Кабелі зв'язку, лінії зв'язку, канали зв'язку

Для організації зв'язку в мережах використовуються наступні поняття:

- кабелі зв'язку;

- лінії зв'язку;

- канали зв'язку.

Кабель зв'язку - це довгомірний виріб електротехнічної промисловості. З кабелів зв'язку і інших елементів (монтаж, кріплення, кожухи і так далі) будують лінії зв'язку. Прокладення лінії усередині будівлі завдання досить серйозне. Довжина ліній зв'язку коливається від десятків метрів до десятків тисяч кілометрів. У будь-яку більш-менш серйозну лінію зв'язку окрім кабелів входять: траншеї, колодязі, муфти, переходи через річки, море і океани, а також грозозащита (так само як і інші види захисту) ліній.

Дуже складні охорона, експлуатація, ремонт ліній зв'язку; зміст кабелів зв'язку під надлишковим тиском, профілактика (у сніг, дощ, на вітрі, в траншеї і в колодязі, в річці і на дні моря). Великою складністю є юридичні питання, що включають узгодження прокладення ліній зв'язку, особливо в місті. По вже побудованим лініям організовують канали зв'язку. Причому якщо лінію, як правило, будують і здають відразу усю, то канали зв'язку вводять поступово. Вже по лінії можна дати зв'язок, але таке використання украй дорогих споруд дуже неефективно. Тому застосовують апаратуру каналообразувания (чи, як раніше говорили, ущільнення лінії). По кожному електричному ланцюгу, що складається з двох дротів, забезпечують зв'язок не одній парі абонентів (чи комп'ютерів), а сотням або тисячам: по одній коаксіальній парі в міжміському кабелі може бути утворені до 10800 каналів тональної частоти (0, 3 - 3, 4 КГц) або майже стільки ж цифрових, з пропускною спроможністю 64 Кбит/с.За наявності кабелів зв'язку створюються лінії зв'язку, а вже по лініях зв'язку створюються канали зв'язку.

Лінії зв'язку і канали зв'язку заводяться на вузли зв'язку. Лінії, канали і вузлиутворюють первинні мережі зв'язку.

- Можливість легкого розширення мережі. Структурована кабельна система є модульною, тому її легко нарощувати, дозволяючи легко і ціною малих витрат переходити на досконаліше устаткування, що задовольняє зростаючим вимогам до систем комунікацій.

- Забезпечення ефективнішого обслуговування.

- Структурована кабельна система полегшує обслуговування і пошук несправностей.

- Надійність. Структурована кабельна система має підвищену надійність, оскільки звичайне виробництво усіх її компонентів і технічний супровід здійснюється однією фірмою-виробником.

Виділяють два великі класи кабелів: електричні і оптичні, які принципово розрізняються за способом передачі по них сигналу.

Відмінна особливість оптоволоконних систем - висока вартість як самого кабелю (в порівнянні з мідним), так і спеціалізованих настановних елементів (розеток, роз'ємів, з'єднувачів і тому подібне). Правда, головний вклад до вартості мережі вносить ціна активного мережевого устаткування для оптоволоконних мереж.

Оптоволоконні мережі застосовуються для горизонтальних високошвидкісних каналів, а також все частіше стали застосовуватися для вертикальних каналів зв'язку (міжповерхових з'єднань).

Оптоволоконні кабелі в майбутньому зможуть скласти реальну конкуренцію мідним високочастотним, оскільки вартість виробництва мідних кабелів знижуватися не буде, адже для нього потрібна дуже чиста мідь, запасів якої на землі значно менше, чим кварцевого піску, з якого проводять оптоволокно.

Типи кабелів

Існує декілька різних типів кабелів, використовуваних в сучасних мережах. Нижче приведені найбільш часто використовувані типи кабелів. Безліч різновидів мідних кабелів складають клас електричних кабелів, використовуваних як для прокладення телефонних мереж, так і для інсталяції комп'ютерних мереж. По внутрішній будові розрізняють кабелі на витій парі і коаксіальні кабелі.

Кабель типу " вита пара" (twisted pair)

Витою парою називається кабель, в якому ізольована пара провідників скручена з невеликим числом витків на одиницю довжини. Скручування дротів зменшує електричні перешкоди ззовні при поширенні сигналів по кабелю, а екрановані виті пари ще більш збільшують міру завадозахищеності сигналів. Кабель типу " вита пара" використовується в багатьох мережевих технологіях. Кабелі на витій парі підрозділяються на: неекрановані (UTP - Unshielded Twisted Pair) і екрановані мідні кабелі. Останні підрозділяються на два різновиди: з екрануванням кожної пари і загальним екраном (STP - Shielded Twisted Pair) і з одним тільки загальним екраном (FTP – Foiled Twisted Pair). Наявність або відсутність екрану у кабелю зовсім не означає наявності або відсутності захисту передаваних даних, а говорить лише про різні підходи до пригнічення перешкод. Відсутність екрану робить неекрановані кабелі гнучкішими і стійкішими до зламів. Крім того, вони не вимагають дорогого контура заземлення для експлуатації в нормальному режимі, як екрановані. Неекрановані кабелі ідеально підходять для прокладення в приміщеннях усередині офісів, а екрановані краще використовувати для установки в місцях з особливими умовами експлуатації, наприклад, поряд з дуже сильними джерелами електромагнітних випромінювань, яких в офісах ї зазвичай немає. Кабелі класифікуються по категорії, вказаним в таблиці:

Основою для віднесення кабелю до однієї з категорій служить максимальна частота передаваного по ньому сигналу.

Коаксіальні кабелі використовуються в радіо і телевізійній апаратурі. Коаксіальні кабелі

можуть передавати дані із швидкістю 10 Мбіт/з на максимальну відстань від 185 до 500 метрів.

Вони розділяються на товстих і тонких залежно від товщини. Типи коаксіальних кабелів приведені в таблиці:

Таблиця 3.1 – Типи коаксіальних кабелів

Кабель Thinnet, відомий як кабель RG, - 58, є найбільш широко використовуваним фізичним носієм даних. Мережі при цьому не вимагають додаткового устаткування і є простими і недорогими. Хоча тонкий коаксіальний кабель (Thin Ethernet) дозволяє передачу на меншу відстань, чим товстий, але для з'єднань з тонким кабелем застосовуються стандартні байонетні роз'єми BNC типу СР-50 і зважаючи на його невелику вартість він стає фактично стандартним для офісних мереж.

Товстий коаксіальний кабель (Thick Ethernet) має велику міру завадозахищеності, велику механічну міцність, але вимагає спеціального пристосування для проколювання кабелю, щоб створити відгалуження для підключення до ЛВС. Він дорожчий і менш гнучкіший, чим тонкий.

Оптоволоконний кабель

Оптоволоконний кабель (Fiber Optic Cable) забезпечує високу швидкість передачі даних на великій відстані. Вони також несприйнятливі до інтерференції і підслуховування. У оптоволоконному кабелі для передачі сигналів використовується світло. Волокно, вживане як світлопровід, дозволяє передачу сигналів на великі відстані з величезною швидкістю, але воно дороге, і з ним важко працювати.

Для установки роз'ємів, створення відгалужень, пошуку несправностей в оптоволоконному кабелі потрібні спеціальні пристосування і висока кваліфікація. Оптоволоконний кабель складається з центральної скляної нитки завтовшки в декілька мікрон, покритою суцільною скляною оболонкою. Усе це, у свою чергу, заховано в зовнішню захисну оболонку.

Оптоволоконні лінії дуже чутливі до поганих з'єднань в роз'ємах. Як джерело світла в таких кабелях застосовуються світлодіоди (LED - Light Emitting Diode), а інформація кодується шляхом зміни інтенсивності світла. На приймальному кінці кабелю детектор перетворить світлові імпульси в електричні сигнали.

Існують два типи оптоволоконних кабелів - одномодові і багатомодові. Одномодові кабелі мають менший діаметр, велику вартість і дозволяють передачу інформації на великі відстані.

Оскільки світлові імпульси можуть рухатися в одному напрямі, системи на базі оптоволоконних

кабелів повинні мати кабель, що входить, і витікаючий кабель для кожного сегменту.

Оптоволоконний кабель вимагає спеціальних коннекторів і висококваліфікованої установки.

3.7 Безпровідні технології

Методи безпровідної технології передачі даних є зручним, а іноді незамінним засобом зв'язку.

Безпровідні технології розрізняються по типах сигналу, частоті (велика частота означає велику швидкість передачі) і відстані передачі. Велике значення мають перешкоди і вартість. Можна

виділити три основні типи безпровідної технології:

- радіозв'язок;

- зв'язок в мікрохвильовому діапазоні;

- інфрачервоний зв'язок.

Радіозв'язок

Технології радіозв'язку пересилають дані на радіочастотах і практично не мають обмежень по дальності. Вона використовується для з'єднання локальних мереж на великих географічних відстанях. Радіопередача в цілому має високу вартість і чутлива до електронного і атмосферного накладення, а також схильна до перехоплень, тому вимагає шифрування для забезпечення рівня безпеки.

Зв'язок в мікрохвильовому діапазоні

Передача даних в мікрохвильовому діапазоні (Microwaves) використовує високі частоти і застосовується як на коротких, так і на великих відстанях. Головне обмеження полягає в тому, щоб передавач і приймач були в зоні прямої видимості. Використовується в місцях, де використання 21 фізичного носія ускладнене. Передача даних в мікрохвильовому діапазоні при використанні супутників може бути дуже дорогою.

Інфрачервоний зв'язок

Інфрачервоні технології (Infrared transmission), функціонують на дуже високих частотах, що наближаються до частот видимого світла. Вони можуть бути використані для встановлення двосторонньої або широкомовної передачі на близьких відстанях. При інфрачервоному зв'язку зазвичай використовують світлодіоди (LED - Light Emitting Diode) для передачі інфрачервоних хвиль приймачу. Інфрачервона передача обмежена малою відстанню в прямій зоні видимості і може бути використана в офісних будівлях.