Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Витые пары применяются в нескольких вариантах. В офисных зданиях наиболее распространена витая пара категории 5 или «Cat 5». Витая пара категории 5 состоит из двух изолированных проводов, свитых друг с другом. Четыре такие пары обычно помещаются вместе в пластиковую оболочку. Подобная схема показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Кабель UTP категории 5 с четырьмя витыми парами

В сетях разных стандартов витая пара используется по-разному. Например, в 100-мегабитной сети Ethernet данные передаются по двум (из четырех) парам, по одной паре в каждом направлении.

Для того чтобы достичь более высокой скорости, в 1-гигабитных сетях Ethernet данные передаются по всем четырем парам одновременно в обоих направлениях. Во избежание ошибок принимающее устройство должно уметь отделять сигнал, передаваемый локально.

Немного сухой терминологии. Линии, по которым данные могут одновременно передаваться в обе стороны, как на улице с двухсторонним движением, называются дуплексными. А те линии, по которым данные в каждый момент времени могут пересылаться лишь в одном направлении, как на дороге с реверсивным движением, называются полудуплексными. Третья категория — это дороги с односторонним движением — линии, по которым передача сигнала возможна только в одну сторону. Они называются симплексными.

Возвращаясь к витой паре, на смену витой паре третьей категории пришла витая пара категории 5. У витой пары пятой категории такой же разъем, но число витков на метр длины проводов больше, чем у кабеля третьей категории. Большее число витков обеспечивает лучшее качество передачи сигнала на большие расстояние и уменьшает наводки. Таким образом, витая пара категории 5 лучше подходит для высокоскоростной компьютерной связи, особенно для 100-мегабитных и 1-гигабитных сетей Ethernet.

Новым стандартом станут, вероятно, кабели категорий 6 или даже 7. Жесткие спецификации этих категорий обеспечивают обработку сигналов с большой полосой пропускания. Некоторые кабели категории 6 и выше предназначены для сигналов с частотой 500 МГц; их можно использовать в 10-гигабитных сетях, развертывание которых планируется в ближайшем будущем.

Вплоть до категории 6, все эти типы соединений часто называются UTP (unshielded twisted pair — неэкранированная витая пара), так как они состоят всего лишь из проводов и изоляции. В противоположность им, в кабелях категории 7 экранированы не только отдельные витые пары, но и весь кабель (помещенный в защитную пластиковую оболочку). Экранирование снижает чувствительность к внешним помехам и наводки между соседними кабелями. Благодаря этому витая пара седьмой категории отвечает высоким требованиям к производительности. Кабель категории 7 напоминает высококачественные, но громоздкие экранированные кабели из витых пар корпорации IBM, которые она представила на рынке в 1980 году. Они так и не стали популярными за пределами фирмы IBM. Очевидно, настало время попробовать еще раз.

2.2.3. Коаксиальный кабель

Другим распространенным средством передачи данных является коаксиальный кабель. Он лучше экранирован, чем витая пара, поэтому может обеспечить передачу данных на более дальние расстояния с более высокими скоростями. Широко применяются два типа кабелей. Один из них, 50-Омный, обычно используется для передачи исключительно цифровых данных. Другой тип кабеля, 75-Омный, часто применяется для передачи аналоговой информации, а также в кабельном телевидении. В основе такого разделения лежат скорее исторические, нежели технические факторы (например, первые дипольные антенны имели импеданс 300 Ом, и проще всего было использовать уже существующие преобразователи с отношением импеданса 4:1). Начиная с середины 1990-х годов операторы кабельного телевидения стали также предоставлять услуги доступа к Интернету, что сделало 75-Омный кабель еще более значимой средой передачи информации.

Коаксиальный кабель состоит из твердого медного провода, расположенного в центре кабеля, покрытого изоляцией. Поверх изоляции натянут цилиндрический проводник, обычно выполненный в виде мелкой медной сетки. Он покрыт наружным защитным слоем изоляции (пластиковой оболочкой). Вид кабеля в разрезе показан на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Коаксиальный кабель

Конструкция и специальный тип экранирования коаксиального кабеля обеспечивает высокую пропускную способность и отличную помехозащищенность. Максимальная пропускная способность зависит от качества и длины. Современные кабели имеют полосу пропускания до нескольких гигагерц. Коаксиальные кабели широко применялись в телефонных системах, но теперь на линиях большой протяженности они все чаще заменяются оптоволоконными кабелями. Однако коаксиальные кабели все еще широко используются для кабельного телевидения, а также в некоторых региональных сетях.

2.2.4. Линии электропитания

Телефонные сети и кабельное телевидение — не единственные линии передачи данных, которые можно приспособить для пересылки информации. Есть и еще одна распространенная проводная сеть: электрическая. По линиям электропитания электричество поставляется в дома. Внутри домов электричество по проводам подводится к розеткам.

Идея использовать линии электропитания для передачи данных возникла довольно давно. Электрические компании таким способом много лет удаленно снимают показания. Кроме того, подобная низкоскоростная передача данных позволяет управлять различными домашними устройствами (например, по стандарту X10). В последние годы снова возродился интерес к высокоскоростной передаче информации по линиям электропитания, как внутри дома, так и за его пределами — для доступа к Интернету. Мы рассмотрим наиболее распространенный вариант: использование электропроводки внутри дома.

Удобство такого варианта очевидно. Просто подключите телевизор и ресивер к стенной розетке (это необходимо сделать в любом случае, так как устройствам нужно электропитание), и они смогут отправлять и получать фильмы по электрическим про-

водам. Подобная конфигурация показана на рис. 2.4. Никаких других разъемов или точек передачи радиосигналов нет. Сигнал данных накладывается на низкочастотный сигнал электропитания (на активном проводе — том, что находится под напряжением), и оба сигнала передаются по проводам одновременно.