Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При этом искажения также :-: ависят от длины волны. Одно из возможных решений этой пробле::.' „«ь« — увеличение расстояния между соседними сигналами. Однако , -~то сокрашает скорость передачи. К счастью, исследования показали, '",,: 'чтб'ПРИ ПРИДаНИИ СИГНаЛУ НЕКОтОРОй СПЕЦИаЛЬПОй ФОРМЫ ДИСПЕРСИ..'.;вййые эффекты почти исчезают и сигнал можно передавать на ты'фвчи километров. Сигналы, имеющие такую специальну«о форму, ,3«)а«зываются силитоиами Оптоволоконный кабель имеет сердечник, состояший из сверх- ".~«озрачного оптоволокна и изоляционного покрытия. В одномодо':,"«Йм кабеле тол шина сердечника составляет 8...10 мкм, а в многомодовом — 50... 100 мкм.
Сердечник имеет оптическое покрытие из сте- ;Ь«говолокна с низким коэффициентом рефракции, сокращающего ;, цптври света через его границы, и заШитное покрытие из пластика ' "., Такой кабель прокладывают и под землей, где он нередко стано- "«1«хгтся жертвой экскаваторов и другой землеройной техники, и под 'вйдой, где он становится добычей тралов и акул. Соединяют его с , Ппмошью специальных коннекторов, механически прижимая один ':;край кдругому, либо сваркой. При этом в точке соединения теряется ,* М'5до 20% мошности сигнала. Для передачи используются два вида источников света: светодиод ,"(з,.:И)) и полупроводниковый лазер, которые обладают разными ".свойствами (табл.
3.2). С помошью специальных интерферометров ,"';"эт««источники света можно настроить на требуемую длину волны :."х«в принимающем конце устанавливается фотодиод, время срабаты:)«1ания которого 1 нс, что ограничивает максимальную скорость пере':.дачи значением 1 Гбит!с С помошью оптоволокна можно строить как локальные сети, так ;.%реги большего масштаба. При этом подключение к оптоволоконной .' лйнии более сложное, чем к ЕФегпег-линии. Чтобы понять, как ре:: 'Шается проблема построения сети из оптоволокна, необходимо осо; ".'Знать, что сеть типа кольца представляет собой цепочку соединений : типа точка — точка (рис. 3.11) Соединения типа точка точка могут быть двух видов: пассивные "-,-:М активные. В пассивном соединении имеются светодиод или лазер ': ':, "'фотодиод. Приняв сигнал через фотодиод, это соединение пере,- .::.дает электрический сигнал на компьютер или транслирует его дальше :;«Ф помошью светодиода или лазера.
Это абсолютно надежное соеди.', нение. Выход из строя любого из компонентов не нарушает связи по ..; кольцу, а лишь блокирует работу отдельного компьютера Таблица 3.2 Сравнение свойств светодиода и полупроводникового лазера Полупроводниковый лазер Светодиод Свойство Низкая Низкая Высокая Высокая Скорость передачи Дальность передачи Мультимодовый Мультимодовый или одномодовый Модовость Короткий Долгий Срок службы Значительная Низкая Чувствительность к температурным контрастам Низкая Высокая Стоимость Медный Гпровад) Направление распространения света Кабель Опгвчд приемник йс (фотопиад) тичесхий передатчик !светодиод) сигнала (электрический) Оюический кабель Рис.
З.П. Схема оптоволоконного кольца 90 Активное подключение (см. справа на рис. 3.11) содержит промежуточный усилитель электрического сигнала. Фотодиод преобразует оптический сигнал в электрический, который усиливается и передается компьютеру либо транслируется дальше с помощью лазера или светодиода.
Подробно организация сетей на основе оптоволокна по стандарту ГРР! !г!Ьег РайпЬцтед Ра1а 1пгегуасе) будет рассмотрена в гл. 5. В заключение сравним возможности медного кабеля и оптоволокна. 1. Ширина полосы пропускания у оптоволокна несравнимо больше, чем у медного кабеля, что позволяет достигать скоростей передачи в сотни гигабит в секунду на расстояниях в десятки километров. Напомним, что коаксиальный кабель обеспечивает скорость передачи максимум в несколько сотен мегабит в секунду примерно на 1 км, а витая пара — несколько мегабит в секунду на 1 км и до 1 Гбит/с на расстоянии до !00 м.
Таблица 3.3 Основные характеристики витой пары, коаксиального кабеля и оптоволокна 2, Оптоволокно компактнее и имеет меньшую массу. При одина;:-!~'.'айвой пропускной способности коаксиальный кабель и кабель из ;. срйтых пар существенно тяжелее оптоволокна. Это существенный -:~"," фактор, определяющий стоимость и требования к опорным конструк- - '1'=,:,::,::„~ям. Например, 1 км 1000-парника имеет массу 8 т, а оптоволокно -":;:;:::::,О такой же пропускной способностью — 100 кг 3.
Затухание сигнала в оптоволокне существенно меньше, чем в ,.':.,-КОаксиальном кабеле и витой паре, и остается постоянным для щи-;,~-'41окого диапазона частот, 4. Оптоволокно не восприимчиво к внешним электромагнитным ";";;йзлучениям. Следовательно, ему не страшны интерференция, им;--:Пульсные шумы и взаимные наводки. Оптоволокно не излучает ,'::-' рнергию, поэтому не влияет на работу другого оборудования. Его ,';:~Удно обнаружить, а следовательно, трудно найти и повредить 5. Чем меньше используется репитеров, тем дешевле система пере':, 1ввци и меньше источников ошибок. С этой позиции оптоволоконные ;;,системы достигли большего совершенства. Среднее расстояние 4,.„,Между репитерами у них в разы больше, чем у коаксиального кабеля : 'й,витой пары В табл.
3.3 для сравнения приведены основные характеристики ;,.витой пары, коаксиального кабеля и оптоволокна. 3.3.5. Физический урозень и сетизг 1ЕЕЕ 302.3 В качестве примера использования для передачи различных фи- :.'-' анческих сред рассмотрим физический уровень стандарта 1Е ЕЕ 802. 3 (Егйегпе! и его производные), который наиболее широко используется на сегодняшний день при построении локальных вычислительных сетей. Стандарт !ЕЕЕ 802.3 имеет очень интересную историю. Начало его созданию положила система А1.ОНА (см. подразд. 4.3).
Потом компания ХЕКОХ построила канал на 2,94 Мбит/с, объединивший 100 персональных компьютеров на 1 км кабеля. Эта система была названа Е!Ьегпег (сетевой эфир) по аналогии с люминофорным эфиром, который был той средой, которая согласно представлениям Х'х'П! в. передавала свет. Система ЕГЬегпе! фирмы Хегох имела такой большой успех, что компании Хегох, РЕС и 1пге!, обьединив свои усилия, создали систему Егйегпе! с пропускной способностью 1О Мбит/с.
Эта разработка и составила основу стандарта 1ЕЕЕ 802.3. Кабели в стандарте 1ЕЕЕ 802.3 Всего по стандарту! ЕЕЕ 802. 3 допускается использование четырех типов кабелей (табл. 3.4). Исторически первым появился так называемый толстый Е!Ьегпег (1ОВазе5). Это коаксиальный кабель желтого цвета с отметками через каждые 2,5 м, указывающими, где можно производить подключение.
Подключение выполняется через специальные розетки, которые монтируются прямо на кабеле. В эти розетки встраивался специальный прибор — трансивер, отвечающий за обнаружение несущей частоты и коллизий. (Подробнее протокол 1ЕЕЕ 802.3 и коллизии рассмотрены в гл. 4.) Когда трансивер обнаруживает коллизию, т.е. когда сразу несколько станций пытаются вести передачу, он посылает специальный сигнал по кабелю, гарантирующий, что другие трансиверы услышат эту коллизию.
Обозначение 10Вазе5 говорит о том, что кабель обеспечивает пропускную способность 10 Мбит/с, а максимальная длина его сегмента равна 500 м. Исторически вторым появился тонкий Е11тегпе! (1ОВазе2). Это более простой в употреблении коаксиальный кабель с простым подключением через В)х!С-коннектор, представляющий собой Т-образное соединение коаксиальных кабелей.
Тонкий Е!Ьегпег дешевле, однако его сегмент не должен превышать 200 м и он не должен объединять более 30 машин. Решение проблемы поиска обрыва, частичного повреждения кабеля или плохого контакта в коннекторе привели к созданию совершенно иной кабельной конфигурации на основе витой пары. В этом случае каждая мац|ина соединяется витой парой со специальным устройством — хабом (ЬиЬ).
Такой способ подключения обозначается !ОВазе-Т. Рассмотренные способы подключения показаны на рис. 3.12. При этом слелует отметить, что первые два способа в настоягцее время прак- Табл и па 3.4 ~:.Яанбонее распространенньье средства передачи данных стандарта 1ЕЕЕ В02 Контроллер аер н ллер Серлеч ера ль иннтель Тр Контроллер 7 Хаб в рнс 3 12 Ст!особы подключения по стандарту 1ЕЕЕ 802: а — 1ОВаае5, б — 1ОВаее2,' в — 1ОВазе-Т тически не испол ьзукггся.
Как уже было сказано, в 10Вазе5 (рис. 3Л 2, а) трансивер размещается прямо на кабеле и соединяется с компьютером трансиверным кабелем, длина которого не может превышать 50 и. Трансиверный кабель состоит из пяти витых пар. Две из них используются для передачи данных к компьютеру и от компьютера, две служат лля передачи управляющей информации в обе с~ороны, а пятая — лля подачи питания на трансивер. Некоторые трансиверы обеспечивают возможность полключать ло восьми машин. Трансиверный кабель подключается к контроллеру в компьютерс через интерфейс А()!.
В контроллере имеется специальная микросхема, отвечающая за прием кадров и их отправку, проверку и формирование контрольной суммы. В некоторых случаях эта микросхема отвечает и за управление буферами на канальном уровне, очередью буферов на отправку и обеспечивает прямой доступ к памяти машины, а также решает другие вопросы доступа к сети.
В 10Вазе2 трансивер располагается на контроллере, и каждая машина должна иметь свой индивилуальный трансивер (рнс. 3.12, 6). В 10Ваве-Т трансивера нет вовсе (рнс. 3.12, в). Машина соединяется с хабом витой парой, длина которой не должна превышать !00 м. Вся электроника сосредоточена в хабе. И, наконец, последний используемый в стандарте 1ЕЕЕ 802.3 тип кабеля — оптоволокно 1ОВазе-Р, которое относительно лорогое, но обеспечение низкого уровня шума и большая ллина одного сегмента являются его преимушествами. Для увеличения длины сегментов в этом стандарте используются репитеры — устройства физического уровня, отвечающие за очистку. усиление и передачу сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
