Лекция 1. Системы телеобработки данных Лекция 2. Классификация и архитектура информационновычислительных сетей
 Скачать 1.06 Mb.
|
|
Лекция№6. Виды и характеристики кабелей. Стандарты кабелей. План: Стандарты кабелей коаксиальный кабель Кабель «витая пара» Волоконно-оптический кабель Сравнительные характеристики сетевых проводников Проводные и беспроводные компьютерные сети Стандарты кабелей Наиболее часто в качестве среды передачи используются: 1). Медные кабели для пересылки электрических сигналов; 2). Волоконно-оптические кабели для пересылки световых сигналов; 3). Атмосфера для пересылки света или радиоволн.  Тонкий коаксиальный кабель состоит из медного проводника, окруженного диэлектрическим монитором, который, в свою очередь, заключен в плетеный металлический экран и далее в защитную пластиковую оболочку. Кабель «витая пара» содержит четыре пары (т. е. восемь проводников) проводов. Каждый проводник имеет пластиковую оболочку с цветовым кодированием, однозначно определяющим проводник в кабеле. Каждая пара проводников скручена для повышения защищенности передаваемых сигналов от внешних помех. Все пары размещаются в общей пластиковой защитной оболочке. В некоторых типах кабелей пары могут быть скручены все вместе.    Волоконно-оптический кабель состоит из цилиндрического стеклянного сердечника (ядра) диаметром 62,5 мкм, окруженного оптической оболочкой, защищающей ядро и отражающей свет обратно в ядро. Оптическая оболочка заключена в силовую кевларовую оболочку. Весь кабель имеет дополнительную защитную оболочку из поливинилхлорида. В отличие от тонкого коаксиального кабеля или кабеля «витая пара», в волоконно-оптическом кабеле для передачи данных используется свет. Источником света обычно служит светоизлучающий диод, формирующий сигнал в видимом инфракрасном диапазоне. На другом конце кабеля устанавливается другой светодиод, принимающий световой сигнал. 2.6 Сравнительные характеристики сетевых проводников
Проводные и беспроводные компьютерные сети Беспроводная локальная сеть — это локальная сеть, использующая беспроводные каналы связи. Впервые беспроводные локальные сети, появившиеся в конце 80-х годов, были представлены на рынке как замена традиционных локальных сетей. Обычно беспроводная локальная сеть соединяется с кабельной локальной сетью, и эта область приложения называется расширением локальных сетей.  Рис. Пример конфигурации одной ячейки беспроводной локальной сети Конфигурацию, показанную на рисунке, можно назвать одной ячейкой беспроводной локальной сети. Вопросы: Стандарты кабелей коаксиальный кабель Кабель «витая пара» Волоконно-оптический кабель Сравнительные характеристики сетевых проводников Проводные и беспроводные компьютерные сети Лекция№7. Ethernet: на витой паре, на коаксиальном (толстом и тонком) кабеле. План: Методы доступа в сетях Метод доступа CSMA/CD Возникновение коллизии Ethernet Методы доступа в сетях Метод доступа к передающей среде - метод, обеспечивающий выполнение совокупности правил, по которым узлы сети получают доступ к ресурсу. Существуют два основных класса методов доступа: детерминированные, недетерминированные. При детерминированных методах доступа передающая среда распределяется между узлами с помощью специального механизма управления, гарантирующего передачу данных узла в течение некоторого, достаточно малого интервала времени. Недетерминированные - случайные методы доступа предусматривают конкуренцию всех узлов сети за право передачи. Возможны одновременные попытки передачи со стороны нескольких узлов, в результате чего возникают коллизии. Метод доступа CSMA/CD Метод доступа, используемый в сетях Ethernet на разделяемой проводной среде, носи название CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Détection — прослушивание несущей частоты с множественным доступом и распознаванием коллизий).  Рис. 12.6. Метод случайного доступа CSMA/CD Возникновение коллизии Механизм прослушивания среды и пауза между кадрами не гарантируют исключения ситуации, когда две или более станции одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия, так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации. Ethernet Наибольшее распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Впервые она появилась в 1972 году (разработчиком выступила известная фирма Xerox). Сеть оказалась довольно удачной. В 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE Стандарт получил название IEEE 802.3 (по-английски читается как «eight oh two dot three»). Он определяет множественный доступ к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи, то есть с уже упоминавшимся методом доступа CSMA/CD. Этому стандарту удовлетворяли и некоторые другие сети, так как уровень его детализации невысок. В результате сети стандарта IEEE 802.3 нередко были несовместимы между собой как по конструктивным, так и по электрическим характеристикам. Однако в последнее время стандарт IEEE 802.3 считается стандартом именно сети Ethernet. Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802.3: топология – шина; среда передачи – коаксиальный кабель; скорость передачи – 10 Мбит/с; максимальная длина сети – 5 км; максимальное количество абонентов – до 1024; длина сегмента сети – до 500 м; количество абонентов на одном сегменте – до 100; метод доступа – CSMA/CD; передача узкополосная, то есть без модуляции (моноканал). Строго говоря, между стандартами IEEE 802.3 и Ethernet существуют незначительные отличия, но о них обычно предпочитают не вспоминать. В классической сети Ethernet применялся 50-омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако в последнее время (с начала 90-х годов) наибольшее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. В 1995 году появился дополнительный стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (так называемый Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. В 1997 году появилась и версия на скорость 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802.3z). Помимо стандартной топологии шина все шире применяются топологии типа пассивная звезда и пассивное дерево. При этом предполагается использование репитеров и репитерных концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. В результате может сформироваться древовидная структура на сегментах разных типов (рис.7.1). -  Рис. 7.1. Классическая топология сети Ethernet Главное требование к полученной в результате топологии – чтобы в ней не было замкнутых путей (петель). Фактически получается, что все абоненты соединены в физическую шину, так как сигнал от каждого из них распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад (как в кольце). Максимальная длина кабеля сети в целом (максимальный путь сигнала) теоретически может достигать 6,5 километров, но практически не превышает 3,5 километров. В сети Fast Ethernet не предусмотрена физическая топология шина, используется только пассивная звезда или пассивное дерево. К тому же в Fast Ethernet гораздо более жесткие требования к предельной длине сети. Ведь при увеличении в 10 раз скорости передачи и сохранении формата пакета его минимальная длина становится в десять раз короче. Таким образом в 10 раз уменьшается допустимая величина двойного времени прохождения сигнала по сети (5,12 мкс против 51,2 мкс в Ethernet). Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный манчестерский код. Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему равноправие абонентов. В сети используются пакеты переменной длины со структурой, представленной на рис. 7.2. (цифры показывают количество байт)  Рис. 7.2. Структура пакета сети Ethernet Развитие технологии Ethernet идет по пути все большего отхода от первоначального стандарта. Применение новых сред передачи и коммутаторов позволяет существенно увеличить размер сети. Отказ от манчестерского кода (в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) обеспечивает увеличение скорости передачи данных и снижение требований к кабелю. Отказ от метода управления CSMA/CD (при полнодуплексном режиме обмена) дает возможность резко повысить эффективность работы и снять ограничения с длины сети. Тем не менее, все новые разновидности сети также называются сетью Ethernet. Вопросы: Методы доступа в сетях Метод доступа CSMA/CD Возникновение коллизии Ethernet Лекция№8. Проблемы с сетевым доступом. Поиск компьютеров в сети План: Сегменты ЛВС Ethernet Ограничения сегментов Ethernet по расстоянию Увеличение длины сегмента ЛВС Домены коллизий Сегменты ЛВС Ethernet   Длина сегмента - это важная характеристика при использовании технологии Ethernet в ЛВС. В этом разделе описываются сегменты и их ограничения.Сегмент - это сетевое соединение по отдельному непрерывному сетевому кабелю. Кабели и сегменты Ethernet могут действовать на ограниченном расстоянии, за пределами которого передача данных ухудшается из-за шумов в линии, ослабления уровня сигнала и несоответствия требованиям множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD) для обнаружения коллизий. Тип кабеля, скорость передачи данных и метод модуляции влияют на максимальную длину сегмента. Любое устройство, которое работает на уровне 1 модели взаимодействия открытых систем (OSI), не ограничивает сегмент Ethernet ЛВС, так как устройства уровня 1 только повторяют электрические сигналы. Для каждой спецификации Ethernet определен необходимый тип кабеля, скорость передачи данных и метод модуляции, которые в свою очередь определяют максимальную длину сегмента, как указано в таблице. Ниже приведены правила для стандарта 10BASE-T (Ethernet по витой паре): число 10 обозначает поддерживаемую скорость, в данном случае 10 Мбит/с. Слово BASE (ОСНОВНОЙ) означает, что Ethernet работает по основной полосе частот. Буква «Т» означает витую пару. FL означает использование волоконно-оптического кабеля. Ограничения сегментов Ethernet по расстоянию
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||