Технические средства коммуникаций. Сетевые платы. Порт LAN ETHERNET RJ45 для 10/100BaseT

РЕФЕРАТ ПО ИНФОРМАТИКЕ

НА ТЕМУ:

Технические средства коммуникаций. Сетевые платы.

Порт LAN ETHERNET RJ45 для 10/100BaseT.

Проводные каналы связи: витая пара, коаксиальный кабель, телефонная линия, оптоволоконный кабель.

Характеристика канала связи: пропускная способность.

Докладчик: =.

Группа:

Преподаватель:

Екатеринбург

2009г.

Оглавление.

1. Технические средства коммуникаций. Сетевые платы.

2. Порт LAN ETHERNET RJ45 для 10/100BaseT.

3. Проводные каналы связи:

3.1. Витая пара.

3.2. Коаксиальный кабель.

3.3. Телефонная линия.

3.4. Оптоволоконный кабель.

4. Характеристика канала связи: Пропускная способность.

5. Список литературы.

1. Технические средства коммуникаций.

Сетевые платы.

Назначение и виды сетевых плат.

Сетевая карта или сетевой адаптер или сетевая плата выступает в качестве физического интерфейса между компьютером и средой передачи. Периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Платы сетевого адаптера подсоединяются ко всем сетевым компьютерам и серверам. К соответствующему разъёму платы подключается сетевой кабель.

Сетевая карта- это плата расширения, вставляемая в разъем материнской платы (main board) компьютера (вставляется в слоты расширения). Существуют сетевые адаптеры для нотебуков (notebook), они вставляются в специальный разъем в корпусе нотебука. Также существуют сетевые адаптеры, интегрированные на материнской плате компьютера, Ethernet сетевые адаптеры подключаются к USB (Universal Serial Bus) порту компьютера и позволяют подключаться к сети без вскрытия корпуса компьютера.

Функции сетевого адаптера:

1.Подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю.

2.Передача данных другому компьютеру.

3.Управление потоком данных между компьютером и средой передачи.

4.Приём данных из кабеля и перевод в форму, понятную центральному процессору компьютера.

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ. Эти программы реализуют функции подуровня “управление логической связью” и “управление доступом к среде”, “канального" уровня модели OSI.

Подготовка данных.

Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные из шины и организует их для последовательной передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические или оптические сигналы, передающиеся по кабелю (или радиосигнал). Отвечает за это преобразование специальное устройство – трансивер (приёмо-передатчик).

Название "Transceiver" происходит от английских слов transmiter (передатчик)и receiver (приемник). Трансивер позволяет станции передавать в и получать из общей сетевой среды передачи. Существуют внутренние трансиверы, встроенные в схему сетевого адаптера и отдельные внешние трансиверы через AUI-кабель.

Шина компьютера передаёт данные из памяти ПК, и если они поступают быстрее, чем их способна передать плата, то они временно помещаются в буфер сетевого адаптера.

Передача и управление данными.

Перед тем как послать данные в сеть сетевой адаптер проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого определяется:

1.Максимальный размер блока передаваемых данных.

2.Интервал между передачами блоков данных.

3.Интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение.

4.Объём данных, который может принять плата без переполнения буфера.

5.Скорость передачи.

Если более сложная и быстрая плата взаимодействует с устаревшей, то современная плата подстраивается под устаревшую.

Характеристики сетевого адаптера

Сетевые платы характеризуются своей

*Разрядностью: 8 бит (самые старые), 16 бит, 32 бита и 64 бит.

*Шиной данных, по которой идет обмен информацией между материнской платой и сетевой картой: ISA, EISA, VL-Bus, PCI и др.

*Микросхемой контроллера или чипом (Chip, chipset) , на котором данная плата изготовлена.

*Поддерживаемой сетевой средой передачи (network media) , т.е. установленными на карте разъемами для подключения к определенному сетевому кабелю.

*Скоростью работы: 10Mbit 100Mbit, Gigabit

*Также, карты на витую пару могут поддерживать или не поддерживать FullDuplex - ный режим работы.

*MAC- адресом

MAC –адрес(физический адрес)

Сетевой адаптер должен указывать своё местонахождение в сети т.е. иметь адрес, чтобы его могли отличить от остальных плат. Это уникальный серийный номер присваиваемый каждому сетевому устройству для идентификации его в сети. MAC-адрес присваивается адаптеру его производителем Адрес сетевого адаптера находится в ведении комитета IEEE. Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов, затем каждый производитель записывает в ПЗУ платы её уникальный адрес.

При работе сетевые адаптеры просматривают весь проходящий сетевой трафик и ищут в каждом пакете данных свой MAC-адрес. Если таковой находится, то адаптер принимают эти данные. Существуют также специальные способы по рассылке пакетов всем устройствам сети одновременно (broadcasting). MAC-адрес имеет длину 6 байт и обычно записывается в шестнадцетиричном виде, например: 12:34:56:78:90:AB

Первые три байта адреса определяют производителя.

Компоненты платы сетевого адаптера:

1.разъем для подключения коаксиального кабеля

2.разъем для подключения кабеля витая пара ,

3.разъем подключения устройства к системной шине

4.разъем микросхемы постоянного запоминающего устройства системы сетевой загрузки компьютера (BOOT ROM) ,

5.ПЗУ - система постоянного запоминающего устройства, сохраняющая программно-аппаратные установки карты ,

6.процессор - микросхема контроллера платы (Chip)

Устройства, укомплектованные системой BOOT ROM способны осуществить загрузку операционной системы компьютера с использованием сетевых ресурсов при отсутствии собственных накопителей.

2. Порт LAN ETHERNET RJ45 для 10/100BaseT.

Пример кабеля RJ 45 c коннектором:

Немного о присутствующих терминах:

Local Area Network (ЛВС, Лока́льная вычисли́тельная сеть)-компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).

Ethernét—пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных.

Registered jack (RJ)—это стандартизированный физический интерфейс, используемый для соединения телекоммуникационного оборудования (обычно—телефонов) или в компьютерных сетях. Стандартные варианты этого разъёма называются RJ11, RJ14, RJ25, RJ45 и так далее. Из-за внешнего сходства так часто называют использующийся в локальных вычислительных сетях (Ethernet) разъём 8P8C. 8 Position 8 Contact-унифицированный разъём, используемый в телекоммуникациях, имеет 8 контактов и защёлку. Используется для создания ЛВС по технологиям 10BASE-T, 100BASE-T

Разъем RJ-45 имеет вид углубления прямоугольной формы с небольшим пазом для замка сетевой вилки, в нижней части гнезда расположено восемь контактов, соединяющихся с соответствующими контактами вилки сетевого кабеля.

10BASE-T/100BASE-T —физический интерфейс Ethernet, позволяющий компьютерам связываться при помощи кабеля типа «витая пара». Название 10BASE-T/100BASE-T происходит от некоторых свойств физической основы (кабеля). «10»или «100» ссылается на скорость передачи данных в 10 или 100 Мбит/с соответственно. Слово «BASE» — сокращение от «baseband» signalling (метод передачи данных без модуляции). Это значит, что только один Ethernet-сигнал может находиться на линии в конкретный момент времени. Другими словами, не используется мультиплексирование, как в широкополосных каналах. Буква «T» происходит от слова «twisted pair» (витая пара), обозначая используемый тип кабеля.

Таким образом Порт LAN ETHERNET RJ45 для 10/100BaseT-это порт сетевой карты стандарта пакетной технологии локальных сетей Ethernet с типом разьема RJ45, скорости передачи данных 10Мбит/с или 100Мбит/с.

3.Проводные каналы связи:

В зависимости от среды, по которой передаются сигналы, все существующие типы линий связи принято делить на проводные и беспроводные (радиолинии).

К проводным линиям относятся все типы линий, в которых сигналы распространяются по искусственно создаваемой непрерывной направляющей среде. В простейшем случае проводная линия связи представляет собой физическую цепь, образуемую парой проводов, по которым протекает электрический ток. Если провода не имеют специального изолирующего покрытия, их разносят в воздушном пространстве на определенное расстояние друг от друга. При этом роль изолирующего материала выполняет слой воздуха между проводами. По сложившейся терминологии такие проводные линии называются воздушными линиями связи. Проводные линии из проводов с изоляционным покрытием, помещенных в специальные защитные оболочки, называются кабельными линиями связи или просто кабелями связи. К проводным относятся также линии, использующие в качестве среды распространения сигналов не проводники, а диэлектрические материалы, в частности, тонкие стеклянные волокна. Такие линии получили название волоконно-оптических линий связи.

3.1.Витая пара.

Вита́я па́ра (англ. twisted pair)—вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи соединителя 8P8C, немного бо́льшим, чем телефонный соединитель RJ11.

3.2.Коаксиальный кабель.

Коаксиа́льный ка́бель (коаксиальная пара)—Пара, проводники которой расположены соосно и разделены изоляцией.

Коаксиа́льный ка́бель, также известный как коаксиал (от англ. coaxial),—электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов.

Коаксиальный кабель состоит из:

A—оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена;

B—внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;

С—изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;

D—внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омедненного алюминия, посеребренной меди и т. п.

Благодаря совпадению центров обоих проводников, а также определенному соотношению между диаметром центральной жилы и экрана, внутри кабеля в радиальном направлении образуется режим стоячей волны, позволяющий снизить потери электромагнитной энергии на излучение почти до нуля. В то же время экран обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех.

Классификация.

*По назначению—для систем кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники и т. д.

*По волновому сопротивлению (хотя волновое сопротивление кабеля может быть любым), стандартными являются пять значений по российским стандартам и три по международным:

50 Ом — наиболее распространённый тип, применяется в разных областях радиоэлектроники;

75 Ом — распространённый тип, применяется преимущественно в телевизионной и видеотехнике;

100 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей;

150 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей, международными стандартами не предусмотрен;

200 Ом — применяется крайне редко, международными стандартами не предусмотрен.

*По диаметру изоляции: субминиатюрные - до 1 мм; миниатюрные - 1,5-2,95 мм; среднегабаритные - 3,7-11,5 мм; крупногабаритные - более 11,5 мм.

*По гибкости (стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля): жёсткие; полужёсткие; гибкие; особогибкие.

3.3. Телефонная линия.

Пример кабеля телефонного с коннектором:

RJ11

Телефонная линия это канал связи с небольшой скоростью передачи данных.

Это дуплексный канал связи. Дуплексный — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях одновременно

3.4. Оптоволоконный кабель.

Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно надежный (защищенный) способ передачи, поскольку электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы. Кроме того, такие проблемы передачи информации по проводам как электромагнитные помехи, перекрестные помехи (переходное затухание) и необходимость заземления, полностью устраняются. Вдобавок, чрезвычайно уменьшается погонное затухание, позволяя протягивать оптоволоконные связи без регенерации сигналов на много большие дистанции, достигающие 120 км.

Оптическое волокно — чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой (core), покрытый слоем стекла (Рис. ниже), называемого оболочкой, с иным, чем у жилы, коэффициентом преломления. Иногда оптоволокно производят из пластика. Пластик проще в использовании, но он передает световые импульсы на меньшие расстояния по сравнению со стеклянным оптоволокном. Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое — для приема. Жесткость волокон увеличена покрытием из пластика, а прочность — волокнами из кевлара.

Схема простого оптоволоконного кабеля:

Стоимость использования волоконно-оптической технологии уменьшается, что делает данную услугу конкурентоспособной по сравнению с традиционными услугами.

4. Характеристика канала связи: Пропускная способность.

Пропускная способность - метрическая характеристика, показывающая соотношение количества проходящих единиц (информации, предметов, объёма) в единицу времени через канал, систему, узел.

Пропускная способность канала связи определяется количеством переданной/полученной информации за единуцу времени.

Бит в секунду, бит/с (англ. bits per second, bps) — базовая единица измерения скорости передачи информации.

Современные общедоступные каналы связи позволяют достигать скорости передачи в 100Мбит/с.

5. Список литературы.

Д. Я. Гальперович, А. А. Павлов, Н. Н. Хренков. Радиочастотные кабели. — М.: Энергоатомиздат, 1990.

Любительская радиосвязь на КВ. Под ред. Б. Г. Степанова. — М.: Радио и связь, 1991.

Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика. Пер. с англ. — М: «КУДИЦ-ПРЕСС», 2008.

А.М. Овчинников. Технологии и средства связи. 2004. № 4

Дж. Дэвис, Дж. Дж. Карр. Карманный справочник радиоинженера. Пер. с англ. — М.: Додэка-XXI, 2002.