Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 32
Текст из файла (страница 32)
На большой глубине их обычно просто кладут на дно, где их могут зацепить рыболовные траулеры или перегрызть акулы. Соединение отрезков кабеля может осуществляться тремя способами. Во-первых, на конец кабеля может прикрепляться специальный разъем, с помощью которого кабель вставляется в оптическую розетку. Подобное соединение приводит к потере 10-20 % силы света, зато оно позволяет легко изменить конфигурацию системы.
Во-вторых, они могут механически сращиваться — два аккуратно отрезанных конца кабеля укладываются рядом друг с другом и зажимаются специальной муфтой. Улучшение прохождения света достигается выравниванием концов кабеля. При этом через соединение пропускается свет, и задачей является добиться максимального соответствия мошности выходного сигнала мощности входного.
Одно механическое срашивание кабелей занимает у опытного монтажника сетей около 5 минут и дает в результате потерю 10% мощности света. В-третьих, два куска кабеля могут быть сплавлены вместе. Сплавное соединение почти так же хорошо, как и сплошной кабель, но даже при таком методе происходит неболыпое уменьшение мощности света. Во всех трех типах соединений в точке соединения могут возникнуть отражения, и отраженный свет может интерферировать с сигналом. Для передачи сигнала по оптоволоконному кабелю могут использоваться два типа источника света: светоизлучаюшие диоды ().ЕР, Е1яЬг Еппсг)пя Р(ог)е) и полупроводниковые лазеры.
Они обладают различными свойствами, как показано в табл. 2.2. Их длина волны может быть настроена прп помощи интерферометров (1'абри-Перо (ЕаЬгу — Регос) или Маха — Цандера (МасЬ вЂ” ХеЬпг)ег), устанавливаемых между источником и кабелем. Интерферометры Фабри — Перо представляют собой простые резонансные углубления, состоящие из двух параллельных зеркал. Свет падает перпендикулярно зеркалам, углубление отбирает те длины волн, которые укладываются в его размер целое число раз. Интерферометры Ма- Управляемые носители информации 127 ха — Цандера разделяют свет иа два луча, которые проходят различное расстоя- иие и снова соедиияготся иа выходе.
Сипфазиыми на выходе иитерферометра окажутся лучи строго определенной длины. таблица 2.2. Сравнительные характеристики светодиодов и полупроводниковыхлазеров Светодиод Полупроводниковый лазер Характеристика Низкая Высокая Скорость передачи данных Тип волокна Расстояние Срок службы Чувствительность к температуре Цена Многомодовые Короткое Долгий Невысокая Многомодовые ипи одномодовые Дальнее Короткий Значительная Низкая Высокая Приемный конец оптического кабеля представляет собой фотодиод, генерирующий электрический импульс, когда иа него падает свет, Обычное время срабатывания фотодиода — около 1 ис, что ограничивает скорость передачи данных 1 Гбит/с. Тсрмальиый шум также имеет место, поэтому импульс света должен быть довольно мощным, чтобы его можно было обнаружить ва фоне шума. При достаточной мощности импульса можно добиться пренебрежимо малой частоты ошибок.
Оптоволоконные сети Волоконная оптика может использоваться как для междугородной связи, так и для локальных сетей, хотя ее установка значительно сложнее, чем подключение к Еь1тегпед Одним из вариантов соединений оптических кабелей в локальную сеть является кольцо, которое можно рассматривать как набор соединений чточка — точкаь, как показано иа рис. 2 7. Интерфейс каждого компьютера пропускает свет далее по кольцу, а также служит Т-образпым соединением, позволяющим данному компьютеру принимать и передавать сообщения.
Применяются два типа интерфейсов. Пассивный интерфейс состоит из двух ответвлений, вплавлеппых в основной кабель. На конце одного ответвления устанавливается светодиод или лазерный диод (для передачи), а на другом конце размещается принимающий фотодиод. Само разветвлеиие является абсолютно пассивным элементом и поэтому в высшей степени надежным, поскольку поломка светодиода или фотодиода не приводит к разрыву кольца. Отрезанным от сети в этом случае окажется только один компьютер.
Другим типом интерфейса, показанным на рис. 2.7, является активный повторитель. Входящий световой импульс преобразуется в пем в электрический сигнал, усиливается при необходимости до требуемого уровня и снова пересылается в виде светового пучка. Интерфейс с компьютером представляет собой обыкновенный медный провод, соедиияющий его с регенератором сигнала. Чисто оптические повторители сейчас тоже используются. Такие устройства не требуют преобразования света в электрический сигнал и обратно, поэтому ови могут работать иа очень болыпих скоростях. ~лева 2. озизический уровень От компьютера(к компьюте Направление распространения света ческий сдатчик нтерфеис (фотоднод) (зпектрическии (светодиод) волокно Рис.
2.7. Оптоволоконное кольцо с активными повторителями При поломке активного повторителя кольцо разрывается и вся сеть перестает работать. С другой стороны, поскольку сигнал регенерируется каждым интерфейсом, соединения между компьютерами могут быть многокилометровой длины, что позволяет строить кольцо сколь угодно большой величины. Пассивный интерфейс ослабляет сигнал внутри каждого соединения, что сильно ограничивает количество компьютеров и размер кольца. Кольцевая топология не является единственно возможной схемой построения локалыюй сети с использованием оптических кабелей. Построив сеть с топологией пассивной звезды, можно реализовать широковещание на основе оптоволоконных кабелей, как показано на рис.
2.8. В подобной конструкции каждый интерфейс состоит из оптического волокна, соединяющего передатчики с одним торцом стеклянного цилиндра, тогда как к другому торцу цилиндра присоединяются приемные оптические кабели. Таким образом, свет, испускаемый одним передатчиком, видят Интерфейсы компьютеров Каждое исходящее волокно видит свет всех входящих волокон Рис.
2.8. Соединение типа «пассивная звезда» в оптоволоконных сетях Беспроводная связь 129 разу все приемники. Именно так организуется широковещание. Поскольку энергия светового пучка разделяется в цилиндре между выходными линиями, количегво узлов в подобной сети ограничивается чувствительностью фотодиодов. Сравнение характеристик оптического волокна и медного провода Сравнение характеристик оптического волокна и медного провода весьма поучительно. Оптическое волокно обладает рядом преимушеств. Во-первых, оно обеспечивает значительно более высокие скорости передачи, чем медный провод. Уже благодаря этому именно оптическое волокно должно применяться в высококачественных профессиональных сетях.
Благодаря низкому коэффициенту ослабления, повторители для оптоволоконной связи требуются лишь через каждые 50 км, по сравнению с 5 км для медных проводов, что существенно снижает затраты для линий дальней связи, Преимушеством оптического волокна также является его толерантность по отношению к внешним электромагнитным возмущениям. Оно не подвержено коррозии, поскольку стекло является химически нейтральным.
Это делает оптоволокно идеальным для применения на химических предприятиях. Это может показаться странным, но телефонные компании любят оптическое волокно еще по одной причине: оно тонкое и легкое. Многие каналы для кабелей заполнены до отказа, так что новый кабель некуда положить. Если вынуть из такого канала все медные кабели и заменить их оптическими, то останется еще много свободного места, а медь можно очень выгодно продать скупщикам цветного металла. Кроме того, оптический кабель значительно легче медного.
Тысяча медных витых пар длиной в 1 клг весит около 8000 кг. Пара оптоволоконных кабелей весит всего 100 кг при гораздо большей пропускной сгюсобности, что значительно снижает затраты на дорогие механические системы. При прокладке новых маршрутов оптоволоконные кабели выигрывают у медных благодаря гораздо более низким затратам на их прокладку. Наконец, оптоволоконные кабели не теряют свег, и к ним довольно сложно подключиться, что способствует их надежности и сохранности. Отрицательной стороной оптоволоконной технологии является то, что для работы с ней требуются определенные навыки, которые имеются далеко не у всех инженеров.
Кабель довольно хрупкий и ломается в местах сильных изгибов. Кроме того, поскольку оптическая передача данных является строго однонаправленной, для двухсторонней связи требуется либо два кабеля, либо две частотные полосы в одном кабеле. Наконец, оптический интерфейс стоит дороже электрического. Тем не менее очевидно, что будущее цифровой связи на расстояниях более нескольких метров — за волоконной оптикой. Подробнее обо всех аспектах оптоволоконных сетей см. (НесЬБ 2001). Беспроводная связь В наше время появляется все большее количество информационных «наркома- новь — людей с потребностью постоянно находиться в подключенном режиме (оп-1ше).
Таким пользователям никакие кабельные соединения, будь то витая пара, коаксиальный кабель пли оптическое волокно, не подходят. Им требуются по- 1 30 Главе 2. Физический уровень лучать данные непосредственно на переносные компьютеры, лэптопы, ноутбуки, электронные записные книжки, карманные компьютеры, палмтопы и компьютеры, встроенные в наручные часы. Короче говоря, они предпочитают пользоваться устройствами, не привязанными к наземным инфраструктурам. Для таких пользователей беспроводная связь является необходимостью. В данном разделе мы познакомимся с основами беспроводной связи, поскольку у нее есть ряд других важных применений, кроме предоставления доступа в Интернет желающим побродить по нему, лежа на пляже, Существует мнение, что в будущем останется только два типа связи — оптоволоконная и беспроводная.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
