Зміст:
Вступ 2
1. Огляд існуючих принципів побудови мереж 3
1.1. Поняття локальної обчислювальної мережі (ЛОМ) 3
1.2. Класифікація ЛВС 3
1.2.1. За відстані між вузлами 3
1.2.2. За топології 3
1.2.3. За способом управління 4
1.2.4. За методом доступу 5
1.3. Структуровані кабельні системи (СКС) 8
1.3.1. Хронологія розвитку стандартів СКС 8
1.3.2. Вита пара 11
1.3.3. Волоконно-оптичний кабель 12
1.3.4. Горизонтальна кабельна система 17
1.3.5. Робоче місце, телекомунікаційний шафа 19
1.3.6. Комутаційне обладнання 20
1.3.7. Конектори 30
1.3.8. Каблірованіе на основі волоконно-оптичного кабелю 34
1.4. Типи пристроїв Fast Ethernet 35
2. Проект побудови ЛОМ на основі Fast Ethernet 38
2.1. Вибір топології для проекту 38
2.2. Вибір обладнання для проекту 41
2.2.1. Коммутатор для Адміністративного будинку 42
2.2.2. Комутатори для Гофрцеха 2 і Матеріального складу 44
2.2.3. Концентратори для Гофрцеха 1 і друкарського цеху 45
2.2.4. Мережеві адаптери для серверів 46
2.2.5. Мережеві адаптери для робочих станцій 47
2.3. Вибір кабельної системи для проекту 48
3. Методика прокладки і монтажу кабелю, використовуваного в проектованої
ЛОМ 52
4. Методика розрахунку основних параметрів оптичного кабелю 57
5. Оцінка ефективності проекту та техніко-економічні показники.
72
5.1. Оцінка економічного ефекту від впровадження проекту 72
5.2. Оцінка вартості впровадження проекту 73
5.3. Розрахунок строку окупності мережі 75
5.4. Основні технікоекономічного показники 75
6. Охорона праці та безпека життєдіяльності 76
6.1. Загальні відомості 76
6.2. Вимоги безпеки при експлуатації лазерних виробів 78
6.3. Вимоги з електробезпеки 81
6.4. Організація робочого місця оператора ЕОМ 81
7. Висновок 91
8. Література 92
Введення
Сучасна епоха характеризується стрімким процесом інформатизаціїсуспільства. Це сильніше за все виявляється у зростанні пропускної здатності ігнучкості інформаційних мереж. Смуга пропускання в розрахунку на одногокористувача стрімко збільшується завдяки декільком факторам. По -перше, зростає популярність програм World Wide Web і кількістьелектронних банків інформації, які стають надбанням кожноголюдини. Падіння цін на комп'ютери призводить до зростання числа домашніх ПК,кожен з яких потенційно перетворюється на пристрій, здатнийпідключитися до мережі Internet. По-друге, нові мережеві додаткистають більш вимогливими щодо смуги пропускання - входять допрактику програми Internet, орієнтовані на мультимедіа іВідеоконференцзв'язок, коли одночасно відкривається дуже великекількість сесій передачі даних. Як результат, спостерігається різке зростання вспоживанні ресурсів Internet - за оцінками середній обсяг потоку інформаціїв розрахунку на одного користувача в світі збільшується в 8 разів щороку.
Протидіяти зростаючим обсягами переданої інформації на рівнімережевих магістралей можна тільки залучаючи оптичне волокно. І постачальникизасобів зв'язку при побудові сучасних інформаційних мереж використовуютьволоконно-оптичні кабельні системи найбільш часто. Це стосується якпобудови протяжних телекомунікаційних магістралей, так і локальнихобчислювальних мереж. Оптичне волокно в даний час вважається самоюдосконалої фізичної середовищем для передачі інформації, а також самоїперспективним середовищем для передачі великих потоків інформації назначні відстані. Волоконна оптика, ставши головною робочою конячкоюпроцесу інформатизації суспільства, забезпечила собі гарантований розвитоку сьогоденні і майбутньому. Сьогодні волоконна оптика знаходить застосуванняпрактично у всіх завданнях, пов'язаних з передачею інформації. Сталодопустимим підключення робочих станцій до інформаційної мережі звикористанням волоконно-оптичного мінікабеля. Однак, якщо на рівнінастільного ПК волоконно-оптичний інтерфейс тільки починає єдиноборствоз провідним, то при побудові магістральних мереж давно стало фактомбезумовне панування оптичного волокна. Комерційні аспектиоптичного волокна також говорять на його користь - оптичне волокновиготовляється із кварцу, тобто на основі піску, запаси якого дужевеликі. Стрімко входять в наше життя волоконно-оптичні інтерфейси влокальних і регіональних мережах Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, Gigabit
Ethernet, ATM. Справжній дипломний проект ставить собі за мету показатиможливості сучасного обладнання для побудови мереж в областіволоконно-оптичних технологій, розкрити технологічні особливостіпланування, побудови та експлуатації волоконно-оптичних мереж.
Огляд існуючих принципів побудови мереж
1 Поняття локальної обчислювальної мережі (ЛОМ)
Локальна мережа (ЛОМ) являє собою комунікаційну систему,дозволяє спільно використовувати ресурси комп'ютерів, підключених домережі, таких як принтери, плоттери, диски, модеми, приводи CD-ROM та іншіпериферійні пристрої. Локальна мережа звичайно обмежена територіальноодним або декількома близько розташованими будівлями.
2 Класифікація ЛВС
Обчислювальні мережі класифікуються за рядом ознак.
1 За відстані між вузлами
Залежно від відстаней між пов'язують вузлами розрізняютьобчислювальні мережі: територіальні - охоплюють значне географічне простору-ство;
серед територіальних мереж можна виділити мережі регіональні таглобальні, що мають відповідно регіональні або глобальні масштаби; регіональні мережі іноді називають мережами MAN (Metropolitan Area
Network), а загальна англомовне назву для територіальних мереж - WAN
(Wide Area Network); локальні (ЛОМ) - охоплюють обмежену територію (зазвичай в межахвіддаленості станцій не більше ніж на кілька десятків або сотень метріводин від одного, рідше на 1 ... 2 км); локальні мережі позначають LAN (Local Area Network); корпоративні (масштабу підприємства) - сукупність пов'язаних між собою
ЛВС, що охоплюють територію, на якій розміщено одне підприємство абоустанова в одному або декількох близько розташованих будівлях. Локальні ікорпоративні обчислювальні мережі - основний вид обчислювальних мереж,використовуються в системах автоматизованого проектування (САПР).
Особливо виділяють єдину в своєму роді глобальну мережу Internet
(реалізована в ній інформаційна служба World Wide Web (WWW) переводитьсяна російську мову як всесвітня павутина); це мережа мереж зі своєю технологією. У Internet існує поняттяінтрамережі (Intranet) - корпоративних мереж в рамках Internet.
2 За топології
Топологія мереж - це геометрична форма мережі. Залежно відтопології з'єднань вузлів розрізняють мережі шинної (магістральної),кільцевої, зоряної, ієрархічної, довільної структури. шинна (bus) - локальна мережа, в якій зв'язок між будь-якими двомастанціями встановлюється через один спільний шлях і передача данихбудь-станцією, одночасно стають доступними для всіх інших станцій,підключених до цієї ж середовищі передачі даних (остання властивість називаютьширокомовного); кільцева (ring) - вузли пов'язані кільцевої лінією передачі даних (докожному вузлу підходять тільки дві лінії); дані, проходячи по кільцю,по черзі стають доступними усіх вузлів мережі; зоряна (star) - є центральний вузол, від якого розходяться лініїпередачі даних до кожного з інших вузлів; ієрархічна - кожен пристрій забезпечує безпосереднєуправління пристроями, що знаходяться нижче в ієрархії.
а) б) в)
г)
Рис. 1.1. Мережеві топології
3 За способом управління
Залежно від способу управління розрізняють мережі:
"клієнт/сервер" - в них виділяється один або декілька вузлів (їх назва
- Сервери), що виконують в мережі керуючі або спеціальні обслуговуютьфункції, а інші вузли (клієнти) є термінальними, в них працюютькористувачі. Мережі клієнт/сервер розрізняються за характером розподілуфункцій між серверами, іншими словами за типами серверів (наприклад, файл -сервери, сервери баз даних). При спеціалізації серверів з певнихдодаткам маємо мережу розподілених обчислень. Такі мережі відрізняють такожвід централізованих систем, побудованих на мейнфреймах; однорангові - у них всі вузли рівноправні; оскільки в загальному випадку підклієнтом розуміється об'єкт (пристрій або програма), запитувачдеякі послуги, а під сервером - об'єкт, що надає ці послуги, токожен вузол у тимчасових мережах може виконувати функції і клієнта, ісервера.
Нарешті з'явилася сетецентріческая концепція, відповідно до якоїкористувач має лише дешеве обладнання для звернення до віддаленихкомп'ютерів, а мережа обслуговує замовлення на виконання обчислень і отриманняінформації. Тобто користувачеві не потрібно купувати програмнезабезпечення для вирішення прикладних задач, йому потрібно лише платити завиконані замовлення. Подібні комп'ютери називають тонкими клієнтами абомережевими комп'ютерами.
4 За методом доступу
Типова середу передачі даних у ЛОМ - відрізок (сегмент) коаксіальногокабелю. До нього через апаратуру закінчення каналу даних підключаються вузли --комп'ютери і можливо загальне периферійне устаткування. Оскільки Середапередачі даних загальна, а запити на мережеві обміни у вузлів з'являютьсяасинхронно, то виникає проблема поділу загального середовища між багатьмавузлами, іншими словами, проблема забезпечення доступу до мережі.
доступом до мережі називають взаємодію станції (вузла мережі) з середовищемпередачі даних для обміну інформацією з іншими станціями. Управліннядоступом до середовища - це встановлення послідовності, в якій станціїотримують доступ до середовища передачі даних.
Розрізняють випадкові і детерміновані методи доступу. Серед випадковихметодів найбільш відомий метод множинного доступу з контролем несучоїі виявленням конфліктів. Англомовне назва методу - Carrier Sense
Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD).
Протокол CSMA/CD
Протокол CSMA/CD втілив у собі ідеї перерахованих вище алгоритмів ідодав важливий елемент - дозвіл колізій. Оскільки колізія руйнуєвсі передані в момент її виникнення кадри, то й немає сенсу станціямпродовжувати подальшу передачу своїх кадрів, якщо вони (станції)виявили колізії. В іншому випадку, значною була б втратачасу при передачі довгих кадрів. Тому для своєчасного виявленняколізії станція прослуховує середу на всьому протязі власноїпередачі.
Основні правила алгоритму CSMA/CD для передавальної станції.
Передача кадру:
1. Станція, що збирається передавати, прослуховує середовище, і передає, якщо середу вільна. В іншому випадку (тобто якщо середу зайнята), переходить до кроку 2. При передачі декількох кадрів підряд станція витримує певну паузу між посилками кадрів - міжкадровий інтервал, причому після кожної такої паузи перед відправленням наступного кадру станція знову прослуховує середовище (повернення на початок кроку
1);
2. Якщо середу зайнята, станція продовжує прослуховувати середу до тих пір, поки середовище не стане вільною, і потім відразу ж починає передачу;
3. Кожна станція, що веде передачу, прослуховує середовище, і, у разі виявлення колізії не припиняє відразу ж передачу, а спочатку передає короткий спеціальний сигнал колізії - jam-сигнал, інформуючи інші станції про колізії, і припиняє передачу;
4. Після передачі jam-сигналу станція замовкає і чекає деяке довільне час відповідно до правила бінарної експоненційної затримки, а потім повертається до кроку 1.
Міжкадрових інтервал IFG (interframe gap) становить 9,6 мкс, (12 байт).
З одного боку, він необхідний для того, щоб приймаюча станція моглакоректно завершити прийом кадру. Крім цього, якби станція передавалакадри безперервно, вона б повністю захопила канал і, тим самим, позбавилаінші станції можливості передачі.
Jam-сигнал (jamming - дослівно глушіння). Передача jam-сигналугарантує, що жоден кадр не буде втрачено, тому що всі вузли, якіпередавали кадри до виникнення колізії, прийнявши jam-сигнал, перервуть своїпередачі і замовкнуть в очікуванні нової спроби передати кадри. Jam-сигналповинен бути достатньої довжини, щоб він дійшов до найвіддаленіших станційколізійного домену з урахуванням додаткової затримки SF (safety margin) наможливих повторювачах.
Колізійні домен (collision domain) - безліч всіх станцій в мережі,одночасна передача будь-якої пари з яких призводить до колізії.
На рис. 1.2. проілюстрований процес виявлення колізії стосовнодо топології''шина''.
У момент часу t0 вузол А починає передачу, природно прослуховуючисвій же передається сигнал. У момент часу t1, коли кадр майже дійшов довузла B, цей вузол, не знаючи про те, що вже йде передача, сам починаєпередавати. У момент часу t2 = t1 + (, вузол У виявляє колізію
(збільшується постійна складова електричного сигналу впрослуховується лінії). Після цього вузол У передає jam-сигнал і припиняєпередачу. У момент часу t3 сигнал колізії доходить до вузла А, після чого
А також передає jam-сигнал і припиняє передачу.
Рис. 1.2. Виявлення колізії в шині при використанні схеми
CSMA/CD стандарту Ethernet
За стандартом Ethernet вузол не може передавати дуже короткі кадри, або,іншими словами, вести дуже короткі передачі. Навіть якщо поле данихзаповнено не до кінця, то з'являється спеціальне додаткове поле,подовжують кадр до мінімальної довжини 64 байти без урахування преамбули.
Час каналу ST (slot time) - це мінімальний час, протягом якоговузол зобов'язаний вести передачу, займати канал. Це відповідає передачікадру мінімально допустимого розміру, прийнятого стандарту Ethernet IEEE
802.3. Час каналу пов'язано з максимально допустимим відстанню міжвузлами мережі - діаметром колізійного домену.
Припустимо, що в наведеному вище прикладі реалізується найгірший сценарій,коли станції А і В віддалені один від одного на максимальну відстань. Часпоширення сигналу від А до В позначимо через tp. Вузол А починаєпередавати в нульовий момент часу. Вузол У починає передавати в моментчасу t1 = tp + (і виявляє колізію через інтервал (після початкусвоєї передачі. Вузол А виявляє колізію в момент часу t3 = 2tp - (
. Для того, щоб кадр, іспущенний А, не був загублений, необхідно, щобвузол А не припиняв вести передачу до цього моменту, тому що тоді,виявивши колізію, вузол А буде знати, що його кадр не надійшов, і спробуєпередавати його повторно. В іншому випадку кадр буде втрачено.
Максимальний час, через який з моменту початку передачі вузол А щеможе виявити колізію, так само 2tp - це час називається затримкою наподвійному пробігу RTD (round-trip delay). У більш загальному випадку, RTDвизначає сумарну затримку, пов'язану як із затримкою через кінцевоїдовжини сегментів, так і з затримкою, що виникає при обробці кадрів нафізичному рівні проміжних повторювачів та кінцевих вузлів мережі. Далізручно використовувати також іншу одиницю виміру часу: бітове час
BT (bit time). Час 1 BT відповідає часу, необхідному для передачіодного біта, тобто 0,1 мкс при швидкості 10 Мбіт/с.
Стандартом Ethernet регламентовані наступні правила виявленняколізій кінцевим вузлом мережі:
1. Вузол А повинен виявити колізію до того, як передасть свій 512-й біт, включаючи біти преамбули;
2. Вузол А повинен припинити передачу раніше, ніж буде переданий кадр мінімальної довжини - передано 576 біт (512 біт після обмежувача початку кадрів SFD);
3. Перекриття між передачами вузлів А і В - бітовий інтервал, починаючи з моменту передачі першого біта преамбули вузлом А і закінчуючи прийомом вузлом А останнього біта, іспущенного вузлом В, - повинно бути менше, ніж 575 BT.
Остання умова для мережі Ethernet є найбільш важливим, оскільки,його виконання веде до виконання і перших двох. Це третя умова задаєобмеження на діаметр мережі. Стосовно до затримки на подвійному пробігу
RTD третю умову можна сформулювати у вигляді: RTD <575 BT.
При передачі великих кадрів, наприклад 1500 байт, колізія, якщо вонавзагалі виникне, виявляється практично на самому початку передачі, непізніше перші 64 переданих байт (якщо колізія не виникла в цей час,то пізніше вона вже не виникне, оскільки всі станції прослуховують лінію і,
«Чуючи» передачу будуть мовчати). Так як jam-сигнал значно коротшеповного розміру кадру, то при використанні алгоритму CSMA/CD кількістьвхолосту витраченої ємності каналу скорочується до часу, котрий?? могона виявлення колізії. Раннє виявлення колізій призводить до більшефективного використання каналу. Пізніше виявлення колізій,властиве більш протяжним мережам, коли діаметр колізійного доменустановить кілька кілометрів, знижує ефективність роботи мережі.
Рис. 1.3. Алгоритми доступу за методом CSMA/CD
На рис. 1.3. представлені алгоритми прийому та передачі даних в одному звузлів при CSMA/CD.
Серед детермінованих методів переважають маркерні методи доступу.
маркерний метод - метод доступу до середовища передачі даних у ЛОМ, заснованийна передачі повноважень передавальної станції за допомогою спеціальногоінформаційного об'єкта, що зветься маркером. Під повноваженням розумієтьсяправо ініціювати певні дії, динамічно надаютьсяоб'єкту, наприклад станції даних в інформаційній мережі.
Застосовується ряд різновидів маркерних методів доступу. Наприклад, вестафетному методі передача маркера виконується в порядку черговості; в способі селекторної опитування (квантірованной передачі) сервер опитуєстанції і передає повноваження однією з тих станцій, які готові допередачі. У кільцевих однорангових мережах широко застосовується тактіруемиймаркерний доступ, при якому маркер циркулює по кільцю і використовуєтьсястанціями для передачі своїх даних.
3 Структуровані кабельні системи (СКС)
1 Хронологія розвитку стандартів СКС
До 1984 року будівлі проектувались практично без урахування тихтелекомунікаційних сервісів, які повинні були згодомфункціонувати в них. З'являлися програми передачі даних вимагализастосування специфічних типів кабельних продуктів. Система IBM S/3Xпрацювала на твінаксіальних кабелях 100 0м, a Ethernet - на коаксіальних 50
0м. У той час як місцеві телефонні компанії мали можливістьмонтувати свої кабельні системи для додатків передачі мови на стадіїбудівництва будинку, фахівці з установки систем передачі данихотримували доступ на об'єкт вже після того, як він був заселений.
Інфраструктура піддавалася переробкам, часто за рахунок великихдодаткових витрат, і до незадоволення кінцевого користувача. У цейперіод мовні кабельні системи мали мінімальну структуру. Типовасистема в комерційному будівлі будувалася на основі неекранованої крученийпари, НВП (Unshielded Twisted Pair, UTP) з робочими характеристиками,придатними тільки для передачі мови, і мала конфігурацію "зірка".
Кількість пар, що приходять у ключові точки варіювалося від 1 до 25.
Максимальні відстані передачі сигналів і кількість кросовихкомутаційних вузлів визначалися постачальником сервісу або виробникомактивного устаткування.
Ранні типи кабельних систем, що застосовувалися для передачі даних в 60-ероки, грунтувалися, як правило, на передачі незбалансованого сигналу покабелю "вита пара" між хост-комп'ютерами та терміналами. Такий типкабельної системи годився лише для низькошвидкісних комунікацій, і, заміру того, як швидкості передачі росли, обмеження, пов'язані зтехнологією передачі незбалансованого сигналу по кабелях "вита пара",стали надто очевидними.
У середині 70-х років компанія IBM почала виробництво мейнфреймів,які використовували коаксіальний кабель з опором 93 0м. Створеннякількома роками пізніше пристрою, який часто називають "Балун" (BALUN -
BALanced/UNbalanced), дозволило використовувати активне устаткування зкоаксіальними інтерфейсами в кабельних системах на основі витої пари.
Адаптер типу "Балун" здійснює конвертацію незбалансованогосигналу, що передається по коаксіальної середовищі, в збалансований сигнал,який може розповсюджуватися по кабелях "вита пара".
Після виникнення технології Ethernet на початку 80-х років, коаксіальнийкабель з опором 50 0м почав заповнювати комерційні будівлі. У мірурозширення популярності Ethernet, провідні виробники, такі як
Cabletron і Bay Networks (колишня Synoptics), почали пропонувати мережевіінтерфейсні карти з модульними роз'ємами замість коаксіальних конекторів.
Ця високошвидкісна технологія (10BASE-T) вимагала застосуванняпершокласного кабелю "вита пара", оптимізованого для передачі даних,який пізніше був класифікований як UTP категорії 3.
У середині 80-х років компанія IBM розробила технологію Token Ring,визначивши як передавальної середовища двухпарний екранований кабель
"вита пара" (ЕВП) 150 0м (Shielded Twisted Pair, STP). Однак, у мірурозширення застосування витої пари в мережевих програмах передачі даних, якальтернатива STP була введена в користування UTP як передавальноїсередовища для додатків Token Ring 4 і 16 Мбіт/с.
Протягом цього періоду користувачі були поставлені перед виборомдекількох типів передавальних середовищ, які включали в себе UTP, STP,коаксіал, твінаксіал, подвійний коаксіал і оптичне волокно. Конектори,що використовувалися з перерахованими вище кабелями - модульні з'єднувачі,універсальні коннектори передачі даних (UDC), BNC, твінакс, DB9, DB15,
DB25 та різноманітні оптичні конектори. При придбанні кінцевимкористувачем обладнання у нового виробника або при встановленні новоїсистеми стара система звичайно повністю була приречена на заміну. Замістьвилучення непотрібних тепер кабелів з телекомунікаційних трас, вони частозалишалися на своєму місці і нова кабельна система прокладалася поверхстарої. Часто старі кабельні траси ставали такимибезлистим, що доводилося створювати нові.
Для задоволення зростаючого попиту на телекомунікаційні кабельнісистеми, які могли підтримувати різні додатки, виробникистворювали кабельні системи, які підтримували мовні програми таспецифічні програми передачі даних. Незважаючи на появу такихтенденцій, кінцеві користувачі все ще були змушені робити вибір середбезлічі кабельних систем від різних виробників. У деяких випадкахбула можлива сумісність, в інших її не було. Відсутність однорідності тауніверсальності змусило промисловість до розробки стандартів, які бгарантували сумісність між продукцією різних виробників. Длязадоволення цієї вимоги в 1985 році
Асоціація електронної промисловості (ЕIА) та Асоціаціятелекомунікаційної промисловості (Тiа) організували роботу технічнихкомітетів для розробки однорідного сімейства стандартівтелекомунікаційних кабельних систем. Ці комітети працювали більше 6-ти роківв напрямку розробки першого впорядкованих стандартівтелекомунікаційного каблірованія, телекомунікаційних трас і приміщень.
Розроблені стандарти набули поширення в багатьох країнах і буливироблені додаткові специфікації до розділів з адміністрування,систем заземлення, а також універсальні категорії кабельних продуктів івідповідних коннекторів для середовища UTP/STP 100 0м. Робота надстандартами кабельних систем була продовжена новим виданням стандарту
ANSI/TIA/EIA-568-A і знаходяться в даний час на стадії публікаціїстандартом ANSI/TIA/EIA-568-B, а також випуском міжнародного стандартууніверсальної кабельної системи ISO/IEC 11801 та європейського стандартууніверсальної кабельної системи CENELEC EN 50173.
До 1991 року законодавцями в телекомунікаційних кабельних системахбули компанії-виробники комп'ютерної техніки. Кінцеві користувачінайчастіше виявлялися в неприємному становищі через що суперечили одиндругу вимог окремих виробників за робочих характеристик системі були змушені платити великі суми за монтаж, налагодження та експлуатаціюприватних систем.
Промисловість засобів телекомунікацій визнавала необхідність створенняекономічною, ефективної кабельної системи, яка могла б підтримуватинайбільш можливо широкий спектр програм та обладнання. ЕIА, Тiа іпредставницький консорціум провідних телекомунікаційних компаній почалиспільну роботу зі створення стандарту на телекомунікаційні кабельнісистеми комерційних будівель ANSI/EIA/TIA-568-1991 (Commercial Building
Telecommunications Cabling Standard).
Додаткові нормативні документи, що описують вимоги та правила попроектування та монтажу телекомунікаційних кабельних трас і приміщень,адміністрування систем, специфікації кабельних компонентів ікомутаційного обладнання, були випущені слідом за ним. Стандарт
ANSI/EIA/TIA-568-1991 був переглянутий у 1995 році і в даний час носитьназва ANSI/TIA/EIA-568-A.
Метою зазначених стандартів є опис структурованогокаблірованія - телекомунікаційної кабельної системи, яка можевіртуально підтримувати будь-які додатки передачі мови, зображення іданих за бажанням кінцевого користувача.
В даний час у міру того, як все більша кількість користувачівпереходять до застосування відкритих систем, що випускається активне обладнанняпроектується на основі положення, що кабельна частина інформаційноїінфраструктури відповідає вимогам стандартів, тобто єгарантовано надійної і здатної забезпечувати певні робочіхарактеристики. До різних ризиків, які є наслідком нестандартнихкабельних систем, можна віднести наступні - мережеві робочі характеристикинижче певних стандартів, підвищена вартість внесення змін досистему і нездатність системи підтримувати нові технології. У мірупоширення принципів структурованого каблірованія вартістьвстановленого мережевого устаткування падала, а ефективність передачіданих зростала з експоненційної залежністю. Телекомунікаційнаінфраструктура переросла в доступний інструмент бізнесу з широкимиможливостями.
Структурована кабельна система (СКС) є основною базоюпротягом всього часу існування інформаційної мережі. Це основа,від якої залежить функціонування усіх ділових додатків. Правильноспроектована, змонтована кабельна система знижує витрати будь-якийорганізації на всіх фазах свого життя.
За даними статистики недосконалі кабельні системи є причиною до
70% всіх простоїв інформаційної мережі. Монтуючи СКС, створену ввідповідно до положень стандартів, можна ефективно усуватизначну частку часу простоїв.
Незважаючи на те, що кабельна система, як правило, існує довшебільшості інших мережевих компонентів, її вартість складає невеликучастину загальних інвестицій в інформаційну мережу. Таким чином, використанняструктурованої кабельної систем є досить переконливим способомінвестування в продуктивність будь-якої організації або компанії.
Кабельна система є компонентом мережі з самим тривалимчасом життя, довше якого існує тільки каркас будівлі. Кабельнасистема, створена на основі стандартів, гарантує довготривалефункціонування мережі та підтримку численних додатків, забезпечуючивіддачу від інвестицій на всьому протязі її існування.
2 Вита пара
В ідеальному випадку лінія передачі є, як мінімум, двапровідника, розділених діелектричним матеріалом і мають рівномірнийзазор на всьому своєму протязі. До двох провідникам прикладаєтьсязбалансоване напруга рівне за амплітудою і протилежну за фазою.
У кожному провіднику течуть рівні за величиною і протилежні занапрямку струми.
Токи виробляють концентричні магнітні поля оточують кожен зпровідників. Напруженість магнітного поля посилюється в проміжку міжпровідниками і зменшується в просторі, де концентричні полязнаходяться за межами обох провідників. Токи в кожному з провідниківрівні за величиною і протилежні за напрямом, що веде до зменшеннязагальної енергії, що накопичується в результуючому магнітному полі. Будь-якезміна струмів генерує напругу на кожному провіднику з результуючимелектричним полем з напрямком вектора, що обмежують магнітне поле іпідтримує постійний струм.
Характеристичний імпеданс відповідає Вхідний імпеданс однорідноїлінії передачі нескінченної довжини тобто лінії передачі граничної довжини,термінірованной навантаженням із значенням її власного характеристичногоімпедансу. У загальному випадку, характеристичний імпеданс - це комплекснечисло з резистивної та реактивної компонентами. Він є функцією частотипереданого сигналу і не залежить від довжини лінії. При дуже високихчастотах характеристичний імпеданс асимптотично прагне дофіксованим резистивного опору. Наприклад, коаксіальні кабеліволодіють імпедансом 50 або 75 0м на високих частотах. Типове значенняімпедансу для кабелів "вита пара" - 100 0м при частотах понад 1 МГц.
Загасання сигналу - це відношення в децибелах (дБ) потужності вхідногосигналу до потужності сигналу на виході при відповідності імпедансів джерелаі навантаження характеристичного імпедансу кабелю. Значення вхідної потужностіможе бути отримано шляхом вимірювання потужності при безпосередньомупідключенні навантаження до джерела без проходження сигналу по кабелю. Увипадках, коли в місцях термінірованія імпеданс не ідеально відповідаютьодин одному, ставлення вхідний потужності до вихідний носить назву що вносятьсявтрат або внесеного загасання.
Перехідний затухання на ближньому кінці (Near End Crosstalk, NEXT) --параметр, що характеризує загасання сигналу перешкоди, наведеного сигналом,який проходить по одній парі провідників, на іншу, розташовану поблизу.
Вимірюється в дБ. Чим вище значення NEXT, тим краще ізоляція перешкод міждвома парами провідників.
Зворотні втрати (втрати при відображенні). Коли імпеданс кабелю і навантаженняне співпадає, сигнал, що поширюється по кабелю, частково будевідображатися в точці інтерфейсу кабель-навантаження.
Потужність відбитого сигналу носить назву втрат при відображенні абозворотних втрат. Чим краще сумісність імпедансів, тим менше відбиванапотужність і тим нижче зворотні втрати.
Тимчасова затримка розповсюдження сигналу. Сигнал, що поширюється відвхідний точки до вихідний, приходить з тимчасовою затримкою, величина якоїє відношенням довжини кабелю до швидкості розповсюдження сигналу V стпередавальної середовищі. У випадку ідеальної лінії передачі, що складається з двохпровідників у вакуумі, швидкість поширення сигналу дорівнює швидкостіпоширення світла у вакуумі с. На практиці швидкість поширеннясигналу в кабелі залежить від властивостей діелектричних матеріалів, які оточуютьпровідники.
Відношення сигнал-шум (SNR) - це співвідношення між рівнем приймаєтьсясигналу і рівнем шуму що приймається, причому рівень сигналу повинензначно перевищувати рівень шуму для забезпечення прийнятних умовпередачі.
Відношення загасання до перехідного загасання (ACR). Співвідношення міжсигналом і шумом може бути виражена у формі відносини загасання доперехідного загасання (ACR). ACR - це різниця між ослабленим сигналомна виході і шкідливим наведеним сигналом ( "шумом") NEXT.
3 Волоконно-оптичний кабель
Волоконно-оптичні комунікації мають ряд переваг в порівнянні зелектронними системами, що використовують передавальні середовища на металевійоснові. У волоконно-оптичних системах передаються сигнали не спотворюютьсяні однією з форм зовнішніх електронних, магнітних або радіочастотних перешкод.
Таким чином, оптичні кабелі повністю несприйнятливі до перешкод,викликуваним блискавками або джерелами високої напруги. Більш того,оптичне волокно не випускає випромінювання, що робить його ідеальним длявідповідності вимогам сучасних стандартів до комп'ютерних програм.
Внаслідок того, що оптичні сигнали не вимагають наявності системизаземлення, та приймає електрично ізольовані один від одного івільні від проблем, пов'язаних з виникненням паразитних струмових петель.
При відсутності зсуву потенціалів в системі заземлення між двоматерміналами, що виключає іскріння або електричні розряди, волоконнаоптика стає все більш кращим вибором для реалізації багатьохдодатків, коли вимогою є безпечна робота в детонуючих абозаймистих середовищах.
Цифрові обчислювальні системи, телефонія та відео-мовні системивимагають нових напрямків для поліпшення передавальних характеристик. Великаширина спектра оптичного кабелю означає підвищення ємності каналу. Крімтого, довші відрізки кабелю вимагають меншої кількості репітерів,так як волоконно-оптиорієн кабелі володіють надзвичайно низькими рівнямизагасання. Ця властивість ідеально підходить для широкомовних ітелекомунікаційних систем.
У порівнянні зі звичайними коаксіальними кабелями з рівною пропускноїздатністю, менший діаметр і вага волоконно-оптичних кабелів означаєпорівняно більш легкий монтаж, особливо в заповнених трасах. 300метрів Одноволоконні кабелю важать близько 2,5 кг. 300 метрів аналогічногокоаксіального кабелю важать 32 кг - приблизно в 13 разів більше.
Електронні методи підслуховування засновані на електромагнітномумоніторингу. Волоконно-оптичні системи несприйнятливі до подібноїтехніці. Для зняття даних до них потрібно підключитися фізично, що знижуєрівень сигналу і підвищує рівень помилок - обидва явища легко і швидковиявляються.
Основні елементи оптичного волокна
Ядро. Ядро - светопередающая частина волокна, що виробляється або зскла, або із пластику. Чим більше діаметр ядра, тим більша кількістьсвітла може бути передано у волокна.
Демпфер. Призначення демпфера - забезпечення більш низького коефіцієнтазаломлення на кордоні з ядром для переотраженного світла в ядро такимчином, щоб світлові хвилі розповсюджувалися по волокна.
Оболонка. Оболонки звичайно бувають багатошаровими, виготовляються зпластику для забезпечення міцності волокна, поглинання ударів і забезпеченнядодаткового захисту волокна від впливу навколишнього середовища. Такібуферні оболонки мають товщину від 250 до 900 мкм.
Розмір волокна в загальному випадку визначається за зовнішніми діаметрами його ядра,демпфера і оболонки. Наприклад, 50/125/250 - характеристика волокна зядра діаметром 50 мкм, діаметром демпфера 125 мкм і діаметром оболонки 250мкм. Оболонка завжди видаляється при з'єднанні або термінірованіі волокон.
Тип волокна ідентифікується за типом шляхів, або так званих "мод",прохідних світлом в ядрі волокна. Існує два основних типи волокна --багатомодове і одномодове. Ядра багатомодових волокон можуть володітиступінчастим або градієнтним показниками заломлення. Багатомодове волокноіз ступінчастим показником заломлення отримало свою назву від різкою,ступінчастою, різниці між показниками заломлення ядра і демпфера. Убільш поширеному багатомодового волокна з градієнтним показникомзаломлення промені світла також поширюються у волокні за численнимишляхах. На відміну від волокна із ступінчастим показником заломлення, ядро зградієнтним показником містить численні шари скла, кожен зяких має більш низьким показником заломлення в порівнянні зпопереднім шаром по мірі віддалення від осі волокна. Результатом формуваннятакого градієнта показника заломлення є те, що промені світлаприскорюються в зовнішніх шарах і їх час поширення у волокніпорівнюється з часом поширення променів, що проходять за більш короткимшляхам ближче до осі волокна.
Таким чином, волокно з градієнтним показником заломлення вирівнюєчас розповсюдження різних мод так, що дані п
