Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Поскольку такой метод значительно проще применения, скажем,геостационарного спутника связи, он часто оказывается гораздо более эффективнымв экономическом отношении, особенно для приложений, в которых высокая пропускная способность или цена за бит являются ключевыми факторами.Разобраться в данном вопросе нам помогут несложные вычисления. Стандартнаякассета с лентой Ultrium вмещает 800 Гбайт. В коробку размером 60 × 60 × 60 см помещается около 1000 таких кассет, что дает общую емкость 800 терабайт или 6400 терабит (6,4 петабит). Коробка с кассетами может быть доставлена в пределах СШАв течение 24 часов службой Federal Express или другой компанией. Эффективнаяполоса пропускания при такой передаче составляет 6400 терабит/86 400 с или немногим больше 70 Гбит/с.
Если же пункт назначения находится всего в часе езды, топропускная способность составит свыше 1700 Гбит/с. Ни одна компьютерная сетьпока не в состоянии даже приблизиться к таким показателям.Если мы теперь взглянем на этот вопрос с экономической точки зрения, то получим сходную картину. Оптовая цена кассеты составляет около $40.
Коробка с лентамиобойдется в $4000, при этом одну и ту же ленту можно использовать десятки раз.Прибавим $1000 на перевозку (а на самом деле, гораздо меньше), и мы получим около$5000 за передачу 800 Тбайт или чуть более половины цента за гигабайт. Ни одна сетьна земле не может соперничать с этим. Мораль этой истории такова.Не думай свысока о скорости передачи данных автомобилем, полным кассет, с грохотом передвигающимся по дороге.2.2.
Проводниковые среды передачи информации 1132.2.2. Витая параХотя скорость передачи данных с помощью магнитных лент отличная, однако величина задержки при такой передаче очень велика. Время передачи измеряется минутамиили часами, а не миллисекундами. Для многих приложений требуется мгновеннаяреакция удаленной системы (в подключенном режиме). Одним из первых и до сих порчасто применяемых средств передачи является витая пара. Этот носитель состоит издвух изолированных медных проводов, обычный диаметр которых составляет 1 мм.Провода свиваются один вокруг другого в виде спирали, чем-то напоминая молекулуДНК.
Это позволяет уменьшить электромагнитное взаимодействие нескольких расположенных рядом витых пар. (Два параллельных провода образуют простейшуюантенну, витая пара — нет.) Сигнал обычно передается в виде разницы потенциаловв двух проводах, составляющих пару. Это обеспечивает лучшую устойчивость к внешнему шуму, так как шум одинаково влияет на оба провода, и, таким образом, разницапотенциалов остается неизменной.Самым распространенным применением витой пары является телефонная линия.Почти все телефоны соединяются с телефонными компаниями при помощи этогоносителя. По витой паре передаются не только телефонные звонки; доступ в Интернет по технологии ADSL также осуществляется через витую пару. Витая пара можетпередавать сигнал без ослабления мощности на расстояние, составляющее несколькокилометров.
На более дальних расстояниях из-за ослабевания сигнала требуются повторители. Большое количество витых пар, тянущихся на большое расстояние в одномнаправлении, объединяются в кабель, на который надевается защитное покрытие. Еслибы пары проводов, находящиеся внутри таких кабелей, не были свиты, то сигналы,проходящие по ним, накладывались бы друг на друга. Телефонные кабели диаметромнесколько сантиметров можно видеть протянутыми на столбах.Витые пары могут использоваться для передачи как аналоговых, так и цифровыхданных.
Полоса пропускания зависит от диаметра и длины провода, но в большинствеслучаев на расстоянии до нескольких километров может быть достигнута скоростьнесколько мегабит в секунду. Благодаря довольно высокой пропускной способностии небольшой цене витые пары широко распространены и, скорее всего, будут популярны и в будущем.Витые пары применяются в нескольких вариантах.
В офисных зданиях наиболеераспространена витая пара категории 5 или «Cat 5». Витая пара категории 5 состоитиз двух изолированных проводов, свитых друг с другом. Четыре такие пары обычнопомещаются вместе в пластиковую оболочку. Подобная схема показана на рис. 2.2.Рис. 2.2. Кабель UTP категории 5 с четырьмя витыми парами114 Глава 2. Физический уровеньВ сетях разных стандартов витая пара используется по-разному.
Например,в 100-мегабитной сети Ethernet данные передаются по двум (из четырех) парам, поодной паре в каждом направлении.Для того чтобы достичь более высокой скорости, в 1-гигабитных сетях Ethernetданные передаются по всем четырем парам одновременно в обоих направлениях. Воизбежание ошибок принимающее устройство должно уметь отделять сигнал, передаваемый локально.Немного сухой терминологии. Линии, по которым данные могут одновременнопередаваться в обе стороны, как на улице с двухсторонним движением, называются дуплексными.
А те линии, по которым данные в каждый момент времени могутпересылаться лишь в одном направлении, как на дороге с реверсивным движением,называются полудуплексными. Третья категория — это дороги с односторонним движением — линии, по которым передача сигнала возможна только в одну сторону. Ониназываются симплексными.Возвращаясь к витой паре, на смену витой паре третьей категории пришла витаяпара категории 5. У витой пары пятой категории такой же разъем, но число витков наметр длины проводов больше, чем у кабеля третьей категории. Большее число витковобеспечивает лучшее качество передачи сигнала на большие расстояние и уменьшаетнаводки.
Таким образом, витая пара категории 5 лучше подходит для высокоскоростной компьютерной связи, особенно для 100-мегабитных и 1-гигабитных сетей Ethernet.Новым стандартом станут, вероятно, кабели категорий 6 или даже 7. Жесткиеспецификации этих категорий обеспечивают обработку сигналов с большой полосойпропускания. Некоторые кабели категории 6 и выше предназначены для сигналовс частотой 500 МГц; их можно использовать в 10-гигабитных сетях, развертываниекоторых планируется в ближайшем будущем.Вплоть до категории 6, все эти типы соединений часто называются UTP (unshieldedtwisted pair — неэкранированная витая пара), так как они состоят всего лишь из проводов и изоляции.
В противоположность им, в кабелях категории 7 экранированы нетолько отдельные витые пары, но и весь кабель (помещенный в защитную пластиковую оболочку). Экранирование снижает чувствительность к внешним помехам и наводки между соседними кабелями. Благодаря этому витая пара седьмой категорииотвечает высоким требованиям к производительности. Кабель категории 7 напоминаетвысококачественные, но громоздкие экранированные кабели из витых пар корпорацииIBM, которые она представила на рынке в 1980 году. Они так и не стали популярнымиза пределами фирмы IBM. Очевидно, настало время попробовать еще раз.2.2.3. Коаксиальный кабельДругим распространенным средством передачи данных является коаксиальныйкабель. Он лучше экранирован, чем витая пара, поэтому может обеспечить передачу данных на более дальние расстояния с более высокими скоростями.
Широкоприменяются два типа кабелей. Один из них, 50-Омный, обычно используется дляпередачи исключительно цифровых данных. Другой тип кабеля, 75-Омный, частоприменяется для передачи аналоговой информации, а также в кабельном телевидении.В основе такого разделения лежат скорее исторические, нежели технические факторы2.2. Проводниковые среды передачи информации 115(например, первые дипольные антенны имели импеданс 300 Ом, и проще всего былоиспользовать уже существующие преобразователи с отношением импеданса 4:1).Начиная с середины 1990-х годов операторы кабельного телевидения стали такжепредоставлять услуги доступа к Интернету, что сделало 75-Омный кабель еще болеезначимой средой передачи информации.Коаксиальный кабель состоит из твердого медного провода, расположенногов центре кабеля, покрытого изоляцией. Поверх изоляции натянут цилиндрическийпроводник, обычно выполненный в виде мелкой медной сетки.
Он покрыт наружнымзащитным слоем изоляции (пластиковой оболочкой). Вид кабеля в разрезе показанна рис. 2.3.Рис. 2.3. Коаксиальный кабельКонструкция и специальный тип экранирования коаксиального кабеля обеспечивает высокую пропускную способность и отличную помехозащищенность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
