인공 데이터 전송 매체의 일반적이고 가장 일반적인 대표자는 케이블입니다. 데이터 전송 네트워크를 생성할 때 광섬유(광섬유), 동축(동축) 및 연선(연선)과 같은 주요 케이블 유형 중에서 선택합니다. 이 경우 동축(동축 케이블)과 연선 모두 금속 도체를 사용해 신호를 전송하고, 광섬유 케이블은 유리나 플라스틱으로 만든 라이트 가이드를 사용한다.

여러 인터페이스가 공유하는 물리적 채널을 공유 채널이라고 합니다. 공유 미디어라는 용어가 자주 사용됩니다.

질문 22.

공유 데이터 전송 매체에 대한 액세스 방법 분류.

1. 랜덤 액세스 방식(이더넷)

2. 결정론적(토큰 버스, 토큰링)

무작위: 다른 네트워크 가입자와 관계없이 언제든지 매체에 대한 액세스가 수행됩니다.

결정: 환경에 대한 접근은 엄격하게 정의된 시간과 허가를 받아 제한됩니다.

랜덤 액세스 방법의 가장 큰 단점은 충돌이 있다는 것입니다.

결정론적 방법의 주요 장점은 전송 시간이 부하와 무관하다는 것입니다.

질문 23.

무작위 CSMA/CD 액세스 방법. 작업 효율성의 알고리즘.

이더넷 네트워크는 CSMA/CD(충돌 감지 기능이 있는 반송파 감지 다중 액세스)라는 매체 액세스 방법을 사용합니다.

이 방법은 논리적 공통 버스(이 방법을 발생시킨 무선 네트워크 포함)가 있는 네트워크에서만 사용됩니다. 이러한 네트워크의 모든 컴퓨터는 공통 버스에 직접 액세스할 수 있으므로 두 네트워크 노드 간에 데이터를 전송하는 데 사용할 수 있습니다. 동시에 네트워크의 모든 컴퓨터는 컴퓨터 중 하나가 공통 버스로 전송하기 시작한 데이터를 즉시 (물리적 매체를 통한 신호 전파 지연을 고려하여) 수신할 수 있는 기회를 갖습니다(그림 3.3). 연결 방식의 단순성은 이더넷 표준의 성공을 결정하는 요소 중 하나입니다. 모든 스테이션이 연결된 케이블은 MA(Multiply Access) 모드로 작동한다고 합니다.

쌀. 3.3.랜덤 액세스 방식 CSMA/CD

환경에 대한 접근 단계

네트워크를 통해 전송되는 모든 데이터는 특정 구조의 프레임에 배치되며 목적지 스테이션의 고유한 주소가 제공됩니다.

프레임을 전송할 수 있으려면 스테이션은 공유 매체가 깨끗한지 확인해야 합니다. 이는 반송파 감지(CS)라고도 하는 신호의 기본 고조파를 청취함으로써 달성됩니다. 비어 있는 매체의 표시는 캐리어 주파수가 없다는 것입니다. 맨체스터 코딩 방법에서는 현재 전송되는 1과 0의 시퀀스에 따라 5-10MHz입니다.

매체가 비어 있으면 노드는 프레임 전송을 시작할 권리가 있습니다. 이 프레임은 그림 1에 나와 있습니다. 3.3 먼저. 매듭 1 매체가 깨끗하다는 것을 발견하고 프레임을 전송하기 시작했습니다. 동축 케이블의 클래식 이더넷 네트워크에서 노드 송신기는 신호를 보냅니다. 1 양방향으로 배포되므로 모든 네트워크 노드가 이를 수신합니다. 데이터 프레임은 항상 동반됩니다. 전문,이는 10101010 값으로 구성된 7바이트와 10101011과 동일한 8번째 바이트로 구성됩니다. 프리앰블은 수신기가 송신기와 비트 단위 동기화를 시작하는 데 필요합니다.

케이블에 연결된 모든 스테이션은 프레임이 전송되었음을 인식할 수 있으며, 프레임 헤더에서 자신의 주소를 인식한 스테이션은 해당 내용을 내부 버퍼에 쓰고 수신된 데이터를 처리한 후 스택으로 전달한 다음 전송합니다. 케이블을 따라 프레임 -답변. 원본 스테이션의 주소는 원본 프레임에 포함되어 있으므로 대상 스테이션은 응답을 누구에게 보낼지 알 수 있습니다.

매듭 2 노드가 프레임을 전송하는 동안 1 또한 프레임 전송을 시작하려고 시도했지만 매체가 사용 중임을 발견했습니다. 매체에 반송파 주파수가 있었습니다. 그래서 노드는 2 노드가 나올 때까지 기다려야 함 1 프레임 전송을 중단하지 않습니다.

프레임 전송이 끝난 후 모든 네트워크 노드는 9.6μs의 기술적 일시 중지(Inter Packet Gap)를 견뎌야 합니다. 프레임 간 간격이라고도 하는 이 일시 중지는 네트워크 어댑터를 원래 상태로 되돌리고 한 스테이션이 환경을 독점적으로 점유하는 것을 방지하는 데 필요합니다. 기술적 일시 중지가 끝나면 매체가 무료이므로 노드는 프레임 전송을 시작할 권리가 있습니다. 케이블을 따른 신호 전파의 지연으로 인해 모든 노드가 노드가 프레임 전송을 완료했다는 사실을 엄격하게 동시에 기록하지는 않습니다. 1.

주어진 예에서 노드는 2 노드의 프레임 전송이 끝날 때까지 기다렸습니다. 1, 9.6μs 동안 일시 중지하고 프레임 전송을 시작했습니다.

충돌 발생

설명된 접근 방식을 사용하면 두 스테이션이 동시에 공통 매체를 통해 데이터 프레임을 전송하려고 시도하는 것이 가능합니다. 매체 청취 메커니즘과 프레임 사이의 일시 중지는 둘 이상의 스테이션이 동시에 매체가 깨끗하다고 ​​결정하고 프레임 전송을 시작하는 상황의 발생을 보장하지 않습니다. 그들은 무슨 일이 일어나는지 말해 충돌,두 프레임의 내용이 공통 케이블에서 충돌하여 정보가 왜곡되기 때문에 이더넷에서 사용되는 인코딩 방법은 각 스테이션의 신호가 공통 신호에서 분리되는 것을 허용하지 않습니다.

메모이 사실은 이더넷 기술의 모든 물리적 프로토콜(예: 10Base-2,10Base-T 등) 이름에 존재하는 "베이스(밴드)" 구성 요소에 반영됩니다. 베이스밴드 네트워크는 메시지가 주파수 분할 없이 단일 채널을 통해 디지털 방식으로 전송되는 베이스밴드 네트워크를 의미합니다.

충돌은 이더넷 네트워크에서 일반적인 상황입니다. 그림에 표시된 예에서. 3.4에서 충돌은 노드 3과 U의 데이터 동시 전송으로 인해 발생했습니다. 충돌이 발생하기 위해 여러 스테이션이 절대적으로 동시에 전송을 시작할 필요는 없습니다. 한 노드가 다른 노드보다 먼저 전송을 시작하기 때문에 충돌이 발생할 가능성이 훨씬 더 높지만, 두 번째 노드가 전송을 시작하기로 결정할 때까지 첫 번째 노드의 신호가 두 번째 노드에 도달할 시간이 없습니다. 액자. 즉, 충돌은 네트워크의 분산 특성으로 인해 발생합니다.

충돌을 올바르게 처리하기 위해 모든 스테이션은 케이블에 나타나는 신호를 동시에 모니터링합니다. 전송된 신호와 관찰된 신호가 다른 경우 충돌 감지(CD).네트워크의 모든 스테이션이 충돌을 조기에 감지할 가능성을 높이기 위해 충돌을 감지한 스테이션은 프레임 전송을 중단하고(바이트 경계가 아닌 임의의 위치에서) 다음을 전송하여 충돌 상황을 강화합니다. 네트워크에 대한 32비트의 특수 시퀀스라고 합니다. 잼 순서.

쌀. 3.4.충돌 발생 및 전파 다이어그램

그 후, 충돌을 감지한 전송 스테이션은 전송을 중지하고 짧은 임의 시간 간격 동안 일시 중지해야 합니다. 그런 다음 매체를 다시 캡처하고 프레임을 전송하려고 시도할 수 있습니다. 임의 일시 중지는 다음 알고리즘을 사용하여 선택됩니다.

일시정지 = L *(지연 간격),

여기서 지연 간격은 512비트 간격과 같습니다(이더넷 기술에서는 모든 간격을 비트 간격으로 측정하는 것이 일반적입니다. 비트 간격은 bt로 표시되며 케이블에 두 개의 연속 데이터 비트가 나타나는 사이의 시간에 해당합니다). 10Mbit/s 속도의 경우 비트 간격은 0.1μs 또는 100ns입니다.

L은 범위에서 동일한 확률로 선택된 정수입니다. 여기서 N은 이 프레임의 재전송 횟수(1,2,...,10)입니다.

10회 시도 이후에는 일시 정지가 선택되는 간격이 증가하지 않습니다. 따라서 임의 일시 중지는 0에서 52.4ms 사이의 값을 가질 수 있습니다.

프레임 전송을 16번 연속 시도하여 충돌이 발생하면 송신기는 시도를 중단하고 프레임을 폐기해야 합니다.

액세스 방법에 대한 설명을 보면 본질적으로 확률적이라는 것이 분명하며, 공통 매체를 원하는 대로 성공적으로 얻을 확률은 네트워크 부하, 즉 스테이션의 프레임 전송 필요성 강도에 따라 달라집니다. 이 방법이 70년대 후반에 개발되었을 당시에는 10Mbit/s의 데이터 전송 속도가 상호 데이터 교환을 위한 컴퓨터의 요구에 비해 매우 높기 때문에 네트워크 부하가 항상 가볍다고 가정되었습니다. 이 가정은 오늘날까지도 때때로 사실로 남아 있지만 이더넷 세그먼트에 많은 로드를 가하는 실시간 멀티미디어 애플리케이션이 이미 있습니다. 이 경우 충돌이 훨씬 더 자주 발생합니다. 충돌의 강도가 중요할 경우 이더넷 네트워크의 유용한 처리량은 급격하게 떨어집니다. 왜냐하면 네트워크는 프레임 전송을 반복하는 시도로 인해 거의 지속적으로 사용 중이기 때문입니다. 충돌 강도를 줄이려면 세그먼트의 노드 수를 줄이거나 애플리케이션을 교체하는 등 트래픽을 줄이거나 고속 이더넷으로 전환하는 등 프로토콜 속도를 높여야 합니다.

CSMA/CD 액세스 방법은 스테이션이 매체에 액세스할 수 있다는 것을 전혀 보장하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 물론, 네트워크 부하가 가벼울 때에는 그러한 사건이 일어날 확률은 적지만, 네트워크 이용률이 1에 가까울수록 그러한 사건이 일어날 가능성은 매우 높아진다. 무작위 액세스 방법의 이러한 단점은 이더넷을 가장 저렴한 기술로 만든 극도의 단순성에 대한 대가입니다. 다른 액세스 방법(토큰 링 및 FDDI 네트워크의 토큰 액세스, 100VG-AnyLAN 네트워크의 수요 우선 순위 방법)에는 이러한 단점이 없습니다.

데이터 전송 매체의 개념

데이터 전송 매체는 다음을 사용하는 장비 세트로 이해되어야 합니다.

프레임워크 내에서 연결 참가자 간에 어떤 상호 작용이 수행됩니까?

커뮤니케이션 세션.

가장 간단한 경우 전송 매체는 케이블 형태로 구현될 수 있습니다.

(단일 또는 그룹의 일부로) 및/또는 다음 유형 중 하나를 사용합니다.

무선 기술.

컴퓨터 네트워크에서 케이블을 사용하려면 다음 사항을 명확하게 설명해야 합니다.

케이블 시스템의 유형 및 물리적 특성

정보신호의 형태와 수준

전송 매체를 분기하고 연결하는 방법

네트워크 장비 요구 사항.

무선 기술을 사용할 때는 훨씬 더 많은 제한 사항과 요구 사항이 있습니다.

이러한 각 환경에는 인코딩, 디코딩 및

환경에서의 신호 적용.

일반적으로 전송 매체는 다음 모드 중 하나로 작동합니다.

단순 전송. 단방향 채널, 신호는 항상 이를 통과합니다.

한 방향으로만.

반이중 전송. 신호는 다음을 통해 양방향으로 전송될 수 있습니다.

단일 통신 채널이지만 특정 시간에 신호만 전송됩니다.

편도.

이중 전송. 이 방법은 다음을 통해 완전한 양방향 통신을 구현합니다.

유일한 의사소통 채널입니다.

전송 매체의 특성에 따라 전송된 신호의 보호 수준이 결정됩니다.

간섭. 간섭에는 다음과 같은 유형이 있습니다.

전자기 간섭은 외부인의 침입을 나타냅니다.

유용한 신호의 모양을 방해하는 전자기 신호입니다. 유용할 때

외부 간섭으로 인해 신호가 추가되면 수신 컴퓨터가 제대로 작동하지 않습니다.

신호를 해석하세요.

무선 주파수 간섭은 무선 송신기 및 기타 신호로 구성됩니다.

무선 주파수에서 신호를 생성하는 장치. 여기에는 또한 다음이 포함됩니다.

컴퓨터 프로세서 및 디스플레이. 무선 주파수는 전자기파로 간주됩니다.

10KHz ~ 100GHz 주파수의 방사선. 2~10GHz 주파수에서의 방출

전자레인지라고도 합니다.

노이즈 필터를 사용하여 무선 주파수 간섭의 영향을 제거하고,

다음에서 사용됨 다양한 유형네트워크.

누화. 이러한 유형의 간섭에는 유선 신호가 포함됩니다.

서로 수 밀리미터 떨어진 곳에 위치합니다. 흐르는

전선의 전류는 다음을 생성하는 전자기장을 생성합니다.

근처에 있는 다른 전선의 신호입니다. 대화를 하다보면 꽤 자주

전화에서는 다른 사람의 조용한 대화를 들을 수 있습니다. 그 이유는

누화가 있습니다.

이렇게 두 개의 전선을 함께 꼬아주면 누화(Crosstalk)가 크게 줄어듭니다.

트위스트 페어로 제작되었습니다. 단위 길이당 회전 수가 많을수록 적어집니다.

간섭의 영향.

신호 감쇠. 케이블, 전기 및 광 신호를 통과

그들은 점점 약해지고 있습니다. 소스까지의 거리가 멀수록 신호는 약해집니다.

거리에 따른 신호의 약화를 신호 감쇠라고 합니다. 감쇠

다양한 네트워크 아키텍처의 사양이 달라지는 이유가 여기에 있습니다.

케이블 길이에 대한 제한을 지정합니다. 이 제한 사항이 충족되면

페이딩 효과는 통신 채널의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않습니다.

케이블 시스템마다 주파수 범위 허용 오차가 다릅니다.

그리고 신호 감쇠율(그림 1).

주파수가 증가하면 주파수가 높아질수록 감쇠도 증가합니다.

신호가 주변으로 전자기 에너지를 더 강하게 분산시킵니다.

공간. 주파수가 증가함에 따라 와이어 자체가 신호 캐리어로 변합니다.

에너지를 우주로 발산하는 안테나입니다.

데이터 전송 매체와 관련된 모든 표준은 물리적인

OSI 모델 수준.

물리적 환경은 물리적 연결이 구축되는 기반입니다. 물리 매체를 통한 물리적 연결 수단과의 인터페이스는 물리 계층에서 제공됩니다. 에테르, 금속, 광학 유리 및 석영은 물리적 매체로 널리 사용됩니다. 물리적 수준에는 데이터가 전송되는 매체가 있습니다. 데이터 전송 매체에는 케이블 기술과 무선 기술이 모두 포함될 수 있습니다. 물리적 케이블은 네트워크 통신을 위한 가장 일반적인 미디어이지만, 광역 네트워크를 상호 연결하는 기능으로 인해 무선 기술이 점점 더 많이 채택되고 있습니다.

물리적 계층에서는 전송 매체의 기계적 및 전기적(광학) 속성이 물리적 케이블에 대해 결정됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

케이블 및 커넥터 유형

커넥터의 접점 레이아웃

값 0과 1에 대한 신호 코딩 방식.

데이터 링크 계층은 채널을 통해 데이터를 전송하는 절차를 통해 미디어 액세스 및 전송 제어를 정의합니다. 안에 로컬 네트워크링크 계층 프로토콜은 컴퓨터, 브리지, 스위치 및 라우터에서 사용됩니다. 컴퓨터에서 링크 계층 기능은 네트워크 어댑터와 해당 드라이버의 공동 노력을 통해 구현됩니다.

통신케이블, 통신회선, 통신채널

네트워크에서 통신을 구성하기 위해 다음 개념이 사용됩니다.

통신 케이블;

통신선;

커뮤니케이션 채널.

통신 라인은 통신 케이블과 기타 요소(설치, 패스너, 케이싱 등)로 구성됩니다. 건물 내부에 선을 놓는 것은 상당히 심각한 작업입니다. 통신선의 길이는 수십 미터에서 수만 킬로미터에 이릅니다. 케이블 외에도 어느 정도 심각한 통신 회선에는 트렌치, 우물, 커플 링, 강, 바다 및 바다 교차점, 낙뢰 보호 (및 기타 유형의 보호) 회선이 포함됩니다. 통신 회선의 보안, 운영 및 수리는 매우 복잡합니다. 과도한 압력 하에서 통신 케이블을 유지 관리하고 예방합니다(눈, 비, 바람, 도랑 및 우물, 강 및 바다 밑바닥). 특히 도시에서의 통신 회선 배치 조정과 관련된 법적 문제는 큰 과제를 안겨줍니다. 이것이 (통신) 라인이 케이블과 다른 점입니다.

커뮤니케이션 채널은 이미 구축된 라인을 따라 구성됩니다. 또한 원칙적으로 회선을 한꺼번에 구축하고 시운전하면 통신 채널이 점차 도입됩니다. 이미 통신을 제공하는 것이 가능하지만 매우 값비싼 구조를 사용하는 것은 매우 비효율적입니다. 따라서 채널화 장비가 사용됩니다(또는 이전에 말했듯이 라인 압축). 두 개의 전선으로 구성된 각 전기 회로는 한 쌍의 가입자(또는 컴퓨터)가 아닌 수백 또는 수천 명에게 통신을 제공합니다. 장거리 케이블의 한 동축 쌍은 최대 10,800개의 음성 주파수 채널(0.3~3.4kHz)을 형성할 수 있습니다. ) 또는 64Kbps의 대역폭을 가진 거의 많은 디지털 것입니다.

통신케이블이 있으면 통신선이 생성되고, 통신선을 따라 통신채널이 생성됩니다. 통신 회선과 통신 채널은 통신 노드에 연결됩니다. 회선, 채널 및 노드는 기본 통신 네트워크를 형성합니다.

케이블 유형 및 구조화된 케이블링 시스템

데이터 전송 매체로는 동축 케이블, 차폐 및 비차폐 연선 케이블, 광섬유 케이블 등 다양한 유형의 케이블이 사용됩니다. 단거리(최대 100m)에서 가장 널리 사용되는 데이터 전송 매체 유형은 비차폐 연선이며, 이는 로컬 네트워크의 거의 모든 최신 표준 및 기술에 포함되어 있으며 최대 100Mb/s(카테고리 기준)의 처리량을 제공합니다. 케이블 5개). 광섬유 케이블은 로컬 연결 구축과 글로벌 네트워크의 백본 형성에 널리 사용됩니다. 광섬유 케이블은 매우 높은 채널 용량(최대 수 Gb/s)과 상당한 거리(중간 신호 증폭 없이 최대 수십 킬로미터)에 대한 전송을 제공할 수 있습니다.

다양한 전자기파는 컴퓨터 네트워크의 데이터 전송 매체로도 사용됩니다. 그러나 지금까지 로컬 네트워크에서는 건물과 같이 케이블을 놓을 수 없는 경우에만 무선 통신이 사용되었습니다. 이는 전자기 방사선 사용을 기반으로 한 네트워크 기술의 신뢰성이 부족하기 때문입니다. 글로벌 채널을 구축하기 위해 이러한 유형의 데이터 전송 매체가 더 널리 사용됩니다. 위성 채널마이크로파 범위의 가시선 영역에서 작동하는 통신 및 지상파 무선 중계 채널.

네트워크의 기초인 케이블 시스템을 올바르게 구축하는 것이 매우 중요합니다. 최근에는 구조화된 케이블링이 신뢰할 수 있는 기반으로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

구조적 케이블링 시스템 SCS(구조적 케이블링 시스템)는 스위칭 요소(케이블, 커넥터, 커넥터, 교차 연결 패널 및 캐비닛) 세트와 공동 사용 기술로, 규칙적이고 쉽게 확장 가능한 연결을 생성할 수 있습니다. 컴퓨터 네트워크의 구조.

구조화된 케이블링 시스템의 이점.

다재. 잘 계획된 조직을 갖춘 구조화된 케이블링 시스템은 근거리 통신망에서 컴퓨터 데이터를 전송하기 위한 단일 매체가 될 수 있습니다.

서비스 수명이 늘어납니다. 잘 구성된 케이블링 시스템의 노후화 기간은 8~10년이 될 수 있습니다.

신규 사용자를 추가하고 위치를 변경하는 데 드는 비용을 줄입니다. 케이블 시스템의 비용은 주로 케이블 비용이 아니라 케이블 설치 비용에 따라 결정됩니다.

손쉬운 네트워크 확장이 가능합니다. 구조화된 케이블링 시스템은 모듈식이므로 쉽게 확장할 수 있으므로 점점 늘어나는 통신 요구 사항을 충족하기 위해 더욱 발전된 장비로 쉽고 비용 효율적으로 업그레이드할 수 있습니다.

보다 효율적인 서비스를 제공합니다. 구조화된 케이블링 시스템을 통해 유지 관리 및 문제 해결이 더 쉬워집니다.

신뢰할 수 있음. 구조화된 케이블링 시스템은 일반적으로 모든 구성 요소의 생산과 기술 지원이 한 제조업체에서 수행되므로 신뢰성이 향상되었습니다.

최신 네트워크에는 여러 가지 유형의 케이블이 사용됩니다. 다음은 가장 일반적으로 사용되는 케이블 유형입니다. 다양한 종류의 구리 케이블이 전화 네트워크 설치 및 LAN 설치에 사용되는 전기 케이블 클래스를 구성합니다. 내부 구조에 따라 트위스트 페어 케이블과 동축 케이블이 구분됩니다.

트위스트 페어 케이블(꼬인쌍)

연선은 절연된 한 쌍의 도체를 단위 길이당 적은 수의 감김으로 꼬아 만든 케이블입니다. 전선을 꼬으면 신호가 케이블을 따라 전파되므로 외부로부터의 전기 간섭이 줄어들고, 차폐 연선 쌍은 잡음에 대한 신호 내성 수준을 더욱 높입니다.

연선 케이블은 이더넷, ARCNet 및 IBM 토큰 링을 포함한 다양한 네트워크 기술에 사용됩니다.

연선 케이블은 비차폐 UTP(비차폐 연선)와 차폐 구리 케이블로 구분됩니다. 후자는 각 쌍의 차폐와 공통 STP 차폐(차폐 연선) 및 공통 FTP 차폐(포일 연선)의 두 가지 종류로 나뉩니다. 케이블에 실드가 있는지 여부는 전송된 데이터의 보호 여부를 의미하는 것이 아니라 간섭을 억제하는 다양한 접근 방식을 의미할 뿐입니다. 실드가 없기 때문에 비차폐 케이블이 더 유연해지고 꼬임에 강해집니다. 또한 정상 작동을 위해 차폐형 접지 루프처럼 값비싼 접지 루프가 필요하지 않습니다. 비차폐 케이블은 사무실 내부에 배치하는 데 이상적인 반면, 차폐 케이블은 매우 강한 소스 근처와 같이 특수한 작동 조건이 있는 장소에 설치하는 데 가장 적합합니다. 전자기 방사선, 일반적으로 사무실에서는 찾을 수 없습니다.

	전송된 신호 주파수(MHz)

동축 케이블

동축 케이블은 라디오 및 TV 장비에 사용됩니다. 동축 케이블은 최대 185~500미터 거리에서 10Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다. 두께에 따라 두꺼운 것과 얇은 것으로 나누어집니다. 동축 케이블의 유형이 표에 나와 있습니다. 4.2.

RG-58 케이블로 알려진 Thinnet 케이블은 가장 널리 사용되는 물리적 저장 매체입니다. 네트워크에는 추가 장비가 필요하지 않으며 간단하고 저렴합니다. 얇은 동축케이블(Thin Ethernet)은 두꺼운 케이블에 비해 짧은 거리에서 전송이 가능하지만, 얇은 케이블과의 연결에는 표준 CP-50형 BNC 커넥터가 사용되며, 가격이 저렴하기 때문에 사실상 동축 케이블의 표준이 되고 있습니다. 사무실 LAN. 10Base2 이더넷 기술에 사용됩니다.

표 4.2. 동축 케이블의 종류

	이름, 저항값
	Thicknet, 50옴
	Thinnet, 50옴, 단선 중앙 도체
	Thinnet, 50Ω, 중앙 연선 도체
	광대역/케이블 TV 케이블 텔레비전), 75옴
	광대역/케이블 TV(방송 및 케이블 TV), 50Ω
	ARCNet, 93옴

두꺼운 동축 케이블(Thick Ethernet)은 노이즈 내성과 기계적 강도가 더 높지만, LAN에 연결하기 위한 분기를 만들기 위해서는 케이블을 뚫는 특수 장치가 필요합니다. 얇은 것보다 가격이 비싸고 유연성이 떨어집니다. 아래 설명된 10Base5 이더넷 기술에 사용됩니다. 토큰 전송 ARCNet 네트워크는 일반적으로 RG-62 A/U 케이블을 사용합니다.

광섬유 케이블

광섬유 시스템의 특징은 케이블 자체(구리에 비해)와 특수 설치 요소(소켓, 커넥터, 커넥터 등)의 비용이 높다는 것입니다. 사실, 네트워크 비용에 대한 주요 기여는 광섬유 네트워크용 활성 네트워크 장비 가격입니다.

광섬유 네트워크는 수평형 고속 채널에 사용되며 수직 통신 채널(층간 연결)에도 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

광섬유 케이블은 장거리에 걸쳐 고속 데이터 전송을 제공합니다. 또한 간섭과 도청에 면역입니다. 광섬유 케이블은 빛을 사용하여 신호를 전송합니다. 광 가이드로 사용되는 광섬유를 사용하면 신호를 장거리에 걸쳐 엄청난 속도로 전송할 수 있지만 비용이 많이 들고 작업이 어렵습니다.

커넥터를 설치하고, 분기를 만들고, 광섬유 케이블 문제를 해결하려면 특수 도구와 높은 자격이 필요합니다. 광섬유 케이블은 연속적인 유리 외장으로 덮인 수 마이크론 두께의 중앙 유리 가닥으로 구성됩니다. 이 모든 것은 외부 보호 쉘에 숨겨져 있습니다.

광섬유 라인은 커넥터의 연결 불량에 매우 민감합니다. LED는 이러한 케이블의 광원으로 사용되며, 빛의 강도를 변경하여 정보가 인코딩됩니다. 케이블의 수신단에서는 감지기가 광 펄스를 전기 신호로 변환합니다.

광섬유 케이블에는 단일 모드와 다중 모드의 두 가지 유형이 있습니다. 단일 모드 케이블은 직경이 더 작고 가격이 더 높으며 정보를 장거리로 전송할 수 있습니다. 광 펄스는 한 방향으로 이동할 수 있으므로 광섬유 시스템에는 각 세그먼트에 대해 들어오는 케이블과 나가는 케이블이 있어야 합니다. 광섬유 케이블에는 특수 커넥터와 고도로 숙련된 설치가 필요합니다.

데이터 전송 매체의 선택 및 정당화

1. 데이터 전송 매체의 일반적인 특성

데이터 전송 매체는 두 가지 범주로 구분됩니다. 케이블 전송 매체(미디어) - 플라스틱 외피로 둘러싸인 중앙 도체가 있습니다.

케이블은 소규모 근거리 통신망에서 널리 사용됩니다. 케이블은 일반적으로 전자기 스펙트럼의 하단에서 신호를 전송합니다. 이는 정상적인 전류이며 때로는 전파입니다.

무선 데이터 전송 매체에는 전자기 스펙트럼의 더 높은 주파수가 사용됩니다.

전파, 전자레인지, 적외선이 그것이다. 그런 환경이 필요하다 모바일 컴퓨터또는 장거리로 데이터를 전송하는 네트워크. 일반적으로 기업 네트워크 및 광역 네트워크(예: 휴대폰신호를 전송하는 데 마이크로파 신호가 사용됩니다.

여러 지리적 위치에 걸쳐 있는 네트워크에서는 케이블과 무선 전송 매체를 함께 사용하는 경우가 많습니다.

최적의 미디어 유형을 선택할 때는 데이터 전송 미디어의 다음 특성을 알아야 합니다.

가격;

설치 난이도;

대역폭;

신호 감쇠;

전자기 간섭(EMI, 전자기 간섭)에 대한 민감성

무단 도청 가능성.

가격. 각 데이터 전송 매체의 비용은 성능 및 사용 가능한 리소스와 비교되어야 합니다.

설치가 어렵습니다. 설치의 복잡성은 특정 상황에 따라 다르지만 전송 매체에 대한 일반적인 비교를 수행할 수 있습니다. 일부 유형의 미디어는 간단한 도구를 사용하여 설치하므로 많은 교육이 필요하지 않은 반면, 다른 유형의 미디어는 광범위한 교육이 필요하므로 전문가에게 설치하는 것이 가장 좋습니다.

대역폭. 데이터 전송 매체의 성능은 일반적으로 대역폭으로 측정됩니다. 통신에서 "대역폭"이라는 개념은 데이터 전송 매체에 의해 전송되는 주파수 범위를 나타냅니다. 네트워크에서는 초당 특정 매체를 통해 전송될 수 있는 비트 수로 추정됩니다. 케이블 대역폭은 신호 전송 방법의 영향을 받습니다.

노드 수. 네트워크의 중요한 특징은 네트워크 케이블에 쉽게 연결할 수 있는 컴퓨터의 수입니다. 각 네트워크 케이블 시스템에는 자연적인 수의 노드가 있으며 이를 초과하면 네트워크 확장을 위해 브리지, 라우터, 리피터 및 허브와 같은 특수 장치를 사용해야 합니다.

신호 감쇠. 전송 중에 전자기 신호가 약해집니다. 이 현상을 감쇠라고 합니다.

전자기 간섭. 전자기 간섭(EMI)은 전송된 신호에 영향을 미칩니다. 이는 원하는 신호를 왜곡하는 외부 전자기파로 인해 발생하므로 수신 컴퓨터에서 디코딩하기가 어렵습니다. 일부 통신 매체는 다른 통신 매체보다 전자기 간섭에 더 취약합니다. 간섭은 잡음이라고도 합니다.

다음은 전자통신에서 데이터 전송 매체로 사용될 수 있습니다.

· 동축 케이블;

· 꼬인 쌍선(twistedpair);

· 광섬유 케이블;

· 적외선;

· 마이크로파 무선 범위;

· 무선 범위.

오늘날 대부분의 컴퓨터 네트워크는 대부분의 경우 연결을 위해 전선이나 케이블을 사용합니다.

따라서 선도적인 케이블 제조업체인 Belden은 2,200개 이상의 유형을 제공하는 카탈로그를 발행합니다. 다행히 대부분의 네트워크에서는 세 가지 주요 케이블 그룹만 사용합니다.

1. 동축 케이블;

2. 연선(연선):

비차폐 연선(UTP);

차폐 연선(STP);

3. 광섬유 케이블.

2. 트위스트 페어 케이블

꼬인 쌍선은 가장 저렴하고 오늘날 아마도 가장 인기 있는 케이블에 사용됩니다.

연선 케이블은 단일 유전체(플라스틱) 피복에 여러 쌍의 꼬인 절연 구리선으로 구성됩니다. 그것은 매우 유연하고 누워 쉽습니다.

일반적으로 케이블에는 2개 또는 4개의 꼬인 쌍이 포함되어 있습니다. 비차폐 연선은 외부 전자기 간섭으로부터 제대로 보호되지 않을 뿐만 아니라 산업 스파이 목적의 도청으로부터도 제대로 보호되지 않는다는 특징이 있습니다.

전송된 정보의 차단은 접촉 방식(케이블에 꽂힌 두 개의 바늘 사용)과 케이블에서 방출되는 전자기장의 무선 차단으로 귀결되는 비접촉 방식을 사용하여 모두 가능합니다. 이러한 단점을 제거하기 위해 차폐가 사용됩니다.

차폐 연선 STP의 경우 각 연선은 금속 편조 차폐에 배치되어 케이블 방출을 줄이고 외부 전자기 간섭으로부터 보호하며 전선 쌍이 서로에 대한 상호 영향(누화)을 줄입니다. 당연히 차폐 연선은 비차폐 연선보다 훨씬 비싸며, 이를 사용할 때는 특수 차폐 커넥터를 사용해야 하므로 비차폐 연선보다 훨씬 덜 일반적입니다.

비차폐 연선 케이블의 주요 장점은 케이블 끝 부분에 커넥터를 쉽게 설치할 수 있을 뿐만 아니라 다른 유형의 케이블에 비해 손상을 쉽게 복구할 수 있다는 것입니다. 다른 모든 특성은 다른 케이블보다 나쁩니다.

EIA/TIA568 표준에 따르면 UTP(비차폐 연선) 케이블에는 5가지 범주가 있습니다.

3. 동축 케이블

동축 케이블은 중앙 와이어와 금속 브레이드로 구성된 전기 케이블로, 유전체(내부 절연) 층으로 분리되어 공통 외부 피복에 배치됩니다.

최근까지 동축 케이블은 높은 잡음 내성(금속 편조로 인해)과 연선 케이블(최대 500Mbit/s)에 비해 더 높은 허용 데이터 전송 속도 및 대규모 케이블로 인해 가장 널리 사용되는 케이블이었습니다. 허용 전송 거리(최대 1km 이상).

네트워크의 무단 도청을 위해 기계적으로 연결하는 것이 더 어렵고 외부로 방출되는 전자기 복사도 눈에 띄게 적습니다.

그러나 동축 케이블의 설치 및 수리는 트위스트 페어 케이블에 비해 훨씬 복잡하고 비용도 더 많이 듭니다(트위스트 페어 케이블에 비해 약 1.5~3배 정도 비쌉니다). 케이블 끝에 커넥터를 설치하는 것도 더 어렵습니다. 따라서 이제는 연선보다 덜 자주 사용됩니다.

동축 케이블은 주로 버스 토폴로지를 갖춘 네트워크에 사용됩니다.

브레이드를 두 개 이상의 지점에 접지하면 네트워크 장비뿐만 아니라 네트워크에 연결된 컴퓨터에도 오류가 발생할 수 있습니다. 터미네이터는 케이블과 일치해야 합니다. 즉, 터미네이터의 저항은 케이블의 특성 임피던스와 동일해야 합니다.

예를 들어, 50옴 케이블을 사용하는 경우 50옴 터미네이터만 적합합니다.

동축 케이블에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

1) 직경이 약 0.5cm인 얇은 케이블이 더 유연합니다.

2) 직경이 약 1cm인 두꺼운(두꺼운) 케이블은 훨씬 더 단단합니다. 이는 동축 케이블의 고전적인 버전으로 보다 현대적인 얇은 케이블로 거의 완전히 대체되었습니다.

얇은 케이블은 신호가 더 강하게 감쇠되므로 두꺼운 케이블보다 짧은 거리를 전송하는 데 사용됩니다. 그러나 얇은 케이블은 작업하기가 훨씬 더 편리합니다. 각 컴퓨터에 빠르게 연결할 수 있는 반면, 두꺼운 케이블은 방 벽에 단단히 고정해야 합니다.

얇은 케이블(BNC 총검 유형 커넥터 사용)에 연결하는 것이 더 간단하고 추가 장비가 필요하지 않지만 두꺼운 케이블에 연결하려면 껍질을 뚫고 중앙 코어와 접촉하는 특수하고 값비싼 장치를 사용해야 합니다. 그리고 화면과 함께.

두꺼운 케이블은 얇은 케이블보다 가격이 약 2배 더 비쌉니다. 따라서 얇은 케이블이 훨씬 더 자주 사용됩니다.

장소당 비용. 얇은 동축 케이블은 워크스테이션당 약 25달러로 더 저렴합니다. 이 케이블은 커넥터가 이미 연결된 상태로 구입할 수 있습니다.

누구나 이러한 케이블을 놓을 수 있습니다. 간단히 컴퓨터에서 컴퓨터로 체인으로 연결됩니다.

두꺼운 동축 케이블을 설치하는 데 드는 비용은 일반적으로 스테이션당 약 $50입니다. 또한 각 스테이션마다 트랜시버가 필요합니다(약 $100).

거리 제한. 얇은 동축 케이블의 총 버스 길이는 185m로 제한됩니다. 두꺼운 동축 케이블의 총 길이는 500m(비리피터 구조)입니다.

4. 광섬유 케이블

광섬유(광섬유라고도 함) 케이블은 고려되는 두 가지 유형의 전기 또는 구리 케이블과 근본적으로 다른 유형의 케이블입니다.

그것에 대한 정보는 전기 신호가 아니라 가벼운 신호로 전송됩니다. 주요 요소는 투명한 섬유유리로, 이를 통해 빛은 약간의 감쇠로 광대한 거리(최대 수십 킬로미터)까지 이동합니다.

광섬유 케이블의 구조는 매우 간단하고 동축 전기 케이블의 구조와 유사하지만 중앙 구리선 대신 얇은 유리 섬유 (직경 약 1-10 마이크론)가 사용되며 내부 대신 단열재에는 빛이 유리 섬유 너머로 빠져 나가는 것을 허용하지 않는 유리 또는 플라스틱 껍질이 사용됩니다.

광섬유 케이블은 잡음 내성 및 전송된 정보의 비밀성 측면에서 탁월한 특성을 가지고 있습니다.

원칙적으로 외부 전자기 간섭은 광 신호를 왜곡할 수 없으며 이 신호 자체는 원칙적으로 외부 전자기 복사를 생성하지 않습니다.

승인되지 않은 네트워크 도청을 위해 이러한 유형의 케이블에 연결하는 것은 케이블의 무결성을 깨뜨려야 하기 때문에 거의 불가능합니다.

통신 채널은 데이터 전송 매체에 따라 일반적으로 케이블, 위성, 광섬유로 구분됩니다.

일반적으로 통신 채널은 다음 매개변수로 특징지어질 수 있습니다.

비용은 자재 구성 요소 비용과 운영 비용으로 구성됩니다.

연결 용이성 - 통신 회선 배치의 복잡성과 이에 사용되는 장비의 복잡성에 따라 결정됩니다.

대역폭 – 단위 시간당 전송되는 정보의 양을 결정합니다.

통신 회선의 최대 길이는 거리가 증가함에 따라 신호 감쇠량이 특징입니다.

데이터 전송의 비밀성 – 전송된 정보를 무단 액세스로부터 보호하는 기능이 특징입니다.

일반적인 통신 회선 유형:

1. 케이블 채널(연선, 동축 케이블). 이는 외장으로 둘러싸인 하나 이상의 도체 쌍으로 구성됩니다.

이러한 케이블 라인에는 비차폐 연선과 차폐 연선의 두 가지 유형이 있습니다.

이 유형은 가장 저렴한 유형입니다.

이러한 채널을 통한 전송 속도는 일반적으로 10Mbit/s 정도입니다.

최근에는 전송 속도가 100Mbit/s에 달하는 개발이 나타났습니다.

연선 케이블은 상대적으로 잡음에 강합니다. 단점은 도청이나 방해 행위를 목적으로 상당히 무료로 무단 연결이 가능하다는 점입니다.

동축 케이블은 절연 재료 층으로 둘러싸인 중앙 도체로 구성됩니다. 이 도체는 절연체로 덮인 외부 전도성 실드와 도체를 분리합니다.

동축 케이블은 가장 일반적인 데이터 전송 수단 중 하나입니다.

이러한 케이블에 금속 권선 외에 호일 층이 있으면 이중 차폐 케이블이라고 합니다.

동축 케이블의 가격은 연선 케이블보다 몇 배 더 높으며 더 복잡한 설치가 필요합니다. 그러나 스크린이 있으면 이 장치의 소음 내성이 크게 향상되고 공간에서 자체 에너지 방출이 줄어듭니다.

동축 케이블에 대한 무단 연결은 원칙적으로 가능하지만 트위스트 페어 케이블보다 어렵습니다.

처리량은 약 50~100Mbit/s이고, 허용되는 통신 회선 길이는 약 수 킬로미터이며, 10MHz 주파수에서 신호 감쇠는 0.1~1dB/m입니다.

2. 광섬유 채널. 광섬유 케이블의 사용을 기반으로 구성됩니다. 광섬유 케이블은 빛의 굴절률이 낮은 재료로 피복된 실리콘 기반의 광 전도성 충전재입니다. 광섬유 케이블은 광학 또는 적외선 범위의 전자기 신호를 전송합니다. 광섬유는 한 방향으로만 신호를 전송하기 때문에 케이블은 두 개의 광섬유로 구성됩니다. 데이터 전송 시스템에서 광섬유 채널을 사용할 때 채널의 송신단에서는 신호를 광으로 변환해야 하며 채널의 수신단에서는 역방향 변환을 수행해야 합니다. 기본 위엄광섬유 채널은 높은 소음 내성과 주변 공간으로의 복사로 인한 에너지 손실이 사실상 없다는 점입니다. 따라서 광섬유 채널에 대한 무단 연결은 심각한 어려움을 초래합니다. 이러한 채널을 통한 데이터 전송 속도는 초당 수 기가비트 정도입니다. 이 경우 신호 감쇠가 거의 없습니다. 기본 불리광섬유 케이블은 케이블을 연결할 때 미크론 정밀도가 필요하기 때문에 설치가 어렵습니다. 따라서 광섬유 채널에 설치할 때 일반적으로 공장에서 커넥터가 설치된 기성 케이블 섹션이 사용됩니다. 광섬유 케이블의 또 다른 단점은 상대적으로 낮은 기계적 강도와 전리 방사선에 대한 민감도입니다. 이 케이블의 내구성은 전기 케이블의 내구성보다 낮습니다.

3. 무선(라디오 채널, 위성 채널, IR 및 레이저 채널)

현재 무선채널, 즉 열린 공간을 활용한 데이터 전송 시스템은 위성통신 요소를 활용하여 형성되고 있다. 무선 채널에는 전송 및 수신 장치가 포함되며 일반적으로 특별히 선택된 궤적을 따라 이동하는 특수 위성을 사용합니다. 이 경우 통신위성은 지구 표면의 특정 지점 위를 맴돌고 있는 것처럼 보이며, 지상 위성 추적국의 안테나는 고정된 위치에 있다. 어떤 경우에는 공통 궤도 내에서 서로 120° 간격으로 배치된 3개의 위성을 기반으로 우주 통신 시스템이 사용됩니다. 이러한 위성 배열을 통해 전 세계 영토를 동시에 커버할 수 있습니다. 위성 시스템은 마이크로파 장치를 사용합니다.

기초 이점이러한 유형의 채널은 상당한 거리에 위치한 스테이션 간의 통신을 제공하는 기능은 물론 가장 접근하기 어려운 지역에 있는 가입자와 통신할 수 있는 기능도 제공합니다. 에게 단점이러한 유형의 의사소통은 우선 높은 비용으로 인해 발생합니다. 그러나 어떤 경우에는 이러한 유형의 통신이 유일한 통신 방법입니다. 통신에서 이 채널의 또 다른 심각한 단점은 낮은 잡음 내성입니다. 무선 통신의 품질은 천둥번개 등의 자연적 요인뿐만 아니라 다양한 기술 장치의 작동과 가까운 지역에서 작동하는 내부 인접 무선 채널로 인해 발생하는 인위적인 간섭의 영향을 받을 수 있습니다. 무선 채널을 통해 전송된 정보의 기밀성을 보장하려면 특수 코딩이나 특수 정보 압축을 사용하여 달성할 수 있으며, 여기에는 추가 재료 및 기술 비용이 필요합니다.

무선 통신 채널에는 적외선 복사를 사용하여 데이터를 전송하는 정보 채널과 변조된 레이저 빔을 사용하여 정보를 전송하는 지상파 채널도 포함됩니다.

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