Линии связи в сетях

Чтобы компьютеры могли взаимодействовать, необходима какая-либо среда, обеспечивающая возможность передачи сигналов на физическом уровне. Эта среда передачи может представлять собой кабельную инфраструктуру, то есть набор проводов различных типов, соединительных разъёмов (коннекторов) и устройства связи. Она также может быть и просто атмосферой или даже безвоздушным пространством, - лишь бы имелась возможность передать сигнал от одного компьютера к другому.

Таким образом, линии связи в сетях можно разделить на две группы: кабельные и беспроводные.

Кабельные соединения

Кабельные линии связи представляют собой достаточно сложную конструкцию.

Кабель состоит из проводников, заключённых в несколько слоёв изоляции. Кроме того, кабель должен быть оснащён разъёмами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования.

В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабель на основе скрученных пар медных проводов, называемых витой парой (twisted pair), коаксиальные кабели (coaxial), а также оптоволоконный кабель (optical fiber).

Витая пара существует в экранированном варианте, когда пара медных проводов обёртывается в изолированный материал и неэкранированном, когда изоляционная обёртка отсутствует. Благодаря своей дешевизне, лёгкости в установке и универсальности (может использоваться в большинстве сетевых технологий), неэкранированная витая пара сейчас является самым распространённым типом кабеля, используемым при построении локальных сетей. Экранированная витая пара, несмотря на большую помехоустойчивость, не получила широкого применения из-за сложностей в установке – требуется заботиться о заземлении, да и кабель по сравнению с неэкранированной витой парой более жёсткий.

Коаксиальный кабель имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной или алюминиевой жилы, слоя изоляции, экранирующей оплётки из медных проводов или алюминиевой фольги и защитной внешней оболочки. Для передачи сигнала существует два типа коаксиального кабеля – «толстый» и «тонкий».

Тонкий коаксиальный кабель – гибкий, диаметром около 0,5 см, позволяет передавать данные без затухания на расстояния до 300 м. Толстый коаксиальный кабель – относительно жёсткий, диаметром чуть больше 1 см, позволяет передавать сигнал на расстояния до 500 м.

В настоящее время применяется редко, в большинстве сетей он заменён витой парой или оптическими кабелями.

Оптоволоконный кабель значительно отличается от других видов кабелей тем, что передаёт световые, а не электрические импульсы. Он очень похож на коаксиальный, но вместо медной или алюминиевой жилы используется сердечник из стекловолокна, по которому передаются световые лучи инфракрасного диапазона.

Оптоволоконный кабель идеально подходит для создания сетевых магистралей, так как он не чувствителен к влажности и другим внешним условиям; обеспечивает повышенную по сравнению с медью секретность передаваемых данных, так как не испускает электромагнитного излучения, и к нему практически невозможно подключиться без разрушения целостности и главное, обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью.

Недостатки оптоволокна в основном связаны со стоимостью его прокладки и эксплуатации, которые намного выше, чем для медной среды передачи данных, но благодаря совершенствованию оптоволоконной технологии данный кабель становится всё более приемлемым по цене. Существуют несколько типов оптических кабелей, отличающихся по своему назначению.

В компьютерных сетях сегодня применяют практически все описанные типы кабелей, но наиболее перспективным является оптоволоконный кабель

Для определения единой кабельной системы, поддержанной большим количеством разных сетевых технологий, был принят стандарт Международной организацией по стандартизации ISO 11801E 1995.

Беспроводные сети

Основные проблемы, характерные для всех видов кабельных сетей, - их низкая мобильность, довольно большие капиталовложения в кабельную инфраструктуру и относительно малая дальность передачи сигнала. Таких недостатков нет в беспроводных сетях.

Для беспроводной передачи используется несколько способов.

Технологии радиосвязи пересылают данные на радиочастотах и практически не имеют ограничения по дальности. Они используются как в локальных сетях, так и для сетевых соединений на большие расстояния. Но так как радиосигналы легко перехватить, требуется обязательная защита данных кодированием или шифрованием.

Передача данных в спутниковых системах связей использует более высокие частоты и применяется как на коротких расстояниях (объединение локальных сетей в разных зданиях), так и в глобальных коммуникациях – с помощью спутников и наземных спутниковых антенн.

Главное ограничение такой связи: и передатчик, и приёмник должны быть в зоне прямой видимости друг друга. В спутниковых системах связи используются антенны сверхвысокочастотного диапазона для приёма радиосигналов от передающих наземных станций и для ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции.

Существуют два основных режимов спутниковых систем.

При первом режиме сигналы передающей станции могут приниматься любой наземной станцией, находящейся в зоне приёма спутника. Такой режим называется широковещательным.

При втором режиме каждый спутниковый канал жёстко закреплён между двумя наземными станциями. Остальные станции не могут принимать сигналы этого спутника.

Главной особенностью этого вида связи является большое время распространения сигнала при передаче. Значительная зона действия связи сопряжена с некоторыми проблемами обеспечения конфиденциальности, так как сигнал может быть перехвачен нелегальной станцией, поэтому необходимы специальные меры защиты информации.

К достоинствам следует отнести большую пропускную способность.