42
Для прокладки беспроводных каналов используются радиоволны,
имеющие различную частоту.
Область применения беспроводных каналов связи:
1) Организация доступа в труднодоступных местах, а также
аэропортах, железнодорожных вокзалах;
2) Локальная вычислительная сеть, где сложно установить
проводную систему;
3) Создание временной локальной сети. Например, для проведения
конференций;
4) Совершенствование проводной локальной сети;
5) Создание мобильной локальной вычислительной сети, где
пользователю постоянно необходимо перемещаться из одного помещения
в другое.
Технических характеристики беспроводных каналов:
- радиосвязь: расстояние до 100 м, скорость передачи данных 11
Мбит/с и 54 Мбит/с;
- инфракрасное излучение: скорость передачи данных от 5 Мбит/с до
10 Мбит/с;
- инфракрасные лазеры: скорость передачи данных до 100 Мбит/с.
Достоинства беспроводных каналов связи:
1) Высокая мобильность;
2) Легкость реструктуризации и создания;
3) Возможность подключения к любой сети;
4) Высокая скорость передачи при работе в сети Интернет.
Недостатки беспроводных каналов передачи данных:
1) Низкая скорость передачи данных;
2) Невысокая защита данных;
3) Существенный расход электрической энергии;
4) Несовместимость оборудования.
43
Выполним сравнительный анализ различных каналов передачи
данных на основании составления таблицы 4.
Таблица 4 – Сравнительный анализ различных каналов передачи данных
Критерий
сравнения
Коаксиальный
кабель
Кабель «витая
пара»
Волоконно-
оптический
кабель
Беспроводные
каналы связи
Определение
Коаксиальный
кабель –
электрический
кабель, он
включает в свой
состав
центральный
проводник, экран
и изоляционный
материал
Кабель «витая
пара» – это
электрический
кабель,
включающий один
или несколько пар
медных
проводников,
имеющих
изоляцию и
свитых между
собой
Волоконно-
оптический
кабель – это
кабель,
включающий в
свой состав
волоконные
светодиоды,
позволяющие
передавать
оптические
сигналы в
линиях связи в
виде фотонов
света
Беспроводные
каналы связи – это
каналы, которые
позволяют
передавать данные
между двумя или
несколькими
источниками на
расстоянии без
использования
проводной связи.
Достоинства
1) Относительно
не высокая цена.
2)
Помехозащищенн
ость и
возможность
использования для
различных типов
связей.
3) Позволяет
организовать
широкополосную
передачу данных
1) Простота
проведения работ
по монтажу.
2) Легкость
ремонта и
устранения
повреждений в
сравнении с
другими типами
кабеля.
3) Возможность
расширения и
увеличения длины
кабеля
1) Обеспечение
высокой
скорости
передачи данных
от 10 Гбит/с.
2) Высокая
надежность и
помехоустойчив
ость, поскольку
волоконно-
оптический
кабель не
поддается
воздействию
внешней среды и
устойчив к
электромагнитн
ым воздействиям
1) Высокая
мобильность.
2) Легкость
реструктуризации и
создания.
3) Возможность
подключения к
любой сети.
4) Высокая скорость
передачи при работе
в сети Интернет.
Недостатки
1) Легкость
повреждения.
2) Сложности в
прокладке
«толстого»
Ethernet-кабеля.
3) Ограниченная
полоса
пропускания
сигнала в
сравнение с
другими видами
кабеля
1) Слабая
помехоустойчивос
ть.
2) Ограничение к
длине кабеля,
которая не может
превышать 1000 м
при скорости
передачи 1000
Mb/s.
3) Существует
ограничение по
количеству
рабочих станций
подключенных к
кабелю
1) Высокая
стоимость.
2) Для
обеспечения
защиты
необходимо
создать
специальные
условия.
3) Монтаж
кабелей и их
обслуживание
создает
определенную
трудоемкость.
1) Низкая скорость
передачи данных.
2) Невысокая
защита данных.
3) Существенный
расход
электрической
энергии.
4) Несовместимость
оборудования.
44
На основании сравнительного анализа для проектирования сети с
филиалами выбираем кабель «витая пара», поскольку он имеет простоту
проведения работ по монтажу, позволяет быстро устранить повреждения в
сравнении с другими типами кабеля и создает возможность расширения и
увеличения длины кабеля.
2.2. Аппаратное обеспечение компьютерных сетей
Аппаратное обеспечение компьютерной сети представлено в виде
электронных и механических частей вычислительной системы.
В состав аппаратного обеспечения входит:
- сетевое оборудование, включающее в свой состав кабели передачи
данных, а также различные сетевые устройства, представленные
репитерами, коммутаторами, маршрутизаторами, трансиверами и блоками
бесперебойного питания;
- серверы, в качестве которых выступают специализированные
персональные компьютеры, с установленной на них сетевой серверной
операционной системой. Для этих компьютеров характерна большая
мощность процессора, высокая скорость передачи данных и наличие
большой дисковой памяти. Для того чтобы обеспечить надежность
хранения данных на серверах применяются различные методы доступа,
которые обеспечивают защиту от возникновения ошибок и сбоев;
- рабочие станции, представленные персональными компьютерами,
включающими сетевой адаптер для подключения к сетевому кабелю;
- сетевые принтеры, подключенные к локальной вычислительной
сети через специальные сетевые адаптеры. Сетевые принтеры применяют
для того чтобы организовать совместную печать документов.
Сетевое оборудование представлено в виде устройств, которые
позволяют организовать обмен данными в сети. В его состав входят
сетевые интерфейсы, трансиверы, повторители, маршрутизаторы,
коммутаторы, концентраторы и патч-панели.
45
Выполним обзор основного сетевого оборудования, которое
позволяет обеспечить работоспособность в локальной вычислительной
сети и организовать в ней обмен.
2.2.1 Сетевые интерфейсы, трансиверы, повторители
Сетевой интерфейс – это сетевая точка, выполняющая функции
установления соединения. Каждый сетевой интерфейс имеет отдельный
физический или виртуальный канал. В настоящее время сетевые
интерфейсы разделяются по структуре связей, способу подключения,
передаче данных, а также синхронизации и принципам управления [6].
К функциям сетевого интерфейса относится:
- унификация межсистемных и внутренних связей элементов;
- наличие электрической, информационной и конструктивной
совместимости между элементами.
Сетевые интерфейсы являются составляющей персональных
компьютеров или отдельным устройством (рисунок 16).
Рисунок 16 – Внешний сетевого интерфейса
К техническим характеристикам сетевого интерфейса типа ISA
относятся:
- разъем под кабель «витая пара» RJ-45;
- шина данных ISA;
- панель для микросхемы BootROM;
- микросхема контроллера платы и чипсеты.
Достоинства сетевого интерфейса:
46
1) Постоянный доступ к сети;
2) Простота установки, высокая скорость передачи;
3) Качество, возможность подключения к кабелю «витая пара»;
4) Относительно невысокая стоимость.
Недостатки сетевого интерфейса:
1) Снижение скорости передачи данных при большой нагрузке сети;
2) Сложность ремонта.
Сетевой трансивер – это устройство, позволяющее передавать
данные и принимать сигнал между двумя физическими различными
средами. Можно сказать, что он выполняет функции приемника или
физического устройства, которое позволяет подключить сервер к
локальной вычислительной сети (рисунок 17).
Рисунок 17 – Внешний сетевого трансивера
В настоящее время выделяют пользовательские и профессиональные
трансиверы.
К функциям сетевого трансивера, например AOE-212N, относятся:
- взаимодействие с локальной и глобальной сетью, с использованием
технологии Ethernet и протокола передачи данных TCP/IP;
- имеет двунаправленный аудиоканал для передачи и приема
звуковых сигналов от независимых источников с сохранением высокого
качества;
- включает в свой состав 8 управляемых и 8 неуправляемых выходов;
47
- поддерживает 8-канальный двунаправленный управляющий
интерфейс, что позволяет выполнять контроль удаленного устройства;
- включает в свой состав интерфейс RS-232, а также обеспечивает
удаленное взаимодействие между устройствами;
- конфигурирование трансивера осуществляется через web-
интерфейс, а центром управления является web-браузер.
В состав сетевого трансивера входит устройство, которое позволяет
осуществлять прием и кодирование цифровых и аудио- сигналов.
Трансляция осуществляется по расписанию, что позволяет сохранить во
внутренней памяти потоковый объем данных [10].
Сетевой трансивер используется для того чтобы организовать обмен
информацией в компьютерной сети и при этом сохранить качество.
Достоинства сетевого трансивера:
1) Невысокая стоимость;
2) Мобильность;
3) Стабильная связь.
Недостатки сетевого трансивера:
1) Сложность ремонта;
2) Необходимость учета внешних факторов при монтаже.
Сетевой повторитель – это сетевое оборудование, позволяющее
увеличить расстояние для организации сетевых соединений и повторять
электрический сигнал в пределах одного сегмента компьютерной сети
(рисунок 18).
Различают однопортовые и многопортовые сетевые повторители.
Функции сетевого повторителя:
1) Фильтрация искаженного сигнала, находящегося под влиянием
электромагнитных помех;
2) Усиление входящего сигнала и восстановление его формы для
того, чтобы организовать точную передачу;
48
3) Синхронизация сигнала в сети Ethernet;
4) Воспроизведение сигнала во всем кабельном сегменте.
Рисунок 18 – Внешний сетевого трансивера
Область применения сетевого повторителя:
- локальные компьютерные сети;
- корпоративные компьютерные сети.
Технические характеристики сетевого повторителя рассмотрим на
примере сетевого повторителя RPT 100B-TX V 1.3. 1:
- скорость передачи данных до 1000 Mb/s, в сети Ethernet 1000BASE-
FX;
- задержки времени не превышают 1,25 мкс;
- напряжение питания до 55 В;
- на выходе потребляемая мощность не более 100 МВт,
- длина сегмента кабеля Cat-5E между устройствами не превышает
100 м.
Достоинства сетевого повторителя:
1) Простота при организации работы многосегментной локальной
вычислительной сети;
2) Относительно невысокая цена;
3) Простые настройки при эксплуатации.
Недостатки сетевого повторителя:
1) При большой нагрузке ухудшается качество передачи сигнала;
49
2) Необходимо учитывать жесткие требования к местам прокладки.
2.2.2 Концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы (шлюзы, мосты)
Концентратор – это устройство, которое используется для того,
чтобы объединить отдельные рабочие места и создать локальную
вычислительную сеть [11].
Современные концентраторы оснащены от 8 до 48 портами для
подключения компьютеров. Все порты концентратора равноправны между
собой (рисунок 19).
Рисунок 19 – Внешний вид концентратора
В настоящее время для организации компьютерной сети применяют
следующие виды концентраторов:
- концентраторы начального уровня, имеющие до 16 портов и
позволяющие соединять небольшие сети;
- концентраторы среднего уровня, имеющие возможность
программной настройки сети;
- управляемые концентраторы, имеющие повышенную
отказоустойчивость.
Функции сетевого концентратора:
1) Прием сигнала на один порт и его ретрансляция на другой порт;
2) Работа в одной полосе выбранного канала;
3) Распределение сообщений в сегментах сети.
50
Технические характеристики рассмотрим на примере концентратора
Office Connect Dual Speed Hub:
- количество портов - 8;
- скорость передачи данных 1000 Mb/s;
- размеры: 220x54,6x185,4 мм;
- вес 960 г;
- поддерживает стандарты IEEE 802.3 EMC, EN55022 Class B, EN,
50082-1, FCC Part 15 Class B, CSA C108.8 Class B, VCCI Class 2m AS/NZS
3548 Class B.
Достоинства концентратора:
1) Относительно невысокая стоимость;
2) Возможность соединения сегментов, имеющих различную
физическую среду, например, среды, включающей кабель «витая пара» и
коаксиальный кабель;
3) Возможность автоматического отключения портов в случае
возникновения ошибок;
4) Поддержка резервных связей.
Недостатки концентратора:
1) В случае увеличения подключаемых устройств снижается
пропускная способность;
2) Низкая помехоустойчивость;
3) Низкий уровень безопасности.
Коммутатор - это сетевое устройство, позволяющие соединять
несколько сегментов компьютерной сети в пределах одного или
нескольких помещений (рисунок 20).
51
Рисунок 20 – Внешний вид коммутатора
Коммутаторы бывают следующих видов:
- коммутаторы с коммутационной матрицей;
- коммутаторы, имеющие разделяемую многовходовую память;
- коммутаторы с общей шиной.
Функции коммутатора в компьютерной сети:
1) Защита от неустойчивых пакетов передачи данных;
2) Поддержка разнородных каналов передачи данных;
3) Возможность задержки передачи пакетов;
4) Поддержка резервных связей.
Технические характеристики рассмотрим на примере коммутатора
NETIS ST3105GS:
- тип коммутатора: не управляемый;
- скорость передачи данных: 10/100/1000 Мбит/с;
- количество портов: 5;
- размер таблицы МАС-адресов: 2048.
Достоинства коммутатора:
1) Возможность организации работы с разнородными каналами
передачи данных;
2) Высокая производительность, поскольку данные передаются на
любой сетевой порт;
3) Возможность управления большими объемами данных.
Недостатки коммутатора:
1) Относительно высокая стоимость;