Зертханалық жұмыс №4 Тақырыбы: «Мәліметтерді тасымалдау ортасын зерделеу» Жұмыстың мақсаты

Иірілген жұптар кабель түрлерінің белгіленулері

Жалпы қабылданған атауы	ISO/IEC 11801 сәйкес белгіленуі	Жалпы экран	Жұптар үшін экрандар
UTP	U/UTP	жоқ	жоқ
STP, ScTP, PiMF	U/FTP	жоқ	фольга
FTP, STP, ScTP	F/UTP	фольга	жоқ
STP, ScTP	S/UTP	жамылғы	жоқ
SFTP, S-FTP, STP	SF/UTP	жамылғы, фольга	жоқ
FFTP	F/FTP	фольга	фольга
SSTP, SFTP, STP PiMF	S/FTP	жамылғы	фольга
SSTP, SFTP	SF/FTP	жамылғы, фольга	фольга

Кабель категориялары (2-кесте):
Иірілген жұптар кабельдерінің бірнеше категориялары ажыратылады, категориялар тиімді өткізу жиіліктік диапазонын анықтайды. Экрандалмаған иірілген жұптарының категориялары EIA/TIA 568 стандартында және ISO 11801 сипатталған.
Деректерді тасымалдау үшін арналған кабель ішіндегі әрбір жеке жұптың толқындық кедергісі 100±15 Ом болуы қажет, керісінше жағдайда электр сигналының пішіні өзгеріске ұшырайды және деректер тасымалдануы мүмкін болмайды. Деректер тасымалдаумен байланысты қиындықтардың себебі тек қана сапасыз кабель ғана емес, басқа да себептер болуы мүмкін, мысалы: категориясы кабельден төмен розеткаларын қолдану, кабельде шиыршықтардың бар болуы.



4-сурет  UTP Cat 5e кабелі

2-кесте – Кабель категориялары

Кате-гория	Жиілік жолағы, МГц	Қолданы луы	Ескерту
1	0,1	Телефондық және ескі модем арналары	1 жұп, EIA/TIA нұсқауларында деректерді тасымалдау үшін сипатталмаған (бізде тіпті иірілусіз «лапша» деп аталатын кабель қолданылады, сипаттамалары жаман емес, бірақ сыртқы бөгеттер көп әсерін тигізеді). АҚШ-та ертерек, иірілген түрінде қолданылды. Тек қана дыбысты немесе деректерді модемнің көмегімен тасымалдау үшін қолданылады (заманауи жүйелер үшін сәйкес келмейді)
2	1	Ескі терминалдар (IBM 3270 сияқты)	өткізгіштердің 2 жұбы, кабельдің ескі түрі, EIA/TIA нұсқауларында деректерді тасымалдау үшін сипатталмаған, деректер тасымалдау жылдамдығы 4 Мбит/с дейін болды, Token ring және Arcnet желілерінде қолданылды (заманауи жүйелер үшін сәйкес келмейді). Қазір кейде телефондық желілерде кездеседі.
3	16	10BASE-T, 100BASE-T4 Ethernet	4-жұпты кабель, 10BASE-T, token ring телефондық және локальды желілерін құру кезінде қолданылады, 10 Мбит/с деректерді тасымалдау жылдамдығын қолдайды, ал 100BASE-T4 технологиясы бойынша 100 метрден аспайтын арақашықтықта 100 Мбит/с тасымалдау жылдамдығын қолдайды. Алдыңғы екі категориялармен салыстырғанда IEEE 802.3 стандартының талаптарына сәйкес келеді. Қазіргі уақытта басым түрде телефондық арналар үшін қолданылады.
4	20	token ring, қазір қолданыл-майды	кабель иірілген 4 жұптан тұрады, token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4 желілерінде қолданылды, бір жұп бойымен деректерді тасымалдау жылдамдығы 16 Мбит/с аспайды.
5	100	Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T)	4 жұпты кабель, 10BASE-T, 100BASE-TX және 1000BASE-T локальды желілерін құру кезінде және телефондық арналарды жүргізу кезінде қолданылады, 2 жұпты қолданған кезде 100 Мбит/с, ал 4 жұпты қолданған кезде 1000 Мбит/с дейінгі деректерді тасымалдау жылдамдығын қолдайды.
5e	125	Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T)	4 жұпты кабель, жақсартылған 5-ші категория (спецификациялары толықтырылған және жақсартылған). деректерді тасымалдау жылдамдығы 2 жұпты қолданған кезде -100 Мбит/с, ал 4 жұпты қолданған кезде 1000 Мбит/с. 5e категориясының кабелі ең таралған кабель болып табылады және компьютерлік желілерді құру үшін қолданылады. Кейде 5e категориясының екі жұпты кабелі кездеседі.
6	250	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	экрандалмаған кабель (UTP) 4 жұп өткізгіштен тұрады және деректерді 10 Гбит/с дейінгі жылдамдықпен 55 м дейінгі арақашықтыққа тасымалдай алады. Стандартқа 2002 жылдың маусым айында енгізілді.
6A	500	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	4 жұп өткізгіштен тұрады және деректерді 10 Гбит/с дейінгі жылдамдықпен 100 м дейінгі арақашықтыққа тасымалдай алады. ISO/IEC 11801:2002 түзетілуі 2 стандартына 2008 жылдың ақпан айында енгізілді. Бұл категорияның кабелінде жалпы экран (F/UTP) немесе әрбір жұптың экраны (U/FTP) болады.
7	600	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	кабельдің бұл түріне спецификация тек ISO 11801 халықаралық стандартымен бекітілді, бірақ ANSI/TIA-568-C стандартымен бекітілген жоқ. Деректерді тасымалдау жылдамдығы 10 Гбит/с дейін. Бұл категорияның кабелінде жалпы экран және әрбір жұптың экраны (F/FTP немесе S/FTP) болады.
7A	1000	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	ISO 11801 халықаралық стандарты, деректерді тасымалдау жылдамдығы 10 Гбит/с дейін. Жалпы экран және әрбір жұптың экраны (F/FTP немесе S/FTP) болады.
8/8.1	1600-2000	100 Gigabit Ethernet (40GBASE-T)	жасалу үстінде, ISO/IEC TR 11801-99-1 техникалық нұсқауы ISO 11801 түзетілуі 3 халықаралық стандарты (Cat. 8.1 үшін), ANSI/TIA-568-C.2-1 америкалық стандарты (Cat. 8 үшін). 6A категориясының кабелімен толық үйлесімді. 8P8C стандартты коннекторларын қолданған кезде деректерді тасымалдау жылдамдығы 40 Гбит/с дейін. Бұл категорияның кабелінде жалпы экран (F/UTP) немесе әрбір жұптың экраны (U/FTP) болады.
8.2	1600-2000	100 Gigabit Ethernet (40GBASE-T)	жасалу үстінде, ISO 11801 түзетілуі 3 халықаралық стандарты. 7A категориясының кабелімен толық үйлесімді. 8P8C немесе GG45/ARJ45 және TERA стандартты коннекторларын қолданған кезде деректерді тасымалдау жылдамдығы 40 Гбит/с дейін. Жалпы экран және әрбір жұптың экраны (F/FTP немесе S/FTP) болады.

Экрандалған бұралмалы жұп кабелінің (STP)экрандалмаған бұралмалы жұпқа қарағанда қорғанысты қамтамасыз ететін мыс өріндісі болады. Сонымен қатар STP сымдарының жұптары фольгамен оралған. Нәтижесінде экрандалған бұралмалы жұп таратылатын мәліметтерді сыртқы бөгеуілдерден қорғайтын керемет оқшаулаушыға ие болады. Бұның бәрі
STP-ң UTP-мен салыстырғанда электрлік бөгеуілдердің әсеріне аз ұшырайтындығын және сигналдарды үлкен жылдамдықпен, алыс қашықтыққа тарата алатындығын білдіреді.
Экрандалған бұралмалы жұптың параметрлерін анықтайтын негізгі стандарт - IBM фирмалық стандарты болып табылады. Бұл стандартта кабельдер категорияларға емес, түрлерге бөлінеді: Type 1, Type 2, ..., Type 9. Экрандалған бұралмалы жұптың негізгі түрі - IBM стандартының Type 1 кабелі болып табылады. Ол жерге қосылатын экрандалған өткізетін өріндіден, оралған сымның екі жұбынан тұрады. Экрандалған кабельді құралға қосу үшін IBM конструкцияларының ағытпалары қолданылады.

Type 1 кабелінің электрлік параметрлері шамамен 5-категориялы UTP кабелінің параметрлеріне сәйкес келеді. Бірақ Type 1 кабелінің толқындық кедергісі 150 Ом-ға тең, 5-категориялы UTP-ң толқындық кедергісі 100 Ом. Толқындық кедергісі 100 Ом болатын кабельдермен жұмыс істеуге есептелген трансиверлер 150 Ом толқындық кедергіде нашар жұмыс істейді.

Оптикалық-талшықты кабельдер (5-сурет)

Оптикалық-талшықты (немесе талшықты-оптикалық) кабель – бұл оптикалық диэлектрлік орта бойынша ақпарат тасымалданатын тасымалдау жүйесінің түрі, сонымен қатар, ол «оптикалық талшық» атауымен белгілі.



5-сурет  Оптикалық-талшықты кабель

Оптикалық-талшықты кабельдің құрылымы жеңіл және коаксиалды электрлік кабельдің құрылысына ұқсас, бірақ орталық мыс сымның орнына жіңішке шыны талшық (диаметрі 1-10 мкм шамасында), ал ішкі изоляцияның орнына – жарықтың шыны талшық шегінен шықпауын қамтамасыз ететін шыны және пластик жамылғы қолданылады. Берілген жағдайда шекарадан коэффициенттері әртүрлі екі заттың шекарасынан жарықтың ішкі толық шағылысу режимімен жұмыс істейміз (шыны талшыққа қарағанда төмен). Кабельдің металл қорғаны болмайды, өйткені сыртқы электромагнитті кедергілерден экрандау талап етілмейді, бірақ кейде оны қоршаған ортадан механикалық қорғаныс ретінде қолданады (мұндай кабельді брондық деп атайды, ол бір жамылғы астында бірнеше оптикалық-талшықты кабельдерді біріктіре алады).

Оптикалық-талшықты кабельдің кедергіден қорғанысы және тасымалданатын ақпараттың құпиялылығы бойынша ерекше сипаттамалары болады. Ешқандай сыртқы электромагнитті кедергі жарықтың сигналды принцип бойынша зақымдай алмайды, ал бұл сигналдың өзі принципті сыртқы электромагнитті шығуларды тудыра алмайды. Кабельдің мұндай типіне жалғану желіні рұқсатсыз тыңдау үшін практикалық түрде мүмкін емес, өйткені бұл кабельдің бүтіндігін бұзуды талап етпейді.
Мұндай кабельдің мүмкін өткізу жолағы кез келген электрлік кабельдердікінен жоғары шамаға 10¹² Гц–ке дейін жетеді. Бұл бір оптикалық талшық арқылы секундына бірнеше терабит ақпарат ағының тасымалдаудың потенциалдық мүмкіндігін береді.
Оптикалық-талшықты кабельдің бағасы біртіндеп арзандауда. Бірақ берілген жағдайда бүтіндей алғанда желінің бағасын айтарлықтай арттыратын жарықтың сигналдарды электрлікке және керісінше түрлендіретін арнайы оптикалық қабылдағыштар мен жібергіштерді қолдану керек.
Жергілікті желілерде қолданылатын желіліктегі Оптикалық-талшықты кабельдердің сигналының өшуінің әдеттегі шамасы 0,32-0,3 дБ/км құрайды, ол төменгі жиілікті электрлік кабельдердің көрсеткіштеріне сәйкес келеді. Бірақ Оптикалық-талшықты кабель жағдайды тасымалданатын сигналдың жиілігі өскенде, өшу өте аз артады және жоғары жиілікте (әсіресе 200 МГц–тен жоғары) оның артықшылықтары электлік кабель алдында талассыз. Аз өшу 100 км–ге созылған ретрансляциясыз түзулер бөлінген салуға мүмкіндік береді.
Оптикалық-талшықты кабельдердегі сигналдың таралуының кідірісі өте көп тараған кабельдер үшін 4-5 нс/м құрайды.
Бір өткізгіштік қасиет есебіндегі мысты кабельмен салыстырғанда аз салмақты және аз көлемді болып келеді.
Жарылысқа және өртке қауіпсіз. Эксплуатация мерзімі ұзақ.
Бірақ оптикалық-талшықты кабельдердің кейбір кемшіліктері бар.
Олардың бастысы - өңдеудің жоғары қиындылығы (ажырағаштарды орнату кезінде микронды дәлдік болуы керек, шыны талшық сколының дәлдігінен және оның полировкасының дәрежесінен ажырағыштық өшуі байланысты). Ажырағышты орнату үшін дәнекерлеуді немесе шыны талшықтығындай жарықтың сыну коэффициенті бар арнайы гельдің көмегімен желілеу. Сондықтан оптикалық-талшықты кабель жиірек екі жақ соңында керекті типті ажырағыштар орналасқан түрлі ұзындықты алдын ала кесілген кесектер түрінде сатылады.
Оптикалық-талшықты кабельдердің сигналдардың тарауын рұқсат етсе де (ол үшін арнайы 2–8 каналға таратқыштар шығарылады), ереже бойынша, оларды бір қабылдағыш және бір жібергіш арасында бір бағытта ғана мәліметтерді тасымалдау үшін қолданылады.
Оптикалық-талшықты кабельдер микрофондық әсер деп аталатын механикалық әсерлерге (ультрадыбыс) сезімталды болып келеді. Оны азайту үшін жұмсақ дыбысты жұтқыш жамылғыны қолданады.
Оптикалық-талшықты кабельдерді тек «жұлдызша» және «сақина» топологиялы желілерде қолданады.
Кабель желі компьютерлерінің идеалды гальваникалық бастауларын қамтамасыз етеді.
Оптикалық – талшықты кабельдердің екі түрлі типі бар:

• 
  көпмодалы немесе мультимодалы, арзан, бірақ сапасы төмен кабель;
  

• 
  бірмодалы кабель, қымбат, бірақ сипаттамалары жақсы.
  

Бұл типтер арасындағы негізгі ерекшеліктер кабельдегі жарықтық сәулелердің өтуінің әртүрлі режимдерімен байланысты.
Бірмодалы кабельде практикалық түрде барлық сәулелер бір жолмен өтеді, нәтижесінде қабылдағышқа бір уақытта жетеді және сигналдардың пішіні зақымдалмайды. Бірмодалы кабельдің орталық талшықтың диаметрі 8–10 мкм және жарықтық толқынның ұзындығымен салыстыруға келеді (1300 мкм толқын ұзындығымен жарықты береді). Бұл жағдайда сигналдың дисперсиясы және шығыны өте маңызды емес, ол көпмодалы кабельді қолдану жағдайындағыдан гөрі сигналдарды өте үлкен қашықтықтарға тасымалдауға мүмкіндікті береді. Бірмодалы кабельдер үшін жарықтық толқынның талап етілетін ұзындығымен ғана пайдаланатын лазерлік қабылдағыш – жібергіш қолданылады. Мұндай қабылдағыш-жібергіштер қымбат және ұзақ емес.
Көпмодалы кабельде жарық сәулелерінің траекториясы көрінетін шашырау бар нәтижесінде кабельдің қабылдау соңында сигнал формасы зақымдалады. Орталық талшықтың диаметрі 50 және 62,5 мкм, ол тасымалдаудың толқын ұзындығынан үлкен болады. Ішкі жамылғының диаметрі – 125 мкм (бұл кейде 50/125 и 62,5/125 деп белгіленеді). Тасымалдау үшін бірмодалы кабельмен салыстырғанда қабылдағыш-жібергіштер қызмет ету мерзімін арттыратын және бағасын арзандататын кәдімгі (лазерлі емес) светодиод қолданылады. Көпмодалы кабельдегі жарық толқынының ұзындығы 850 нм немесе 1310 нм – ге тең. Кабельдің рұқсат етілген ұзындығы - 2 – 10 км. Қазіргі кезде көпмодалы кабель – арзан және қолайлы болғандықтан, оптикалық-талшықты кабельдердің негізгі түрі болып табылады.