Средства передачи

Чтобы любая сеть была эффективной, необработанный поток данных должен передаваться от одного устройства к другому по некоторой среде. Для передачи данных могут использоваться различные среды передачи. Эти средства передачи могут быть двух типов:

Guided- В управляемых средах передаваемые данные проходят через кабельную систему с фиксированным путем. Например, медные провода, оптоволоконные провода и т. Д.
Unguided- В неуправляемых средах передаваемые данные проходят через свободное пространство в виде электромагнитного сигнала. Например, радиоволны, лазеры и т. Д.

Каждая среда передачи имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения пропускной способности, скорости, задержки, стоимости за бит, простоты установки и обслуживания и т. Д. Давайте подробно обсудим некоторые из наиболее часто используемых сред.

Витая пара

Медные провода являются наиболее распространенными проводами, используемыми для передачи сигналов из-за хорошей производительности при низких затратах. Чаще всего они используются в телефонных линиях. Однако, если два или более провода лежат вместе, они могут мешать сигналам друг друга. Чтобы уменьшить эти электромагнитные помехи, пара медных проводов скручена по спирали, как молекула ДНК. Такие витые медные провода называютtwisted pair. Чтобы уменьшить помехи между соседними витыми парами, скорость скручивания разная для каждой пары.

До 25 витых пар объединяются в защитное покрытие, образуя кабели витой пары, которые составляют основу телефонных систем и сетей Ethernet.

Преимущества кабеля витая пара

Кабель витой пары - самый старый и самый популярный кабель во всем мире. Это связано со многими преимуществами, которые они предлагают -

Доступность обученного персонала благодаря неглубокой кривой обучения
Может использоваться как для аналоговой, так и для цифровой передачи
Наименее дорого на короткие расстояния
Вся сеть не выходит из строя, если часть сети повреждена

Недостатки витой пары

Кабели витой пары обладают множеством преимуществ и недостатками:

Сигнал не может преодолевать большие расстояния без репитеров
Высокая частота ошибок на расстояниях более 100 м
Очень тонкий и поэтому легко ломается
Не подходит для широкополосных подключений

Экранированная витая пара

Чтобы противостоять тенденции кабелей витой пары улавливать шумовые сигналы, провода экранируются следующими тремя способами:

Каждая витая пара экранирована.
Набор из нескольких витых пар в кабеле является экранированным.
Каждая витая пара, а затем все пары экранированы.

Такие витые пары называются shielded twisted pair (STP) cables. Провода, которые не экранированы, а просто связаны в защитную оболочку, называютсяunshielded twisted pair (UTP) cables. Эти кабели могут иметь максимальную длину 100 метров.

Экранирование делает кабель громоздким, поэтому UTP более популярны, чем STP. Кабели UTP используются в качестве сетевого соединения последней мили в домах и офисах.

Коаксиальный кабель

Coaxial cables медные кабели с лучшими shieldingчем кабели витой пары, поэтому передаваемые сигналы могут проходить на большие расстояния с более высокими скоростями. Коаксиальный кабель состоит из этих слоев, начиная с самого внутреннего -

Жесткая медная проволока как core
Insulating material окружающий ядро
Плотно сплетенная плетеная сетка из conducting material окружающий insulator
Защитный plastic sheath заключая провод

Коаксиальные кабели широко используются для cable TV связи и LANs.

Преимущества коаксиальных кабелей

Это преимущества коаксиальных кабелей -

Отличная помехозащищенность
Сигналы могут передаваться на большие расстояния с более высокой скоростью, например, от 1 до 2 Гбит / с для кабеля длиной 1 км.
Может использоваться как для аналоговых, так и для цифровых сигналов
Недорого по сравнению с оптоволоконными кабелями
Простота установки и обслуживания

Недостатки коаксиальных кабелей

Вот некоторые из недостатков коаксиальных кабелей:

Дорого по сравнению с кабелями витой пары
Не совместим с кабелями витой пары

Оптоволокно

Тонкие стеклянные или пластиковые нити, используемые для передачи данных с помощью световых волн, называются optical fibre. Светоизлучающие диоды (LED) или лазерные диоды (LD) излучают световые волны наsource, который читается detector на другом конце. Optical fibre cableимеет пучок таких нитей или волокон, связанных вместе в защитном покрытии. Каждое волокно состоит из этих трех слоев, начиная с самого внутреннего слоя -

Core сделано качественно silica glass или plastic
Cladding сделано качественно silica glass или plastic, с более низким показателем преломления, чем сердцевина
Защитное наружное покрытие называется buffer

Обратите внимание, что сердцевина и оболочка изготовлены из одинакового материала. Однако, какrefractive index оболочки ниже, любая паразитная световая волна, пытающаяся покинуть сердцевину, отражается обратно из-за total internal reflection.

Оптическое волокно быстро заменяет медные провода в телефонных линиях, интернет-коммуникациях и даже в соединениях кабельного телевидения, поскольку передаваемые данные могут передаваться на очень большие расстояния без ослабления. Single node оптоволоконный кабель может иметь максимальную длину сегмента 2 км и пропускную способность до 100 Мбит / с. Multi-node оптоволоконный кабель может иметь максимальную длину сегмента 100 км / с и пропускную способность до 2 Гбит / с.

Преимущества оптического волокна

Оптическое волокно быстро заменяет медные провода из-за следующих преимуществ:

Высокая пропускная способность
Невосприимчив к электромагнитным помехам
Подходит для промышленных и шумных помещений
Сигналы, несущие данные, могут перемещаться на большие расстояния без ослабления

Недостатки оптического волокна

Несмотря на большую длину сегментов и широкую полосу пропускания, использование оптического волокна не может быть приемлемым вариантом для каждого из-за следующих недостатков:

Оптоволоконные кабели дороги
Для производства, монтажа и обслуживания волоконно-оптических кабелей требуются сложные технологии.
Световые волны однонаправлены, поэтому для полнодуплексной передачи требуются две частоты.

Инфракрасный

Низкочастотные инфракрасные волны используются для связи на очень короткие расстояния, например, пульт от телевизора, беспроводные колонки, автоматические двери, портативные устройства и т. Д. Инфракрасные сигналы могут распространяться внутри комнаты, но не могут проникать через стены. Однако из-за такой малой дальности он считается одним из самых безопасных режимов передачи.

Радиоволна

Передача данных с использованием радиочастот называется radio-wave transmission. Все мы знакомы с радиоканалами, которые транслируют развлекательные программы. Радиостанции передают радиоволны с помощьюtransmitters, которые принимает приемник, установленный в наших устройствах.

И передатчики, и приемники используют антенны для излучения или захвата радиосигналов. Эти радиочастоты также могут использоваться дляdirect voice communication в пределах allocated range. Этот диапазон обычно составляет 10 миль.