Физическая среда передачи данных. Лекция №1. ч.2

1. Лекция №1. ч.2

Физическая среда передачи данных
Курс «Компьютерные сети»
Приходько Татьяна Александровна
к.т.н. доцент кафедры вычислительных технологий

2.

Lecture№1 «Physical Media»
1.3. Типы и характеристики
среды передачи данных
2

3. Стандарты проводящей среды

Lecture№1 «Physical Media»
Стандарты проводящей среды
В настоящее время действуют следующие стандарты на кабели:
EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard)
– американский;
ISO/IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) –
международный;
CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) – европейский.
Эти стандарты описывают практически одинаковые кабельные системы, но отличаются
терминологией и нормами на параметры.
В данном курсе предлагается придерживаться терминологии стандарта EIA/TIA 568.
3

4. Типы проводящей среды

Lecture№1 «Physical Media»
Типы проводящей среды
Проводные:
Электрическая
Витая пара
Coax
Оптическая
Беспроводная:
Wi-Fi
Bluetooth
ZigBEE
…
4

5. Среда передачи данных

Lecture№1 «Physical Media»
Среда передачи данных
Средой передачи информации называются те линии связи (или каналы связи), по
которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем
большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные
или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети, которые сейчас
находят все более широкое применение, особенно в портативных компьютерах.
Информация в локальных сетях чаще всего передается в последовательном коде, то
есть бит за битом.
Все кабели можно разделить на три большие группы:
электрические (медные) кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые делятся на
экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP);
электрические (медные) коаксиальные кабели (coaxial cable);
оптоволоконные кабели (fibre optic).
Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе надо учитывать
как особенности решаемой задачи, так и особенности конкретной сети, в том числе и
используемую топологию.
5

6. Характеристики проводящей среды

Lecture№1 «Physical Media»
Характеристики проводящей среды
1. Полоса пропускания
2. Помехозащищенность (секретность)
3. Скорость распространения сигнала/ задержка
распространения сигнала на метр длины
4. Величина волнового сопротивления.
6

7. Характеристики проводящей среды

Lecture№1 «Physical Media»
Характеристики проводящей среды
Основные параметры кабелей, принципиально важные для
использования в локальных сетях:
Полоса пропускания кабеля (частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем) и
затухание сигнала в кабеле. Два этих параметра тесно связаны между собой, так как с
ростом частоты сигнала растет затухание сигнала. Надо выбирать кабель, который на
заданной частоте сигнала имеет приемлемое затухание. Или же надо выбирать частоту
сигнала, на которой затухание еще приемлемо. Затухание измеряется в децибелах и
пропорционально длине кабеля.
Помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им секретность передачи
информации. Эти два взаимосвязанных параметра показывают, как кабель
взаимодействует с окружающей средой, то есть, как он реагирует на внешние помехи, и
насколько просто прослушать информацию, передаваемую по кабелю.
7

8. Характеристики проводящей среды

Lecture№1 «Physical Media»
Характеристики проводящей среды
Основные параметры кабелей, принципиально важные для использования в
локальных сетях:
Скорость распространения сигнала по кабелю или, обратный параметр –
задержка сигнала на метр длины кабеля. Этот параметр имеет принципиальное
значение при выборе длины сети. Типичные величины скорости распространения
сигнала – от 0,6 до 0,8 от скорости распространения света в вакууме.
Соответственно типичные величины задержек – от 4 до 5 нс/м.
Для электрических кабелей очень важна величина волнового сопротивления
кабеля. Волновое сопротивление важно учитывать при согласовании кабеля для
предотвращения отражения сигнала от концов кабеля. Волновое сопротивление
зависит от формы и взаиморасположения проводников, от технологии
изготовления и материала диэлектрика кабеля. Типичные значения волнового
сопротивления – от 50 до 150 Ом.
8

9. Физический уровень IEEE 802.3

Lecture№1 «Physical Media»
Физический уровень IEEE 802.3
Три типа электрического кабеля Ethernet.
(a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T
1) Vampire tap -
piercing tap
transceiver
9

10. Ethernet (зарождение)

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet (зарождение)
Структура и характеристики коаксиального кабеля
Высокая помехозащищенность;
Широкая полоса пропускания (свыше 1ГГц);
Большая длина сегмента;
Волновое сопротивление – 50Ом
Топология - шина
10

11. Стандарты кабелей

Твинаксиальный кабель – это высококачественный электрический кабель,
похожий по конструкции на коаксиальный кабель, но содержащий два внутренних
проводника.
Характеристики твинаксиального кабеля:
диаметр проводников лежит в диапазоне от 30 AWG *) до 24 AWG;
волновое сопротивление 100 Ом;
используется в высокоскоростных сетях Ethernet спецификаций 10GBASE-CX4,
40GBASE-CR4 и 100GBASE-CR10.
*) AWG (от англ. American Wire Gauge — американский калибр проводов). В системе AWG меньшему числовому значению
соответствует более толстая жила провода. Такое «перевёрнутое» обозначение диаметра сложилось исторически/
11

12. Стандарты кабелей

Твинаксиальный кабель
Для достижения наилучших характеристик производительности
рекомендуется, чтобы твинаксиальные кабели для сетей
спецификаций 10GBASE-CX4, 40GBASE-CR4 и 100GBASE-CR10
имели заводскую терминацию.
• Кабели Twinax используются во многих различных приложениях в рамках современных технологий,
поскольку они работают лучше, чем любой другой кабель, особенно при сборке и соединении
твинаксиальных кабелей. Кабели Twinax чаще всего используются для высокоскоростных сетей в
центрах обработки данных. Их можно увидеть подключающими серверы к коммутаторам или
устройствам хранения данных на коротких расстояниях, и они могут поддерживать скорость
передачи данных 10 Гбит/с с SFP + или 40 Гбит/с при использовании QSFP+.
• Кроме того, кабели Twinax необходимы для сетей хранения данных (SAN), т.к. они обеспечивают
соединения с малой задержкой и высокую пропускную способность, необходимую для эффективного
хранения и извлечения данных. Эти кабели имеют прочное экранирование, защищающее от
электромагнитных помех, поэтому сигнал всегда будет проходить.
• Также в аудиовизуальном оборудовании, где требуются помехоустойчивость и высокочастотные
возможности, часто используются твинаксиальные провода.
• Кроме того, сбалансированная передача сигналов делает его очень полезным для систем
промышленной автоматизации, которые предусматривают связь между блоками управления и
12
оборудованием, где необходим стабильный и высокоскоростной обмен данными.

13. Ethernet (зарождение)

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet (зарождение)
Набросок сети Ethernet
Роберт Меткалф. 22 мая 1973г.
Сначала ее назвали Alto Aloha Network, а затем переименовал в Ethernet (Ether=эфир).
13

14. Ethernet

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet
Эволюция стандартов
14

15. Ethernet

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet
Стандарты 10Base
15

16. Ethernet (зарождение)

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet (зарождение)
10Base5
10Base5 – “Исходный Ethernet”
Толстый коаксиальный кабель
Terminated at ends
Vampire tap- зуб вампира для подключения к трансиверу
500m длины (backbone)
Задержка распространения - ~4,5нс/м
Трансиверный шнур от трансивера к сетевой карте
Как работает:
10 Mb/s
Одна общая среда передачи… все пакеты
доступны всем хостам
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/
Carrier Detect) – алгоритм доступа к среде
Collisions - коллизии
Half Duplex - полудуплекс
16

17.

Lecture№1 «Physical Media»
Сеть Ethernet 10 Base-5
10Base5
до 500 м
Трансивер
Кабель RG6
50 Ом
терминатор
Кабель
(до 50 м)
AUI
100 станций
Достоинства:
<= 100 станций в сегменте
¨
хорошая защищенность кабеля от внешних воздействий
¨
сравнительно большое расстояние между узлами
возможность простого перемещения рабочей станции в пределах длины кабеля AUI
Недостатки:
¨
высокая стоимость кабеля
¨
сложность его прокладки из-за большой жесткости
17

18.

Lecture№1 «Physical Media»
Многосегментная сеть Ethernet 10
Base-5
10Base5
Повторитель
...
Т рансивер
Блок
повторения
Кабель сегмента
Т рансивер
Терминатор
сегмента
Сетевой адаптер
Кабель интерфейса A UI
Правило 5-4-3
<= 100 станций в сегменте
Максимум: 5 сегментов (5 x 500 м = 2500 м)
4 повторителя
3 нагруженных сегмента
99 х 3 = 297 станций
18

19.

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet (юность)
10Base2
10Base2
Меньше диаметр, дешевле кабель, меньше
допустимая длина сегмента - 185m
Нет трансивера – используется “T”- коннектор к
каждой карте
Соединяет всю сеть в цепочку
Согласование на краях кабеля «терминаторами»
Снова одна среда на всех
Снова алгоритм доступа -CSMA/CD
19
19

20.

Сеть Ethernet 10 Base-2
10Base2
до 185 м
Кабель RG58С/U
50 Ом
терминатор
BNC
T-коннектор
Достоинства:
<= 30 станций в сегменте
¨
простота инсталляции и модификаций сети
¨
дешевый кабель
Недостатки:
¨
большое количество контактов – частые отказы сети в целом
¨
сложность обнаружения нарушений физической целостности
высокая стоимость эксплуатации сети – в первую очередь диагностики!
20

21. Ethernet (молодость)

Lecture№1 «Physical Media»
Ethernet (молодость)
10BaseТ
Twisted Pair – витая пара
10/100/1000/10 000/40 000 Mbps
100м – допустимая длина сегмента
Категории - CAT3, CAT5, CAT5e, CAT6, CAT6a,
CAT7, CAT7a.
Волновое сопротивление 100Om 15%
21

22.

Lecture№1 «Physical Media»
Сеть Ethernet 10 Base-T
Концентратор
R x Tx
10BaseТ
10Base-T
R x Tx
R x Tx
Витая пара
категории 3
Длина 100 м
Разъем
RJ-45
Tx R x
Сетевой адаптер
Tx R x
Станция
Максимальный диаметр сети: 2500 м
Tx R x
Почему существуют
ограничения на
дальность передачи?
22

23. Электрические наводки

Lecture№1 «Physical Media»
Электрические наводки
Когда по проводнику протекает синусоидальный ток вокруг движущихся в металле электронов,
возникают электрическое и магнитное поля. Если увеличить частоту синусоидального тока в
проводнике … сотни Герц…Килогерцы…Сотни Мегагерц. Обнаруживается (естественно, с
помощью приборов), что ток с ростом частоты все сильнее и сильнее вытесняется из
толщи проводника к его поверхности. Электромагнитное поле вне проводника возрастает, и
вот на очень высоких частотах ток полностью вытесняется из проводника.
Проводник начинает излучать всю
электромагнитную энергию в пространство,
передача ее по проводу прекратилась,
провод превратился в антенну!
Явление поверхностного эффекта
23

24. Затухание

Lecture№1 «Physical Media»
Затухание
Затухание для коаксиального кабеля и неэкранированной витой пары
24

25. Затухание

Lecture№1 «Physical Media»
Затухание
Эффект затухания
25

26.

Lecture№1 «Physical Media»
Затухание
Затухание неэкранированного кабеля на витой паре
*)У некоторых приборов (тестеров) инверсная шкала. Если вы получаете результат, например, -1.3
dB, то это означает именно потерю мощности в 1.3 децибела, а не усиление сигнала.
26

27. Категории витой пары

Lecture№1 «Physical Media»
Категории витой пары
Обознач
ение
CAT1
CAT2
Полоса
частот, МГц
10BaseT
Применение
Примечания
0,1
(0,4?)
Телефонные и
старые модемные
линии
1 пара, не описано в рекомендациях EIA/TIA для передачи данных (в России
применяется кабель без скруток — «лапша» обладает плохой
помехозащенностью). В США использовался ранее, только в «скрученном» виде.
Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема (не
подходит для современных систем)
1
(4?)
Старые терминалы
(такие как IBM
3270)
2 пары проводников, старый тип кабеля, не описано в рекомендациях EIA/TIA для
передачи данных, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с,
использовался в сетях Token ring и Arcnet (не подходит для современных систем).
Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.
4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей
10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с
или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров.
В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.
Сейчас используется в основном для телефонных линий.
кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T,
100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре.
CAT3
16
10BASE-T,
100BASE-T4
Ethernet
CAT4
20
token ring, сейчас
не используется
27

28. Категории витой пары

Lecture№1 «Physical Media»
Категории витой пары
Обозначе
ние
CAT5
CAT5e
Полоса
частот,
МГц
100
100
Применение
10BaseT
Примечания
100BASE-TX
Ethernet (LAN,
ATM,CDDI) [4]
4-парный кабель, используется при построении локальных сетей
10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T и для прокладки телефонных
линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при
использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар.
1000Base-T
4-парный кабель, усовершенствованная категория 5
(уточненные/улучшенные спецификации). Скорость передач данных до
100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при
использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым
распространённым и используется для построения компьютерных сетей.
Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Преимущества
данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.
28

29. Категории витой пары

Lecture№1 «Physical Media»
Категории витой пары
Обозначе
ние
CAT6
CAT6a
Полоса
частот,
МГц
Применение
10BaseT
Примечания
250
Fast Ethernet, Gigabit
Ethernet (10GBASE-T
Ethernet)
применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар
проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на
расстояние до 55 м. Добавлен в стандарт в июне 2002 года.
500
Gigabit Ethernet
(10GBASE-T Ethernet)
применяется в сетях Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен
передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 100 метров.
Добавлен в стандарт в феврале 2008 года, ISO/IEC 11801:2002 поправка 2.
CAT7
600
Gigabit Ethernet
(10GBASE-T Ethernet)
спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным
стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Кабель этой
категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая
категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).
CAT7a
до 1200
Gigabit Ethernet
(40GbE, 100GbE)
разработана для передачи данных на скоростях до 40 Гбит/с на расстояние до
50 м и до 100 Гбит/с на расстояние до 15 м.
29

30. Стандарты раскладки витой пары (UTP)

Lecture№1 «Physical Media»
10BaseT
Стандарты раскладки витой пары (UTP)
Standard Patch
Cable A
EIA/TIA 568A
Цветовая схема
1 Бело-зеленый
2 Зеленый
3 Бело-оранжевый
4 Синий
5 Бело-синий
6 Оранжевый
7 Бело-коричневый
8 Коричневый
Standard Patch
Cable B
EIA/TIA 568B
Цветовая схема
(AT&T)
1 Бело-оранжевый
2 Оранжевый
3 Бело-зеленый
4 Синий
5 Бело-синий
6 Зеленый
7 Бело-коричневый
8 Коричневый
30

31. Стандарты раскладки витой пары (UTP)

Lecture№1 «Physical Media»
10BaseT
Стандарты раскладки витой пары (UTP)
Прямое соединение
Подключение разноименных узлов
Исключение: компьютер-роутер
кроссоверное соединение
Подключение одноименных узлов
31

32. Стандарты витой пары (UTP)

Lecture№1 «Physical Media»
Стандарты витой пары (UTP)
10BaseT
Вариант 1
T568B
T568A
Cross-over cable
Вариант 2
Вариант 3
T568B
Wall
plate
T568B
Cross-over cable
Hub
Straight through cable
Straight through cable
32
32

33.

Сети Ethernet 10 Мбит/с на
оптическом волокне
Максимальный диаметр
сети: 2500 м
Стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
– первый стандарт комитета 802.3 для использования оптоволокна в сетях Ethernet.
•Максимальное число повторителей между узлами осталось равным 4
•Длина оптоволоконной связи между повторителями - до 1 км
Стандарт 10Base-FL - незначительное улучшение стандарта FOIRL.
Увеличена мощность передатчиков,
увеличилось до 2000 м.
расстояние
между
узлом
и
концентратором
Стандарт 10Base-FB - предназначен только для соединения повторителей. Между
узлами сети можно установить до 5 повторителей 10Base-FB Максимальная длина одного
сегмента 2740 м
33

34.

Сети Ethernet 10 Мбит/с на
оптическом волокне
Преимущества оптоволокна
Более высокая пропускная способность, волоконно-оптические кабели могут передавать
гораздо больше данных, чем медные кабели того же диаметра.
֎ В отличие от медных кабелей, между оптическими волокнами нет «перекрестных помех»
(электромагнитных помех), поэтому они более надежно передают информацию с лучшим
качеством сигнала. Им нестрашны грозовые и электростатические разряды. Оптиковолоконные кабели безопасные, они некогда не ударят электрическим током.
֎ Оптическое волокно более тонкое и имеет меньшие габариты и вес, обладает большей
прочностью на растяжение, чем медные или стальные волокна того же диаметра. Он гибкий,
легко изгибается и не подвержен коррозии, в отличии от медного кабеля.
֎ Более дешёвое сырьё для производства, в отличие от меди. На сегодняшний день
оптико-волоконный кабель стал дешевле медного. Но по-прежнему дорогими остались
обжимные инструменты (требуют высокой точности) и лазерные приемо-передатчики.
34

35. Структура оптоволокна

Lecture№1 «Physical Media»
Структура оптоволокна
35

36. Структура оптоволокна

Lecture№1 «Physical Media»
Структура оптоволокна
36

37. Fiber Optic Standards Стандарты оптоволокна

Lecture№1 «Physical Media»
Fiber Optic Standards
Стандарты оптоволокна
10BaseF
Учитывая большую популярность оптических линий связи в последние несколько лет,
основная их часть в настоящее время основана на современных одномодовых волокнах.
Однако как одномодовые, так и многомодовые волокна делятся на множество типов и
категорий, которые соответствуют установленным стандартам и заводским
спецификациям.
Популярная маркировка основана на сокращениях названий:
• OM - оптический многомодовый
• OS - оптический одномодовый
37

38. Оптоволокно

Lecture№1 «Physical Media»
Оптоволокно
1.
2.
3.
4.
Первое поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено в
1975 году. Основу передатчика составлял светоизлучающий диод, работающий на длине
волны 0.85 мкм в многомодовом режиме.
В течение последующих трех лет появилось второе поколение - одномодовые
передатчики, работающие на длине волны 1.3 мкм.
В 1982 году родилось третье поколение передатчиков - диодные лазеры, работающие на
длине волны 1.55 мкм.
Исследования продолжались и вот появилось 4-е поколение оптических передатчиков,
давшее начало когерентным системам связи - то есть системам, в которых
информация передается модуляцией частоты или фазы излучения. Такие системы связи
обеспечивают гораздо большую дальность распространения сигналов по оптическому
волокну. Специалисты фирмы NTT построили безрегенераторную когерентную ВОЛС
STM-16 скоростью передачи 2.488 Гбит/с протяженностью в 300 км, а в лабораториях
NTT в начале 1990 года ученые впервые создали систему связи с применением
оптических усилителей скоростью 2.5 Гбит/с на расстояние 2223 км.
38

39. Оптоволокно

Lecture№1 «Physical Media»
Оптоволокно
5.
Появление оптических усилителей на основе световодов, легированных эрбием,
способных усиливать проходящие по световоду сигналы на 30 dB, дало начало
пятому поколению систем оптической связи. В настоящее время быстрыми темпами
развиваются системы дальней оптической связи на расстояния в тысячи
километров. Успешно эксплуатируются трансатлантические линии связи СШАЕвропа ТАТ-8 и ТАТ-9, Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония ТРС-3.
Завершено строительство глобального оптического кольца связи Япония-СингапурИндия-Саудовская Аравия-Египет-Италия.
Оптоволоконные кабели и спутники связи были разработаны примерно в одно и то же время —
в 1960-е годы. Но у спутников есть две проблемы: задержка сигнала и потеря битов.
Передача и приём сигналов в космос и из космоса требуют времени, тогда как оптические
волокна могут передавать информацию со скоростью 99,7% от световой. Чтобы понять, каким
был бы интернет без подводных кабелей, нужно поехать в Антарктиду — единственный
континент, не имеющий физического подключения к Сети. Там всё зависит от спутников.
39

40.

Lecture№1 «Physical Media»
Оптоволокно
В последние годы наряду с когерентными системами связи развивается
альтернативное направление: солитоновые системы связи.
Солитон - это световой импульс с необычными свойствами: он сохраняет свою форму и
теоретически может распространяться по "идеальному" световоду бесконечно далеко.
Солитоны являются идеальными световыми импульсами для связи. Длительность
солитона составляет примерно 10 трилионных долей секунды (10 пс). Солитоновые
системы, в которых отдельный бит информации кодируется наличием или отсутствием
солитона, могут иметь пропускную способность не менее 5 Гбит/с на расстоянии 10 000 км.
Такую систему связи предполагается использовать на уже построенной
трансатлантической линии ТАТ-8. Для этого придется поднять подводный ВОК,
демонтировать все регенераторы и срастить все волокна напрямую. В результате на
подводной магистрали не будет ни одного промежуточного регенератора.
40

41.

Lecture№1 «Physical Media»
Оптоволокно
Компания AT&T представила свою новую разработку, впервые
позволяющую пересылать на сверхбольшие расстояния
по существующим оптическим магистралям информацию со скоростью
400 Гб/с — в четыре раза больше, чем поддерживают сегодняшние
стандарты.
Сотрудники AT&T успешно продемонстрировали передачу сигналов
на расстояние 12 тыс. км, что превосходит предыдущий рекорд более
чем на 9 тыс. км или в 2,5 раза.
Источник: http://setii.ru
41

42. Стандарты оптоволокна

Lecture№1 «Physical Media»
Стандарты оптоволокна
42
42

43.

Lecture№1 «Physical Media»
Способы формирования
оптического излучения
43

44.

Lecture№1 «Physical Media»
Стандарты конекторов оптоволокна
44

45.

Lecture№1 «Physical Media»
Характеристики по затуханию
Оптический кабель имеет существенно меньшие (по абсолютной величине)
величины затухания, обычно в диапазоне от -0,2 до - 3 дБ при длине кабеля в 1000м,
а значит, является более качественным, чем кабель на витой паре. Практически все
оптические волокна имеют сложную зависимость затухания от длины волны, которая
имеет три так называемых окна прозрачности. На рисунке показана характерная
зависимость затухания для оптического волокна.
45

46.

Lecture№1 «Physical Media»
Характеристики по затуханию
Из рисунка видно, что область эффективного использования современных волокон ограничена
волнами длин 850 нм, 1300 нм и 1550 нм (соответстсвенно частотами 35 ТГц, 23 ТГц и 19,4 ТГц).
Окно прозрачности 1550 нм обеспечивает наименьшие потери, а значит, максимальную дальность
при фиксированной мощности передатчика и фиксированной чувствительности приемника.
46

47.

Lecture№1 «Physical Media»
Характеристики по затуханию
Зависимость затухания от частоты передаваемого сигнала для разных
типов проводников
47

48. Оптоволокно

Lecture№1 «Physical Media»
Оптоволокно
Сегодня такие кабели, проложенные по дну водоемов и Мирового океана, соединяют между собой
все континенты, кроме Антарктиды. Примерно через каждые 100 км для восстановления мощности
оптического сигнала, устанавливается EDFA-усилитель. В Интернете есть список подводных
коммуникационных кабелей.
48

49. Оптоволокно

Lecture№1 «Physical Media»
Оптоволокно
В Интернете есть список подводных коммуникационных кабелей. Здесь приведен фрагмент:
49

50. Wireless Media

Lecture№1 «Physical Media»
Wireless Media
50

51. Стандарты беспроводной связи

Lecture№1 «Physical Media»
Стандарты беспроводной связи
Standard IEEE 802.11 - Commonly referred to as Wi-Fi, is a Wireless LAN
(WLAN) technology that uses a contention or non-deterministic system with a
Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA) media access
process.
Standard IEEE 802.15 - Wireless Personal Area Network (WPAN) standard,
commonly known as "Bluetooth", uses a device pairing process to communicate
over distances from 1 to 100 meters.
Standard IEEE 802.16 - Commonly known as WiMAX (Worldwide
Interoperability for Microwave Access), uses a point-to-multipoint topology to
provide wireless broadband access.
Global System for Mobile Communications (GSM) - Includes Physical layer
specifications that enable the implementation of the Layer 2 General Packet
Radio Service (GPRS) protocol to provide data transfer over mobile cellular
telephony networks.
51

52. The Wireless LAN

Lecture№1 «Physical Media»
The Wireless LAN
IEEE 802.11a - Operates in the 5 GHz frequency band and offers speeds of up to 54
Mbps. Because this standard operates at higher frequencies, it has a smaller
coverage area and is less effective at penetrating building structures. Devices
operating under this standard are not interoperable with the 802.11b and 802.11g
standards described below.
IEEE 802.11b - Operates in the 2.4 GHz frequency band and offers speeds of up to
11 Mbps. Devices implementing this standard have a longer range and are better
able to penetrate building structures than devices based on 802.11a.
IEEE 802.11g - Operates in the 2.4 GHz frequency band and offers speeds of up to
54 Mbps. Devices implementing this standard therefore operate at the same radio
frequency and range as 802.11b but with the bandwidth of 802.11a.
IEEE 802.11n
The IEEE 802.11n standard is currently in draft form. The proposed standard defines
frequency of 2.4 Ghz or 5 GHz. The typical expected data rates are 100 Mbps to 210
Mbps with a distance range of up to 70 meters.
52

53. Какова реальная скорость адаптеров Wi-Fi 802.11n и 802.11g?

Сравнительная характеристика скорости уже существующих стандартов и нового
802.11n
Cкорость, которую указывают в характеристиках производители беспроводного Wi-Fi
оборудования, не является скоростью передачи пользовательских данных. Данная
скорость - лишь так называемая "скорость радио", в то время как скорость передачи
файлов должна составлять максимум половину от "скорости радио". Более того, если
оба компьютера подключены к одной точке доступа или роутеру по Wi-Fi, в силу
технических особенностей стандарта скорость обмена файлами между клиентами
должна уменьшаться еще в два раза. В случае с Wi-Fi 802.11g скорость передачи
файлов между двумя компьютерами составит всего 12 Мбит/с. Если один из клиентов
будет подключен к роутеру по кабелю LAN, скорость вновь возрастет до 20-24 Мбит/с.
53

54. Ретроспектива стандартов IEEE 802.x

Lecture№1 «Physical Media»
Ретроспектива стандартов IEEE 802.x
54

55. Почему побеждает Ethernet?

Lecture№1 «Physical Media»
Почему побеждает Ethernet?
Множество сетевых протоколов
Цена
Много оборудования
Высокая работоспособность
Легкий в использовании
Легко масштабируемый
55

56.

Lecture№1 «Physical Media»
Параметры спецификаций физического уровня для
стандарта Ethernet 10 Мбит/c

57. Литература

Lecture№1 «Physical Media»
Литература
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник
для ВУЗов 5-е изд. / В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. – СПб:
Издательство «Питер», 2016.- 992с.:ил
Дуглас Э. Крамер. "Сети TCP/IP/. Принципы, протоколы и
струткура."
Хант К. Серия "Для специалиста": Персональные компьютеры в
сетях TCP/IP. - BHV-Киев, 1997.
Пассивные оптические сети (PON/EPON/GEPON) «Семенов Ю.А.
(ИТЭФ-МФТИ). Semenov Yu (ITEP-MIPT)» в свободном доступе:
http://book.itep.ru/4/41/pon.htm
Программа сетевой академии CISCO CCNA. Вспомогательное
руководство. Издательский дом «Вильямс» -,2008г. - 1168с.
57

58. Литература

Lecture№1 «Physical Media»
Литература
58

59. Литература

Lecture№1 «Physical Media»
Литература
59

60. Литература

Lecture№1 «Physical Media»
Литература
https://linkmeup.gitbook.io/sdsm/
60

61. Литература

Lecture№1 «Physical Media»
Литература
https://linkmeup.gitbook.io/sdsm/
61