Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс

Ранее Советский Союз имел свои стандарты, которые назывались ГОСТами и порой существенно отличались от более жестких международных стандартов. После распада Советского Союза бывшие республики стали активно сотрудничать с иностранными организациями, в связи с чем на повестку дня встал вопрос об использовании международных стандартов ISO.

Естественно, эта организация имеет непосредственное отношение к разработке стандартов локальных вычислительных сетей. Эта деятельность осуществляется в сотрудничестве с такими организациями, как IEC (International Electrotechni-cal Commission, Международная электротехническая комиссия), ITU (International Telecommunications Union, Международный союз по телекоммуникациям) и WTO (World Trade Organization, Международная торговая организация).

Желающие подробнее ознакомиться со структурой ISO, a также с выполняемыми этой организацией функциями, могут обратиться к ее веб-сайту, который находится по адресу www.iso.org/iso/en/ISOOnLine.frontpage.

Рис. 3.4. Начальная страница веб-сайта ISO

ITU

Основная задача этой организации заключается в осуществлении «общего руководства», суть которого заключается в финансовой поддержке международных конференций, разработке и публикации различных документов и стандартов, относящихся к телекоммуникациям. Всем, кто хочет подробнее ознакомиться со структурой этой организации, а также с выполняемыми ею задачами, стоит обратиться к соответствующему веб-сайту (www.itu.int/home), начальная страница которого приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Начальная страница веб-сайта ITU

Физические принципы работы Ethernet

После обзора организаций, разрабатывающих стандарты локальных вычислительных сетей, стоит перейти к рассмотрению физических принципов, на основе которых функционируют эти сети.

Сигналы, циркулирующие в локальных сетях

Передача информации в локальных вычислительных сетях осуществляется с помощью дискретных сигналов – электрических импульсов (при использовании металлических проводников) или вспышек света (при использовании оптоволокна). Передаваемые по кабелям сигналы бывают аналоговыми или цифровыми.

В первом случае амплитуда сигнала изменяется плавно. Подобные сигналы используются для передачи голоса по линиям обычной телефонной связи. Аналоговый сигнал характеризуется плавным изменением всех присущих ему характеристик. Как правило, на практике применяются три величины, характеризующие подобные сигналы.

– Амплитуда. Модуль значения высоты волны, моделирующей сигнал.

– Частота. Эта величина характеризует количество циклических изменений сигнала за единицу измерения (обычно за 1 секунду). В физике частота электромагнитных колебаний измеряется в герцах (1 Гц = 1 колебание за одну секунду).

– Фаза. Смещение фронта волны, моделирующей электрический импульс. Обычно фаза измеряется в радианах, хотя может применяться традиционный способ измерения угловых величин (в градусах).

ПРИМЕЧАНИЕ

С частотой связана еще одна величина, характеризующая электромагнитные – волны – длина. Между длиной и частотой волны существует простое отношение, выражаемое формулой X = c/v. Здесь X – длина волны (в метрах), v – частота электромагнитных колебаний (в герцах), с – скорость распространения света в вакууме (3-Ю8 м/с).

В локальных вычислительных сетях используются цифровые сигналы, изменяющиеся по дискретному закону (0 или 1). Благодаря «цифровой» природе подобные сигналы мало чувствительны к помехам, а также могут легко преобразовываться при помощи простой аппаратуры, реализованной на основе специализированных микросхем.

ПРИМЕЧАНИЕ

Более подробно кабели, применяемые в локальных вычислительных сетях, будут рассмотрены несколько позже.

Структура локальной вычислительной сети

Структура типичной локальной вычислительной сети показана на рис. 3.6. Легко заметить, что ЛВС состоит из каналов связи, соединяющих между собой терминальное оборудование (Data Terminal Equipment, DTE).

Рис. 3.6. Структура обобщенной вычислительной сети

Канал связи, который также называется линией связи, состоит из аппаратных средств, осуществляющих усиление и преобразование электрических сигналов, а также физической среды, переносящей информацию. В качестве среды передачи данных применяется электрический кабель (традиционная среда) или электромагнитные волны (инфракрасный и радиодиапазон). В последнем случае говорят о беспроводной локальной сети, которая будет рассматриваться в следующих разделах главы.

Наибольшее распространение в наше время получили кабельные линии связи. Это связано с целым рядом причин, среди которых чаще всего отмечаются относительная дешевизна электрических кабелей, а также их высокая помехозащищенность и пропускная способность (до 10 Гбит/с).

ПРИМЕЧАНИЕ

Подробнее высокоскоростные кабельные сети рассматриваются в следующих разделах этой главы.

Кабели

В современных локальных сетях применяются медные и волоконно-оптические кабели. Названия кабелей показывают, какой материал применяется в качестве проводника, передающего данные. Конечно, помимо данных кабели неизбежно будут передавать так называемый шум (или электромагнитные помехи). На самом деле современные кабели достаточно неплохо защищены от влияния помех, а волоконно-оптические кабели вообще не подвержены влиянию подобных помех.

Любой сетевой кабель характеризуется целым набором электрических параметров, наиболее важные из которых приводятся в следующем перечне.

– Активное сопротивление. В данном случае рассматривается сопротивление постоянному току, присущее любой проводящей среде. Этот вид сопротивления определяется материалом кабеля, а также его геометрическими размерами (длина и диаметр). Активное сопротивление не зависит от характеристик передаваемого сигнала.

– Емкостное (волновое) сопротивление. Этот вид сопротивления зависит от частоты передаваемого сигнала. С ростом частоты увеличивается емкостная составляющая сопротивления. Этот параметр зависит от такой важной характеристики кабеля, как собственная емкость.

– Импеданс. Эта величина рассчитывается как сумма активного и пассивного сопротивлений. При не слишком больших значениях частоты (менее 100 МГц) величина импеданса является относительно постоянной и зависит исключительно от применяемого кабеля. Так, для коаксиальных кабелей величина импеданса составляет около 50 Ом. Для сравнения стоит отметить, что величина импеданса для телевизионного кабеля равна 75 Ом. Поэтому, несмотря на внешнюю схожесть, телевизионный кабель и коаксиальный кабель, применяемый в сетях Ethernet, не являются взаимозаменяемыми.

– Затухание. Под затуханием понимается ослабление сигнала в процессе его передачи по кабелю. Величина затухания оценивается в децибелах на метр (дБ/м).

– Перекрестные помехи на ближнем конце (NEXT, Near End Cross Talk). Этот показатель может варьироваться в зависимости от частоты передаваемого сигнала и измеряется в децибелах.

Медные сетевые кабели бывают коаксиальными (рис. 3.7) и основанными на витой паре (рис. 3.8).

Рис. 3.7. Коаксиальный кабель в разрезе