Kabel koncentryczny
Technologia oparta na tym kablu przechodzi do historii. Obarczona jest ona wieloma wadami, które powodują rezygnowanie z jej stosowania. Wyróżniamy 2 rodzaje kabla koncentrycznego:
• Ethernet gruby - 10Base-5 (ThickEthernet) oznaczenie kabla RG-8 i RG-11 o impedancji falowej 50 omów i grubości 1/2 ". Jego główną zaleta jest odległość miedzy stacjami wynosząca 500m. Praktycznie nieużywany, poza instalacjami w specjalnych celach. Elementy montażowe, karty sieciowe, sterowniki do aktualnych systemów operacyjnych trudne bądź niemożliwe do zdobycia.
Ethernet cienki - 10Base-2 (Thin Ethernet) oznaczenie kabla RG-58 o impedancji falowej 50 omów i grubości 1/4". Spotykany w starszych instalacjach sieciowych.
Źródlo transmisji: Elektryczne
Współpracujące topologie: 10Mb Ethernet
Maksymalna długość segmentu: 185 m
Minimalna długość kabla: 0.5 m
Maksymalna liczba stacji: 30 na jeden segment kabla
Maksymalna całkowita długość sieci: 925 m
Kabel koncentryczny - budowa
Kabel koncentryczny (koncentryk) składa się z zewnętrznej cylindrycznej osłony przewodzącej otaczającej pojedynczy, wewnętrzny przewód - te dwa przewodniki oddzielone są izolacją. W centrum kabla znajduję się pojedynczy przewód miedziany. (przewód transmisyjny, izolacja wewnętrzna, oplot ekranujący, izolacja zewnętrzna). Zakończenia kabla koncentrycznego: złącze BNC, terminator BNC, łącznik T)
Zalety kabla koncentrycznego:
-mało wrażliwy na zakłócenia i szumy (ze względu na posiadaną ekranizację); -tańszy niż ekranowany kabel skręcany; -bardziej odporny na uszkodzenia fizyczne (posiada twardą osłonę);
Wady kabla koncentrycznego:
-ograniczenie szybkości do 10Mbit;-niewygodny sposób instalacji (duże łącza, terminatory, laczki T, duża grubość i niewielka elastyczność kabla); -słaba skalowalność (problemy z dołączeniem nowego komputera); -niska odporność na poważne awarie (przerwanie kabla unieruchamia dużą część sieci);-trudności przy lokalizowaniu usterki.
Zastosowanie sieci koncentrycznej
Chociaż sieć 10Base-2 jest technologią wychodzącą z użytku, nadal może się okazać przydatna w niektórych zastosowaniach. Przykładowo przy instalacji małej sieci domowej- do 5 komputerów -koszt takiej instalacji jest o wiele niższy od instalacji z wykorzystaniem skrętki (tanie używane karty sieciowe, brak dodatkowych urządzeń sieciowych - koncentratora). Ponadto przy niewielkiej liczbie komputerów, problemy z diagnozowaniem uszkodzeń fizycznych sieci nie są zbyt duże. Ciekawym zastosowaniem tej technologii, stają się ostatnio sieci osiedlowe. W przypadku odległości pomiędzy blokami powyżej 100 m. często wykorzystuje się przewód koncentryczny. Dodatkowo, kabel ten jest mocniejszy mechanicznie i bardziej odporny na warunki zewnętrzne, co ułatwia jego instalację na zewnątrz budynków. W środowiskach o dużych szumach elektromagnetycznych, również objawiają się zalety kabla koncentrycznego.
Kabel miedziany - skrętka.
Kategorie i klasy skrętek
• Amerykańska norma EIA TIA 668A. Norma europejska EN 50171
• Kategoria 1 - tradycyjna, nieekranowana skrętka telefoniczna przystosowana do przesyłania głosu: nieprzystosowana do transmisji danych dużej emisji. Klasa A - realizacja usług telefonicznych z pasmem częstotliwości do 100 kHz.
• Kategoria 2 - nieekranowana skrętka: szybkość transmisji do 1 MHz: kabel ma zwykle 2 pary skręconych przewodów. Klasa B - okablowanie dla aplikacji głosowych i usług terminalowych z pasmem częstotliwości do 1 MHz.
• Kategoria 3 - skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz: kabel zawiera zwykle 4 pary skręconych przewodów
• Kategoria 4 - skrętka działająca z szybkością do 16 MHz: kabel zbudowany z 4 par przewodów. Klasa C — obejmuje typowe techniki sieci LAN: wykorzystuje pasmo częstotliwości do 16 MHz
• Kategoria 5 - skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym 100 omów: pozwala na transmisję danych z szybkością 100 MHz na odległość do 100 m. Klasa D - Dla szybkich sieci lokalnych: aplikacje wykorzystujące pasmo częstotliwości do 100 MHz
• Kategoria 6 - umożliwia transmisję z częstotliwością do 250 MHz Klasa E - stanowi najnowsze okablowanie; parametry jej określone są do częstotliwości 250 MHz
• Kategoria 7 - transmisja z szybkością do 600 MHz Klasa F - możliwa jest realizacja aplikacji wykorzystujących pasmo do 600 MHz: różni się ona od reszty klas stosowaniem kabli typu STP.
Kabel skrętka - rodzaje
- skrętka ekranowana (STP - Shielded Twisted-pair) budowa:
Osłona zewnętrzna; Wspólny ekran; Ekrany par; Skręcone pary
Plastikowa izolacja oznaczona kolorami
- skrętka foliowana (FTP - Foil Twisted-pair) zwany tez ScTP
Osłona zewnętrzna; Wspólny ekran; Skręcone pary; Plastikowa Izolacja oznaczona kolorami
- skrętka nieekranowana (UTP - Unshielded Twisted-pair)
Osłona zewnętrzna; Skrętka; Kolorowa, plastikowa izolacja
Końcówki skrętki (RJ-45): Kłosowana; Prosta
Parametry kabla skręcanego
Źródło transmisji: Elektryczne
Współpracujące topologie: 10Mb. 100Mb i 1Gb Ethernet, FDDI. ATM; Maksymalna długość kabla: 100 m
Min. Długość kabla: brak; Liczba stacji na kabel: 2
Zalety skrętki;
-najtańsze medium transmisji (jeśli chodzi o cenę metra, bez uwzględniania dodatkowych urządzeń); -wysoka prędkość transmisji (do 1000 Mb/s); -łatwe diagnozowanie uszkodzeń; łatwa instalacja; -odporność na poważne awarie (przerwanie kabla unieruchamia najczęściej tylko jeden komputer); -akceptowana przez wiele rodzajów sieci.
Wady skrętki:
-niższa długość odcinka kabla niż w innych mediach stosowanych w Ethernecie; -mała odporność na zakłócenia (skrętka nieekranowana); -niska odporność na uszkodzenia mechaniczne - konieczne jest instalowanie specjalnych listew naściennych itp.
Światłowód
Obecnie najnowocześniejszym medium transmisyjnym jest światłowód. Cienkie włókna szklane zamykane są w plastykowe osłony, co umożliwia ich zginanie nie powodując łamania. Nadajnik na jednym końcu światłowodu jest wyposażony w diodę świecącą lub laser, które służą do generowania impulsów świetlnych przesyłanych włóknem szklanym. Odbiornik na drugim końcu używa światłoczułego tranzystora do wykrywania tych impulsów. Stosowane typy światłowodów:
Jednomodowe- W celu uzyskania jednodomowej transmisji światła stosuje się światłowody o odpowiednio malej średnicy, porównywalnej z długością fali świetlnej. Służy do przesyłania jednego promienia światła, nazywanego modem podstawowym. W porównaniu ze światłowodem wielomodowym pozwala na transmisję na dłuższą odległość, bez stosowania wzmacniacza. Do 10 Gb/s. Głównie do sieci WAN.
Wielomodowe- fale światła wchodzą do szklanego kanału pod różnymi kątami. Światłowód przenosi wiele modów (promieni) światła, padających pod różnymi kątami do płaszcza światłowodu. W porównaniu ze światłowodem jednomodowym umożliwia transmisję na mniejszą odległość bez wzmacniacza sygnału. Głównie sieci LAN.
O skokowej lub o gradientowej zmianie współczynnika załamania.
Budowa światłowodu:
1.Włókno optyczną złożone z dwóch rodzajów szklą o różnych współczynnikach załamania: -cześć środkowa - rdzeń, najczęściej o średnicy 62.5 um (rzadziej 50um); -część zewnętrzną- płaszcz zewnętrzny, o średnicy 125 um;
2.Warstwa akrylowa; 3.Tuba - izolacja o średnicy 900 um.
4.Oplot kewlarowy; 5.Izolacja zewnętrzna.
Standardy transmisji światłowodowych
10BaseFL-transmisja 1OMb/s
Specyfikacja 1OBaseFL umożliwia transmisję w paśmie podstawowym z prędkością 10 Mops przez wielofunkcyjny kabel światłowodowy o średnicy 62.5/125 mikrona. Maksymalna długość kabla wynosi 2 km. Podobnie jak skrętka dwużyłowa, również światłowód nie może być rozgałęziany. 1OBaseFL może służyć do łączenia wzmacniaczy ze sobą, a nawet do łączenia serwerów ze wzmacniaczem. Połączenie tego typu jest nieco droższe niż porównywalne z nim połączenie 1OBaseT, ale może być stosowane w sieciach o większych rozmiarach.
1OBaseFOIRL-transmisja 10 Mb/s
1OBaseFOIRL jest najnowszym dodatkiem do specyfikacji 802.3. Skrót ten oznacza transmisję w paśmie podstawowym z prędkością 1OMbps, z wykorzystaniem łączy światłowodowych pomiędzy wzmacniaczami. Z tej definicji wynika, że technologia ta jest ograniczona wyłącznie do połączeń koncentrator - koncentrator za pomocą okablowania światłowodowego. Nie można przyłączać do niego żadnych innych urządzeń. 1OBaseFOIRL wykorzystuje kabel światłowodowy o średnicy 8.3 mikron. Technologia ta zapewnia efektywna transmisję sygnałów w paśmie podstawowym z prędkością 10 Mbps na odległość 5 km. Zasadniczą wadą tego rozwiązania jest jego cena, co ogranicza zainteresowanie nim na rynku.
100BaseFX-transmisja 1OOMb/s
100BaseFX jest światłowodowym odpowiednikiem 100BaseTX. 100BaseFX może obsługiwać transmisję danych z szybkością 1OOMbps na odległość do 400 metrów, wykorzystując dwie żyły kabla światłowodowego 62.5/125 mikronów.
1000BaseLX-transmisja 1000Mb/s
Jest proponowana, specyfikacją transmisji wykorzystującej lasery długofalowe. Przesyłane fale świetlne o długości 1300 nanometrów są uważane za fale długie. W przeciwności do 1000Base-SX - transmisja 1000Mb s. laser krótkofalowy - ok. 850nm.
Zalety światłowodów
Światłowód zdecydowanie przewyższa pod każdym względem tradycyjne kable miedziane: -szybkość, odległość, wierność transmisji - do 10 Gb/s przy odległościach do 200 km i stopie błędu mniej niż 10-9.
Wady światłowodów - negatywne efekty
Tłumienie światłowodu powodujące straty mocy optycznej sygnału. Powoduje ono ograniczenie odległości transmisji, a więc długości odcinków międzygeneratorowych.
Dyspersja powodująca poszerzenie czasowe impulsów i niebezpieczeństwo przypisania im błędnych wartości w odbiorniku. Poszerzenie to rośnie wraz z odległością transmisji.
Nieliniowość optyczna szkła powodująca również zniekształcenia impulsów.
Łączność bezprzewodowa.
Nie wymagają medium w postaci kabla Wykorzystuje się:
• Fale radiowe• Mikrofale• Fale światła podczerwonego •Światło laserowe
Radio
Sieci radiowe nie wymagają bezpośredniego fizycznego połączenia między komputerami. W zamian za to każdy uczestniczący w łączności komputer jest podłączony do anteny, która zarówno nadaje, jak i odbiera fale.
Standard IEEE 802.11
Zasięg: 60m; Max. Szybkość: 2Mb/s; Wrażliwość na zakłócenia: duża; Długość fali: 2.4 GHz; Połączenie: punkt-punkt. punkt-wiele punktów, punkt-punkt dostępowy sieci LAN; Warstwa fizyczna:
DSSS (rozproszenie widma z wykorzystaniem sekwencji bezpośredniej); FHSS (rozproszenie widma z przeskokiem częstotliwości);Podczerwień; Kodowanie: 40 bit RC4
Standard IEEE 802. 1b
Zasięg: 1OOm; Max.Szybkość: 11 Mb/s; Wrażliwość na zakłócenia: duża; Długość fali: 2.4 GHz; Połączenie: punkt-puukt. punkt-wiele punktów, punkt-punkt dostępowy sieci LAN; Warstwa fizyczna: DSSS (rozproszenie widma z wykorzystaniem sekwencji bezpośredniej); Kodowanie: 40 bit RC4. uwierzytelnienie
Standard IEEE 802.la
Zasięg : 75m; Max. Szybkość: 54 Mb/s; Wrażliwość na zakłócenia: duża; Długość fali: 5 GHz; Połączenie: punkt-punkt. punkt-wiele punktów, punkt-punkt dostępowy sieci LAN; Warstwa fizyczna: OFDM (52 podnośne, dla których stosuje się modulacje BPSK, QPSK lub QAM/64-QAM. Maksymalną szybkość transmisji (54 Mbit/s) uzyskuj e się dla modulacji 64-QAM (216 bitów danych na jeden symbol OFDM); Kodowanie: 40 bit RC4, uwierzytelnienie
Mikrofale
Mikrofale to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami ultrakrótkimi, zaliczane są do fal radiowych, przyjęto, że odpowiada im zakres 1mm-30cm (częstotliwość 1-300 GHz). W elektronice stosowanie sygnałów o częstotliwościach mikrofalowych oznacza, że rozmiary urządzenia (w najprostszym przypadku falowodu) są zbliżone do długości fali przenoszonego sygnału i opis obwodu przy pomocy elementów o stałych skupionych me jest wystarczająco dokładny.
Zastosowanie
-maser to urządzenie podobne do lasera, tyle, że działa w zakresie mikrofalowym; -mikrofale pozwalają na transmisję danych do satelitów (nie są pochłaniane przez atmosferę); -radar również posługuje się tym promieniowaniem; -telefony komórkowe standardu GSM pracują w częstotliwościach 870-960 MHz oraz 1710-1880MHz; -system globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości 1575 MHz; -bezprzewodowe sieci komputerowe (WLAN) jak np. IEEE 802.11 albo bluetooth używają mikrofal w zakresie 2.4 GHz bądź 5Hz (w przypadku 802.11a); -transmisja danych w telewizji kablowej odbywa się w tym samym zakresie, tyle że medium jest kabel a nie powietrze; -w nowoczesnych komputerach, jeśli mikroprocesor taktowany jest sygnałem rzędu 1 GHz lub większym
Anteny mikrofalowe
Sieci mikrofalowe są powszechnie wykorzystywane np. do
•komunikacji i przesyłania danych między szpitalami
•połączeń w publicznej telefonii naziemnej
•komunikacji głosowej i wizyjnej oraz wymiany danych między oddziałami banków
•komunikacji głosowej, wizyjnej oraz w transmisji danych przez przedsiębiorstwa zajmujące się wydobyciem ropy
Podczerwień (Irda)
Bezprzewodowe zdalne sterowniki używane w urządzeniach takich jak telewizory czy wieże stereo komunikują się za pomocą transmisji w podczerwieni. Taka transmisja jest ograniczona do malej przestrzeni i zwykle wymaga, aby nadajnik był nakierowany na odbiornik. Sprzęt wykorzystujący podczerwień jest w porównaniu z innymi urządzeniami niedrogi i nie wymaga anteny.
Transmisja w podczerwieni może być użyte w sieciach komputerowych do przenoszenia danych. Możliwe jest na przykład wyposażenia dużego pokoju w pojedyncze połączenie na podczerwień, które zapewnia dostęp sieciowy do wszystkich komputerów w pomieszczeniu. Komputery będą połączone siecią podczas przemieszczania ich w ramach tego pomieszczenia. Sieci oparte na podczerwieni są szczególnie wygodne w przypadku małych, przenośnych komputerów.
IRDA -Parametr: Właściwości
1.Podczerwień: 850 - 900 nm
2.Typ połączenia: punkt-punkt
3.Liczba kanałów: Jeden-do transmisji danych
4.Prędkość transmisji: obowiązkowo: 9,6 kb/s, opcjonalnie: 19,2 kb/s, 38,4 kb/s, 57,6 kb/s, 115,2 kb/s itd.
5.Zasięg i typ transmisji: do 1 m; urządzenia muszą się "widzieć"; kąt wiązki transmisji - 30°
6.Maksymalna liczba aktywnych urządzeń:2 połączenia
7. Multipleksacja: przestrzenna
8.:Emulacja portu: szeregowy + równoległy
Standard Bluetooth
Bluetooth jest standardem opisanym w specyfikacji IEEE 802.15.1. Specyfikacja informuje o zasięgu około 10m, choć w praktyce, w otwartym terenie, może on wynieść nawet do 200m. Używa fal radiowych w paśmie ISM 2.4 GHz. Urządzenie umożliwiające wykorzystanie tej technologii to Bluetooth Adapter.
Zasięg urządzenia determinowany jest przez klasę mocy:
-klasa 1 (100 mW) ma największy zasięg, do 100 m,
-klasa 2 (2.5 mW) najpowszechniejsza w użyciu, zasięg do 10 m,
-klasa 3 (1 mW) rzadko używana, z zasięgiem do 1 m.
Techniki transmisji
FDMA (ang. Frequency-Division Multiple Access) -wielodostęp z podziałem częstotliwości.
System współdzielenia medium poprzez przydział odpowiednich częstotliwości. Stosowany m.in. w GSM. gdzie transmisja odbywa się na różnych częstotliwościach rozłożonych co 200 kHz, w okolicy 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz lub 1900 MHz (w zależności od standardu GSM).
CDMA (ang. Code Division Multiple Access)
Metoda CDMA opiera się na tym, że wiele telefonów rozmawia równocześnie i na tej samej częstotliwości, z tym tylko, że dane przesyłane przez każdy telefon są odpowiednio zakodowane. Można to sobie wyobrazić jak rozmowę sześciu osób przy jednym stole, przy czym jedynie po dwie parami naprzeciw siebie Metoda ta opiera się na używaniu tzw. kodów Walsha. Polega to na tym, że jeden bit danej jest kodowany za pomocą odpowiedniej sekwencji bitowej, natomiast urządzenie odbierające za pomocą klucza potrafi wiadomość rozkodować. Sekwencja ta jest tak dobrana, że komunikat zakodowany tym właśnie kodem, którego się aktualnie używa jako klucza, zostaje wzmocniony, natomiast pozostałe komunikaty zostaną osłabione. Dzięki temu wszystkie komunikaty mogą się swobodnie mieszać ze sobą, nadajnik odbiera komunikaty od wszystkich telefonów zmieszane w jedno, a na nadajniku następuje dopiero odfiltrowanie każdego pojedynczego komunikatu za pomocą odpowiadającego mu kodu.
TDMA ( Time Division Multiple Access)
Jest cyfrową technologią transmisji, która pozwala pewnej liczbie użytkowników na dostęp do pojedynczej częstotliwości radiowej. Schemat transmisji w standardzie TDMA powiela trzy sygnały ponad jednym kanałem. Obecny standard TDMA dla telefonów komórkowych dzieli pojedynczy kanał na sześć odstępów czasowych, przy czym każdy sygnał używa dwóch odstępów. Każdemu użytkownikowi sieci komórkowej przypisany jest określony odstęp czasowy dla transmisji. Technika dostępu wykorzystywana w TDMA pozwala trzem użytkownikom dzielić częstotliwość 30 kHz. TDMA jest także techniką dostępu wykorzystywaną w europejskim standardzie cyfrowym oraz standardzie japońskim.