Материал: KS_another

- кабель SF/UTP (Screened Foiled Unshielded Twisted Pair) – незащищенная экранированная витая пара. Данный кабель имеет двойной общий, внешний защитный экран, выполненный из медной оплетки и фольги.

Экран кабеля обеспечивает защиту от внешних и внутренних электромагнитных наводок.

Категории кабеля нумеруются от CAT1 до CAT7 в зависимости от пропускаемого частотного диапазона. Кабель более высокой категории, как правило, имеет больше пар проводников.

- CAT1 – полоса частот 0,1 МГц, одна пара проводников. Применяются только для передачи голоса или данных через модем.

- CAT2 – полоса частот 1 МГц, две пары проводников. Скорость передачи данных до 4 Мбит/с.

- CAT3 – полоса частот 16 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи данных до 10 Мбит/с и до 100 Мбит/с, при использовании технологии 100BASE-TX (длина кабеля не должна превышать 100 метров). Используется для построения телефонных и локальных сетей по технологии 10BASE-Т, 100BASE-TX.

- CAT4 – полоса частот 20 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи данных до 16 Мбит/с;

- CAT5 – полоса частот 100 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи данных до 100 Мбит/с, при использовании двух пар. Используется для построения телефонных и локальных сетей по технологии 100BASE-TX.

- CAT5e – полоса частот 125 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи данных до 100 Мбит/с, при использовании двух пар и 1000 Мбит/с, при использовании четырех пар.

- CAT6 – полоса частот 250 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи данных до 1000 Мбит/с. Применяется для построения сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.

- CAT6a – полоса частот 500 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи до 10 Гбит/с.

- CAT7 – полоса частот до 600-700 МГц, четыре пары проводников. Скорость передачи до 10 Гбит/с.

19.Оптоволоконный кабель: характеристики

В оптическом кабеле роль проводника играет тонкая нить из сверхчистого стекла или пластика – световод. Снаружи световод покрывается несколькими слоями защитного материала, придавая ему необходимые механические свойства. Такой кабель не подвержен воздействию электромагнитных помех, пропускная способность – до 16 Гбит/с. Однако данный более дорог, менее долговечен по сравнению с электрическим.

Оптические линии связи реализуются в виде волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

ВОЛС являются основой высокоскоростной передачи данных, особенно на большие расстояния.

Типичные характеристики ВОЛС: работа на волнах 0,85...1,55 мкм, затухание 0,7 дБ/км, полоса частот - до 2 ГГц;

Вероятность ошибки при передаче по оптоволокну – десять в минус шестнадцатой, что во многих случаях делает ненужным контроль целостности сообщений.

20. Одномодовое, многомодовое оптоволокно

Относительно оптоволоконного кабеля под модой понимают одну из возможных траекторий луча света в кабеле (одно из возможных решений уравнения Максвелла). Оптоволокно подразделяются по диаметру сердцевины волокна на два типа: одномодовые волокна и на многомодовые волокна. Чем больше мод, тем больше дисперсионное искажение сигнала.

Название одномодовое или многомодовое волокно произошло от количества мод или другими словами траекторий распространения светового импульса при прохождении его по оптоволокну.

В одномодовом оптоволокне образуется небольшое количество мод и условно считается, что свет в одномодовом оптоволокне распространяется по одной траектории, поэтому такие оптические волокна называют одномодовыми. У одномодового оптоволокна СКС диаметр сердцевины составляет 8-10 мкм. При обозначении одномодового волокна используют две буквы SM (англ. акроним от слова SingleMode).

В многомодовом оптоволокне образуется большое число мод, поэтому такие волокна называют многомодовыми. У многомодовых оптоволокон внешний диаметр сердцевины может быть 50 мкм.

21. Беспроводная среда передачи

Беспроводные сети – сети, у которых распространение сигнала без использования физических проводов. Передача осуществляется без использования проводов, в большом диапазоне частот, начиная от обычных радиочастот (AM- и FM-радиостанции), заканчивая низшими частотами светового диапазона (инфракрасный диапазон). 

Используется, когда физическая прокладка проводов имеет трудности:

- в помещении, заполненном людьми

- где требуется мобильное соединение

- помещение, где планировка часто меняется

- строения, представляющие культурную ценность

Важная проблема беспроводной передачи данных - это распределение частотного спектра. Поскольку область действия сигналов невозможно ограничить, важно, чтобы пользователи в одной географической области избегали использования одних и тех же частот, иначе произойдет их перекрытие. Радиус действия сигнала определяется его частотой и мощностью передачи. Чем выше рабочая частота, тем больше ёмкость (число каналов) системы связи и тем меньше предельное расстояние, на которое возможна прямая передача между двумя пунктами без ретрансляторов.

Достоинства:

- гарантирован определенный уровень мобильности

- позволяет снять ограничения на длину сети, а использование радиоволн и спутников делает использование сети практически неограниченным.

Недостатки:

- плохая защита от прослушивания, т.к. радиоволны распространяются неконтролируемо

- слабая помехоустойчивость

- вода значительно поглощает волны (дождь, туман)

22. Диапазоны электромагнитного спектра

Характеристики беспроводной линии связи — расстояние между узлами, территория охвата, скорость передачи информации и т. п. — во многом зависят от частоты используемого электромагнитного спектра (частота/и длина волны X связаны соотношением с = / х А,). На рис. 10.3 показаны диапазоны электромагнитного спектра. Обобщая можно сказать, что они и соответствующие им беспроводные системы передачи информации делятся на четыре группы.

• Диапазон до 300 ГГц имеет общее стандартное название — радиодиапазон. Союз ITU разделил его на несколько поддиапазонов (они показаны на рисунке), начиная от сверхнизких частот (Extremely Low Frequency, ELF) и заканчивая сверхвысокими (Extra High Frequency, EHF). Привычные для нас радиостанции работают в диапазоне от 20 кГц до 300 МГц, и для этих диапазонов существует хотя и не определенное в стандартах, однако часто используемое название широковещательное радио. Сюда попадают низкоскоростные системы AM- и FM-диапазонов, предназначенные для передачи данных со скоростями от нескольких десятков до сотен килобитт в секунду. Примером могут служить радиомодемы, которые соединяют два сегмента локальной сети на скоростях 2400,9600 или 19200 Кбит/с.

• Несколько диапазонов от 300 МГц до 300 ГГц имеют также нестандартное название микроволновых диапазонов. Микроволновые системы представляют наиболее широ-кий класс систем, объединяющий радиорелейные линии связи, спутниковые каналы, беспроводные локальные сети и системы фиксированного беспроводного доступа, 288 Глава 10. Беспроводная передача данных называемые также системами беспроводных абонентских окончаний (Wireless Local Loop, WLL).

• Выше микроволновых диапазонов располагается инфракрасный диапазон. Микро-волновые и инфракрасный диапазоны также широко используются для беспроводной передачи информации. Так как инфракрасное излучение не может проникать через стены, то системы инфракрасных волн служат для образования небольших сегментов локальных сетей в пределах одного помещения.

• В последние годы видимый свет тоже стал применяться для передачи информации (с помощью лазеров). Системы видимого света используются как высокоскоростная альтернатива микроволновым двухточечным каналам для организации доступа на небольших расстояниях.

23. Радиодоступ: WiFi, WiMax и hsdpa.

Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11(«беспроводной Ethernet»). Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.Wi-Fi - технология передачи данных по радиоканалу. Рабочая частота 2,4 ГГц со, в зависимости от стандарта – скорость 11 или 54 Мбит/с.

Протокол Wi-Fi:

- описывает работу 3,2,1 уровней OSI

- в основном описывает MAС- уровень локальной сети (канальный уровень)

- несколько абонентов подключатся к одной точке доступа

- на одной точке не более 5-8 пользователей

- частота 2,4 ГГц, 5 ГГц

- прямая видимость, расстояние – 10-100 м

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, кот. также назван WirelessMAN.

Протокол WiMAX:

- стандарт направлен на описание MAC-уровня локальной сети

- частоты лицензируемые (в основном), 2-11 ГГц, 10-66 ГГц

- прямая видимость, возможность отражения

- расстояние до 70 км

- скорость по протоколу до 70 Мбит/с

- описывает работу уровней 3,2,1 OSI.

HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) — протокол передачи данных мобильной связи 3G (третьего поколения) из семейства HSPA. Позволяет сетям основанным на UMTS передавать данные на более высоких скоростях - практически реализованы до 42 Мбит/с.

Достоинства – дальность связи равна дальности охвата сигналом базовых станций

Недостатки – высокая скорость доступна только для получения (downlink) данных; для отправителя скорость низкая.

24. Радиорелейные линии связи

Радиорелейные линии (РРЛ) представляют собой цепочку приёмо-передающих радиостанций, которые осуществляют последовательную многократную ретрансляцию (приём, преобразование, усиление и передачу) передаваемых сигналов.

Диапазон частот: 15-23ГГц.

Связь в пределах прямой видимости (до 50км м-ду соседними станциями, расположенными на «башнях»).

Радиорелейные линии можно разделить на две группы: прямой видимости и тропосферные.

Радиорелейные линии прямой видимости являются одним из основных наземных средств передачи сигналов телефонной связи, программ звукового и ТВ вещания, цифровых данных и т.д.

25. Спутниковые каналы передачи данных

Основной принцип создания спутниковых систем связи заключается в размещении ретранслятора на искусственном спутнике Земли. Следовательно, спутниковые системы связи представляют собой радиорелейную линию с одной промежуточной станцией, размещённой на искусственном спутнике Земли.

ИСЗ в системе связи может находиться на геостационарном спутнике или на низкоорбитальных системах.

При геостационарных орбитах заметны задержки на прохождении сигналов (примерно 0.5с туда и обратно).

При низкоорбитальной системе обслуживания пользователь обслуживается попеременно разными спутниками.

26. Геостационарный спутник. Средне- и низкоорбитальные спутники.

При использовании геостационарных спутников задержка на прохождение сигналов (туда и обратно) составляет 520 мс.

Возможно покрытие всего земного шара с помощью четырёх спутников. Геостационарный спутник «висит» над определенной точкой экватора, в точности следуя скорости вращения Земли. Такое положение выгодно по следующим обстоятельствам.

Во-первых, четверть поверхности Земли оказывается с такой высоты в зоне прямой видимости, поэтому с помощью геостационарных спутников просто организовать широковещание в пределах страны или даже континента.

Во-вторых, сам спутник неподвижен для наземных антенн, что значительно облегчает организацию связи, так как не нужно автоматически корректировать направление наземной антенны, как это приходится делать для низкоорбитальных и средневысотных спутников. Правда, с появлением в 1990 небольших всенаправленных антенн ситуация изменилась — теперь уже не нужно следить за положением низкоорбитального спутника, достаточно, чтобы он находился в зоне прямой видимости.

В-третьих, геостационарный спутник находится за пределами земной атмосферы и меньше изнашивается, чем низкоорбитальные и средневысотные спутники. Низкоорбитальные спутники из-за трения о воздух постоянно теряют высоту и им приходится восстанавливать ее с помощью двигателей.

Наряду с достоинствами у геостационарных спутников есть и недостатки. Наиболее очевидные связаны с большим удалением спутника от поверхности Земли. Это приводит к большим задержкам распространения сигнала — от 230 до 280 мс. При использовании спутника для передачи разговора или телевизионного диалога возникают неудобные паузы, мешающие нормальному общению.

Кроме того, на таких расстояниях потери сигнала высоки, что означает необходимость применения мощных передатчиков и тарелок больших размеров (это не относится к антеннам VSAT, но при их использовании уменьшается область охвата).

Принципиальным недостатком геостационарного спутника с его круговой орбитой является также плохая связь для районов, близких к Северному и Южному полюсам

Класс среднеорбитальных спутников пока не так популярен, как геостационарных и низкоорбитальных. 

Среднеорбитальные спутники обеспечивают диаметр покрытия от 10 000 до 15 000 км и задержку распространения сигнала 50 мс. Наиболее известной услугой, предоставляемой спутниками этого класса, является глобальная система навигации (GlobalPositioning System, GPS), известная также под названием NAVigation Satellites providingTime And Range (NAVSTAR). GPS — это всеобщая система определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве. GPS состоит из 24 спутников — это то минимальное число спутников, которое необходимо для 100-процентного покрытия территории Земли.