<<
>>

Глава 21 Элементы сетевого оборудования

Аппаратные средства, которые обеспечивают физические аспекты обмена инфор- мацией в компьютерных сетях, включают в себя аппаратуру передачи данных — сетевые адаптеры, радиопередающие и радиоприемные средства, — а также раз- личные элементы передающих сред: кабели, соединители, повторители, термина- торы и т.
д.

Компьютер, подключаемый к локальной сети предприятия, должен быть уком- плектован сетевой платой, которая вставляется в один из слотов системной пла- ты, или автономно функционирующим сетевым адаптером. Собственно подсое- динение к сети осуществляется с помощью электрического кабеля, один конец которого вставляется в находящийся на сетевой плате (адаптере) разъем, а вто- рой подсоединяется к сетевой магистрали (рис. 21.1).

т

Общая шина, магистраль

При использовании телефонных линий применяется другая схема подключения. Последовательный код поступает с выхода асинхронного преобразователя на мо- дем, который должен быть подключен, например, к городской телефонной сети.

Модем преобразует поступивший из компьютера цифровой код в аналоговый сигнал, который обычным порядком передается по телефонной сети к друго- му компьютеру.

На втором конце линии сигнал преобразуется в обратном по- рядке (рис. 21.2).

Рис. 21.2. Схема передачи кода по телефонной сети с использованием модема

В беспроводных сетях используются передатчики и приемники инфракрасного и лазерного излучения, а также радиопередача на одной или нескольких несу- щих радиочастотах. Различают несколько вариантов сетей, основанных на ин- фракрасном излучении.

В частности, это сети с передачей в пределах прямой видимости источника и приемника, сети с передачей на рассеянном от стен и по- толков помещений излучении, а также сети с отражением сигнала от специально установленных устройств. Инфракрасные сети обеспечивают передачу на рас- стояниях до 30 м со скоростью до 10 Мбит/с. Беспроводные сети, основанные на лазерном излучении, всегда используют передачу в пределах прямой видимости. При передаче по радиоканалу прямая видимость не является обязательным условием. Но скорость передачи значительно меньше, чем при использовании лазерных технологий. В радиоканалах диапазоны коротких, средних и длинных волн обеспечивают дальнюю связь при относительно невысокой скорости пе- редачи данных. Более скоростными являются каналы ультракоротких и сверх- коротких волн.

Беспроводные сети обычно оснащаются устройствами, которые обеспечивают связь входящих в нее компьютеров с проводными сетями, в частности, для полу- чения доступа в Интернет. Такие устройства, представляющие собой сетевой адаптер с передающим и принимающим радиоволны элементами, принято назы- вать точками доступа беспроводной сети.

Основными элементами кабельных систем сети являются собственно кабели и различные средства их соединения. Используемые в сетях типы кабелей опи- саны в наборе стандартов с названием ЮВаsе. Кратко обсудим технические ха- рактеристики наиболее часто применяемых типов кабелей.

Электрический кабель, называемый витой парой, описывается стандартом 10Base-T. Витая пара представляет собой два изолированных медных провода, скручен- ных для защиты от взаимовлияния и от влияния внешних помех. Несколько та- ких витых пар могут быть помещены в единую защитную оболочку. Различают

неэкранированные, или UТР (от unshielded twisted pair), и экранированные,

или SТР (от shielded twisted pair), витые пары. Кабель экранированной витой пары, в отличие от кабеля неэкранированной пары, имеет дополнительную мед- ную оплетку, что обеспечивает повышенную защиту от помех.

Достоинствами этого типа соединений являются низкая стоимость, простота прокладки, легкая перестраиваемость структуры сети. Витая пара в зависимости от ее типа обеспе- чивает возможность подсоединения в локальных сетях на расстояниях до 100 м и передачу данных со скоростью от 4 до 100 Мбит/с.

Стандарт 10Base-2 описывает тонкий коаксиальный кабель с диаметром централь- ного, как правило, медного, проводника 0,64 см (0,25 дюйма). К преимуществам этой разновидности кабелей относятся почти такие же удобство и простота про- кладки, как у витой пары, при этом обеспечивается максимальная дальность соединения до 185 м и подключение до 30 узлов в сети. Тонкий коаксиальный кабель наряду с витой парой используют для подключения сетевого адаптера компьютера к сетевой магистрали (рис. 21.5).

Стандарт 10Base-5 описывает толстый коаксиальный кабель с диаметром цен- трального проводника около 1,27 см (0,5 дюйма). Он обеспечивает дальность пе- редачи до 500 м и возможность подключения до 100 компьютеров. В то же время толстый кабель неудобен в прокладке, его сложно гнуть и подсоединять к другим элементам сети. На рис. 21.3 изображена схема подсоединения узлов сети к тол- стому коаксиальному кабелю. Центральный проводящий элемент кабеля заключен в два слоя изоляции и один экранирующий слой проводника, благодаря которо- му помехи не оказывают сильного влияния на передаваемый код. При этом боль- шая толщина проводника обеспечивает низкое сопротивление и возможность передачи сообщений на дальние расстояния.

Для подключения к толстому кабелю используется так называемый трансивер (от transceiver — trапsmittеr/rесеivеr — передатчик/приемник), представляющие собой надеваемую на магистраль коробку, внутри которой имеется специальная игла, иногда называемая «вампиром». Она протыкает изолирующие слои кабе- ля и обеспечивает тем самым подключение к центральному проводнику. Такой

способ подключения к кабелю не нарушает его электрических свойств, которые очень важны для эффективного функционирования всей сети в целом.

Далее к трансиверу подключается концентратор, или хаб (от hub — ступица), играющий роль разветвителя. Концентратор имеет от 4 до 16 выходов для подключения компьютеров и один вход, через который концентратор подключается к транси- веру. Компьютеры подключаются к концентратору с помощью витой пары или тонкого кабеля, один конец которого соединяется с сетевой платой компьютера, а второй крепится к концентратору.

Волоконно-оптический кабель, описываемый стандартом 10Base-F, состоит из заключенных в несколько защитных слоев световодов, которые представляют собой прекрасно проводящие лучи света стеклянные волокна диаметром от 5 до 100 мкм. Проводящее волокно световода заключено в слой стекла с другими от- ражающими свойствами, которые не позволяют попавшим внутрь световода лу- чам света выйти за его пределы (рис. 21.4, б). Несколько гибких и легко повреж- даемых световодов заключают внутрь прочной трубки, которая образует для них нечто вроде защитного каркаса. Такую конструкцию называют волоконным узлом. Например, волоконный узел, изображенный на рис. 21.4, а, состоит из че- тырех световодов. Несколько волоконных узлов вместе с прочным центральным элементом кабеля заключаются в один или несколько защитных слоев, которые обеспечивают механическую, термическую и другие виды его защиты.

Рис. 21.4. Упрощенная схема оптоволоконного кабеля: а — поперечный разрез; б — прохождение лучей по волокну

Волоконно-оптические кабели обладают полосой пропускания от 500 МГц до 100 ГГц, обеспечивают дальность передачи до нескольких десятков километров при скорости до 10 Гбит/с. Это довольно дорогой вид линий связи, к тому же, требующий высокой квалификации при проведении монтажных работ, отличаю- щихся более высокой сложностью по сравнению с прокладкой электрических кабелей. Оптоволоконные линии связи чаще всего используются в региональ- ных и глобальных сетях.

Предполагается, что в перспективе существующие сейчас телефонные линии долж- ны быть повсеместно заменены линиями ISDN (от Integrated Services Digital Network — цифровая сеть с интегрированными службами), основанными на цифровой форме представления данных. Линии ISDN обеспечивают дальность передачи до 5 км со скоростью до 2 Мбит/с при значительно более высоком качестве, чем у телефонных линий. При переходе к цифровым линиям связи необходимость в модемах отпадает, так как форма сигнала в цифровой телефон- ной сети и в компьютере одинаковая — цифровая.

Цельный участок кабеля, обеспечивающий связь между компьютерами в ло- кальной сети без использования вспомогательных устройств, принято называть кабельным сегментом. Для объединения различных сегментов кабельных сис- тем используются различные коннекторы (от connector — соединитель), Т-раз- ветвители и терминаторы (от terminator — ограничитель).

Различные виды коннекторов используются для сращивания, соединения двух сегментов кабеля, а также для подключения сегмента кабеля к Т-разветвителю, который имеет один разъем для его подсоединения к сетевому адаптеру и два гнезда для подключения сегментов кабелей от соседних узлов сети (рис. 21.5). Сегмент кабеля на конце должен иметь коннектор, который припаивается или механически обжимается к кабелю. Затем коннектор подсоединяется к гнезду Т-разветвителя.

Рис. 21.5. Элементы кабельных соединений для подключения к сетевой плате

Терминатор представляет собой заземленную заглушку, устанавливаемую на сво- бодном конце кабеля для отражения электрических импульсов внутрь провод- ника. При отсутствии терминатора поле на свободном конце кабеля рассеивается в окружающее пространство и связь между подключенными к кабелю компьюте- рами становится невозможной. Поэтому терминаторы должны быть поставлены на все свободные концы сетевых кабелей.

В организации функционирования сетей программное обеспечение играет не ме- нее важную роль, чем аппаратное. В общем случае принадлежащие различным элементам сети модули программного обеспечения обеспечивают выполнение всех действий, необходимых для организации передачи данных. Программные модули, реализующие указанные функции, входят в состав сетевых операцион- ных систем, таких как Novell Netware, Sun Solaris, Unix, Windows NT и т. д., или организованы в самостоятельные программные системы.

Важнейшей составной частью сетевого программного обеспечения являются се- тевые службы, которые предоставляют пользователям возможность выполнять нужные им действия: отправлять и получать электронные письма, посылать за- просы в базу данных, находящуюся на компьютере в другой стране, копировать файлы с удаленного компьютера, не заботясь при этом о множестве технических деталей этих процессов. Сетевые службы предоставляют пользователям все эти и другие возможности, обеспечивая при этом удобный и простой стиль работы. Сетевые службы реализуются в виде отдельных программных систем или в виде утилит, подключаемых к операционным системам. Кроме обслуживания по- требностей пользователей, на сетевые службы возлагается масса других задач. В частности, это задачи организации распределенных вычислений, администри- рования, обеспечения надежности и непротиворечивости хранения данных в рас- пределенных базах и хранилищах данных.

<< | >>
Источник: Степанов А. Н.. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей. 2007

Еще по теме Глава 21 Элементы сетевого оборудования:

  1. Глава 3. АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В АСТРОЛОГИИ
  2. Рождение сетевой журналистики.
  3. Модель сетевого анализа коммуникационных сетей.
  4. Нет-мен или каково быть сетевым журналистом?
  5. Сценарное оборудование
  6. 3. Права и обязанности по поводу предоставления материалов и оборудования, необходимых для работы.
  7. Богомазова Г.Н.. Установка и обслуживание программного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования, 2015
  8. 6. СИСТЕМА СМИ. ОСОБЕННОСТИ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПЕЧАТНЫХ, ВЕЩАТЕЛЬНЫХ, СЕТЕВЫХ СМИ. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ НА ПРОДУКТ ЖУРНАЛИСТСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
  9. Статья 203-1. Незаконный оборот дисков для лазерных систем считывания, матриц, оборудования и сырья для их производства
  10. Статья 200. Незаконные действия с документами на перевод, платежными карточками и иными средствами доступа к банковским счетам, оборудованием для их изготовления
  11. Статья 188. Похищение путем демонтажа и иным способом электрических сетей, кабельных линий связи и их оборудования - Статья 188 исключена на основании Закона N 270-VI от 15.04.2008
  12. ТЕОРИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СОЗНАНИЯ
  13. 1. Понятие и элементы гражданского правоотношения
  14. § 3. Элементы обязательства доверительного управления
  15. Сценарные элементы
  16. 35. Элементы организации
  17. 22. Элементы культуры
  18. Стихийные элементы
  19. Перемешивание элементов сценария