Medya performansı bir terimdir. Veri iletimi için ortam türüne göre ağların sınıflandırılması

Veri aktarım ortamının seçimi ve gerekçesi

1. Veri iletim ortamının genel özellikleri

Veri iletim ortamı iki kategoriye ayrılır. Kablo iletim ortamı (taşıyıcı) - plastik bir kılıf içine alınmış merkezi bir iletken ile.

Kablolar, küçük yerel alan ağlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kablo genellikle normal elektrik akımı ve bazen radyo dalgaları olan elektromanyetik spektrumun alt kısmındaki sinyalleri taşır.

Kablosuz iletim ortamı, elektromanyetik spektrumda daha yüksek frekansların kullanımını içerir.

Bunlar radyo dalgaları, mikrodalgalar ve kızılötesi ışınlardır. Böyle bir ortam, uzun mesafelerde veri ileten mobil bilgisayarlar veya ağlar için gereklidir. Kurumsal ağlarda ve WAN'larda yaygın olarak kullanılır (bir cep telefonu, sinyali iletmek için bir mikrodalga sinyali kullanır).

Birden çok konuma yayılan ağlar, genellikle kablolu ve kablosuz medyanın bir kombinasyonunu kullanır.

En uygun ortam türünü seçerken, veri aktarım ortamının aşağıdaki özelliklerini bilmelisiniz:

- fiyat;

- kurulumun karmaşıklığı;

- verim;

- sinyal zayıflaması;

- elektromanyetik girişime duyarlılık (EMI, Elektro-Manyetik Girişim);

- yetkisiz dinleme olasılığı.

Fiyat. Her iletim ortamının maliyeti, performansı ve mevcut kaynakları ile karşılaştırılmalıdır.

Kurulumun karmaşıklığı. Kurulumun karmaşıklığı özel duruma bağlıdır, ancak veri iletim ortamının bazı genelleştirilmiş karşılaştırmaları yapılabilir. Bazı medya türleri basit araçlar kullanılarak kurulur ve fazla eğitim gerektirmezken, diğerleri çalışanların uzun eğitimini gerektirir ve kurulumlarının profesyonellere bırakılması daha iyidir.

Bant genişliği. Veri iletim ortamının yetenekleri genellikle bant genişliği açısından değerlendirilir. İletişimde "bant genişliği", veri iletim ortamı tarafından iletilen frekans aralığını ifade eder. Ağlarda, saniyede belirli bir ortam aracılığıyla iletilebilen bit sayısı ile ölçülür. Sinyal iletim yöntemleri de kablo bant genişliğini etkiler.

Düğüm sayısı. Bir ağın önemli bir özelliği, ağ kablolarına kolayca bağlanabilen bilgisayarların sayısıdır. Her ağ kablolama sistemi, bunun için fazladan özel cihazların kullanılmasını gerektiren doğal sayıda düğüme sahiptir: ağın genişletilmesine izin veren köprüler, yönlendiriciler, tekrarlayıcılar ve hub'lar.

Sinyallerin zayıflaması. İletim sırasında elektromanyetik sinyaller zayıflar. Bu fenomene zayıflama denir.

Elektromanyetik girişim. Elektromanyetik Girişim (EMI), iletilen sinyali etkiler. Bunlara, istenen sinyali bozan ve alıcı bilgisayarın kodunu çözmesini zorlaştıran harici elektromanyetik dalgalar neden olur. Bazı iletişim ortamları, diğerlerine göre elektromanyetik parazite karşı daha hassastır. Girişime gürültü de denir.

Elektronik iletişimde bir veri aktarım ortamı olarak şunları kullanabilirsiniz:

· koaksiyel kablo;

Bükülmüş tel çifti;

· Fiber optik kablo;

· kızılötesi radyasyon;

· Radyo havasının mikrodalga aralığı;

· Havanın radyo menzili.

Bugün, bilgisayar ağlarının ezici çoğunluğu çoğu durumda bağlantı için teller veya kablolar kullanır.

Örneğin, önde gelen bir kablo üreticisi olan Belden, 2.200'den fazla kablo türü sunduğu bir katalog yayınlamaktadır. Neyse ki, çoğu ağ yalnızca üç ana kablo grubu kullanır:

1. koaksiyel kablo;

2. bükülmüş çift:

ekransız (Ekransız Bükümlü Çift, UTP);

korumalı (Korumalı Bükümlü Çift, STP);

3. fiber optik kablo.

2. Bükümlü çiftlere dayalı kablolar

Bükümlü tel çiftleri günümüzde en ucuz ve belki de en popüler kablolarda kullanılmaktadır.

Bükümlü çift kablo, tek bir dielektrik (plastik) kılıf içinde birkaç çift bükülü yalıtılmış bakır telden oluşur. Oldukça esnektir ve döşenmesi kolaydır.

Tipik olarak, kablo iki veya dört bükümlü çift içerir. Korumasız bükümlü çiftler, harici elektromanyetik parazitlere karşı zayıf bağışıklık ve örneğin endüstriyel casusluk amacıyla gizli dinlemelere karşı zayıf koruma ile karakterize edilir.

İletilen bilgilerin ele geçirilmesi, hem temas yöntemi (kabloya sıkışmış iki iğne vasıtasıyla) hem de yayılan elektromanyetik alanların radyo müdahalesine indirgenen temassız yöntem yardımı ile mümkündür. kablo. Bu dezavantajları ortadan kaldırmak için ekranlama kullanılır.

STP korumalı bükümlü çift durumunda, bükümlü çiftlerin her biri, kablo radyasyonunu azaltmak, harici elektromanyetik parazitlere karşı koruma sağlamak ve tel çiftlerinin birbirleri üzerindeki karşılıklı etkisini azaltmak için bir metal örgü kalkan içine yerleştirilir (çapraz konuşma - karışma) . Doğal olarak, blendajlı bükümlü çift, blendajsızdan çok daha pahalıdır ve kullanırken özel blendajlı konektörler kullanmak gerekir, bu nedenle blendajsız bükümlü çiftten çok daha az yaygındır.

Blendajsız bükümlü çiftlerin başlıca avantajları, diğer kablo türlerine kıyasla kablonun uçlarına konektör takma kolaylığı ve herhangi bir hasarı tamir etme kolaylığıdır. Diğer tüm özellikler diğer kablolardan daha kötüdür.

EIA / TIA 568 standardına göre, blendajsız bükümlü çift (UTP) kabloların beş kategorisi vardır.

3. Koaksiyel kablolar

Bir koaksiyel kablo, merkezi bir tel ve bir metal örgüden oluşan, bir dielektrik katmanla (iç yalıtım) ayrılmış ve ortak bir dış kılıf içine yerleştirilmiş bir elektrik kablosudur.

Yakın zamana kadar, yüksek gürültü bağışıklığı (metal örgü sayesinde) ve ayrıca bükümlü çift durumundan daha yüksek, izin verilen veri aktarım hızları (500 Mbit / s'ye kadar) ile ilişkili olan koaksiyel kablo en yaygın olanıydı. ) ve izin verilen uzun iletim mesafeleri (1 km'ye kadar ve daha fazla).

Ağda yetkisiz dinlemeler için mekanik olarak bağlanmak daha zordur, ayrıca dışarıda belirgin şekilde daha az elektromanyetik radyasyon verir.

Ancak koaksiyel kablonun montajı ve onarımı bükümlü çift kabloya göre çok daha zordur ve maliyeti daha yüksektir (bükümlü çift kabloya göre yaklaşık 1,5-3 kat daha pahalıdır). Ayrıca kablonun uçlarına konektör takmak daha zordur. Bu nedenle, artık bükümlü çiftten daha az kullanılmaktadır.

Koaksiyel kablonun ana uygulaması, "veri yolu" topolojisine sahip ağlardır.

Örgü iki veya daha fazla noktada topraklanırsa, sadece ağ ekipmanı değil, ağa bağlı bilgisayarlar da arızalanabilir. Sonlandırıcılar kabloya uygun olmalıdır, yani dirençleri kablonun karakteristik empedansına eşit olmalıdır.

Örneğin 50 ohm'luk bir kablo kullanılıyorsa, yalnızca 50 ohm'luk sonlandırıcılar uygundur.

İki ana tip koaksiyel kablo vardır:

yaklaşık 0,5 cm çapa sahip ince (ince) kablo, daha esnek;

yaklaşık 1 cm çapında kalın bir kablo çok daha serttir. Neredeyse tamamen daha modern ince kablo ile değiştirilen klasik bir koaksiyel kablo versiyonudur.

Sinyal daha fazla zayıfladığı için, kalın olandan daha kısa mesafelerde iletim için ince bir kablo kullanılır. Ancak ince bir kablo ile çalışmak çok daha uygundur: her bilgisayara hızlı bir şekilde yerleştirilebilir ve kalın olanın odanın duvarına sert bir şekilde sabitlenmesi gerekir.

İnce bir kabloya bağlanmak (BNC süngü tipi konektörler kullanarak) daha kolaydır ve ek ekipman gerektirmez ve kalın bir kabloya bağlanmak için kabuğunu delen ve her ikisi de merkezi çekirdekle temas kuran oldukça pahalı özel cihazlar kullanmanız gerekir. ve ekran ile.

Kalın bir kablo, ince olandan yaklaşık iki kat daha pahalıdır. Bu nedenle, ince bir kablo çok daha sık kullanılır.

Koltuk başına maliyet. İnce koaksiyel kablonun iş istasyonu başına maliyeti daha düşüktür - yaklaşık 25 dolar. Bu kabloları konektörler takılıyken satın alabilirsiniz.

Herkes bu tür kabloları döşeyebilir - bunlar basit bir şekilde bilgisayardan bilgisayara bir zincirle bağlanır.

Kalın koaksiyel kablo genellikle istasyon başına yaklaşık 50 ABD dolarına mal olur. Ek olarak, her istasyon için alıcı-vericiler gereklidir (yaklaşık 100 $).

Mesafe kısıtlamaları. İnce koaksiyel kabloda toplam bus uzunluğu 185 m ile sınırlıdır Kalın koaksiyel kablonun toplam sınırlaması 500 m'dir (tekrarlayıcısız yapılarda).

4. Fiber optik kablolar

Fiber optik (aka fiber optik) kablo, ele alınan iki tür elektrik veya bakır kabloya kıyasla temelde farklı bir kablo türüdür.

Üzerindeki bilgiler elektrik sinyali ile değil, ışık sinyali ile iletilir. Ana unsuru, ışığın çok büyük mesafelerde (onlarca kilometreye kadar) önemsiz bir zayıflama ile hareket ettiği şeffaf cam elyafıdır.

Fiber optik kablonun yapısı çok basittir ve bir koaksiyel elektrik kablosunun yapısına benzer, ancak merkezi bir bakır tel yerine ince (yaklaşık 1-10 mikron çapında) cam elyafı kullanılır ve iç yalıtım yerine, cam veya plastik kılıf ışığın cam elyafın dışına çıkmasına izin vermez.

Fiber optik kablo, gürültü bağışıklığı ve iletilen bilgilerin gizliliği açısından olağanüstü özelliklere sahiptir.

Prensip olarak, hiçbir harici elektromanyetik girişim ışık sinyalini bozamaz ve bu sinyalin kendisi prensipte harici elektromanyetik radyasyon üretmez.

Kablonun bütünlüğünü bozmayı gerektirdiğinden, ağ üzerinde yetkisiz dinlemeler için bu tür bir kabloya bağlanmak neredeyse imkansızdır.

Böyle bir kablonun teorik olarak olası bant genişliği, herhangi bir elektrik kablosuyla kıyaslanamayacak kadar yüksek olan 10 GHz'e ulaşır. Fiber optik kablonun maliyeti sürekli azalmaktadır.

Yerel ağlarda kullanılan frekanslarda fiber optik kablolarda tipik sinyal zayıflaması yaklaşık 5 dB/km'dir. Bunlardan en önemlisi, kurulumun yüksek karmaşıklığıdır.

Fiber optik kablolar sinyal ayırmaya izin verse de (bunun için 2-8 kanal için özel ayırıcılar üretilir), kural olarak, bir verici ve bir alıcı arasında sadece bir yönde veri aktarmak için kullanılırlar.

Cam elyafın şeffaflığının azalması nedeniyle iyonlaştırıcı radyasyona da duyarlıdır, yani. sinyal zayıflaması artar. Fiber optik kablolar ayrıca mikrofon etkisi olarak adlandırılan mekanik strese (şok, ultrason) karşı hassastır. Bunu azaltmak için yumuşak ses emici kabuklar kullanılır.

Fiber optik kabloyu yalnızca yıldız ve halka topolojisi olan ağlarda kullanın. Bu durumda eşleştirme ve topraklama sorunu yoktur. Kablo, ağ bilgisayarlarının mükemmel galvanik izolasyonunu sağlar.

İki farklı tipte fiber optik kablo vardır:

çok modlu (veya çok modlu) kablo - daha ucuz, ancak daha düşük kalitede;

tek modlu kablo daha pahalıdır ancak daha iyi performansa sahiptir.

Tek modlu bir kablonun merkez fiber çapı yaklaşık 1,3 µm'dir ve sadece aynı dalga boyunda (1.3 µm) ışık iletir.

Çok modlu bir kabloda, ışık yolları fark edilir bir yayılıma sahiptir ve bunun sonucunda kablonun alıcı ucundaki dalga biçimi bozulur. Merkezi fiberin çapı 62,5 mikrondur ve dış kaplamanın çapı 125 mikrondur (bu bazen 62,5/125 olarak anılır). Çok modlu bir kablodaki ışığın dalga boyu 0,85 µm'dir.

İzin verilen kablo uzunluğu 2-5 km'dir.

En yaygın kablolar için tipik gecikme 4-5 ns/m'dir.

Mesafe kısıtlamaları. 10Base-FL Ethernet ile çok modlu fiber optik kablo mesafesi 2000 m ile, Fast Ethernet 100Base-F ise 400 m ile sınırlıdır.

Her iki sınırlama da, kablonun kendisinin özellikleriyle değil, Ethernet'in zamanlaması ile ilgilidir.

Modern fiber optik kablolar için bant genişliği limiti 1000 metrede 622 Mbps'dir.Kablo her yarıda kesildiğinde bant genişliği ikiye katlanır.

Radyo kanalı, radyo dalgalarını kullanarak bilgi iletimini kullanır, bu nedenle onlarca, yüzlerce ve hatta binlerce kilometre boyunca iletişim sağlayabilir.

İletim hızı saniyede onlarca megabite ulaşabilir (burada çok şey seçilen dalga boyuna ve kodlama yöntemine bağlıdır). Bununla birlikte, yerel ağlarda, verici ve alıcı cihazların oldukça yüksek maliyeti, düşük gürültü bağışıklığı, iletilen bilgilerin tam gizliliğinin olmaması ve iletişimin düşük güvenilirliği nedeniyle radyo kanalı yaygınlaşmamıştır.

Ancak küresel ağlar için, radyo kanalı genellikle tek olası çözümdür, çünkü tekrarlayıcı uyduların yardımıyla tüm dünya ile iletişim sağlamayı nispeten kolaylaştırır. Ayrıca, birbirinden uzakta bulunan iki veya daha fazla yerel ağı tek bir ağa bağlamak için bir radyo kanalı kullanırlar.

tablo 1

1 kanallı 900 MHz! geniş spektrumlu sinyal düzenleme	Bu çözümler tipik olarak 5.000 metrenin üzerinde 2 Mbps bant genişliği sağlar.Bu radyo ağları, cep telefonları gibi çalışır ve görüş hattında bir verici ve alıcı gerektirmez. Maliyetleri, kural olarak, istasyon başına yaklaşık 5.000 $ 'dır.
şanzıman ile geniş	2.4 GHz bandının kullanımı FCC tarafından lisanslanmıştır ve şu anda cihazların bu bantta çalışması planlanmaktadır.
şanzıman ile geniş	5.8 GHz bandındaki çözümler, 244 metreye kadar olan mesafelerde yaklaşık 6 Mbps veri aktarım hızları sağlar.Bu cihazlar, 900 MHz seçeneklerinden daha az güç tüketir ve daha fazla bant genişliği sağlar, ancak uzun mesafelerde iletişim için uygun değildir. Maliyet istasyon başına yaklaşık 1.000 $
23 GHz'de mikrodalga iletimi	23 GHz'de mikrodalga iletimi, kablosuz çözümler arasında en iyi performansa ve mesafeye sahiptir. Bu tür çözümler noktadan noktaya uygulanır ve alıcı ve verici görüş hattında olmalıdır. 50 km'ye kadar 6 Mbps hızında veri aktarımına izin verirler, ancak hava koşullarına karşı çok hassastırlar ve oldukça pahalıdırlar. İstasyon başına maliyet genellikle 15.000 ABD dolarıdır.

Kızılötesi kanal ayrıca iletişim için kızılötesi radyasyon kullandığından (ev TV uzaktan kumandası gibi) bağlantı kabloları gerektirmez.

Bir radyo kanalına kıyasla ana avantajı, örneğin endüstriyel koşullarda kullanılmasını mümkün kılan elektromanyetik parazite karşı duyarsızlığıdır.

Doğru, bu durumda, diğer termal (kızılötesi) radyasyon kaynaklarının etkilenmemesi için oldukça yüksek bir iletim gücü gereklidir. Kızılötesi iletişim, tozlu ortamlarda bile iyi çalışmaz.

Kızılötesi kanal üzerinden maksimum veri aktarım hızları 5-10 Mbit/s'yi geçmez.

Kızılötesi kanallar iki gruba ayrılır.

Doğrudan vericiden alıcıya gelen ışınlar üzerinde iletişimin gerçekleştirildiği görüş hattı kanalları. Bu durumda iletişim ancak ağdaki bilgisayarlar arasında herhangi bir engel yoksa mümkündür. Görüş hattı kanalının uzunluğu birkaç kilometreye kadar olabilir.

Duvarlardan, tavanlardan, zeminlerden ve diğer engellerden yansıyan sinyaller üzerinde çalışan dağınık radyasyon kanalları. Bu durumda engeller korkunç değildir, ancak iletişim yalnızca aynı odada gerçekleştirilebilir.

Soru Bilgisayar sistemlerinin evrimi

1) Toplu işleme sistemleri:

1950'ler - İlk bilgisayarlar ortaya çıktı.

Toplu işleme sistemleri, güçlü ve güvenilir bir evrensel bilgisayar olan ana bilgisayar temelinde inşa edildi. Kullanıcılar veri ve program komutları içeren kartları deldi, operatörler bu kartları bilgisayara girdi ve çıktıları ertesi gün alındı.

Bilgi İşlem Gücünün Verimliliğini En Üst Düzeye Çıkarma

Kullanıcıların çıkarlarına saygısızlık

2)Çok terminalli sistem

Dağıtılmış veri giriş-çıkış.

Merkezi işleme.

1960'larda çok terminalli zaman paylaşımlı sistemlerin ortaya çıkışı.

LAN prototipi.

Bilgisayar, her biri bir terminale sahip birkaç kullanıcının hizmetine aynı anda yerleştirildi, uçağın tepki süresi oldukça kısa.

bilgi işlem ağları

BC, iletişim hatları (kablolar, ağ bağdaştırıcıları, telekomünikasyon ekipmanı) ile birbirine bağlanan bir bilgisayar topluluğudur.

Ağların bölgesel olarak sınıflandırılması

LAN - ADAM - WAN

Geniş Alan Ağları (WAN).

Yüzlerce ve binlerce kilometre boyunca veri aktarımı

Kronolojik olarak ilk ortaya çıktı (50'ler-60'lar)

Telefon ağlarından gelişmiş

Başlangıçta yavaş ve güvenilmez

Bugün WAN:

Halkalar mı yoksa omurga mı

Ana hız 2,5 Gbit / s

10-Gbit/s, 40-Gbit/s çözümleri yaygın

Karmaşık veri kontrolü ve kurtarma prosedürleri uygulanır

Yerel alan ağları - Yerel Alan Ağları (LAN).

1-2 km'lik topraklarda yoğunlaşmıştır.

10 Gbps'ye kadar hız

Geniş hizmet yelpazesi

Geliştirmenin en önemli aşaması standart LAN teknolojilerinin oluşturulmasıdır: Ethernet, Token Ring, FDDI.

Metropolitan Alan Ağları (MAN)

Birkaç on kilometrelik mesafeler

WAN'dan daha ucuz

Bağlantı hızları 1-40 Gbit/sn

Mevcut LAN'ları bağlamak ve WAN'a bağlanmak için kullanılır

Modern eğilimler

Küresel ağlar, kalite açısından yerel ağlarla yakından eşleştirilmiştir.

2) LAN, anahtarları, yönlendiricileri, ağ geçitlerini kullanmaya başladı => karmaşık ağlar oluşturma yeteneği

Soru. Yedi seviyeli OSI modeli.

Fiziksel katman

Fiziksel katman, elektriksel, mekanik, prosedürel ve

uç sistemler arasındaki fiziksel bir kanalın etkinleştirilmesi, bakımı ve devre dışı bırakılmasının işlevsel özellikleri. Fiziksel katman özellikleri, voltaj seviyeleri, voltaj değişikliklerinin zamanlaması, fiziksel bilgi aktarım hızları, maksimum iletişim mesafeleri, fiziksel konektörler ve diğer benzer özellikler gibi özellikleri tanımlar. Veri birimi: bit (bit)

Bağlantı katmanı

Veri bağlantı katmanı, fiziksel kanal üzerinden güvenilir veri aktarımı sağlar. Bu görevi yerine getirirken, bağlantı katmanı fiziksel adresleme, ağ topolojisi, doğrusal disiplin (son sistemin ağ bağlantısını nasıl kullandığı), hataların bildirimi, veri bloklarının düzenli teslimi ve bilgi akışı kontrolü konularını çözer. Veri birimi:Çerçeve

Ağ katmanı

Ağ katmanı, farklı coğrafi konumlarda bulunabilecek farklı "alt ağlara" bağlı iki uç sistem arasında bağlantı ve rota seçimi sağlayan karmaşık bir katmandır.

Bu durumda, bir "alt ağ" esasen bağımsız bir ağ kablosudur (bazen segment olarak adlandırılır).

Çünkü iletişim kurmak isteyen iki uç sistem, önemli bir coğrafi mesafe ve birçok alt ağ ile ayrılabilir, ağ katmanı yönlendirme alanıdır. Yönlendirme protokolleri, bir dizi birbirine bağlı alt ağ aracılığıyla en uygun yolları seçer. Geleneksel ağ katmanı protokolleri, bunlar boyunca bilgi taşır.

Rotalar. Veri birimi: Paket

Taşıma katmanı

Taşıma katmanının endişesi, ağlar arasında güvenilir veri aktarımı gerçekleştirme gibi sorunları ele almaktır. Taşıma katmanı, güvenilir hizmetler sağlayarak, sanal devrelerin, taşıma sorun giderme sistemlerinin ve trafik yönetiminin kurulması, sürdürülmesi ve düzenli olarak sonlandırılması için mekanizmalar sağlar (sistemin başka bir sistemden gelen verilerle dolup taşmasını önlemek için). Veri birimi: Datagram / veri bloğu (datagramm)

Oturum düzeyi

Adından da anlaşılacağı gibi, oturum katmanı, uygulamalar arasındaki iletişim oturumlarını kurar, yönetir ve sonlandırır. Oturumlar, iki veya daha fazla sunum nesnesi arasındaki bir konuşmadan oluşur. Oturum düzeyi, temsilci düzeyindeki nesneler arasındaki diyaloğu senkronize eder ve bunlar arasındaki bilgi alışverişini yönetir. Oturum katmanı, bilgi, hizmet sınıfı ve oturum, proxy ve uygulama katmanı sorunlarının istisna bildirimi göndermek için bir araç sağlar. Veri birimi:İleti

Temsili seviye

Sunum katmanı, bir sistemin uygulama katmanından gönderilen bilgilerin başka bir sistemin uygulama katmanı tarafından okunabilmesinden sorumludur. Gerekirse, temsili katman, ortak bir bilgi sunum formatı kullanarak çok sayıda bilgi sunum formatı arasında çeviri yapar.

Veri birimi:İleti

Uygulama seviyesi

Uygulama katmanı, kullanıcıya en yakın OSI katmanıdır. Diğer OSI katmanlarından hiçbirine hizmet vermemesi bakımından diğer katmanlardan farklıdır; ancak bunları OSI modelinin kapsamı dışındaki uygulama süreçleri için sağlar. Bu tür uygulama süreçlerine örnekler, büyük ölçekli tabloları işlemek için programlar, kelimeleri işlemek için programlar, banka terminalleri için programlar vb.

Veri birimi:İleti

Bir veri paketi yukarıdan aşağıya doğru hareket ederken, her yeni seviye pakete bir başlık ve muhtemelen bir römork (mesajın sonuna yerleştirilen bilgi) biçiminde kendi hizmet bilgilerini ekler. Bu işlem denir kapsülleme alt düzey bir pakette üst düzey veriler

soru. Veri iletim ortamının sınıflandırılması.

Altında veri iletim ortamı dijital biçimde sunulan bir veya daha fazla bilgiyi aktarmak için kullanılan elektrik sinyallerinin iletiminin gerçekleştiği fiziksel maddeyi anlarlar.

Doğal çevre, doğada var olan çevredir - Doğal değil. - özel olarak tasarlanmış (kablolar vb.)

Doğal ortamlar

- Atmosfer Elektromanyetik dalgalar, atmosferde veri taşıyıcıları olarak en yaygın şekilde kullanılır.

- Radyo dalgaları - 6000 GHz'den daha düşük frekanslı (100 mikrondan fazla dalga boyuna sahip) elektromanyetik dalgalar.

- Kızılötesi ve görünür ışık (lazer)

yapay ortamlar Ana kablo türleri fiber optik (fiber), koaksiyel (koaksiyel) ve bükümlü çifttir (bükümlü çift). Bu durumda, hem koaksiyel hem de bükümlü çift, sinyalleri iletmek için metal bir iletken kullanır ve fiber optik kablo, cam veya plastikten yapılmış bir ışık kılavuzu kullanır.

Koaksiyel kablo

Önemli bir avantajı, aynı anda birden fazla sinyali iletebilme yeteneğidir. Bu tür sinyallerden her birine kanal denir. Tüm kanallar farklı frekanslarda düzenlenmiştir, bu nedenle birbirleriyle karışmazlar. Geniş bir bant genişliğine sahiptir; bu, trafiğin yüksek hızlarda iletimini organize edebileceği anlamına gelir. Ayrıca elektromanyetik parazitlere karşı bağışıktır ve sinyalleri uzun mesafelere iletebilir.

Bükülmüş çift

Birim uzunluk başına birkaç tur ile yalıtılmış bir çift iletkenin büküldüğü bir kablo. Dış paraziti azaltmak için büküm yapılır.

Avantajları: Daha ince, daha esnek, montajı daha kolay, ucuz.

Dezavantajları: harici elektromanyetik girişimin güçlü etkisi, bilgi sızıntısı olasılığı,

güçlü sinyal zayıflaması.

Korumasız Bükümlü Çift (UTP)

CAT5 (100 MHz frekans bandı) - 4 çift, 2 çift kullanıldığında 100 Mbps'ye ve 4 çift kullanıldığında 1000 Mbps'ye kadar, bilgisayar ağlarında şimdiye kadar kullanılan en yaygın ağ ortamıdır.

Korumalı Bükümlü Çift (STP)

Folyo Bükümlü Çift (FTP)

Folyo Korumalı Bükümlü Çift (SFTP)

Benzer bilgiler.

İletişim hatları ayrıca bilgi aktarmak için kullanılan fiziksel ortamda da farklılık gösterir. Fiziksel iletim ortamı, sinyalleri taşıyan bir dizi iletken olabilir. Bu tür iletkenler temelinde tel (hava) veya kablo iletişim hatları inşa edilir (Şekil 1). Dünyanın atmosferi veya uzayı da bilgi sinyallerinin yayıldığı bir ortam olarak kullanılır. İlk durumda, hakkında konuşuyorlar kablolu ortam, ve ikincisinde - hakkında kablosuz.

Modern telekomünikasyon sistemlerinde bilgi, elektrik akımı veya voltajı, radyo sinyalleri veya ışık sinyalleri kullanılarak iletilir - tüm bu fiziksel süreçler, çeşitli frekansların elektromanyetik alanının salınımlarıdır.

Kablolu (tepegöz) iletişim hatları, yalıtkan veya perdeleme örgüsü olmayan, direkler arasına döşenen ve havada asılı duran kablolardır. Yakın geçmişte bile, bu tür iletişim hatları, telefon veya telgraf sinyallerinin iletimi için ana hatlardı. Günümüzde kablolu iletişim hatlarının yerini hızla kablolu hatlar almaktadır. Ancak bazı yerlerde hala korunurlar ve başka olasılıkların yokluğunda, özellikle bilgisayar verilerinin aktarımı için kullanılmaya devam ederler. Bu hatların hız ve gürültü bağışıklığı arzulanan çok şey bırakıyor.

Kablo hatları oldukça karmaşık bir tasarıma sahiptir. Kablo, birkaç yalıtım katmanıyla çevrelenmiş iletkenlerden oluşur: elektriksel, elektromanyetik, mekanik ve muhtemelen iklimsel. Ayrıca kablo, çeşitli ekipmanlara hızlı bir şekilde bağlanmanıza izin veren konektörlerle donatılabilir.
veriyor. Bilgisayar (ve telekomünikasyon) ağlarında üç ana kablo türü kullanılır: bükülü bakır tel çiftlerine dayalı kablolar - blendajsız bükümlü çift (UTP) ve blendajlı bükümlü çift (STP), bakır çekirdekli koaksiyel kablolar, fiber optik kablolar . İlk iki tip kabloya bakır kablolar da denir.

radyo kanalları karasal ve uydu iletişimi, bir radyo dalgaları vericisi ve alıcısı kullanılarak oluşturulur. Hem kullanılan frekans aralığında hem de kanal aralığında farklılık gösteren çok çeşitli radyo kanalı türleri vardır. AM bantları veya Genlik Modülasyon (AM) bantları olarak da adlandırılan yayın radyo bantları (uzun, orta ve kısa dalga), uzun mesafeli iletişim sağlar, ancak düşük veri hızlarında. Daha hızlı kanallar, Frekans Modülasyonu (FM) uygulanan Çok Yüksek Frekans (VHF) bantlarını kullananlardır. Veri iletimi için mikrodalga bantları (300 MHz üzeri) olarak da adlandırılan Ultra Yüksek Frekans (UHF) bantları da kullanılır. 30 MHz'in üzerinde, sinyaller artık Dünya'nın iyonosferi tarafından yansıtılmaz ve istikrarlı iletişim için verici ile alıcı arasında bir görüş hattı gereklidir. Bu nedenle bu frekanslar uydu veya radyo röle kanallarında veya bu koşulun sağlandığı yerel veya mobil ağlarda kullanılmaktadır.

Tanımlanan hemen hemen tüm fiziksel veri aktarım ortamları günümüzde bilgisayar ağlarında kullanılmaktadır. Yüksek bant genişliğine ve düşük parazit duyarlılığına sahip fiber optik kablolar iyi fırsatlar sunar. Günümüzde büyük bölgesel ve kentsel ağların yanı sıra yüksek hızlı yerel ağların omurgası olarak kullanılmaktadırlar. Bükümlü çift ayrıca, paranızın tam karşılığını ve kurulum kolaylığı ile karakterize edilen popüler bir ortamdır. Kablosuz kanallar çoğunlukla, örneğin kanalın seyrek nüfuslu bir alandan geçtiği veya mobil ağ kullanıcılarıyla iletişim için kablo iletişim hatlarının kullanılamadığı durumlarda kullanılır. Mobilitenin sağlanması öncelikle telefon ağlarını etkilemiştir, bilgisayar ağları bu konuda hala geride kalmaktadır. Bununla birlikte, kablosuz teknolojilere dayalı bilgisayar ağlarının inşası, örneğin Radyo Ethernet, bugün telekomünikasyonun en umut verici alanlarından biri olarak kabul edilmektedir.

Bilgi aktarım ortamı, bilgisayarlar arasında bilgi alışverişinin yapıldığı iletişim hatlarıdır (veya iletişim kanalları). Bilgisayar ağlarının ezici çoğunluğu (özellikle yerel olanlar) kablolu veya kablolu iletişim kanallarını kullanır, ancak günümüzde özellikle dizüstü bilgisayarlarda giderek daha fazla kullanılan kablosuz ağlar vardır.

4 tür veri aktarım ortamı vardır:

Bükümlü çift kablolar

koaksiyel kablolar

Fiber optik kablolar

· Kablosuz iletişim kanalları

Bükümlü tel çiftleri ucuz ve günümüzde belki de en popüler kablolarda kullanılmaktadır. Bükümlü çift kablo, tek bir dielektrik (plastik) kılıf içinde birkaç çift bükümlü çift şeklinde yalıtılmış bakır telden oluşur. Oldukça esnektir ve döşenmesi kolaydır. Tellerin bükülmesi, kablolar arasındaki endüktif karışmayı en aza indirir ve geçişlerin etkisini azaltır.

Tipik olarak, kablo iki (Şekil 4.1) veya dört bükümlü çift içerir.

Pirinç. 4 ,1.

Korumasız bükümlü çiftler, örneğin endüstriyel casusluk amacıyla gerçekleştirilebilen gizli dinlemelerin yanı sıra harici elektromanyetik parazitlere karşı zayıf bağışıklık ile karakterize edilir. Ayrıca, ağ üzerinden iletilen bilgilerin ele geçirilmesi, hem temas yöntemi (örneğin, kabloya takılan iki iğne aracılığıyla) hem de elektromanyetik alanların radyo tarafından kesilmesini azaltan temassız yöntem kullanılarak mümkündür. kablo. Ayrıca, artan kablo uzunluğu ile parazitin etkisi ve dışarıdaki radyasyon miktarı artar. Bu dezavantajları ortadan kaldırmak için kablo blendajı kullanılır.

STP korumalı bükümlü çift durumunda, bükümlü çiftlerin her biri, kablo radyasyonunu azaltmak, harici elektromanyetik parazitlere karşı koruma sağlamak ve tel çiftlerinin birbirleri üzerindeki karşılıklı etkisini azaltmak için bir metal örgü kalkan içine yerleştirilir (çapraz konuşma - karışma) . Kalkanın parazite karşı koruma sağlaması için topraklanması gerekir. Doğal olarak, korumalı bir bükümlü çift, korumasız olandan belirgin şekilde daha pahalıdır. Kullanımı özel korumalı konektörler gerektirir. Bu nedenle, blendajsız bükümlü çiftten çok daha az bulunur.

Blendajsız bükümlü çiftlerin ana avantajları, kablo uçlarına konektör takma kolaylığı ve diğer kablo türlerine kıyasla herhangi bir hasarı onarmasıdır. Diğer tüm özellikler diğer kablolardan daha kötüdür. Örneğin, belirli bir iletim hızında, sinyal zayıflaması (kablodan geçerken seviyesindeki azalma) onlar için koaksiyel kablolardan daha fazladır. Hala düşük gürültü bağışıklığı dikkate alındığında, bükülü çiftlere dayalı iletişim hatlarının neden genellikle oldukça kısa olduğu (genellikle 100 metre içinde) anlaşılabilir. Şu anda, 1000 Mbps'ye kadar olan hızlarda bilgi iletmek için bükümlü çift kullanılmaktadır, ancak bu tür hızlarda ortaya çıkan teknik problemler son derece karmaşıktır.

Bir koaksiyel kablo, merkezi bir bakır tel ve bir metal örgüden (ekran) oluşan, bir dielektrik katmanla (iç yalıtım) ayrılmış ve ortak bir dış kılıf içine yerleştirilmiş bir elektrik kablosudur (Şekil 4.2).

Şekil 4.2

Koaksiyel kablo, yüksek gürültü bağışıklığı (metal örgü sayesinde), bükümlü çift durumundan daha geniş bant genişlikleri (1 GHz'in üzerinde) ve ayrıca izin verilen büyük iletim mesafeleri (bir kilometreye kadar) nedeniyle yakın zamana kadar çok popülerdi. . Ağda yetkisiz dinlemeler için mekanik olarak bağlanmak daha zordur, ayrıca dışarıda belirgin şekilde daha az elektromanyetik radyasyon verir. Ancak, bir koaksiyel kablonun montajı ve onarımı bükümlü bir çift kablodan çok daha zordur ve maliyeti daha yüksektir (yaklaşık 1,5 - 3 kat daha pahalıdır). Ayrıca kablonun uçlarına konektör takmak daha zordur. Şimdi bükümlü çiftten daha az kullanılıyor. EIA / TIA-568 standardı, bir Ethernet ağında kullanılan yalnızca bir tür koaksiyel kablo içerir.

Koaksiyel kablonun ana uygulaması, veri yolu topolojisine sahip ağlardır. Bu durumda, dahili sinyal yansımalarını önlemek için kablonun uçlarına sonlandırıcılar takılmalı ve sonlandırıcılardan biri (ve sadece biri!) topraklanmalıdır. Topraklama olmadan metal örgü, ağı harici elektromanyetik parazitlerden korumaz ve ağ üzerinden dış ortama iletilen bilgilerin radyasyonunu azaltmaz. Ancak örgü iki veya daha fazla noktada topraklandığında sadece ağ ekipmanı değil, ağa bağlı bilgisayarlar da arızalanabilir. Sonlandırıcılar kablo ile uyumlu olmalıdır, dirençlerinin kablonun karakteristik empedansına eşit olması gerekir. Örneğin 50 ohm'luk bir kablo kullanılıyorsa, yalnızca 50 ohm'luk sonlandırıcılar uygundur.

Daha az yaygın olarak, yıldız ağlarında koaksiyel kablolar kullanılır (örneğin, bir Arcnet ağındaki pasif yıldız). Bu durumda, serbest uçlarda harici sonlandırıcılara gerek olmadığından eşleştirme sorunu büyük ölçüde basitleştirilmiştir.

İki ana tip koaksiyel kablo vardır:

• Yaklaşık 0,5 cm çapında ince (ince) kablo, daha esnek;

· Yaklaşık 1 cm çapında kalın (kalın) kablo, çok daha sert. Neredeyse tamamen modern ince kablo ile değiştirilen klasik bir koaksiyel kablo versiyonudur.

Sinyal daha fazla zayıfladığı için, kalın olandan daha kısa mesafelerde iletim için ince bir kablo kullanılır. Ancak ince bir kablo ile çalışmak çok daha uygundur: her bilgisayara hızlı bir şekilde yerleştirilebilir ve kalın olanın odanın duvarına sert bir şekilde sabitlenmesi gerekir. İnce bir kabloya bağlanmak (BNC BNC konektörlerini kullanarak) daha kolaydır ve ek donanım gerektirmez. Ve kalın bir kabloya bağlanmak için, kabuklarını delen ve hem merkezi çekirdek hem de ekran ile temas kuran oldukça pahalı özel cihazlar kullanmanız gerekir. Kalın kablo, ince kablodan yaklaşık iki kat daha pahalıdır, bu nedenle ince kablo çok daha sık kullanılır.

Bükümlü çiftlerde olduğu gibi, dış kılıfın tipi koaksiyel kablonun önemli bir parametresidir. Aynı şekilde bu durumda hem plenum olmayan (PVC) hem de plenum kablolar kullanılır. Doğal olarak Teflon kablo, PVC kablodan daha pahalıdır. Tipik olarak, kılıf tipi renk ile ayırt edilebilir (örneğin, Belden PVC için sarı ve Teflon için turuncu kullanır).

Bir koaksiyel kablodaki tipik sinyal yayılım gecikmeleri, ince bir kablo için yaklaşık 5 ns / m ve kalın bir kablo için yaklaşık 4,5 ns / m'dir.

Çift ekranlı koaksiyel kablo çeşitleri vardır (bir ekran diğerinin içinde bulunur ve ondan ek bir yalıtım katmanı ile ayrılır). Bu kablolar daha iyi gürültü bağışıklığına ve gizli dinleme korumasına sahiptir, ancak geleneksel kablolardan biraz daha pahalıdırlar.

Günümüzde koaksiyel kablonun modası geçmiş olduğu düşünülmektedir, çoğu durumda bükümlü çift veya fiber optik kablo ile kolayca değiştirilebilir. Ve kablo sistemleri için yeni standartlar artık onu kablo türleri listesine dahil etmiyor.

Fiber optik (aka fiber optik) kablo, ele alınan iki tür elektrik veya bakır kabloya kıyasla temelde farklı bir kablo türüdür. Üzerindeki bilgiler elektrik sinyali ile değil, ışık sinyali ile iletilir. Ana unsuru, ışığın çok büyük mesafelerde (onlarca kilometreye kadar) önemsiz bir zayıflama ile hareket ettiği şeffaf cam elyafıdır.

Resim çizme. 4.3.

Fiber optik kablonun yapısı çok basittir ve koaksiyel elektrik kablosunun yapısına benzer (Şekil 4.3). Burada sadece merkezi bir bakır tel yerine ince (yaklaşık 1-10 mikron çapında) cam elyafı kullanılır ve iç yalıtım yerine ışığın cam elyafın dışına çıkmasına izin vermeyen cam veya plastik bir kılıf kullanılır. Bu durumda, farklı kırılma endekslerine sahip iki maddenin arayüzünden ışığın toplam iç yansıması hakkında konuşuyoruz (cam kabuğun kırılma indisi, merkezi fiberinkinden çok daha düşüktür). Kablonun metal kılıfı genellikle yoktur, çünkü burada harici elektromanyetik parazitten koruma gerekli değildir. Bununla birlikte, bazen hala ortamdan mekanik koruma için kullanılır (böyle bir kabloya bazen zırhlı denir; birkaç fiber optik kabloyu tek bir kılıf altında birleştirebilir).

Fiber optik kablo, gürültü bağışıklığı ve iletilen bilgilerin gizliliği açısından olağanüstü özelliklere sahiptir. Prensipte, hiçbir harici elektromanyetik girişim ışık sinyalini bozamaz ve sinyalin kendisi harici elektromanyetik radyasyon üretmez. Ağda yetkisiz dinlemeler için bu tür bir kabloya bağlanmak neredeyse imkansızdır, çünkü bu, kablonun bütünlüğünü ihlal eder. Böyle bir kablonun teorik olarak olası bant genişliği, elektrik kablolarınınkinden kıyaslanamayacak kadar yüksek olan 1012 Hz'e, yani 1000 GHz'e ulaşır. Fiber optik kablonun maliyeti giderek azalmaktadır ve şu anda yaklaşık olarak ince koaksiyel kablonun maliyetine eşittir.

Ancak fiber optik kablonun bazı dezavantajları da vardır.

Bunlardan en önemlisi, kurulumun yüksek karmaşıklığıdır (konektörleri kurarken, mikron doğruluğu gereklidir, konektördeki zayıflama büyük ölçüde cam elyafının bölünmesinin doğruluğuna ve cilalama derecesine bağlıdır). Konektörleri monte etmek için, fiberglas ile aynı ışık kırılma indeksine sahip özel bir jel kullanılarak kaynak veya yapıştırma kullanılır. Her durumda, bu yüksek nitelikli personel ve özel aletler gerektirir. Bu nedenle, çoğu zaman, fiber optik kablo, her iki ucunda da gerekli tipte konektörlerin kurulu olduğu, farklı uzunluklarda önceden kesilmiş parçalar şeklinde satılır. Kötü kurulmuş bir konektörün, zayıflama ile belirlenen izin verilen kablo uzunluğunu önemli ölçüde azalttığı unutulmamalıdır.

Ayrıca, fiber optik kablo kullanımının, ışık sinyallerini elektrik sinyallerine dönüştüren ve bazen de bir bütün olarak ağın maliyetini önemli ölçüde artıran özel optik alıcılar ve vericiler gerektirdiği unutulmamalıdır.

Fiber optik kablolar, sinyal bölünmesine izin verir (bu amaçla, 2-8 kanal için özel pasif kuplörler üretilir), ancak kural olarak, bir verici ve bir alıcı arasında yalnızca bir yönde veri aktarmak için kullanılırlar. Sonuçta, herhangi bir dallanma, ışık sinyalini kaçınılmaz olarak büyük ölçüde zayıflatır ve çok sayıda dal varsa, ışık ağın sonuna ulaşmayabilir. Ayrıca ayırıcıda dahili bir kayıp vardır, bu nedenle çıkıştaki toplam sinyal gücü giriş gücünden daha azdır.

Fiber optik kablo, elektrik kablosundan daha az dayanıklı ve esnektir. Tipik bükülme yarıçapları yaklaşık 10 - 20 cm'dir, daha küçük bükülme yarıçapları ile merkezi fiber kırılabilir. Kablo ve mekanik gerilmenin yanı sıra ezilme etkilerini kötü şekilde tolere eder.

Fiber optik kablo, cam fiberin şeffaflığının azalması, yani sinyal zayıflamasının artması nedeniyle iyonlaştırıcı radyasyona da duyarlıdır. Sıcaklıktaki ani değişiklikler de onu olumsuz etkiler, cam elyafı çatlayabilir.

Fiber optik kablo sadece yıldız ve halka topolojisi olan ağlarda kullanılır. Bu durumda eşleştirme ve topraklama sorunu yoktur. Kablo, ağ bilgisayarlarının mükemmel galvanik izolasyonunu sağlar. Gelecekte, bu tür kabloların elektrik kablolarının yerini alması veya en azından onları güçlü bir şekilde bastırması muhtemeldir. Gezegendeki bakır rezervleri tükeniyor ve cam üretimi için fazlasıyla yeterli hammadde var.

Bilgisayar ağlarında kablo kanallarına ek olarak bazen kablosuz kanallar da kullanılmaktadır. Ana avantajları, kablolamaya gerek olmamasıdır (duvarlarda delik açmaya, kabloyu borulara ve oluklara sabitlemeye, yükseltilmiş zeminlerin altına, asma tavanların üstüne veya havalandırma bacalarına döşemeye gerek yoktur, hasar arayın ve onarın). Ayrıca ağdaki bilgisayarlar hiçbir şeye bağlı olmadıkları için bir oda veya bina içinde kolaylıkla taşınabilirler.

Radyo kanalı, radyo dalgaları üzerinden bilgi iletimini kullanır, bu nedenle teorik olarak onlarca, yüzlerce ve hatta binlerce kilometre boyunca iletişim sağlayabilir. İletim hızı saniyede onlarca megabite ulaşır (burada çok şey seçilen dalga boyuna ve kodlama yöntemine bağlıdır).

Radyo kanalının özelliği, sinyalin havada serbestçe yayınlanması, bir kablonun içine alınmamasıdır, bu nedenle diğer radyo dalgaları kaynaklarıyla (radyo ve TV yayın istasyonları, radarlar, radyo amatörleri ve profesyoneller) uyumluluk sorunları vardır. vericiler, vb.). Radyo kanalı, dar bir frekans aralığında iletimi ve taşıyıcı frekans sinyalinin bir bilgi sinyali ile modülasyonunu kullanır.

Radyo kanalının ana dezavantajı, radyo dalgaları kontrolsüz bir şekilde yayıldığından, dinlemeye karşı zayıf korumasıdır. Radyo kanalının bir diğer büyük dezavantajı, zayıf gürültü bağışıklığıdır.

Yerel kablosuz ağlar (WLAN - Kablosuz LAN) için şu anda kısa mesafelerde (genellikle 100 metreye kadar) ve görüş alanı içinde radyo kanalı bağlantıları kullanılmaktadır. En yaygın olarak kullanılan iki frekans bandı 2,4 GHz ve 5 GHz'dir. İletim hızı 54 Mbps'ye kadar. 11 Mbit / s hıza sahip yaygın bir versiyon.

WLAN'lar, kablosuz ağ bağlantılarının sınırlı bir alanda (genellikle bir ofis veya üniversite binası içinde veya havaalanları gibi halka açık yerlerde) kurulmasına izin verir. Geçici ofislerde veya kablolamanın mümkün olmadığı diğer yerlerde veya kullanıcıların bina içinde hareket ederken çalışmasına izin vermek için mevcut bir kablolu LAN'a eklenti olarak kullanılabilirler.

Popüler Wi-Fi (Wireless Fidelity) teknolojisi, bir hub (Erişim Noktası, AP olarak adlandırılır) veya 10 ila 50 bilgisayar varsa birden fazla hub kullanarak 2 ila 15 bilgisayar arasında iletişime izin verir. güçlü kablosuz köprüler kullanarak 25 kilometreye kadar. Örneğin, Şekil. 4.4, bir erişim noktası kullanan bilgisayarların kombinasyonunu gösterir. Birçok mobil bilgisayarın (dizüstü bilgisayarın) halihazırda kablosuz bir ağa olan bağlantılarını büyük ölçüde kolaylaştıran yerleşik bir Wi-Fi denetleyicisine sahip olması önemlidir.

Şekil 4.4

Radyo kanalı, hem karasal hem de uydu iletişimi için küresel ağlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamada radyo dalgaları dünyanın her yerine ulaşabildiği için radyo kanalının rakibi yoktur.

Olası topolojilerden bahsedecek olursak, doğal olarak tüm kablosuz iletişim kanalları, bilgilerin tüm abonelere aynı anda iletildiği bir veri yolu topolojisi için uygundur. Ancak dar ışın iletimi ve/veya kanallara göre frekans bölünmesi kullanıldığında, hem radyo kanalında hem de kızılötesi kanalda herhangi bir topoloji (halka, yıldız, birleşik topolojiler) uygulanabilir.

Veri iletim ortamına bağlı olarak, iletişim hatları aşağıdakilere ayrılır:

• tel (hava);
• kablo (bakır ve fiber optik);
• karasal ve uydu iletişimi için radyo kanalları.

Tel (havai) iletişim hatları yalıtkan veya perdeleme örgüsü olmayan, direkler arasına döşenen ve havada asılı duran tellerdir. Bu tür iletişim hatları geleneksel olarak telefon veya telgraf sinyallerini iletir, ancak başka olasılıkların yokluğunda bu hatlar bilgisayar verilerini aktarmak için de kullanılır. Bu hatların hız ve gürültü bağışıklığı arzulanan çok şey bırakıyor. Günümüzde kablolu iletişim hatlarının yerini hızla kablolu hatlar almaktadır.

Kablo hatları oldukça karmaşık bir yapıyı temsil etmektedir. Kablo, birkaç yalıtım katmanıyla çevrelenmiş iletkenlerden oluşur: elektriksel, elektromanyetik, mekanik ve muhtemelen iklimsel. Ayrıca kablo, çeşitli ekipmanlara hızlı bir şekilde bağlanmanıza izin veren konektörlerle donatılabilir. Bilgisayar ağlarında kullanılan üç ana kablo türü vardır: bükümlü çift bakır kablolar, bakır koaksiyel kablolar ve fiber optik kablolar.

Bükülmüş bir çift tel denir bükülmüş çift. Korumalı versiyonda bükümlü çift mevcuttur (Korumalı Twistedpair, STP), bir çift bakır tel yalıtkan bir kalkanla sarıldığında ve blendajsız olduğunda (Korumasız TwistedPair, UTP), yalıtım sargısı eksik olduğunda. Tellerin bükülmesi, kablo üzerinden iletilen istenen sinyaller üzerindeki dış gürültünün etkisini azaltır. Koaksiyel kablo asimetrik bir yapıya sahiptir ve bir iç bakır çekirdek ve çekirdekten bir yalıtım tabakası ile ayrılmış bir örgüden oluşur. Yerel ağlar, geniş alan ağları, kablolu televizyon vb. için, özellikleri ve uygulama alanları bakımından farklılık gösteren çeşitli koaksiyel kablo türleri vardır. Fiber optik kablo (optik fiber)ışık sinyallerinin yayıldığı ince (5-60 mikron) liflerden oluşur. Bu, en yüksek kaliteli kablo türüdür - çok yüksek hızda (10 Gbps'ye kadar ve daha yüksek) veri iletimi sağlar ve ayrıca diğer iletim ortam türlerinden daha iyi, harici parazitlere karşı veri koruması sağlar.

Karasal ve uydu iletişimi için radyo kanalları radyo dalgalarının bir vericisi ve alıcısı tarafından üretilir. Hem kullanılan frekans aralığında hem de kanal aralığında farklılık gösteren çok sayıda farklı radyo kanalı türü vardır. Kullandıkları sinyal modülasyonu türüne göre Genlik Modülasyonu (AM) olarak da adlandırılan kısa, orta ve uzun dalga boyu bantları (KB, CB ve LW), uzun mesafeli iletişim sağlar, ancak düşük bir veri hızında. Daha hızlı kanallar, frekans modülasyonu (Frekans Modülasyonu, FM) ile karakterize edilen ultra kısa dalga (VHF) bantlarında ve mikrodalga bantlarında (mikrodalgalar) çalışan kanallardır. Mikrodalga aralığında (4 GHz'in üzerinde), sinyaller artık Dünya'nın iyonosferi tarafından yansıtılmaz ve istikrarlı iletişim için verici ile alıcı arasında bir görüş hattı gereklidir. Bu nedenle, bu tür frekanslar, bu koşulun karşılandığı durumlarda ya uydu kanallarını ya da radyo röle kanallarını kullanır.

Tanımlanan hemen hemen tüm fiziksel veri iletim ortamı türleri bugün bilgisayar ağlarında kullanılmaktadır, ancak en umut verici olanları fiber optik olanlardır. Bugün, büyük bölgesel ağların karayollarının yanı sıra yerel ağların yüksek hızlı iletişim hatlarının inşası için temel olarak kullanılmaktadırlar. Bükümlü çift ayrıca mükemmel kalite-maliyet oranı ve kurulum kolaylığı ile karakterize edilen popüler bir ortamdır. Bükümlü çift kablolar genellikle ağların son kullanıcılarını hub'dan 100 metreye kadar mesafelerde bağlamak için kullanılır. Uydu kanalları ve radyo iletişimleri çoğunlukla kablo iletişiminin kullanılamadığı durumlarda kullanılır - örneğin kanal seyrek nüfuslu bir alandan geçtiğinde veya bir kamyon şoförü, bir doktor gibi bir mobil ağ kullanıcısıyla iletişim kurmak için , vb.

Bir kablo, “iletkenlerden, kalkan katmanlarından ve yalıtımdan oluşan oldukça karmaşık bir üründür. Bazı durumlarda kablo, kabloları ekipmana bağlayan konektörler içerir. Ayrıca kabloların ve ekipmanların hızlı bir şekilde yeniden anahtarlanmasını sağlamak için kesit, çapraz kutu veya kabin adı verilen çeşitli elektromekanik cihazlar kullanılmaktadır.

Bilgisayar ağlarında, farklı üreticilerin kablolarından ve bağlantı cihazlarından bir kablolama ağı oluşturmanıza izin veren belirli standartları karşılayan kablolar kullanılır. Günümüzde dünya pratiğinde en yaygın olarak kullanılan standartlar aşağıdaki gibidir.

• Birkaç kuruluş tarafından ortaklaşa geliştirilen Amerikan standardı EIA / TIA-568A: ANSI, EIA / TIA ve Underwriters Labs (UL). EIA/TIA-568 standardı, EIA/TIA-568 standardının önceki versiyonu ve bu standarda TSB-36 ve TSB-40A eklemeleri esas alınarak geliştirilmiştir.
• Uluslararası standart ISO / IEC 11801.
• Avrupa standardı EN50173.

Bu standartlar birbirine yakındır ve birçok açıdan kablolara aynı gereksinimleri getirir. Ancak bu standartlar arasında farklılıklar vardır, örneğin uluslararası standart 11801 ve Avrupa EN50173, EIA/TAI-568A standardında bulunmayan bazı kablo türlerini içerir.

EIA / TIA standardının ortaya çıkmasından önce, Amerikan standardı önemli bir rol oynadı. kablo kategori sistemleri Underwriters Labs, Anixter ile birlikte geliştirildi. Daha sonra bu standart EIA/TIA-568 standardına dahil edilmiştir.

Bu açık standartlara ek olarak, birçok şirket bir kerede kendi tescilli standartlarını geliştirdi ve bunlardan sadece biri hala pratik öneme sahip - IBM standardı.

Kablo standardizasyonu için protokolden bağımsız bir yaklaşım benimsenmiştir. Bu, standardın belirli bir kablo türü veya bağlantı ürünü - konektör, bağlantı kutusu vb. tarafından karşılanması gereken elektriksel, optik ve mekanik özellikleri şart koştuğu anlamına gelir. Ancak, bu kablonun hangi protokol için tasarlandığını standart belirtmez. Bu nedenle, bir Ethernet veya FDDI kablosu satın alamazsınız, yalnızca Ethernet ve FDDI protokollerini ne tür standart kabloların desteklediğini bilmeniz gerekir.

Standartların önceki sürümlerinde, konektörler olmadan yalnızca kabloların özellikleri tanımlanmıştır. Standartların en son sürümlerinde, bağlantı elemanları (daha sonra 568A standardına dahil edilen TSB-36 ve TSB-40A belgeleri) ve ayrıca çizgiler (kanallar), iş istasyonundan çıkışa bir kablo, çıkışın kendisi, ana kablo (bükümlü çift için 90 m uzunluğa kadar), geçiş noktası (örneğin, başka bir çıkış veya sabit çapraz bağlantı) ve bir hub veya anahtar gibi aktif ekipmana giden kablo.

Bağlantı elemanlarının ve monte edilmiş hatların özelliklerini dikkate almadan sadece kabloların temel gereksinimlerine odaklanacağız.

Kablo standartları, en önemlileri aşağıda listelenen birçok özelliği şart koşar (ilk ikisi zaten yeterince ayrıntılı olarak ele alınmıştır).

Mevcut standartların odak noktası bükümlü çift ve fiber optik kablolardır.