Przewodowe media sieciowe

Dane mogą być przesyłane na wiele sposobów. Trzy najpopularniejsze z nich to:

• modulacja sygnału elektrycznego przesyłanego przewodem, który najczęściej wykonany jest z miedzi.
• Modulacja energii światła przesyłanej przez włókno światłowodu.
• Modulacja fal radiowych przesyłanych przez przestrzeń.

Transmisja bezprzewodowa została już dokładnie omówiona w innym artykule. Tutaj zajmiemy się mediami przewodowymi.

Nośnik miedziany

Standard IEEE 802.3 definiuje kilka typów sieci Ethernet, które różnią się szybkością przesyłania danych, maksymalną długością jednego odcinka kabla, oraz rodzajem okablowania. Trzy pierwotne specyfikacje sieci Ethernet LAN zgodne ze standardem IEEE 802.3, to:

• 10BASE5
• 10BASE2
• 10BASE-T

Liczby występujące na początku oznaczają szybkość (10 oznacza szybkość 10Mb/s) Wyraz BASE oznacza technikę transmisji baseband, czyli transmisję w paśmie podstawowym. Cyfry 5 i 2 oznaczają maksymalną długość kabla koncentrycznego (5=500m, 2=200m) . Litera T oznacza okablowanie UTP, czyli skrętkę nieekranowana. Termin nieekranowana oznacza, że nie posiada ona materiału chroniącego sygnał elektryczny przed oddziaływaniem innych sygnałów elektrycznych. Odległość na jaką mogą być transmitowane dane ograniczana jest przez szumy i tłumienie.

Kabel koncentryczny

Kabel ten składa się z czterech części:

• miedziany przewodnik
• plastikowa izolacja
• miedziany oplot
• osłona zewnętrzna

Miedziany przewodnik – służy za ścieżkę przepływu prądu. Aby móc przesyłać dane karty sieciowe muszą odpowiednio modulować sygnał. Wymaganym jest, aby nadajnik i odbiornik stosowały ten sam zbiór reguł kodowania.
Plastikowa izolacja – zmniejsza tłumienie sygnału przepływającego przez przewodnik, a także ogranicza szumy ze źródeł zewnętrznych.
Miedziany oplot – służy jako dodatkowe ekranowanie przed szumem zewnętrznym, a także może służyć jako druga ścieżka przewodząca prąd elektryczny.
Osłona zewnętrzna – służy jako wzmocnienie kabla, aby nie został przerwany.

Zalety kabli koncentrycznych:

• w porównaniu do UTP i STP można go prowadzić między węzłami sieci na większe odległości, używając mniejszej liczby wzmacniaków
• tańszy od światłowodu
• dobrze znana technika transmisji wynikająca, z powszechnego używania. Jest on np stosowany w domach do przesyłania sygnałów telewizji kablowej oraz do zapewnienia szybkiego dostępu do sieci Internet.

Kable STP, UTP oraz FTP

Ekranowanie ma swoje plusy i minusy. Dzięki zmniejszeniu tłumienia i szumów można stosować dłuższe odcinki kabli, jednak powoduje wyższą cenę okablowania oraz sprawia, że kable są cięższe i trudniejsze do ułożenia podczas instalacji. Spowodowało to powstanie potrzeby zdefiniowania standardów, które dałyby możliwość korzystania z tańszego, a jednocześnie sprawnego okablowania. Dwa główne, nowe rodzaje kabli sieciowych to STP i UTP czyli skrętką ekranowana i nieekranowana. Kabel STP dzięki zawartości ekranu ogólnego otaczającego wszystkie przewody oraz dodatkowego ekranu otaczającego każdą z par przewodów ma lepsze charakterystyki elektryczne niż UTP, jednak powoduje to, że jest on trudniejszy w instalacji, oraz droższy. Tańsza odmiana kabla kabla STP – kabel FTP (inaczej ScTP czyli screened twisted-pairs), czyli skrętka foliowana różni się od UTP tym, że nie posiada ekranu otaczającego pary przewodów. Z powodu konieczności uziemienia metalowego ekranu (nieprawidłowe uziemienie powoduje, że kabel działa jak antena, zbierając wszystkie szumy i powoduje zakłócenia większe niż w wypadku braku ekranu) kable STP oraz FTP są obecnie mniej popularne niż UTP, który dobrze sprawdza się w sieciach, jest tańszy i prostszy w instalacji. Jednak ma on większą niż jakikolwiek inny nośnik sieciowy podatność na szumy elektryczne.

Kable z przeplotem, bez przeplotu, oraz odwrócone

Kabel bez przeplotu to inaczej kabel o połączeniu prostym. Każdy z końców danego przewodu musi być podłączony do tego samego numeru styku. Praktycznie rzecz biorąc aby otrzymać taki kabel wystarczyłoby danym końcom kabla przypisać dowolnie określone numery styków, jednak przez grupę TIA/EIA zostały opracowane dwa standardy TIA/EIA-568-A i TIA/EIA-568-B które należy stosować. Kiedy istnieje potrzeba połączenia urządzeń wysyłających dane przez te same styki stosujemy kable z przeplotem. Potrzeba taka występuje np w wypadku łączenia ze sobą dwóch komputerów PC. Karty sieciowe wysyłają dane poprzez parę podłączoną do styków 1 i 2, a odbierają sygnały przez przewody podłączone do styków 3 i 6. Z tego powodu przewody z jednej strony podłączone do styków 1, 2 z drugiej strony muszą być podłączone do odpowiednio do styków 3 i 6. Ostatnim wariantem przypisywania styków do kabli UTP jest charakterystyczny dla kabla odwróconego. W tym układzie kabel podłączony na jednym końcu do styku 1, na drugim końcu podłączony będzie do styku 8, kabel podłączony do styku 2 na drugim końcu będzie podłączony do styku 7 itd. Kable takie nie służą do budowy sieci Ethernet LAN. Używa się ich do połączenia szeregowego portu komputera z portem konsolowym routera lub przełącznika w celu dokonania konfiguracji.

Podsumowując:

Dobór kabli UTP:

• kabel z przeplotem - gdy łączymy dwa urządzenia, które do transmisji danych korzystają z tych samych par styków.
• kabel bez przeplotu - gdy łączymy dwa urządzenia, które do transmisji danych korzystają z innych par styków.
• kable odwrócone - gdy łączymy komputer z konsolowym portem urządzenia sieciowego.

Podział urządzeń ze względu na numery styków przez które wysyłają one dane:

• Styki 1 i 2 - komputery, routery, serwery i porty ethernetowe bezprzewodowych punktów dostępowych
• Styki 3 i 6 - przełączniki, koncentratory mosty.

Nośniki optyczne

W kablach światłowodowych do przesyłania sygnałów używane są szklane włókna przewodzące światło. Świetnie sprawdzają się one tam, gdzie nie można używać okablowania miedzianego, czyli w miejscach gdzie byłyby narażone na zakłócenia elektromagnetyczne, bądź takich gdzie potrzeba medium sieciowego nie produkującego zakłóceń elektromagnetycznych. Ponadto szerokość pasma kabli światłowodowych jest o wiele większa niż w wypadku innych nośników i umożliwiaja one transmisję na większe odległości. Chociaż kable światłowodowe mają wiele zalet to podstawową przeszkodą w ich stosowaniu jest ich cena. Drogie są zarówno same kable jak i urządzenia mogące z nimi współpracować. Ponadto ich instalacja jest trudniejsza.

Katarzyna Woźniak