Оптоволоконные линии связи

Они являются наиболее скоростными проводными каналами для передачи данных в компьютерных сетях. Необходимость в прокладывании оптоволоконных линий возникает в магистральных каналах телекоммуникационной связи, для соединения отдельных сегментов крупных сетей и везде, где требуется большая пропускная способность до нескольких Тбит/с.

Оптическое волокно – нить из оптически прозрачного материала (стекло или пластик), который используется для переноса данных в виде световых волн внутри данного оптоволокна.

Конструкция оптического волокна представляет собой две части: сердцевину и оболочку, они обе выполнены из стекла или пластика, однако, коэффициент преломления световых лучей в них разный. За счет этого сигнал распространяется только по внутренней сердцевине, отражаясь от ее краев.

 

Рис. 12

 

Большинство современных оптоволоконных линий связи используют одномодовые оптические волокна. Их преимуществом является отсутствие эффекта наложения одного светового луча на другие.

Длина одномодовых оптоволоконных каналов связи может достигать чуть более 100 км без промежуточных повторителей сигнала.

В многомодовом оптоволокне в самом сердечнике выделяют несколько зон с разными коэффициентами преломления, которые могут изменяться либо ступенчато, либо плавно (по градиенту) от центра сердечника к его окраинам. За счет разных коэффициентов преломления по многомодовому оптоволокну передается не один световой луч, а несколько с разными модами (длинами).

 

Рис. 13

 

Диаметр таких волокон составляет 50, 62,5, 125 мкм.

Недостатком таких волокон является то, что несколько световых лучей влияют друг на друга, внося помехи и искажения в передаваемые данные.

Длина кабельных многомодовых сегментов не должна превышать несколько километров.

Оптоволокно сложно монтировать и наращивать длину кабельных сегментов. При этом используется специальное сварочное оборудование для оптоволокна, обеспечивающее идеальный перпендикулярный разрез оптических волокон и их сварку с помощью специального клея, коэффициент преломления которого соответствует оптоволоконному.

Для сопряжения оптоволоконных линий связи с другими типами кабельных систем (витая пара) используются специальные устройства, называемые медиаконвертерами.

 

Современные сетевые технологии

Сетевая технология – набор протоколов и, реализующих их, аппаратно-программных средств, применяемых для функционирования локальных сетей и сетей большего масштаба.

Сетевая технология связывается с топологией, по которой строится сеть, например,

в сетях с топологией «кольцо» использовалась сетевая технология Token Ring

в сетях со «звездной» топологией, в которых специальным связующим звеном выступал сервер, использовать технология ArcNet

в современных сетях, базирующихся на шинной топологии или звездно-шинной, древовидной топологии, используются сетевые технологии семейства Ithernet.

Сетевая технология определяет права доступа к среде передачи, последовательность действий для отправки данных, скоростные характеристики, используемые типы линий передачи и т.д.

 

Технология ArcNet

Была первой используемой среди сетевых технологий, когда проектировались и использовались сети с выделенным сервером в центре топологии. К серверу подключалось активное или пассивное коммутационное устройство (хаб или свитч), с которым соединялись все рабочие станции.

Сервер выделял каждой рабочей станции временной интервал (Time Slot) для передачи, что обеспечивало невозможность возникновения коллизий в сети.

Достоинствами сетевой технологии являлось точное время доставки передаваемых данных, минимальная вероятность возникновения ошибки при передаче.

К недостаткам можно отнести:

1) большое время простоя рабочих станций, до тех пор, пока сервер не выдаст Time Slot;

2) в случае сбоя сервера вся сеть не работала.

В настоящее время данная технология не используется, т.к. ей на смену пришла более эффективная и высокоскоростная сетевая технология Ithernet.

Скорости ArcNet несколько Мбит/с.

 

Технология Token Ring

Эта технология с маркерным методом доступа.

По кольцу от одной рабочей станции к другой передавался трехбайтный маркер. Его наличие у конкретной рабочей станции позволяло прикрепить к этому маркеру пакет с данными и необходимыми адресами отправителей и получателей.

Маркер вместе с пакетом данных передавался далее по кольцу до тех пор, пока не находил получателя.

Получатель забирал данные, освобождая тем самым маркер, и маркер опять передавался по кругу, пока не доходил до рабочей станции, у которой были подготовлены для передачи данные.

Такой метод доступа обеспечивал очень надежную доставку с отсутствием вероятности столкновения данных на линиях.

Суммарная длина кабельных систем была минимальна, однако, на каждой рабочей станции были две сетевые карты (одна для приема, другая для передачи данных (маркера или маркера с пакетом)).

Другим недостатком сетей с технологией Token Ring являлось повышенное требование надежности к каждой рабочей станции кольца, т.к. в случае сбоя кольцо размыкалось – сеть не работала.

Эта технология обеспечивала скорости до 4 Мбит/с и до 16Мбит/с.

С увеличением числа рабочих станций приходилось долго ждать маркера, для передачи данных.