Средства передачи

Чтобы любая сеть была эффективной, необработанный поток данных должен передаваться с одного устройства на другое по некоторой среде. Для передачи данных могут использоваться различные среды передачи. Эти среды передачи могут быть двух типов:

• Управляемый — В управляемых средах передаваемые данные проходят через кабельную систему, которая имеет фиксированный путь. Например, медные провода, оптоволоконные провода и т. Д.

• Неуправляемый — в неуправляемых средах передаваемые данные проходят через свободное пространство в форме электромагнитного сигнала. Например, радиоволны, лазеры и т. Д.

Управляемый — В управляемых средах передаваемые данные проходят через кабельную систему, которая имеет фиксированный путь. Например, медные провода, оптоволоконные провода и т. Д.

Неуправляемый — в неуправляемых средах передаваемые данные проходят через свободное пространство в форме электромагнитного сигнала. Например, радиоволны, лазеры и т. Д.

Каждый носитель передачи имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения пропускной способности, скорости, задержки, стоимости за бит, простоты установки и обслуживания и т. Д. Давайте подробно обсудим некоторые из наиболее часто используемых носителей.

Витая пара

Медные провода являются наиболее распространенными проводами, используемыми для передачи сигналов, благодаря хорошей производительности при низких затратах. Они чаще всего используются в телефонных линиях. Однако, если два или более проводов лежат вместе, они могут мешать сигналам друг друга. Чтобы уменьшить это электромагнитное воздействие, пара медных проводов скручены в спиральную форму, как молекула ДНК. Такие витые медные провода называются витой парой . Чтобы уменьшить помехи между соседними витыми парами, скорости скручивания для каждой пары различны.

До 25 витых пар помещаются в защитное покрытие, образуя кабели витой пары, которые являются основой телефонных систем и сетей Ethernet.

Преимущества витой пары

Кабели витой пары — самые старые и популярные кабели во всем мире. Это связано с множеством преимуществ, которые они предлагают —

• Обученный персонал легко доступен благодаря малой кривой обучения
• Может использоваться как для аналоговых, так и для цифровых передач
• Наименее дорогой на короткие расстояния
• Вся сеть не выходит из строя, если часть сети повреждена

Недостатки витой пары

Обладая множеством преимуществ, витая пара также имеет некоторые недостатки:

• Сигнал не может путешествовать на большие расстояния без повторителей
• Высокая частота ошибок на расстоянии более 100 м
• Очень тонкий и, следовательно, легко ломается
• Не подходит для широкополосных подключений

Экранирующая витая пара

Чтобы противостоять склонности кабелей с витой парой воспринимать шумовые сигналы, провода экранируются следующими тремя способами:

• Каждая витая пара экранирована.
• Набор из нескольких витых пар в кабеле экранирован.
• Каждая витая пара, а затем все пары экранированы.

Такие витые пары называются экранированными витыми парами (STP) . Провода, которые не экранированы, а просто собраны вместе в защитной оболочке, называются кабелями с неэкранированной витой парой (UTP) . Эти кабели могут иметь максимальную длину 100 метров.

Экранирование делает кабель громоздким, поэтому UTP более популярны, чем STP. Кабели UTP используются в качестве сети связи последней мили в домах и офисах.

Коаксиальный кабель

Коаксиальные кабели представляют собой медные кабели с лучшим экранированием, чем кабели витой пары, поэтому передаваемые сигналы могут перемещаться на большие расстояния с более высокими скоростями. Коаксиальный кабель состоит из этих слоев, начиная с самого внутреннего —

• Жесткая медная проволока в качестве сердечника

• Изоляционный материал, окружающий ядро

• Плетеная сетка из проводящего материала, окружающая изолятор

• Защитная пластиковая оболочка для провода

Жесткая медная проволока в качестве сердечника

Изоляционный материал, окружающий ядро

Плетеная сетка из проводящего материала, окружающая изолятор

Защитная пластиковая оболочка для провода

Коаксиальные кабели широко используются для подключения кабельного телевидения и локальных сетей .

Преимущества коаксиальных кабелей

Это преимущества коаксиальных кабелей —

• Отличная помехоустойчивость

• Сигналы могут преодолевать большие расстояния на более высоких скоростях, например, от 1 до 2 Гбит / с для кабеля длиной 1 км.

• Может использоваться как для аналоговых, так и для цифровых сигналов

• Недорогой по сравнению с оптоволоконными кабелями

• Простота установки и обслуживания

Отличная помехоустойчивость

Сигналы могут преодолевать большие расстояния на более высоких скоростях, например, от 1 до 2 Гбит / с для кабеля длиной 1 км.

Может использоваться как для аналоговых, так и для цифровых сигналов

Недорогой по сравнению с оптоволоконными кабелями

Простота установки и обслуживания

Недостатки коаксиальных кабелей

Вот некоторые из недостатков коаксиальных кабелей —

• Дорого по сравнению с витой парой
• Не совместим с витой парой

Оптоволокно

Тонкие стеклянные или пластиковые нити, используемые для передачи данных с использованием световых волн, называются оптическими волокнами . Светоизлучающие диоды (светодиоды) или лазерные диоды (светодиоды) излучают световые волны у источника , которые считываются детектором на другом конце. Оптоволоконный кабель имеет пучок таких нитей или волокон, связанных вместе в защитное покрытие. Каждое волокно состоит из этих трех слоев, начиная с самого внутреннего слоя —

• Сердечник из высококачественного кварцевого стекла или пластика

• Облицовка из высококачественного кварцевого стекла или пластика с более низким показателем преломления, чем сердцевина

• Защитное наружное покрытие, называемое буфером

Сердечник из высококачественного кварцевого стекла или пластика

Облицовка из высококачественного кварцевого стекла или пластика с более низким показателем преломления, чем сердцевина

Защитное наружное покрытие, называемое буфером

Обратите внимание, что и ядро, и оболочка выполнены из одинакового материала. Однако, поскольку показатель преломления оболочки ниже, любая рассеянная световая волна, пытающаяся покинуть ядро, отражается обратно из-за полного внутреннего отражения .

Оптическое волокно быстро заменяет медные провода в телефонных линиях, интернет-соединениях и даже кабельных соединениях, потому что передаваемые данные могут перемещаться на очень большие расстояния без ослабления. Волоконно-оптический кабель с одним узлом может иметь максимальную длину сегмента 2 км и полосу пропускания до 100 Мбит / с. Многоузловой оптоволоконный кабель может иметь максимальную длину сегмента 100 км и пропускную способность до 2 Гбит / с.

Преимущества оптического волокна

Оптическое волокно быстро заменяет медные провода благодаря этим преимуществам, которые оно предлагает —

• Высокая пропускная способность
• Невосприимчив к электромагнитным помехам
• Подходит для промышленных и шумных зон
• Сигналы, несущие данные, могут путешествовать на большие расстояния без ослабления

Недостатки оптического волокна

Несмотря на большую длину сегмента и высокую пропускную способность, использование оптического волокна может оказаться нереальным вариантом для каждого из-за этих недостатков —

• Оптоволоконные кабели стоят дорого
• Сложные технологии, необходимые для производства, установки и обслуживания волоконно-оптических кабелей
• Световые волны являются однонаправленными, поэтому для полнодуплексной передачи требуются две частоты

инфракрасный

Низкочастотные инфракрасные волны используются для связи на очень коротких расстояниях, таких как пульт дистанционного управления телевизора, беспроводные колонки, автоматические двери, ручные устройства и т. Д. Инфракрасные сигналы могут распространяться внутри комнаты, но не могут проникать сквозь стены. Однако из-за такой малой дальности он считается одним из наиболее безопасных режимов передачи.

Радиоволна

Передача данных с использованием радиочастот называется радиоволновой передачей . Мы все знакомы с радиоканалами, которые транслируют развлекательные программы. Радиостанции передают радиоволны с помощью передатчиков , которые принимаются приемником, установленным в наших устройствах.

Как передатчики, так и приемники используют антенны для излучения или захвата радиосигналов. Эти радиочастоты могут также использоваться для прямой голосовой связи в пределах выделенного диапазона . Этот диапазон обычно составляет 10 миль.

Преимущества радио волны

Вот некоторые из преимуществ передачи радиоволн —

• Недорогой способ обмена информацией
• Не нужно приобретать землю для прокладки кабелей
• Установка и обслуживание устройств дешево

Недостатки радиоволны

Вот некоторые из недостатков радиоволновой передачи —