر روی نیازهای اساسی برای کابل ها خود خواهیم ماند.

استانداردهای کابل ویژگی های زیادی را بیان می کند که مهمترین آنها در زیر ذکر شده است (دو مورد اول از آنها با جزئیات کافی در نظر گرفته شده اند).

تمرکز استانداردهای مدرن روی کابل های جفت پیچ خورده و کابل های فیبر نوری است.

محیط فیزیکی پایه ای است که وسیله فیزیکی اتصال بر روی آن ساخته شده است. رابط با وسایل فیزیکی اتصال از طریق یک محیط فیزیکی لایه فیزیکی را فراهم می کند. اتر ، فلزات ، شیشه نوری و کوارتز بطور گسترده به عنوان یک ماده فیزیکی مورد استفاده قرار می گیرند. در سطح فیزیکی واسطه ای است که از طریق آن داده ها منتقل می شوند. رسانه داده ممکن است شامل فن آوری های کابل و بی سیم باشد. اگرچه کابلهای فیزیکی متداولترین واسطه ارتباطات شبکه هستند ، به دلیل توانایی آنها در اتصال به شبکه های گسترده ، فناوریهای بی سیم به طور فزاینده ای معرفی می شوند.

در سطح بدنی برای کابلهای فیزیکی ، خصوصیات مکانیکی و الکتریکی (نوری) محیط انتقال تعیین می شود که شامل موارد زیر است:

نوع کابل ها و اتصالات.

تکلیف پین در اتصالات.

برنامه کدگذاری سیگنال برای مقادیر 0 و 1.

لایه پیوند کنترل دسترسی و انتقال رسانه را از طریق یک روش انتقال داده کانال تعریف می کند. در شبکه های محلی ، پروتکل های لایه پیوند توسط رایانه ها ، پل ها ، سوئیچ ها و روترها استفاده می شوند. در رایانه ها ، توابع سطح پیوند با تلاش ترکیبی از آداپتورهای شبکه و درایورهای آنها اجرا می شود.

کابلهای ارتباطی ، خطوط ارتباطی ، کانالهای ارتباطی

برای سازماندهی ارتباط در شبکه ها ، از مفاهیم زیر استفاده می شود:

کابل های ارتباطی؛

خطوط ارتباطی؛

کانالهای اتصال.

خطوط ارتباطی از کابل های ارتباطی و سایر عناصر (نصب ، اتصال دهنده ها ، روکش ها و غیره) ساخته می شوند. گذاشتن یک خط در داخل ساختمان کار بسیار جدی است. طول خطوط ارتباطی از ده ها متر تا دهها هزار کیلومتر متغیر است. هر خط ارتباط کم و بیش جدی به جز کابل ها شامل: ترانشه ها ، چاه ها ، اتصالات ، عبور از رودخانه ها ، دریا و اقیانوس ها ، و همچنین حفاظت از رعد و برق (و همچنین انواع دیگر محافظت) خطوط است. امنیت ، بهره برداری ، تعمیر خطوط ارتباطی بسیار پیچیده است. نگهداری کابل های ارتباطی تحت فشار بیش از حد ، جلوگیری از (در برف ، باران ، باد ، در سنگر و چاه ، در رودخانه و در پایین دریا). مشکلات حقوقی از جمله هماهنگی تخمگذار خطوط ارتباطی به ویژه در سطح شهر بسیار دشوار است. به این ترتیب خط (اتصال) از کابل متفاوت است.

خطوط در حال حاضر ساخته شده کانال های ارتباطی را سازماندهی می کنند. علاوه بر این ، اگر یک خط ، به عنوان یک قاعده ، ساخته شده و همه به یکباره ، کانال های ارتباطی به تدریج معرفی می شوند. در حال حاضر در خط شما می توانید اتصال دهید ، اما چنین استفاده از سازه های بسیار گران قیمت بسیار ناکارآمد است. بنابراین ، از تجهیزات کانال سازی استفاده می شود (یا همانطور که قبلاً می گفتند تراکم خط). برای هر مدار الکتریکی ، که از دو سیم تشکیل شده است ، آنها نه تنها به یک جفت مشترک (یا رایانه) بلکه به صدها یا هزاران نفر ارتباط برقرار می کنند: حداکثر 10،800 کانال فرکانس تونی (0.3-3.4 کیلوهرتز) بر روی یک جفت کواکسیال در یک کابل از راه دور تشکیل می شود. ) یا تقریباً به همان اندازه دیجیتال ، با پهنای باند 64 Kbps.

اگر کابل های ارتباطی در دسترس باشند ، خطوط ارتباطی ایجاد می شوند ، و کانال های ارتباطی در حال حاضر در خطوط ارتباطی ایجاد می شوند. خطوط ارتباطی و کانالهای ارتباطی در گره های ارتباطی پیچیده می شوند. خطوط ، کانالها و گره ها شبکه ارتباطی اولیه را تشکیل می دهند.

انواع کابل و سیستم های کابل کشی ساخت یافته

انواع مختلفی از کابل ها به عنوان واسطه انتقال داده ها استفاده می شوند: کابل کواکسیال ، کابل مبتنی بر کابل جفت پیچ خورده محافظ و محافظت نشده و کابل فیبر نوری. کابل بدون جفت پیچ خورده Unshielded که تقریباً در کلیه استانداردها و فن آوری های مدرن شبکه های محلی وجود دارد و پهنای باند حداکثر 100 Mb / s (در کابل های دسته 5) را در اختیار شما قرار می دهد ، در حال تبدیل شدن به محبوب ترین نوع رسانه برای انتقال داده در مسافت های کوتاه (تا 100 متر) است. کابل فیبر نوری هم برای ساخت ارتباطات محلی و هم برای شکل گیری ستون فقرات شبکه جهانی بطور گسترده استفاده می شود. کابل فیبر نوری می تواند پهنای باند کانال بسیار بالایی (حداکثر تا چند گیگابایت بر ثانیه) و انتقال از مسافت های مهم (تا چند ده کیلومتر بدون تقویت سیگنال واسطه) را فراهم کند.

به عنوان واسطه انتقال داده ها در شبکه های رایانه ای ، از امواج مختلف الکترومغناطیسی نیز استفاده می شود. با این حال ، تاکنون در شبکه های محلی ارتباطات رادیویی فقط در مواردی مورد استفاده قرار می گیرد که برای مثال غیرممکن است که کابل را مثلاً در ساختمان ها غیرممکن کنید. این به دلیل عدم اطمینان فن آوری های شبکه بر اساس استفاده از تابش الکترومغناطیسی است. برای ساخت کانال های جهانی ، از این نوع رسانه انتقال داده ها بطور گسترده استفاده می شود - کانال های ارتباطی ماهواره ای و کانال های رله رادیویی زمینی که در مناطق دید مستقیم در محدوده مایکروویو فعالیت می کنند بر روی آن ساخته شده اند.

ساختن پایه و اساس شبکه - سیستم کابل - بسیار مهم است. اخیراً ، یک سیستم کابل کشی ساخت یافته به عنوان فونداسیون قابل اعتماد به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

سیستم کابل کشی ساخت یافته (SCS) مجموعه ای از عناصر سوئیچینگ (کابل ، کانکتور ، کانکتور ، پانل متقاطع و کابینت) و همچنین روشی برای استفاده مشترک آنها است که به شما امکان می دهد ساختارهای ارتباطی منظم و به راحتی قابل ارتقا در شبکه های رایانه ای ایجاد کنید.

مزایای سیستم کابل کشی ساخت یافته.

جهانی بودن. با داشتن یک سازمان متفکر ، یک سیستم کابل کشی ساخت یافته می تواند تبدیل به یک رسانه واحد برای انتقال داده های رایانه ای در یک شبکه محلی شود.

عمر سرویس را افزایش دهید. دوره پیری یک سیستم کابل کشی به خوبی ساختار یافته می تواند 8-10 سال باشد.

هزینه اضافه کردن کاربران جدید و تغییر مکان های آنها را کاهش دهید. هزینه سیستم کابل عمدتا نه با هزینه کابل بلکه با هزینه تخمگذار آن تعیین می شود.

امکان گسترش آسان شبکه. سیستم کابل کشی ساخت یافته مدولار است ، بنابراین رشد آن بسیار آسان است و به شما امکان می دهد به راحتی و با هزینه کمتری به تجهیزات پیشرفته تری تبدیل شوید که نیازهای رو به رشد سیستم های ارتباطی را برآورده کند.

ارائه خدمات کارآمدتر سیستم کابل کشی ساخت یافته تعمیر و نگهداری و عیب یابی را تسهیل می کند.

قابلیت اطمینان. سیستم کابل کشی ساخت یافته ، قابلیت اطمینان را افزایش داده است ، زیرا معمولاً تولید تمام اجزای آن و پشتیبانی فنی توسط یک شرکت تولیدی انجام می شود.

چندین نوع کابل مختلف وجود دارد که در شبکه های مدرن مورد استفاده قرار می گیرند. در زیر متداول ترین انواع کابل ذکر شده است. کابل های مسی بسیاری از انواع کابل های برقی را که برای تخمگذار شبکه های تلفنی و هم برای نصب LAN استفاده می شود ، تشکیل می دهند. طبق ساختار داخلی ، کابلهای جفت پیچ خورده و کابلهای کواکسیال وجود دارد.

کابل جفت پیچ خورده (پیچ خوردهجفت)

یک جفت پیچ خورده کابل است که در آن یک جفت عایق عایق با تعداد کمی از چرخش در طول واحد پیچ \u200b\u200bخورده است. پیچاندن سیمها باعث کاهش صدای الکتریکی خارجی در هنگام انتشار سیگنال از طریق کابل می شود و جفت های درزگیر محافظ باعث افزایش بیشتر میزان ایمنی نویز سیگنال ها می شوند.

کابل جفت پیچ خورده در بسیاری از فناوری های شبکه از جمله اترنت ، ARCNet و IBM Token Ring استفاده می شود.

کابل های زوج پیچ خورده به دو دسته تقسیم می شوند: UTP بدون محافظ (Unshielded Twisted Pair) و کابل های مسی محافظ. دومی به دو نوع تقسیم می شوند: با محافظت از هر جفت و یک صفحه مشترک STP (Shielded Twisted Pair) و تنها با یک صفحه FTP مشترک (Foiled Twisted Pair). وجود یا عدم وجود صفحه نمایش روی کابل به هیچ وجه به معنای حضور یا عدم محافظت از داده های منتقل شده نیست ، بلکه فقط از رویکردهای مختلف برای سرکوب تداخل صحبت می کند. نبود صفحه نمایش باعث می شود کابل های محافظت نشده در برابر لرزها انعطاف پذیر تر و مقاوم تر باشند. علاوه بر این ، آنها برای کارکرد عادی مانند نمونه های محافظ به یک حلقه زمین گران قیمت احتیاج ندارند. کابل های محافظت نشده از نظر ایده آل برای نصب داخلی در مطب ها مناسب هستند ، و کابل های محافظ به بهترین وجه برای نصب در مکان هایی با شرایط ویژه کار استفاده می شوند ، به عنوان مثال در کنار منابع بسیار قوی تابش الکترومغناطیسی که معمولاً در مطب ها یافت نمی شوند.

	فرکانس سیگنال منتقل شده (MHz)

کابلهای کواکسیال

کابل های کواکسیال در تجهیزات رادیویی و تلویزیونی استفاده می شوند. کابل های کواکسیال می توانند داده ها را با سرعت 10 مگابیت در ثانیه در حداکثر فاصله 185 تا 500 متر منتقل کنند. آنها بسته به ضخامت به ضخیم و نازک تقسیم می شوند. انواع کابلهای کواکسیال در جدول آورده شده است. 4.2.

کابل Thinnet که به کابل RG-58 معروف است ، پرکاربردترین ماده ذخیره کننده فیزیکی است. شبکه ها به تجهیزات اضافی احتیاج ندارند و ساده و ارزان هستند. اگرچه یک کابل کواکسیال نازک (اترنت نازک) امکان انتقال در مسافت کوتاهتر از یک ضخامت را فراهم می کند ، کانکتورهای استاندارد BNC از نوع بی سیم CP-50 برای اتصالات با یک کابل نازک استفاده می شوند و به دلیل کم هزینه بودن آن ، در واقع برای LAN های اداری معمولاً استاندارد می شوند. مورد استفاده در فناوری اترنت 10Base2.

جدول 4.2. انواع کابل کواکسیال

	نام ، مقدار مقاومت
	Thicknet ، 50 اهم
	تینت ، 50 اهم ، رسانای مس محکم جامد
	تینت ، 50 اهم ، رسانا رشته ای
	پهن باند / تلویزیون کابلی ، 75 اهم
	پهن باند / تلویزیون کابل ، 50 اهم
	ARCNet ، 93 اهم

یک کابل کواکسیال ضخیم (اترنت ضخیم) دارای درجه ایمنی بیشتر از سر و صدا ، استحکام مکانیکی بیشتری است ، اما به منظور ایجاد شاخه هایی برای اتصال به LAN ، به دستگاه مخصوصی برای سوراخ کردن کابل نیاز دارد. این گرانتر و انعطاف پذیر تر از نازک است. مورد استفاده در فناوری اترنت 10Base5 ، که در زیر شرح داده شده است. شبکه های ARCNet با ارسال توکن معمولاً از کابل RG-62 A / U استفاده می کنند.

کابل فیبر نوری

از ویژگی های بارز سیستم های فیبر نوری ، هزینه بالای خود کابل (در مقایسه با مس) و عناصر نصب تخصصی (سوکت ، کانکتور ، اتصال و غیره) است. درست است ، سهم اصلی در هزینه شبکه توسط قیمت تجهیزات شبکه فعال شبکه های فیبر انجام می شود.

شبکه های فیبر نوری برای کانال های پر سرعت افقی مورد استفاده قرار می گیرند ، و همچنین به طور فزاینده ای برای کانال های ارتباطی عمودی (اتصالات داخلی) استفاده می شوند.

کابل فیبر نوری انتقال داده های پر سرعت را در مسافت های طولانی فراهم می کند. آنها همچنین در برابر مداخلات و استراق سمع مصون هستند. کابل فیبر نوری از نور برای انتقال سیگنالها استفاده می کند. فیبر مورد استفاده به عنوان یک فیبر باعث می شود تا سیگنال ها از مسافت های طولانی با سرعت زیاد منتقل شوند ، اما کار با آن گران و دشوار است.

برای نصب کانکتورها ، انشعاب ، عیب یابی در کابل فیبر نوری ، دستگاه های ویژه و صلاحیت های بالا مورد نیاز است. کابل فیبر نوری از یک رشته شیشه ای مرکزی تشکیل شده است که چندین میکرون ضخامت دارد و دارای یک غلاف شیشه ای مداوم است. همه اینها ، به نوبه خود ، در پوسته محافظ بیرونی پنهان است.

خطوط فیبر نوری نسبت به اتصالات ضعیف در اتصالات بسیار حساس هستند. در چنین کابل هایی از LED به عنوان منبع نوری استفاده می شود و با تغییر شدت نور ، اطلاعات رمزگذاری می شوند. در انتهای دریافت کابل ، ردیاب پالسهای نوری را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می کند.

دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد - تک حالت و چند حالته. کابل های تک حالته قطر کمتری دارند ، هزینه بالاتری دارند و امکان انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی را دارند. از آنجا که پالس های نوری می توانند از یک جهت حرکت کنند ، سیستم های کابل فیبر نوری باید برای هر بخش یک کابل ورودی و یک کابل خروجی داشته باشند. کابل فیبر نوری نیاز به کانکتورهای ویژه و نصب بسیار ماهر دارد.

انتخاب و توجیه رسانه انتقال داده ها

1. مشخصات عمومی رسانه انتقال داده

رسانه های ارتباطی به دو دسته تقسیم می شوند. محیط انتقال کابل (حامل) - با یک هادی مرکزی که در یک غلاف پلاستیکی بسته شده است.

کابل ها به طور گسترده در شبکه های محلی کوچک مورد استفاده قرار می گیرند. یک کابل معمولاً سیگنال هایی را در انتهای طیف الکترومغناطیسی انتقال می دهد ، که یک جریان الکتریکی معمولی و بعضاً امواج رادیویی است.

محیط انتقال داده های بی سیم شامل استفاده از فرکانس های بالاتر طیف الکترومغناطیسی است.

اینها امواج رادیویی ، مایکروویو و اشعه مادون قرمز هستند. چنین محیطی برای رایانه های تلفن همراه یا شبکه هایی که داده ها را از مسافت های طولانی انتقال می دهند ، ضروری است. معمولاً در شبکه های سازمانی و شبکه های جهانی مورد استفاده قرار می گیرد (در تلفن همراه از سیگنال مایکروویو برای انتقال سیگنال استفاده می شود).

شبکه هایی که چندین مکان را پوشانده اند ، اغلب از ترکیبی از رسانه های کابل و وایرلس استفاده می کنند.

هنگام انتخاب نوع بهینه رسانه ، باید از خصوصیات زیر محیط داده مطلع باشید:

- هزینه؛

- پیچیدگی نصب؛

- پهنای باند؛

- میرایی سیگنال.

- حساسیت به تداخل الکترومغناطیسی (EMI ، تداخل الکترو مغناطیسی).

- امکان گوش دادن غیرمجاز.

هزینه. هزینه هر رسانه داده باید با عملکرد و منابع موجود مقایسه شود.

پیچیدگی نصب. پیچیدگی نصب به شرایط خاص بستگی دارد ، اما می توان مقایس general کلی در رسانه انتقال داده را انجام داد. برخی از انواع رسانه ها با استفاده از ابزارهای ساده نصب می شوند و به آموزش زیادی احتیاج ندارند ، برخی دیگر نیاز به آموزش طولانی مدت کارمندان دارند و نصب آنها بهترین راه حل برای متخصصان است.

توان قابلیت های رسانه داده معمولاً توسط پهنای باند ارزیابی می شود. در ارتباطات ، مفهوم "پهنای باند" به معنی دامنه فرکانس های منتقل شده توسط رسانه داده است. در شبکه ها ، تعداد بیت های قابل انتقال از طریق این رسانه در هر ثانیه برآورد می شود. روش های انتقال سیگنال همچنین بر پهنای باند کابل تأثیر می گذارد.

تعداد گره ها مشخصه مهم شبکه تعداد کامپیوترهایی است که به راحتی می توانند به کابلهای شبکه وصل شوند. هر سیستم کابل شبکه دارای تعداد گره های طبیعی است که بیش از حد آنها به استفاده از دستگاه های ویژه نیاز دارد: پل ها ، روترها ، تکرار کننده ها و هاب ها ، که شبکه را گسترش می دهند.

ضعف سیگنال هنگام انتقال ، سیگنالهای الکترومغناطیسی ضعیف می شوند. این پدیده تضعیف نامیده می شود.

تداخل الکترومغناطیسی. تداخل الکترومغناطیسی (EMI) روی سیگنال منتقل شده تأثیر می گذارد. آنها در اثر امواج الکترومغناطیسی خارجی ایجاد می شوند که سیگنال مفید را تحریف می کنند و این امر رمزگشایی رایانه گیرنده را دشوار می کند. برخی از رسانه ها نسبت به سایرین حساس به تداخل الکترومغناطیسی هستند. تداخل همچنین نویز خوانده می شود.

به عنوان یک وسیله انتقال داده در ارتباطات الکترونیکی ، می توانید از موارد زیر استفاده کنید:

· کابل هممحور؛

سیم جفت پیچ خورده (جفت پیچ خورده)؛

· کابل فیبر نوری؛

· اشعه مادون قرمز؛

· محدوده رادیویی مایکروویو؛

محدوده پخش رادیو.

امروزه اکثر قریب به اتفاق شبکه های رایانه ای در بیشتر موارد از سیم یا کابل برای اتصال استفاده می کنند.

بنابراین ، شرکت بلدن ، تولید کننده پیشرو کابل ها ، فروشگاهی را منتشر می کند که در آن بیش از 2200 نوع آنها ارائه می شود. خوشبختانه ، اکثر شبکه ها فقط از سه گروه کابل اصلی استفاده می کنند:

1. کابل کواکسیال؛

2. جفت پیچ خورده (جفت پیچ خورده):

unshielded (Unshielded Twisted Pair، UTP)؛

محافظت شده (Shielded Twisted Pair، STP)؛

3. کابل فیبر نوری.

2. کابل ها بر اساس جفت پیچ خورده

جفت های پیچ خورده در ارزان ترین و تا به امروز شاید محبوب ترین کابل ها استفاده می شوند.

کابل جفت پیچ خورده یک جفت سیم مسی عایق پیچ خورده در یک غلاف تک دی الکتریک (پلاستیک) است. برای تخمگذاری کاملاً انعطاف پذیر و مناسب است.

به طور معمول ، دو یا چهار جفت پیچ خورده در کابل گنجانده شده است. جفت های پیچیده نشده محافظت شده با ایمنی ضعیف از تداخل الکترومغناطیسی خارجی و همچنین ایمنی ضعیف از استراق سمع به منظور ، برای مثال ، جاسوسی صنعتی مشخص می شوند.

رهگیری اطلاعات منتقل شده هم با استفاده از روش تماس (با استفاده از دو سوزن گیر شده در کابل) و هم با استفاده از روش غیر تماسی امکان پذیر است که این امر باعث می شود تا از طریق رادیو از میدان های الکترومغناطیسی ساطع شده توسط کابل کاسته شود. برای از بین بردن این معایب از محافظ محافظ استفاده می شود.

در مورد یک جفت پیچ خورده محافظ STP ، هر جفت پیچ خورده در یک سپر فلزی قرار می گیرند تا میزان انتشار کابل را کاهش دهند ، در برابر تداخل الکترومغناطیسی خارجی محافظت کنند و از تأثیر متقابل جفت های سیم بر روی یکدیگر بکاهند (متقاطع - متقاطع). به طور طبیعی ، جفت تاب خورده محافظ بسیار گرانتر از unshielded است و در هنگام استفاده از آن باید از کانکتورهای محافظ مخصوص استفاده کنید ، بنابراین بسیار کمتر از جفت پیچ خورده نشده محافظت می شود.

مهمترین مزیت جفت های پیچ خورده بدون محافظت سهولت نصب اتصالات در انتهای کابل و همچنین سهولت در تعمیر هرگونه آسیب در مقایسه با انواع دیگر کابل است. تمام مشخصات دیگر از کابل های دیگر بدتر است.

طبق استاندارد EIA / TIA 568 ، پنج دسته از کابل ها بر اساس جفت پیچ خورده نشده محافظت شده (UTP) وجود دارد.

3. کابلهای کواکسیال

کابل کواکسیال یک کابل برقی متشکل از یک سیم مرکزی و یک نوار فلزی است که توسط یک لایه دی الکتریک (عایق داخلی) از هم جدا می شود و در یک غلاف خارجی مشترک قرار می گیرد.

تا همین اواخر ، کابل کواکسیال به دلیل ایمنی زیاد سر و صدا (به دلیل داشتن نوار فلزی) و همچنین سرعت بالاتر داده (حداکثر 500 مگابیت در ثانیه) بیشتر از همه کابل جفت پیچ خورده و مسافتهای انتقال بزرگ مجاز (بیشتر) تا 1 کیلومتر و بالاتر)

اتصال مکانیکی به آن برای گوش دادن غیرمجاز به شبکه دشوارتر است ، همچنین تابش الکترومغناطیسی به مراتب کمتری به خارج می بخشد.

با این حال ، نصب و تعمیر کابل کواکسیال بسیار پیچیده تر از کابل جفت پیچ خورده است ، و هزینه آن نیز بالاتر است (حدود 1.5-3 برابر گرانتر از یک کابل بر اساس جفت پیچ خورده است). پیچیده تر نصب کانکتورها در انتهای کابل است. بنابراین ، اکنون کمتر از جفت پیچ خورده استفاده می شود.

کابل کواکسیال عمدتاً در شبکه هایی با توپولوژی اتوبوس استفاده می شود.

هنگام جابجایی نوار چوب در دو یا چند نقطه ، نه تنها تجهیزات شبکه ، بلکه کامپیوترهای متصل به شبکه نیز می توانند از کار بیفتند. ترمیناتورها لزوماً باید با کابل سازگار باشند ، یعنی مقاومت آنها باید برابر با امپدانس موج کابل باشد.

به عنوان مثال ، اگر از کابل 50 اهم استفاده شده باشد ، فقط ترمینال های 50 اهم برای آن مناسب هستند.

دو نوع کابل کواکسیال وجود دارد:

یک کابل نازک به قطر حدود 0.5 سانتی متر انعطاف پذیرتر است.

یک کابل ضخیم با قطر حدود 1 سانتی متر بطور قابل توجهی سفت تر است. این یک نسخه کلاسیک از کابل کواکسیال است که تقریباً کاملاً با کابل نازک مدرن تر جایگزین شده است.

یک کابل نازک برای انتقال در مسافت های کوتاهتر از یک کابل ضخیم استفاده می شود ، زیرا سیگنال در آن به شدت ضعیف می شود. اما با داشتن یک کابل نازک کار بسیار راحت تر است: می توان آن را به سرعت در هر کامپیوتر نصب کرد ، و ضخیم نیاز به تثبیت سفت و سخت روی دیوار اتاق دارد.

اتصال به یک کابل نازک (با استفاده از کانکتورهای BNC از نوع bayonet) ساده تر بوده و نیازی به تجهیزات اضافی ندارد و برای اتصال به یک کابل ضخیم ، شما باید از دستگاه های مخصوص و گران قیمت ای استفاده کنید که پوسته های آن را سوراخ کرده و با هر دو هسته مرکزی و صفحه نمایش تماس برقرار کند.

یک کابل ضخیم تقریباً دو برابر کابل نازک است. بنابراین ، کابل نازک بسیار بیشتر استفاده می شود.

هزینه برای هر صندلی یک کابل کواکسیال نازک برای هر ایستگاه کاری قیمت کمتری دارد - حدود 25 دلار. شما می توانید این کابل ها را با کانکتورهایی که از قبل متصل شده اند خریداری کنید.

هر کسی می تواند چنین کابل هایی را قرار دهد - آنها به سادگی با زنجیره ای از کامپیوتر به رایانه وصل می شوند.

تخمگذار کابل کواکسیال ضخیم معمولاً در هر ایستگاه حدود 50 دلار قیمت دارد. علاوه بر این ، برای هر ایستگاه به فرستنده فرستنده (حدود 100 دلار) نیاز خواهد بود.

محدودیت مسافت. طول کل اتوبوس روی یک کابل کواکسیال نازک محدود به 185 متر است .کابل کواکسیال ضخیم دارای حد 500 متر (در سازه های بدون تکرار) است.

4- کابلهای فیبر نوری

کابل فیبر نوری (با نام فیبر نوری) یک نوع کابل اساساً متفاوت در مقایسه با دو نوع کابل برقی یا مسی است که در نظر گرفته شده است.

اطلاعات در مورد آن نه توسط یک سیگنال الکتریکی بلکه توسط نور منتقل می شوند. عنصر اصلی آن فیبر شیشه ای شفاف است که از طریق آن نور از فاصله های زیادی (تا ده ها کیلومتر) با میرایی جزئی عبور می کند.

ساختار کابل فیبر نوری بسیار ساده و شبیه به ساختار کابل برقی کواکسیال است ، فقط به جای سیم مسی مرکزی از فایبرگلاس نازک (با قطر حدود 1-10 میکرومتر) استفاده می کند و به جای عایق داخلی ، یک لایه شیشه ای یا پلاستیکی دارد که اجازه عبور از نور را از فایبرگلاس نمی دهد.

کابل فیبر نوری از ویژگی های استثنایی برای مصونیت صوتی و حریم خصوصی اطلاعات منتقل شده برخوردار است.

هیچ تداخل الکترومغناطیسی خارجی ، در اصل ، نمی تواند سیگنال نوری را تحریف کند ، و این سیگنال به طور اساسی تابش الکترومغناطیسی خارجی را ایجاد نمی کند.

اتصال به این نوع کابل برای گوش دادن غیرمجاز به شبکه تقریبا غیرممکن است ، زیرا این امر نیاز به نقض تمامیت کابل دارد.

از لحاظ تئوریکی ، پهنای باند احتمالی چنین کابل به 10 گیگاهرتز می رسد ، که نسبت به سایر کابل های برقی غیرقابل مقایسه است. هزینه کابل فیبر نوری دائما در حال کاهش است.

کاهش ضعیف سیگنال در کابل های فیبر نوری در فرکانس های مورد استفاده در شبکه های محلی در حدود 5 دسی بل / کیلومتر است. مهمترین آنها پیچیدگی بالای نصب است.

اگرچه کابل های فیبر نوری همچنین امکان انشعاب سیگنال را فراهم می کنند (برای این منظور تقسیم کننده های ویژه برای 2-8 کانال تولید می شوند) ، به عنوان یک قاعده ، آنها برای انتقال داده ها فقط در یک جهت ، بین یک فرستنده و یک گیرنده استفاده می شوند.

همچنین در برابر اشعه یونیزه نیز حساس است ، به همین دلیل شفافیت فیبر شیشه کاهش می یابد ، یعنی. میرایی سیگنال افزایش می یابد. کابل های فیبر نوری نیز به استرس مکانیکی حساس هستند (شوک ، سونوگرافی) - به اصطلاح اثر میکروفون. برای کاهش آن ، از پوسته های نرم جذب کننده صدا استفاده کنید.

کابل فیبر نوری فقط در شبکه هایی با توپولوژی "ستاره" و "حلقه" استفاده می شود. در این حالت ، هیچ مشکلی برای هماهنگی و پایه گذاری وجود ندارد. کابل جداسازی کامل گالوانیک کامپیوترهای شبکه را فراهم می کند.

دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد:

کابل چند حالته (یا چند حالته) - ارزان تر ، اما کیفیت کمتری؛

کابل تک حالته گران تر است اما از ویژگی های بهتری برخوردار است.

یک کابل تک حالته دارای قطر فیبر مرکزی حدود 1.3 میکرون است و نور را تنها با طول موج یکسان (1.3 میکرون) منتقل می کند.

در یک کابل چند حالته ، مسیرهای پرتوهای نور پراکندگی قابل توجهی دارند ، در نتیجه شکل موج در انتهای دریافت کابل تحریف می شود. فیبر مرکزی قطر 62.5 میکرون و قطر غلاف خارجی آن 125 میکرون است (این نوع گاهی اوقات به عنوان 62.5 / 125 نیز گفته می شود). طول موج نور در کابل چند حالته 85/0 میکرومتر است.

طول کابل مجاز به 2-5 کیلومتر می رسد.

تأخیر معمولی برای متداول ترین کابل ها 4/5 نانومتر در متر است.

محدودیت مسافت. در اترنت 10Base-FL ، فاصله کابل فیبر نوری چند حالته تا 2000 متر محدود است و در هنگام استفاده از Fast Ethernet 100Base-F ، تا 400 متر محدود است.

هر دو محدودیت مربوط به خصوصیات زمانی اترنت است و نه به خصوصیات کابل مربوط به خود.

حد پهنای باند برای کابلهای فیبر نوری مدرن برابر 622 Mb / s با فاصله 1000 متر است با هر بار کاهش طول کابل به نصف ، پهنای باند آن دو برابر می شود.

یک کانال رادیویی از انتقال اطلاعات با استفاده از امواج رادیویی استفاده می کند ، بنابراین می تواند برای بسیاری از ده ها ، صدها و حتی هزاران کیلومتر ارتباط برقرار کند.

سرعت انتقال می تواند به دهها مگابیت در ثانیه برسد (در اینجا مقدار زیادی به طول موج انتخاب شده و روش رمزگذاری بستگی دارد). با این حال ، در شبکه های محلی ، کانال رادیویی به دلیل هزینه نسبتاً زیاد دستگاههای انتقال و دریافت ، ایمنی کم سر و صدا ، عدم عدم امنیت کامل اطلاعات منتقل شده و قابلیت اطمینان کم از ارتباطات ، بسیار مورد استفاده قرار نگرفت.

اما برای شبکه های جهانی ، کانال رادیویی اغلب تنها راه حل ممکن است ، زیرا ارتباط با جهان را با استفاده از فرستنده های ماهواره ای نسبتاً آسان می کند. آنها همچنین از یک کانال رادیویی برای اتصال دو یا چند شبکه محلی که در فاصله دور از یکدیگر قرار دارند ، به یک شبکه واحد متصل می شوند.

میز 1

900 مگاهرتز با 1 k! طیف گسترده ای از سیگنال	چنین راه حلهایی به طور معمول پهنای باند 2 مگابیت در ثانیه را از مسافت 5000 متری تهیه می کنند .این شبکه های رادیویی تقریباً به همان روش تلفن های همراه کار می کنند و نیازی به فرستنده و گیرنده در خط دید ندارند. هزینه آنها معمولاً حدود 5000 دلار در هر ایستگاه است
با انتقال به طور گسترده ای	استفاده از باند 2.4 گیگاهرتزی دارای مجوز FCC است و در حال حاضر برنامه ریزی شده است دستگاه هایی که در این باند کار می کنند را آزاد کنند.
با انتقال به طور گسترده ای	راه حل های موجود در باند 5.8 گیگاهرتزی انتقال داده با سرعتی در حدود 6 مگابیت در ثانیه از فاصله 244 متر را فراهم می کند.این دستگاه ها انرژی کمی مصرف می کنند و پهنای باند بیشتری نسبت به گزینه های 900 مگاهرتزی ارائه می دهند ، اما برای برقراری ارتباط در مسافت های طولانی مناسب نیستند. هزینه حدود 1000 دلار برای هر ایستگاه است
انتقال مایکروویو 23 گیگاهرتز	در میان راه حل های بی سیم ، انتقال مایکروویو 23 گیگاهرتز بهترین ویژگی ها را از نظر عملکرد و فاصله ارائه می دهد. اینگونه تصمیمات به صورت نقطه به نقطه اجرا می شوند و گیرنده و فرستنده باید مطابق دید باشند. آنها به شما امکان می دهند داده ها را با سرعت 6 مگابیت در ثانیه از مسافت 50 کیلومتر منتقل کنید ، اما نسبت به هوا بسیار حساس هستند و بسیار گران هستند. هزینه برای هر ایستگاه معمولاً 15000 دلار است

کانال مادون قرمز همچنین نیازی به اتصال سیم ندارد ، زیرا از رادیاتور مادون قرمز برای ارتباط استفاده می کند (مانند کنترل از راه دور یک تلویزیون خانگی).

مزیت اصلی آن در مقایسه با کانال رادیویی عدم حساسیت به تداخل الکترومغناطیسی است ، که اجازه می دهد مثلاً در شرایط تولید از آن استفاده شود.

درست است ، در این حالت ، قدرت انتقال نسبتاً بالایی لازم است به طوری که دیگر منابع تابش حرارتی (مادون قرمز) تحت تأثیر قرار نگیرند. ارتباطات مادون قرمز همچنین در شرایط هوای بسیار غبار آلود ضعیف عمل می کند.

محدود کردن نرخ انتقال اطلاعات از طریق کانال مادون قرمز از 5-10 مگابیت در ثانیه تجاوز نمی کند.

کانالهای مادون قرمز به دو گروه تقسیم می شوند.

کانال های دید مستقیم که در آن ارتباط از طریق پرتوهای مستقیماً از فرستنده به گیرنده انجام می شود. علاوه بر این ، ارتباط تنها در صورت عدم وجود موانع بین رایانه ها در شبکه امکان پذیر است. طول خط دید می تواند به چندین کیلومتر برسد.

کانالهای پرتوی پراکنده که بر روی سیگنالهایی منعکس شده از دیوارها ، سقفها ، کفها و موانع دیگر عمل می کنند. موانع در این مورد وحشتناک نیستند ، اما ارتباطات فقط در همان محلها قابل انجام است.

انتخاب و توجیه رسانه انتقال داده ها

1. مشخصات عمومی رسانه انتقال داده

رسانه های ارتباطی به دو دسته تقسیم می شوند. محیط انتقال کابل (حامل) - با یک هادی مرکزی که در یک غلاف پلاستیکی بسته شده است.

کابل ها به طور گسترده در شبکه های محلی کوچک مورد استفاده قرار می گیرند. یک کابل معمولاً سیگنال هایی را در انتهای طیف الکترومغناطیسی انتقال می دهد ، که یک جریان الکتریکی معمولی و بعضاً امواج رادیویی است.

محیط انتقال داده های بی سیم شامل استفاده از فرکانس های بالاتر طیف الکترومغناطیسی است.

اینها امواج رادیویی ، مایکروویو و اشعه مادون قرمز هستند. چنین محیطی برای رایانه های تلفن همراه یا شبکه هایی که داده ها را از مسافت های طولانی انتقال می دهند ، ضروری است. معمولاً در شبکه های سازمانی و شبکه های جهانی مورد استفاده قرار می گیرد (در تلفن همراه از سیگنال مایکروویو برای انتقال سیگنال استفاده می شود).

شبکه هایی که چندین مکان را پوشانده اند ، اغلب از ترکیبی از رسانه های کابل و وایرلس استفاده می کنند.

هنگام انتخاب نوع بهینه رسانه ، باید از خصوصیات زیر محیط داده مطلع باشید:

هزینه؛

پیچیدگی نصب؛

توان؛

ضعف سیگنال؛

قرار گرفتن در معرض تداخل الکترومغناطیسی (EMI ، الکترو مغناطیسی)

امکان گوش دادن غیرمجاز.

هزینه. هزینه هر رسانه داده باید با عملکرد و منابع موجود مقایسه شود.

پیچیدگی نصب. پیچیدگی نصب به شرایط خاص بستگی دارد ، اما می توان مقایس general کلی در رسانه انتقال داده را انجام داد. برخی از انواع رسانه ها با استفاده از ابزارهای ساده نصب می شوند و به آموزش زیادی احتیاج ندارند ، برخی دیگر نیاز به آموزش طولانی مدت کارمندان دارند و نصب آنها بهترین راه حل برای متخصصان است.

توان قابلیت های رسانه داده معمولاً توسط پهنای باند ارزیابی می شود. در ارتباطات ، مفهوم "پهنای باند" به معنی دامنه فرکانس های منتقل شده توسط رسانه داده است. در شبکه ها ، تعداد بیت های قابل انتقال از طریق این رسانه در هر ثانیه برآورد می شود. روش های انتقال سیگنال همچنین بر پهنای باند کابل تأثیر می گذارد.

تعداد گره ها مشخصه مهم شبکه تعداد کامپیوترهایی است که به راحتی می توانند به کابلهای شبکه وصل شوند. هر سیستم کابل شبکه دارای تعداد گره های طبیعی است که بیش از حد آنها به استفاده از دستگاه های ویژه نیاز دارد: پل ها ، روترها ، تکرار کننده ها و هاب ها ، که شبکه را گسترش می دهند.

ضعف سیگنال هنگام انتقال ، سیگنالهای الکترومغناطیسی ضعیف می شوند. این پدیده تضعیف نامیده می شود.

تداخل الکترومغناطیسی. تداخل الکترومغناطیسی (EMI) روی سیگنال منتقل شده تأثیر می گذارد. آنها در اثر امواج الکترومغناطیسی خارجی ایجاد می شوند که سیگنال مفید را تحریف می کنند و این امر رمزگشایی رایانه گیرنده را دشوار می کند. برخی از رسانه ها نسبت به سایرین حساس به تداخل الکترومغناطیسی هستند. تداخل همچنین نویز خوانده می شود.

به عنوان یک وسیله انتقال داده در ارتباطات الکترونیکی ، می توانید از موارد زیر استفاده کنید:

· کابل هممحور؛

سیم جفت پیچ خورده (پیچ خورده)؛

· کابل فیبر نوری؛

· اشعه مادون قرمز؛

· محدوده رادیویی مایکروویو؛

محدوده پخش رادیو.

امروزه اکثر قریب به اتفاق شبکه های رایانه ای در بیشتر موارد از سیم یا کابل برای اتصال استفاده می کنند.

بنابراین ، شرکت بلدن ، تولید کننده پیشرو کابل ها ، فروشگاهی را منتشر می کند که در آن بیش از 2200 نوع آنها ارائه می شود. خوشبختانه ، اکثر شبکه ها فقط از سه گروه کابل اصلی استفاده می کنند:

1. کابل کواکسیال (هم محور)؛

2. جفت پیچ خورده (پیچ خورده):

Unshielded (Unshielded Twisted Pair، UTP)؛

Shielded (Shielded Twisted Pair، STP)؛

3. کابل فیبر نوری.

2. کابل ها بر اساس جفت پیچ خورده

جفت های پیچ خورده در ارزان ترین و تا به امروز شاید محبوب ترین کابل ها استفاده می شوند.

کابل جفت پیچ خورده یک جفت سیم مسی عایق پیچ خورده در یک غلاف تک دی الکتریک (پلاستیک) است. برای تخمگذاری کاملاً انعطاف پذیر و مناسب است.

به طور معمول ، دو یا چهار جفت پیچ خورده در کابل گنجانده شده است. جفت های پیچیده نشده محافظت شده با ایمنی ضعیف از تداخل الکترومغناطیسی خارجی و همچنین ایمنی ضعیف از استراق سمع به منظور ، برای مثال ، جاسوسی صنعتی مشخص می شوند.

رهگیری اطلاعات منتقل شده هم با استفاده از روش تماس (با استفاده از دو سوزن گیر شده در کابل) و هم با استفاده از روش غیر تماسی امکان پذیر است که این امر باعث می شود تا از طریق رادیو از میدان های الکترومغناطیسی ساطع شده توسط کابل کاسته شود. برای از بین بردن این معایب از محافظ محافظ استفاده می شود.

در مورد کابل جفت پیچ خورده محافظ ، هر یک از جفت های پیچ خورده در یک صفحه بافته فلزی قرار می گیرند تا میزان انتشار کابل را کاهش دهند ، در برابر تداخل الکترومغناطیسی خارجی محافظت کنند و از تأثیر متقابل جفت های سیم بر روی یکدیگر (کاهش متقابل - متقاطع) استفاده کنند. به طور طبیعی ، جفت تاب خورده محافظ بسیار گرانتر از unshielded است و در هنگام استفاده از آن باید از کانکتورهای محافظ مخصوص استفاده کنید ، بنابراین بسیار کمتر از جفت پیچ خورده نشده محافظت می شود.

مهمترین مزیت جفت های پیچ خورده بدون محافظت سهولت نصب اتصالات در انتهای کابل و همچنین سهولت در تعمیر هرگونه آسیب در مقایسه با انواع دیگر کابل است. تمام مشخصات دیگر از کابل های دیگر بدتر است.

طبق استاندارد EIA / TIA568 ، پنج دسته از کابل ها بر اساس جفت پیچ خورده نشده محافظت شده (UTP) وجود دارد.

3. کابلهای کواکسیال

کابل کواکسیال یک کابل برقی متشکل از یک سیم مرکزی و یک نوار فلزی است که توسط یک لایه دی الکتریک (عایق داخلی) از هم جدا می شود و در یک غلاف خارجی مشترک قرار می گیرد.

تا همین اواخر ، کابل کواکسیال به دلیل ایمنی زیاد سر و صدا (به دلیل داشتن نوار فلزی) و همچنین سرعت بالاتر داده (حداکثر 500 مگابیت در ثانیه) بیشتر از همه کابل جفت پیچ خورده و مسافتهای انتقال بزرگ مجاز (بیشتر) تا 1 کیلومتر و بالاتر)

اتصال مکانیکی به آن برای گوش دادن غیرمجاز به شبکه دشوارتر است ، همچنین تابش الکترومغناطیسی به مراتب کمتری به خارج می بخشد.

با این حال ، نصب و تعمیر کابل کواکسیال بسیار پیچیده تر از کابل جفت پیچ خورده است ، و هزینه آن نیز بالاتر است (حدود 1.5-3 برابر گرانتر از یک کابل بر اساس جفت پیچ خورده است). پیچیده تر نصب کانکتورها در انتهای کابل است. بنابراین ، اکنون کمتر از جفت پیچ خورده استفاده می شود.

کابل کواکسیال عمدتاً در شبکه هایی با توپولوژی اتوبوس استفاده می شود.

هنگام جابجایی نوار چوب در دو یا چند نقطه ، نه تنها تجهیزات شبکه ، بلکه کامپیوترهای متصل به شبکه نیز می توانند از کار بیفتند. ترمیناتورها لزوماً باید با کابل سازگار باشند ، یعنی مقاومت آنها باید برابر با امپدانس موج کابل باشد.

به عنوان مثال ، اگر از کابل 50 اهم استفاده شده باشد ، فقط ترمینال های 50 اهم برای آن مناسب هستند.

دو نوع کابل کواکسیال وجود دارد:

1) یک کابل نازک با قطر حدود 0.5 سانتی متر انعطاف پذیر تر است.

2) یک کابل ضخیم با قطر حدود 1 سانتی متر بسیار محکم تر است. این یک نسخه کلاسیک از کابل کواکسیال است که تقریباً کاملاً با کابل نازک مدرن تر جایگزین شده است.

یک کابل نازک برای انتقال در مسافت های کوتاهتر از یک کابل ضخیم استفاده می شود ، زیرا سیگنال در آن به شدت ضعیف می شود. اما با داشتن یک کابل نازک کار بسیار راحت تر است: می توان آن را به سرعت در هر کامپیوتر نصب کرد ، و ضخیم نیاز به تثبیت سفت و سخت روی دیوار اتاق دارد.

اتصال به یک کابل نازک (با استفاده از کانکتورهای نوع BNC-bayonet) ساده تر است و به تجهیزات اضافی احتیاج ندارد و برای اتصال به یک کابل ضخیم باید از دستگاه های مخصوص و گران قیمت ای استفاده کنید که پوسته های آن را سوراخ کرده و تماس برقرار کند - هم با هسته مرکزی و هم با صفحه نمایش.

یک کابل ضخیم تقریباً دو برابر کابل نازک است. بنابراین ، کابل نازک بسیار بیشتر استفاده می شود.

هزینه برای هر صندلی یک کابل کواکسیال نازک برای هر ایستگاه کاری قیمت کمتری دارد - حدود 25 دلار. شما می توانید این کابل ها را با کانکتورهایی که از قبل متصل شده اند خریداری کنید.

هر کسی می تواند چنین کابل هایی را قرار دهد - آنها به سادگی با زنجیره ای از کامپیوتر به رایانه وصل می شوند.

تخمگذار کابل کواکسیال ضخیم معمولاً در هر ایستگاه حدود 50 دلار قیمت دارد. علاوه بر این ، برای هر ایستگاه به فرستنده فرستنده (حدود 100 دلار) نیاز خواهد بود.

محدودیت مسافت. طول کل اتوبوس روی یک کابل کواکسیال نازک محدود به 185 متر است .کابل کواکسیال ضخیم دارای حد 500 متر (در سازه های بدون تکرار) است.

4- کابلهای فیبر نوری

کابل فیبر نوری (با نام فیبر نوری) یک نوع کابل اساساً متفاوت در مقایسه با دو نوع کابل برقی یا مسی است که در نظر گرفته شده است.

اطلاعات در مورد آن نه توسط یک سیگنال الکتریکی بلکه توسط نور منتقل می شوند. عنصر اصلی آن فیبر شیشه ای شفاف است که از طریق آن نور از فاصله های زیادی (تا ده ها کیلومتر) با میرایی جزئی عبور می کند.

ساختار کابل فیبر نوری بسیار ساده و شبیه به ساختار کابل برقی کواکسیال است ، فقط به جای سیم مسی مرکزی از فایبرگلاس نازک (با قطر حدود 1-10 میکرومتر) استفاده می کند و به جای عایق داخلی ، یک لایه شیشه ای یا پلاستیکی دارد که اجازه عبور از نور را از فایبرگلاس نمی دهد.

کابل فیبر نوری از ویژگی های استثنایی برای مصونیت صوتی و حریم خصوصی اطلاعات منتقل شده برخوردار است.

هیچ تداخل الکترومغناطیسی خارجی ، در اصل ، نمی تواند سیگنال نوری را تحریف کند ، و این سیگنال به طور اساسی تابش الکترومغناطیسی خارجی را ایجاد نمی کند.

اتصال به این نوع کابل برای گوش دادن غیرمجاز به شبکه تقریبا غیرممکن است ، زیرا این امر نیاز به نقض تمامیت کابل دارد.

صفحه 27   از 27 مبانی فیزیکی انتقال داده    (خطوط ارتباطی)

مبانی فیزیکی انتقال داده

هر فناوری شبکه باید انتقال مطمئن و سریع داده های گسسته را از طریق خطوط ارتباطی فراهم کند. اگرچه تفاوتهای زیادی بین فن آوری ها وجود دارد ، اما آنها براساس اصول کلی انتقال داده های گسسته بنا شده اند. این اصول در روشهای نمایش باینری و صفرها با استفاده از سیگنالهای پالس یا سینوسی در خطوط ارتباطی با ماهیت بدنی مختلف ، روشهای تشخیص و تصحیح خطاها ، روشهای فشرده سازی و روشهای تعویض تجسم یافته است.

  خطوط   ارتباطات

شبکه های اولیه ، خطوط و کانال های ارتباطی

هنگام توصیف یک سیستم فنی که اطلاعات را بین گره های شبکه انتقال می دهد ، چندین نام در ادبیات یافت می شود: خط ارتباطی ، کانال کامپوزیت ، کانال ، لینک.غالباً این اصطلاحات به عنوان مترادف استفاده می شوند و در بسیاری از موارد این مشکلی ایجاد نمی کند. در عین حال ، ویژگی خاصی در استفاده از آنها وجود دارد.

ارتباط دادن(پیوند) بخشی است که انتقال داده را بین دو گره شبکه همسایه فراهم می کند. یعنی پیوند شامل دستگاههای سوئیچینگ و تعدد فشار متوسط \u200b\u200bنیست.

کانال(کانال) اغلب به بخشی از پهنای باند پیوندی که هنگام تعویض به طور مستقل استفاده می شود ، اشاره دارد. به عنوان مثال ، یک لینک شبکه اصلی می تواند از 30 کانال تشکیل شده باشد که هر یک از آنها پهنای باند 64 Kbps را تشکیل می دهند.

کانال کامپوزیت(مدار) مسیری بین دو گره انتهای یک شبکه است. کانال کامپوزیت توسط کانالهای جداگانه پیوندهای میانی و اتصالات داخلی در سوئیچ ها تشکیل می شود. غالباً قسمت "کامپوزیت" حذف شده و اصطلاح "کانال" به معنای کانال کامپوزیت و همچنین کانال بین گره های مجاور است ، یعنی در یک لینک.

خط ارتباطیمی تواند به عنوان مترادف برای هر یک از سه اصطلاح دیگر استفاده شود.

در شکل دو گزینه برای خط ارتباط را نشان می دهد. در مورد اول ( و) این خط از یک بخش کابل چند ده متر تشکیل شده است و یک پیوند است. در مورد دوم (b) ، خط ارتباطی یک کانال کامپوزیتی است که در یک شبکه دارای مدار مستقر مستقر است. چنین شبکه ای ممکن است باشد شبکه اولیهیا شبکه تلفنی

با این حال ، برای یک شبکه رایانه ای ، این خط یک لینک است ، زیرا دو گره همسایه را به هم متصل می کند ، و تمام تجهیزات واسطه سوئیچینگ برای این گره ها شفاف است. دلیل سوء تفاهم متقابل در سطح اصطلاحات متخصصان رایانه و متخصصان شبکه اولیه در اینجا مشخص است.

شبکه های اولیه به منظور ارائه خدمات کانال انتقال داده ها برای شبکه های رایانه ای و تلفنی بخصوص ساخته شده اند ، که در مورد این موارد گفته می شود که آنها "در بالای" شبکه های اولیه کار می کنند. شبکه های نصب شده

طبقه بندی خطوط ارتباطی

خط ارتباطی   به طور کلی یک محیط فیزیکی است که از طریق آن سیگنالهای اطلاعات الکتریکی ، تجهیزات انتقال داده و تجهیزات واسطه منتقل می شوند. محیط فیزیکی انتقال داده (رسانه فیزیکی) می تواند یک کابل باشد ، یعنی مجموعه ای از سیم ها ، پوسته های عایق و محافظ و اتصالات و همچنین جو زمین یا فضای بیرونی که از طریق آن امواج الکترومغناطیسی پخش می شوند.

در حالت اول ، آنها در مورد صحبت می کنند محیط سیمیو در مورد دوم بی سیم.

در سیستم های ارتباطی مدرن مخابرات ، اطلاعات با استفاده از انتقال داده می شوند جریان برق یا ولتاژ ، سیگنال های رادیویی یا سیگنال های نوری   - تمام این فرایندهای فیزیکی نوسانات میدان الکترومغناطیسی با فرکانسهای مختلف است.

خطوط سیم کشی (سربار)ارتباطات سیمهایی هستند که هیچ نوار عایق یا محافظ ندارند و بین قطبها قرار دارند و در هوا آویزان می شوند. در گذشته های اخیر ، چنین خطوط ارتباطی اصلی ترین موارد برای انتقال سیگنال های تلفنی یا تلگراف بودند. امروزه خطوط ارتباطی سیمی به سرعت توسط کابل از بین می روند. اما در بعضی جاها آنها هنوز هم حفظ شده اند و در صورت عدم وجود امکانات دیگر ، همچنان برای انتقال داده های رایانه ای مورد استفاده قرار می گیرند. کیفیت سرعت و مصونیت صوتی از این خطوط مورد نظر باقی مانده است.

خطوط کابلیک طراحی نسبتاً پیچیده کابل متشکل از هادی هایی است که در چند لایه عایق محصور شده اند: برق ، الکترومغناطیسی ، مکانیکی و احتمالاً آب و هوایی. علاوه بر این ، کابل را می توان به کانکتورهایی مجهز کرد که به شما امکان می دهد به سرعت تجهیزات مختلفی را به آن وصل کنید. در شبکه های رایانه ای (و ارتباط از راه دور) از سه نوع کابل اصلی استفاده می شود: کابل های مبتنی بر جفت های پیچیده سیم های مسی - سیم بهم تابیده بدون محافظ(Unshielded Twisted Pair، UTP) و جفت پیچ خورده محافظ(Shielded Pred Twisted Pair، STP) ، کابل های کواکسیالدارای هسته مسی ، کابلهای فیبر نوری. دو نوع کابل اول نیز گفته می شود کابل های مسی.

کانالهای رادیوییارتباطات زمینی و ماهواره ای با استفاده از فرستنده و گیرنده امواج رادیویی شکل می گیرد. انواع گسترده ای از کانال های رادیویی وجود دارد که هم در محدوده فرکانس مورد استفاده و هم در محدوده کانال متفاوت است. باند های رادیویی پخش کنید(امواج بلند ، متوسط \u200b\u200bو کوتاه) ، همچنین خوانده می شود باندهای AMدامنه های مدولاسیون دامنه یا دامنه (مدولاسیون دامنه ، AM) ارتباط از راه دور را فراهم می کند ، اما با سرعت پایین داده ها. سریعتر کانالهایی هستند که از آن استفاده می کنند دامنه فرکانس بسیار بالا(فرکانس بسیار بالا ، VHF) که برای آن مدولاسیون فرکانس (FM) استفاده می شود. برای انتقال داده نیز استفاده می شود محدوده فرکانس فوق العاده بالا(فرکانس فوق العاده بالا ، UHF) ، همچنین نامیده می شود محدوده مایکروویو(بیش از 300 مگاهرتز). در فرکانسهای بالاتر از 30 مگاهرتز ، سیگنال ها دیگر توسط یونوسفر زمین منعکس نمی شوند و ارتباط پایدار نیاز به یک دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده دارد. بنابراین ، چنین فرکانس هایی از کانال های ماهواره ای یا کانال های رله رادیویی یا شبکه های محلی یا موبایل استفاده می کنند ، در شرایطی که این شرط راضی باشد.