Cili është emri i linjës së komunikimit. Linja fizike me qira

Norma e transferimit(shkalla e informacionit ose xhiroja, të dy termat anglezë përdoren në mënyrë të barabartë) është shpejtësia aktuale e rrjedhës së të dhënave që ka kaluar nëpër rrjet. Kjo normë mund të jetë më e vogël se shkalla e sugjeruar e ngarkesës, pasi të dhënat mund të korruptohen ose humbasin në rrjet.

Kapaciteti i lidhjes (i quajtur edhe xhiros), përfaqëson shpejtësinë maksimale të mundshme të transferimit të informacionit në kanal.

E veçanta e kësaj karakteristike është se ajo pasqyron jo vetëm parametrat e mediumit fizik të transmetimit, por edhe tiparet e metodës së zgjedhur për transmetimin e informacionit diskret mbi këtë medium.

Për shembull, kapaciteti i një kanali komunikimi në Rrjetet Ethernet në fibër optike është 10 Mbps. Kjo shpejtësi është maksimumi i mundshëm për një kombinim të teknologjisë Ethernet dhe fibrës optike. Megjithatë, për të njëjtën fibër optike, është e mundur të zhvillohet një teknologji tjetër e transmetimit të të dhënave që ndryshon në metodën e kodimit të të dhënave, frekuencën e orës dhe parametra të tjerë, e cila do të ketë një kapacitet të ndryshëm. Po, teknologjia ethernet i shpejtë siguron transmetimin e të dhënave mbi të njëjtën fibër optike me shpejtesi maksimale 100 Mbps, dhe teknologjia Gigabit Ethernet - 1000 Mbps. Transmetuesi i pajisjes së komunikimit duhet të funksionojë me një shpejtësi të barabartë me gjerësinë e brezit të kanalit. Kjo shpejtësi ndonjëherë ështëquhet shpejtësia e biteve të transmetuesit.

Gjerësia e brezit- ky term mund të jetë mashtrues sepse përdoret në dy kuptime të ndryshme.

Para së gjithash , me ndihmën e tij mund të karakterizojë mediumin e transmetimit. Në këtë rast, do të thotë gjerësia e brezit që linja transmeton pa shtrembërim të konsiderueshëm. Nga ky përkufizim, origjina e termit është e qartë.

Së dyti , termi "gjerësi brezi" përdoret si sinonim për termin "Kapaciteti i kanalit të komunikimit". Në rastin e parë, gjerësia e brezit matet në herc (Hz), në të dytën - në bit për sekondë. Është e nevojshme të dallohen kuptimet e këtij termi sipas kontekstit, megjithëse ndonjëherë është mjaft e vështirë. Sigurisht, do të ishte më mirë të përdoreshin terma të ndryshëm për karakteristika të ndryshme, por ka tradita që është e vështirë të ndryshohen. Ky përdorim i dyfishtë i termit "bandwidth" ka hyrë tashmë në shumë standarde dhe libra, ndaj ne do të ndjekim qasjen e vendosur.

Gjithashtu duhet pasur parasysh se ky term në kuptimin e tij të dytë është edhe më i zakonshëm se kapaciteti, ndaj do të përdorim gjerësinë e brezit të këtyre dy sinonimeve.

Një grup tjetër karakteristikash të kanalit të komunikimit shoqërohet me mundësinë e transmetimit të informacionit përmes kanalit në një ose të dy drejtimet.

Kur dy kompjuterë ndërveprojnë, zakonisht kërkohet transferimi i informacionit në të dy drejtimet, nga kompjuteri A në kompjuterin B dhe anasjelltas. Edhe nëse përdoruesit i duket se ai vetëm merr informacion (për shembull, shkarkon një skedar muzikor nga Interneti) ose transmeton (dërgon email), shkëmbimi i informacionit shkon në dy drejtime. Ekziston thjesht një rrjedhë kryesore e të dhënave për të cilën përdoruesi është i interesuar, dhe një rrymë ndihmëse në drejtim të kundërt, të cilat formojnë faturat për marrjen e këtyre të dhënave.

Kanalet e komunikimit fizik ndahen në disa lloje në varësi të faktit nëse ato mund të transmetojnë informacion në të dy drejtimet apo jo.

kanal duplekssiguron transmetimin e njëkohshëm të informacionit në të dy drejtimet. Një kanal dupleks mund të përbëhet nga dy media fizike, secila prej të cilave përdoret për të transferuar informacione vetëm në një drejtim. Është e mundur që një medium të përdoret për transmetimin e njëkohshëm të flukseve që vijnë, me ç'rast përdoren metoda shtesë për të ndarë secilën rrjedhë nga sinjali total.

Kanal gjysmë duplekssiguron gjithashtu transmetimin e informacionit në të dy drejtimet, por jo njëkohësisht, por me radhë. Kjo do të thotë, gjatë një periudhe të caktuar kohore, informacioni transmetohet në një drejtim, dhe gjatë periudhës tjetër - në drejtim të kundërt.

Kanal Simplexlejon që informacioni të transmetohet vetëm në një drejtim. Shpesh një kanal dupleks përbëhet nga dy kanale simplex.

Linjat e komunikimit

Kur ndërtohen rrjete, përdoren linja komunikimi që përdorin media të ndryshme fizike: tela telefonike dhe telegrafike të pezulluara në ajër, kabllo koaksiale bakri dhe fibra optike të vendosura nën tokë dhe në dyshemenë e oqeanit, duke ngatërruar të gjitha zyrat moderne, çiftet e përdredhura prej bakri, të gjitha valët radio depërtuese.

Merrni parasysh karakteristikat e përgjithshme të linjave të komunikimit që nuk varen nga natyra e tyre fizike, si p.sh

Gjerësia e brezit,

xhiros,

Imuniteti ndaj zhurmës dhe

Besueshmëria e transmetimit.

Gjerësia e vijës transmetimi është një karakteristikë themelore e një kanali komunikimi, pasi përcakton shpejtësinë maksimale të mundshme të informacionit të kanalit, i ciliquhet gjerësia e brezit të kanalit.

Formula Nyquist shpreh këtë varësi për një kanal ideal, dhe formula Shannon merr parasysh praninë e zhurmës në një kanal real.

Klasifikimi i linjave të komunikimit

Kur përshkruani një sistem teknik që transmeton informacion midis nyjeve të rrjetit, disa emra mund të gjenden në literaturë:

linja e komunikimit,

kanal i përbërë,

kanali,

Lidhje.

Shpesh këto terma përdoren në mënyrë të ndërsjellë dhe në shumë raste kjo nuk shkakton probleme. Në të njëjtën kohë, ka specifika në përdorimin e tyre.

Lidhja (lidhja) është një segment që siguron transferimin e të dhënave ndërmjet dy nyjeve fqinje të rrjetit. Kjo do të thotë, lidhja nuk përmban pajisje të ndërmjetme ndërruese dhe shumëfishuese.

kanal më së shpeshti tregojnë pjesën e gjerësisë së brezit të lidhjes që përdoret në mënyrë të pavarur në komutim. Për shembull, një lidhje kryesore e rrjetit mund të përbëhet nga 30 kanale, secila prej të cilave ka një gjerësi brezi prej 64 Kbps.

Kanal i përbërë (qark)është rruga ndërmjet dy nyjeve fundore të rrjetit. Një lidhje e përbërë formohet nga lidhje individuale të lidhjeve të ndërmjetme dhe lidhje të brendshme në ndërprerës. Shpesh epiteti "i përbërë" hiqet dhe termi "kanal" përdoret për të nënkuptuar edhe një kanal të përbërë dhe një kanal midis nyjeve ngjitur, domethënë brenda një lidhjeje.

Linja e komunikimit mund të përdoret si sinonim për cilindo nga tre termat e tjerë.

Mos jini shumë të ashpër për konfuzionin në terminologji. Kjo është veçanërisht e vërtetë për dallimet në terminologji midis telefonisë tradicionale dhe fushës më të re të rrjeteve kompjuterike. Procesi i konvergjencës vetëm sa e përkeqësoi problemin e terminologjisë, pasi shumë nga mekanizmat e këtyre rrjeteve u bënë të zakonshme, por ruajtën disa (ndonjëherë më shumë) emra që vinin nga çdo zonë.

Për më tepër, ka arsye objektive për kuptimin e paqartë të termave. Në fig. 8.1 tregon dy opsione për linjën e komunikimit. Në rastin e parë (Fig. 8.1, a), linja përbëhet nga një segment kabllor disa dhjetëra metra i gjatë dhe është një lidhje.

Në rastin e dytë (Fig. 8.1, b), linja e komunikimit është një kanal i përbërë i vendosur në një rrjet me komutim qark. Një rrjet i tillë mund të jetë një rrjet primar ose një rrjet telefonik.

Sidoqoftë, për një rrjet kompjuterik, kjo linjë është një lidhje, pasi lidh dy nyje fqinje, dhe të gjitha pajisjet e ndërmjetme komutuese janë transparente për këto nyje. Arsyeja e keqkuptimit të ndërsjellë në nivelin e termave të specialistëve të kompjuterave dhe specialistëve të rrjeteve parësore është e qartë këtu.

Rrjetet primare janë krijuar posaçërisht për të ofruar shërbime të lidhjes së të dhënave për kompjuter dhe rrjetet telefonike, për të cilat në raste të tilla thonë se punojnë “në krye” të rrjeteve parësore dhe janë rrjete të mbivendosura.

Karakteristikat e linjës së komunikimit

Ju dhe unë duhet të kuptojmë koncepte të tilla si: harmonika, dekompozimi spektral (spektri) i një sinjali,Gjerësia e spektrit të sinjalit, formulat Furier, zhurma e jashtme, e brendshmeinterferencë, ose interferencë, dobësim i sinjalit, dobësim specifik, dritare
transparenca, niveli absolut i fuqisë, niveli relativ
fuqia, pragu i ndjeshmërisë së marrësit, impedanca e valës,
imuniteti i zhurmës së linjës, lidhje elektrike, lidhje magnetike,
sinjal i induktuar, kryqëzim i afërt, ndërlidhje
ndërhyrje në skajin e largët, siguria e kabllove, besueshmëria e transmetimit
të dhënat, shkalla e gabimit të bitit, gjerësia e brezit, xhiroja
aftësia, fizike ose lineare, kodimi, sinjali bartës,
frekuenca e bartësit, modulimi, ora, baud.

Le të fillojmë.

Analiza spektrale e sinjaleve në linjat e komunikimit

Një rol të rëndësishëm në përcaktimin e parametrave të linjave të komunikimit i caktohet zbërthimit spektral të sinjalit të transmetuar mbi këtë linjë. Nga teoria e analizës harmonike dihet se çdo proces periodik mund të paraqitet si një shumë e lëkundjeve sinusoidale të frekuencave të ndryshme dhe amplitudave të ndryshme (Fig. 8.3).

Çdo komponent i sinusoidit quhet gjithashtu një harmonik, dhe grupi i të gjitha harmonikave
Monics quhet zbërthimi spektral, ose spektri, i sinjalit origjinal.

Gjerësia e spektrit të sinjalit kuptohet si diferenca midis frekuencave maksimale dhe minimale të grupit të sinusoideve që shtohen me sinjalin origjinal.

Sinjalet jo periodike mund të përfaqësohen si një integral i sinjaleve sinusoidale me një spektër të vazhdueshëm frekuencash. Në veçanti, zbërthimi spektral i një impulsi ideal (me fuqi njësi dhe kohëzgjatje zero) ka përbërës të të gjithë spektrit të frekuencës, nga -oo në +oo (Fig. 8.4).

Teknika për gjetjen e spektrit të çdo sinjali burimor është e njohur mirë. Për disa sinjale që përshkruhen në mënyrë analitike (për shembull, për një sekuencë pulsesh drejtkëndëshe me të njëjtën kohëzgjatje dhe amplitudë), spektri llogaritet lehtësisht bazuar në Formulat e Furierit.

Për sinjalet arbitrare të formës valore që hasen në praktikë, spektri mund të gjendet duke përdorur pajisje speciale - analizues të spektrit që matin spektrin e një sinjali real dhe shfaqin amplitudat e përbërësve harmonikë në ekran, i printojnë ato në një printer ose i transferojnë ato në një kompjuter për përpunim dhe ruajtje.

Shtrembërimi nga një linjë transmetimi i një sinusoidi të çdo frekuence çon, në fund të fundit, në një shtrembërim të amplitudës dhe formës së sinjalit të transmetuar të çdo lloji. Shtrembërimi i formës ndodh kur sinusoidet me frekuenca të ndryshme shtrembërohen ndryshe.

Nëse ky është një sinjal analog që transmeton të folur, atëherë timbri i zërit ndryshon për shkak të shtrembërimit të mbitoneve - frekuencave anësore. Kur transmetohen sinjale impulsesh tipike për rrjetet kompjuterike, harmonikat me frekuencë të ulët dhe me frekuencë të lartë shtrembërohen, si rezultat, pjesët e përparme të pulsit humbasin formën e tyre drejtkëndore (Fig. 8.5) dhe sinjalet mund të njihen keq në skajin marrës të linjës. .

Sinjalet e transmetuara janë të shtrembëruara për shkak të papërsosmërisë së linjave të komunikimit. Një medium ideal transmetimi që nuk fut asnjë ndërhyrje në sinjalin e transmetuar duhet të ketë të paktën zero rezistencë, kapacitet dhe induktivitet. Megjithatë, në praktikë, telat e bakrit, për shembull, përfaqësojnë gjithmonë një kombinim të rezistencës aktive, ngarkesave kapacitative dhe induktive të shpërndara përgjatë gjatësisë (Fig. 8.6). Si rezultat, sinusoidet e frekuencave të ndryshme transmetohen nga këto linja në mënyra të ndryshme.

Përveç shtrembërimeve të sinjalit që ndodhin për shkak të parametrave fizikë jo idealë të linjës së komunikimit, ka edhe ndërhyrje të jashtme që kontribuojnë në shtrembërimin e formës valore në daljen e linjës. Këto ndërhyrje krijohen nga motorë të ndryshëm elektrikë, pajisje elektronike, atmosferikefenomene etj. Pavarësisht masave mbrojtëse të marra nga zhvilluesit e kabllove dhe disponueshmërisë së pajisjeve amplifikuese dhe komutuese, nuk është e mundur të kompensohet plotësisht ndikimi i ndërhyrjeve të jashtme. Përveç ndërhyrjeve të jashtme në kabllo, ka edhe ndërhyrje të brendshme - të ashtuquajturat ndërhyrje nga një palë përcjellës në tjetrën. Si rezultat, sinjalet në dalje të linjës së komunikimit mundkanë një formë të shtrembëruar (siç tregohet në Fig. 8.5).

Zbutja dhe impedanca

Shkalla e shtrembërimit të sinjaleve sinusoidale nga linjat e komunikimit vlerësohet nga karakteristika të tilla si zbutja dhe gjerësia e brezit. Dobësimi tregon se sa zvogëlohet fuqia e sinjalit sinusoidal të referencës në daljen e linjës së komunikimit në lidhje me fuqinë e sinjalit në hyrje të kësaj linje. Zbutja (A) zakonisht matet në decibel (dB) dhe llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:

Këtu Pout është fuqia e sinjalit në daljen e linjës, Pin është fuqia e sinjalit në hyrjen e linjës. Meqenëse zbutja varet nga gjatësia e linjës së komunikimit, si karakteristikë e linjës së komunikimit përdoret si më poshtë:quhet zbutje lineare, pra zbutje në një linjë komunikimi me një gjatësi të caktuar. Për kabllot rrjetet lokale Zakonisht përdoret 100 m si kjo gjatësi, pasi kjo vlerë është gjatësia maksimale e kabllit për shumë teknologji LAN. Për linjat territoriale të komunikimit matet zbutja specifike për një distancë prej 1 km.

Zakonisht, dobësimi karakterizon seksionet pasive të linjës së komunikimit, të përbërë nga kabllo dhe seksione tërthore, pa amplifikatorë dhe rigjenerues.

Meqenëse fuqia dalëse e një kablloje pa amplifikues të ndërmjetëm është më e vogël se fuqia e sinjalit të hyrjes, dobësimi i kabllit është gjithmonë një vlerë negative.

Shkalla e dobësimit të fuqisë së një sinjali sinusoidal varet nga frekuenca e sinusoidit, dhe kjo varësi përdoret gjithashtu për të karakterizuar linjën e komunikimit (Fig. 8.7).

Më shpesh, kur përshkruhen parametrat e një linje komunikimi, vlerat e zbutjes jepen vetëm për disa frekuenca. Kjo shpjegohet, nga njëra anë, me dëshirën për të thjeshtuar matjet kur kontrolloni cilësinë e linjës. Nga ana tjetër, në praktikë, shpesh dihet paraprakisht frekuenca themelore e sinjalit të transmetuar, domethënë frekuenca harmonike e së cilës ka amplituda dhe fuqinë më të lartë. Prandaj, mjafton të dihet zbutja në këtë frekuencë për të vlerësuar afërsisht shtrembërimin e sinjaleve të transmetuara në linjë.

KUJDES

Siç u përmend më lart, zbutja është gjithmonë negative, por shenja minus shpesh hiqet, gjë që ndonjëherë shkakton konfuzion. Është absolutisht e saktë të thuhet se cilësia e linjës së komunikimit është sa më e lartë, aq më e madhe (duke marrë parasysh shenjën) dobësimi. Nëse e shpërfillim shenjën, pra kemi parasysh vlerën absolute të zbutjes, atëherë një vijë më e mirë ka më pak zbutje. Le të marrim një shembull. Kablloja me çifte të përdredhura të kategorisë 5 përdoret për instalime elektrike të brendshme në ndërtesa. Ky kabllo, i cili mbështet pothuajse të gjitha teknologjitë LAN, ka një zbutje prej të paktën -23,6 dB për një frekuencë 100 MHz me një gjatësi kabllore 100 m. b ka zbutje në një frekuencë prej 100 MHz jo më pak se -20,6 dB. Ne marrim atë - 20.6 > -23.6, por 20.6< 23,6.

Në fig. Figura 8.8 tregon zbutjen tipike kundrejt frekuencës për kabllot UTP të kategorisë 5 dhe të kategorisë 6.

Kablloja optike ka vlera dobësimi dukshëm më të ulëta (në vlerë absolute), zakonisht në rangun nga -0,2 deri në -3 dB me një gjatësi kabllore prej 1000 m, që do të thotë se është më cilësor se kablloja me çift të përdredhur. Pothuajse të gjitha fibrat optike kanë një varësi komplekse të gjatësisë valore të zbutjes, e cila ka tre të ashtuquajturat dritare transparence. Në fig. Figura 8.9 tregon një kurbë tipike dobësimi për një fibër optike. Nga figura mund të shihet se zona e përdorimit efektiv të fibrave moderne është e kufizuar në gjatësi vale prej 850 nm, 1300 nm dhe 1550 nm (përkatësisht 35 THz, 23 THz dhe 19.4 THz). Dritarja 1550 nm siguron humbjen më të ulët, dhe rrjedhimisht diapazonin maksimal në një fuqi transmetuesi fiks dhe një ndjeshmëri fikse të marrësit

Si karakteristikë e fuqisë së sinjalit, absolute dhe relative
nivelet relative të fuqisë. Niveli i fuqisë absolute matet në
watts, niveli relativ i fuqisë, si dobësimi, matet në vendim-
belah. Në të njëjtën kohë, si vlera bazë e fuqisë, në lidhje me të cilën
matet fuqia e sinjalit, merret një vlerë prej 1 mW. Kështu,
niveli i fuqisë relative p llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:

Këtu P është fuqia absolute e sinjalit në milivat, dhe dBm është njësia
niveli i fuqisë relative të reniumit (decibel për 1 mW). i afërm
vlerat e fuqisë janë të përshtatshme për t'u përdorur gjatë llogaritjes së buxhetit të energjisë
dhe linjat e komunikimit.

Thjeshtësia ekstreme e llogaritjes u bë e mundur për faktin se si
të dhënat fillestare janë përdorur vlerat relative të fuqisë hyrëse
sinjalet hyrëse dhe dalëse. Vlera y e përdorur në shembull quhet
pragu i ndjeshmërisë së marrësit dhe përfaqëson fuqinë minimale
sinjal në hyrjen e marrësit, në të cilin është në gjendje të lokalizohet saktë
njohin informacionin diskret që përmban sinjali. Është e qartë se për
funksionimin normal të linjës së komunikimit, është e nevojshme që fuqia minimale
sinjali i transmetuesit, madje i dobësuar nga dobësimi i linjës së komunikimit, ka tejkaluar
pragu i ndjeshmërisë së marrësit: x - A > y. Verifikimi i kësaj gjendje dhe është
është thelbi i llogaritjes së buxhetit energjetik të linjës.

Një parametër i rëndësishëm i një linje komunikimi bakri është impedanca e saj,
që është rezistenca totale (komplekse) që takohet
një valë elektromagnetike me një frekuencë të caktuar kur përhapet përgjatë njërës
zinxhir amtare. Impedanca karakteristike matet në ohmë dhe varet nga e tillë
parametrat e linjës së komunikimit, të tilla si rezistenca aktive, induktiviteti linear
dhe kapaciteti linear, si dhe në frekuencën e vetë sinjalit. Rezistenca e daljes
Dalja e transmetuesit duhet të përputhet me impedancën e linjës,
përndryshe dobësimi i sinjalit do të jetë tepër i madh.

Imuniteti dhe besueshmëria ndaj zhurmës

Imuniteti i zhurmës së linjës, siç nënkupton edhe emri, përcakton aftësinë e linjës për të përballuar ndikimin e ndërhyrjeve të krijuara në mjedisin e jashtëm ose në përçuesit e brendshëm të vetë kabllit. Imuniteti ndaj zhurmës i një linje varet nga lloji i mediumit fizik të përdorur, si dhe nga mjetet mbrojtëse dhe frenuese të zhurmës të vetë linjës. Më pak rezistente ndaj zhurmës janë linjat e radios, linjat kabllore kanë qëndrueshmëri të mirë dhe linjat e fibrave kanë qëndrueshmëri të shkëlqyer. linja optike i pandjeshëm ndaj rrezatimit elektromagnetik të jashtëm. Në mënyrë tipike, përçuesit janë të mbrojtur dhe/ose të përdredhur për të zvogëluar ndërhyrjen nga fushat e jashtme elektromagnetike.

Lidhja elektrike dhe magnetike janë parametra të kabllove të bakrit që janë gjithashtu rezultat i ndërhyrjes. Lidhja elektrike përcaktohet si raporti i rrymës së induktuar në qarkun e prekur me tensionin që vepron në qarkun ndikues. Lidhja magnetike është raporti i forcës elektromotore të induktuar në qarkun e prekur me rrymën në qarkun e prekur. Rezultati i bashkimit elektrik dhe magnetik janë sinjalet e induktuara (pickup) në qarkun e prekur. Ekzistojnë disa parametra të ndryshëm që karakterizojnë rezistencën e një kablli ndaj kamionçinës.

Crosstalk në fund të afërt (Near End Cross Talk, NEXT) përcakton qëndrueshmërinë e kabllit në rast se ndërhyrja formohet si rezultat i veprimit të një sinjali të gjeneruar nga një transmetues i lidhur me një nga çiftet ngjitur në të njëjtën kohë. fundi i kabllit që është i lidhur me marrësin e çiftuar të prekur (Fig. 8.10). NEXT, e shprehur në decibel, është e barabartë me 10 lg Pout/Pind> ku Pout është fuqia e sinjalit të daljes, Pind është fuqia e sinjalit të induktuar.

Sa më e vogël të jetë vlera NEXT, aq më i mirë është kablloja. Për shembull, për çiftin e përdredhur të kategorisë 5, NEXT duhet të jetë më pak se -27 dB në 100 MHz.

Crosstalk në skajin e largët (Far End Cross Talk, FEXT) ju lejon të vlerësoni rezistencën e kabllit ndaj ndërhyrjeve për rastin kur transmetuesi dhe marrësi janë të lidhur me skaje të ndryshme të kabllit. Natyrisht, ky tregues duhet të jetë më i mirë se NEXT, pasi sinjali arrin në skajin më të largët të kabllit, i dobësuar nga dobësimi i secilës palë.

Treguesit NEXT dhe FEXT zakonisht aplikohen në një kabllo të përbërë nga disa çifte të përdredhura, pasi në këtë rast ndërhyrja e ndërsjellë e një çifti me një tjetër mund të arrijë vlera të konsiderueshme. Për një kabllo të vetme koaksiale (d.m.th., i përbërë nga një bërthamë e vetme e mbrojtur), ky tregues nuk ka kuptim, dhe për një kabllo koaksiale të dyfishtë nuk është gjithashtu i zbatueshëm për shkak të shkallës së lartë të mbrojtjes së secilës bërthamë. Fibrat optike gjithashtu nuk krijojnë ndonjë ndërhyrje të dukshme reciproke.

Për faktin se në disa teknologji të reja të dhënat transmetohen njëkohësisht në disa palë e përdredhur, kohët e fundit, janë përdorur edhe tregues të ndërlidhjes me prefiksin PS (PowerSUM - pickup i kombinuar), si PS NEXT dhe PS FEXT. Këta tregues pasqyrojnë rezistencën e kabllit ndaj fuqisë totale të ndërlidhjes në një nga çiftet e kabllove nga të gjitha çiftet e tjera transmetuese (Fig. 8.11).

Një tregues tjetër praktikisht i rëndësishëm është siguria e kabllove (Atenuation/Crosstalk Ratio, ACR). Siguria përcaktohet si ndryshimi midis niveleve të sinjalit të dobishëm dhe ndërhyrjes. Sa më e lartë të jetë vlera e mbrojtjes së kabllit, aq më e lartë, sipas formulës Shannon, me një potencial më të lartë

shpejtësia mund të transferojë të dhëna por ky kabllo. Në fig. 8.12 tregon një karakteristikë tipike të varësisë së sigurisë së një kablli nga një kabllo çifti i pambrojtur i përdredhur nga frekuenca e sinjalit.

Besueshmëria e transmetimit të të dhënave karakterizon probabilitetin e shtrembërimit të secilit bit të të dhënave të transmetuara. Ndonjëherë i njëjti tregues quhet shkalla e gabimit të bitit (Bit Error Rate, BER). Vlera BER për linjat e komunikimit pa mbrojtje shtesë nga gabimet (për shembull, kodet vetë-korrigjuese ose protokollet me ritransmetim të kornizave të shtrembëruara) zakonisht është 10-4-10-6, në linjat e komunikimit me fibra optike - 10~9. Vlera e besueshmërisë së transmetimit të të dhënave, për shembull 10-4, tregon se, mesatarisht, nga 10,000 bit, vlera e një biti është e shtrembëruar.

Frekuencat e ndërprerjes shpesh konsiderohen frekuenca në të cilat fuqia e sinjalit të daljes përgjysmohet në raport me sinjalin hyrës, që korrespondon me një dobësim prej -3 dB. Siç do të shohim më poshtë, gjerësia e brezit ndikon në masën më të madhe në shpejtësinë maksimale të mundshme të transmetimit të informacionit në linjën e komunikimit. Gjerësia e brezit varet nga lloji i linjës dhe gjatësia e saj. Në fig. 8.13 tregon gjerësinë e brezit të linjave të komunikimit të llojeve të ndryshme, si dhe diapazonin e frekuencës më të përdorur në teknologjinë e komunikimit

Për shembull, meqenëse një protokoll i shtresës fizike përcaktohet gjithmonë për linjat dixhitale, i cili specifikon shpejtësinë e bit-it të transferimit të të dhënave, gjerësia e brezit është gjithmonë e njohur për to - 64 Kbps, 2 Mbps, etj.

Në ato raste, kur është e nevojshme vetëm të zgjidhet se cili nga shumë protokollet ekzistues të përdoret në një linjë të caktuar, karakteristikat e tjera të linjës, si gjerësia e brezit, ndërlidhja, imuniteti ndaj zhurmës, etj., janë shumë të rëndësishme.

Gjerësia e brezit, si shpejtësia e transferimit të të dhënave, matet në bit për sekondë (bps) si dhe në njësi të prejardhura si kilobit për sekondë (Kbps), etj.

Gjerësia e brezit të linjave të komunikimit dhe pajisjeve të rrjetit të komunikimit është tra-
Tradicionalisht matet në bit për sekondë, jo në bajt për sekondë. Kjo për faktin setë dhënat në rrjete transmetohen në mënyrë sekuenciale, domethënë pak nga pak, dhe jo paralelisht, byte, siç ndodh midis pajisjeve brenda një kompjuteri. Këto njësi matësesi kilobit, megabit ose gigabit, në teknologjitë e rrjetit korrespondojnë rreptësisht me fuqitë prej 10(d.m.th., një kilobit është 1000 bit, dhe një megabit është 1,000,000 bit), siç është zakon në të gjitha
degët e shkencës dhe teknologjisë, dhe jo fuqitë e dy afër këtyre numrave, siç është zakonnë programim, ku parashtesa "kilo" është 210 = 1024, dhe "mega" është 220 = 1.048.576.

Shpejtësia e një linje komunikimi varet jo vetëm nga karakteristikat e saj, si p.sh
si dobësimi ashtu edhe gjerësia e brezit, por edhe në spektrin e sinjaleve të transmetuara.
Nëse harmonikat e rëndësishme të sinjalit (d.m.th., ato harmonike, amplituda e të cilave
japin kontributin kryesor në sinjalin që rezulton) bien në brezin e kalimit
linjë, atëherë një sinjal i tillë do të transmetohet mirë nga kjo linjë komunikimi,
dhe marrësi do të jetë në gjendje të njohë saktë informacionin e dërguar nga
transmetues (Fig. 8.14, a). Nëse harmonikat e rëndësishme shkojnë përtej
gjerësia e brezit të linjës së komunikimit, atëherë sinjali do të shtrembërohet ndjeshëm -
Xia, dhe marrësi do të gabojë në njohjen e informacionit (Fig. 8.14, b).

Bits dhe bauds

Zgjedhja e një metode për paraqitjen e informacionit diskret në formën e sinjaleve të dhëna nga
transmetuar në linjën e komunikimit quhet kodim fizik, ose linear.

Spektri i sinjaleve varet nga metoda e zgjedhur e kodimit dhe, në përputhje me rrethanat,
kapaciteti i linjës.

Kështu, për një metodë kodimi, një linjë mund të ketë një të tillë
xhiros, dhe për një tjetër - një tjetër. Për shembull, palë e përdredhur kategori-
rii 3 mund të transmetojë të dhëna me një gjerësi brezi prej 10 Mbps me një mosmarrëveshje
kodimi i shtresës fizike standarde 10VaBe-T dhe 33 Mbit / s me aftësinë për të
Kodimi standard 100Base-T4.

Në përputhje me postulatin bazë të teorisë së informacionit, çdo ndryshim i dukshëm i paparashikueshëm në sinjalin e marrë mbart informacion. Prandaj rrjedh sesinusoid, në të cilin amplituda, faza dhe frekuenca mbeten të pandryshuara, informacioni nuk ështëmbart, pasi ndryshimi i sinjalit, megjithëse ndodh, është absolutisht i parashikueshëm. Në mënyrë të ngjashme, pulset në autobusin e orës së kompjuterit nuk mbajnë informacion,meqenëse ndryshimet e tyre janë gjithashtu konstante në kohë. Por pulset në autobusin e të dhënave nuk mund të parashikohen paraprakisht, kjo i bën ato informuese, ato mbajnë informacion
ndërmjet blloqeve individuale ose pajisjeve të një kompjuteri.

Në shumicën e metodave të kodimit, përdoret një ndryshim në disa parametra të një sinjali periodik - frekuenca, amplituda dhe faza e një sinusoidi, ose shenja e potencialit të një treni pulsi. Një sinjal periodik, parametrat e të cilit mund të ndryshojnë, quhet sinjal bartës, dhe frekuenca e tij, nëse sinjali është sinusoidal, quhet frekuencë bartëse. Procesi i ndryshimit të parametrave të një sinjali bartës në përputhje me informacionin e transmetuar quhet modulim.

Nëse një sinjal ndryshon në atë mënyrë që mund të dallohen vetëm dy nga gjendjet e tij, atëherë çdo ndryshim në të do të korrespondojë me njësinë më të vogël të informacionit - pak. Nëse sinjali mund të ketë më shumë se dy gjendje të dallueshme, atëherë çdo ndryshim në të do të ketë disa pjesë informacioni.

Transmetimi i informacionit diskret në rrjetet e telekomunikacionit kryhet në mënyrë kronike, domethënë, sinjali ndryshon në një interval kohor të caktuar, i quajtur takt. Marrësi i informacionit konsideron se në fillim të çdo cikli, informacion i ri arrin në hyrjen e tij. Në këtë rast, pavarësisht nëse sinjali përsërit gjendjen e ciklit të mëparshëm apo nëse ka një gjendje të ndryshme nga ajo e mëparshme, marrësi merr informacion të ri nga transmetuesi. Për shembull, nëse cikli është 0.3 s, dhe sinjali ka dy gjendje dhe 1 është i koduar me një potencial prej 5 volt, atëherë prania e një sinjali 5 volt në hyrjen e marrësit për 3 sekonda nënkupton marrjen e informacionit të përfaqësuar nga numri binar. 1111111111.

Numri i ndryshimeve në parametrin e informacionit të sinjalit periodik bartës për sekondë matet në baud. Një baud është i barabartë me një ndryshim të parametrit të të dhënave për sekondë. Për shembull, nëse cikli i transmetimit të informacionit është 0,1 sekonda, atëherë sinjali ndryshon me një shpejtësi prej 10 baud. Kështu, shpejtësia e baud-it përcaktohet tërësisht nga madhësia e orës.

Shpejtësia e informacionit matet në bit për sekondë dhe në përgjithësi nuk përputhet me shpejtësinë e baud-it. Mund të jetë ose shpejtësi më e lartë ose më e ulët.

ndryshimet në parametrin e informacionit të matur në baud. Ky raport varet nga numri i gjendjeve të sinjalit. Për shembull, nëse sinjali ka më shumë se dy gjendje të dallueshme, atëherë me cikle të barabarta të orës dhe metodën e duhur të kodimit, shpejtësia e informacionit në bit për sekondë mund të jetë më e lartë se shpejtësia e sinjalit të informacionit.

Le të jenë parametrat e informacionit faza dhe amplituda e sinusoidit, dhe 4 gjendje fazore në 0, 90, 180 dhe 270° dhe dy vlera të amplitudës së sinjalit janë të ndryshme, atëherë sinjali i informacionit mund të ketë 8 gjendje të dallueshme. Kjo do të thotë se çdo gjendje e këtij sinjali mbart informacion në 3 bit. Në këtë rast, një modem që funksionon në 2400 baud (duke ndryshuar sinjalin e informacionit 2400 herë në sekondë) transmeton informacion me një shpejtësi prej 7200 bps, pasi 3 bit informacioni transmetohen me një ndryshim sinjali.

Nëse sinjali ka dy gjendje (d.m.th., ai mbart informacion në 1 bit), atëherë shpejtësia e informacionit zakonisht përkon me numrin e zhurmave. Megjithatë, mund të vërehet edhe e kundërta, kur shpejtësia e informacionit është më e ulët se shkalla e ndryshimit të sinjalit të informacionit në baud. Kjo ndodh kur, për njohje të besueshme nga marrësi i informacionit të përdoruesit, çdo bit në sekuencë kodohet nga disa ndryshime në parametrin e informacionit të sinjalit bartës. Për shembull, kur kodoni një vlerë biti të vetëm me një impuls polariteti pozitiv dhe një vlerë bit zero me një puls polariteti negativ sinjal fizik ndryshon gjendjen e tij dy herë me çdo bit të transmetuar. Me këtë kodim, shpejtësia e linjës në bit për sekondë është dy herë më e ulët se në baud.

Sa më e lartë të jetë frekuenca e sinjalit periodik të bartësit, aq më e lartë mund të jetë frekuenca e modulimit dhe aq më e lartë mund të jetë gjerësia e brezit të lidhjes së komunikimit.

Sidoqoftë, nga ana tjetër, me një rritje të frekuencës së një sinjali bartës periodik, gjerësia e spektrit të këtij sinjali gjithashtu rritet.

Linja e transmeton këtë spektër të sinusoideve me ato shtrembërime që përcaktohen nga gjerësia e brezit të saj. Sa më e madhe të jetë mospërputhja midis gjerësisë së brezit të linjës dhe gjerësisë së brezit të sinjaleve të informacionit të transmetuar, aq më shumë sinjalet janë të shtrembëruara dhe aq më shumë mund të ketë gabime në njohjen e informacionit nga pala marrëse, që do të thotë se shkalla e mundshme e transmetimit të informacionit është më pak.

Raporti i gjerësisë së brezit kundrejt xhiros

Marrëdhënia midis gjerësisë së brezit të një linje dhe gjerësisë së brezit të saj, pavarësisht nga metoda e pranuar e kodimit fizik, u krijua nga Claude Shannon:

C \u003d F log 2 (1 + Rs / Rsh) -

Këtu C është gjerësia e brezit të linjës në bit për sekondë, F është gjerësia e brezit të linjës në herc, Pc është fuqia e sinjalit, Rsh është fuqia e zhurmës.

Nga kjo marrëdhënie rezulton se nuk ka kufi teorik për xhiron e një lidhjeje fikse me gjerësi bande. Sidoqoftë, në praktikë ekziston një kufi i tillë. Në të vërtetë, është e mundur të rritet kapaciteti i linjës duke rritur fuqinë e transmetuesit ose duke zvogëluar fuqinë e zhurmës (ndërhyrjes) në linjën e komunikimit. Të dy këta komponentë janë shumë të vështirë për t'u ndryshuar. Rritja e fuqisë së transmetuesit çon në një rritje të konsiderueshme të madhësisë dhe kostos së tij. Reduktimi i zhurmës kërkon përdorimin e kabllove speciale me të mira ekranet mbrojtëse, e cila është shumë e shtrenjtë, si dhe reduktimi i zhurmës në transmetues dhe pajisje të ndërmjetme, gjë që nuk është e lehtë për t'u arritur. Përveç kësaj, efekti i fuqive të dobishme të sinjalit dhe zhurmës në xhiros është i kufizuar nga një varësi logaritmike, e cila nuk është aq e shpejtë sa ajo proporcionale e drejtpërdrejtë. Kështu, për një raport fillestar mjaft tipik të fuqisë së sinjalit ndaj fuqisë së zhurmës prej 100 herë, dyfishimi i fuqisë së transmetuesit do të japë vetëm një rritje prej 15% në kapacitetin e linjës.

Në thelb afër formulës Shannon është një raport tjetër i marrë nga Nyquist, i cili gjithashtu përcakton xhiros maksimale të mundshme të linjës së komunikimit, por pa marrë parasysh zhurmën në linjë:

C = 2 Flog2 M.

Këtu M është numri i gjendjeve të dallueshme të parametrit të informacionit.

Nëse sinjali ka dy gjendje të dallueshme, atëherë gjerësia e brezit është e barabartë me dyfishin e gjerësisë së brezit të linjës së komunikimit (Fig. 8.15, a). Nëse transmetuesi përdor më shumë se dy gjendje të qëndrueshme sinjali për të koduar të dhënat, atëherë kapaciteti i linjës rritet, pasi transmetuesi transmeton disa pjesë të të dhënave burimore në një cikël funksionimi, për shembull, 2 bit në prani të katër gjendjeve të dallueshme të sinjalit (Fig. 8.15, b).

Edhe pse formula Nyquist nuk merr parasysh në mënyrë eksplicite praninë e zhurmës, në mënyrë indirekte
ndikimi i tij reflektohet në zgjedhjen e numrit të gjendjeve të sinjalit të informacionit
para të gatshme. Për të rritur qarkullimin e linjës së komunikimit, do të ishte e nevojshme të rritet numri i gjendjeve, por në praktikë kjo parandalohet nga zhurma në linjë. Për shembull, gjerësia e brezit të linjës, sinjali i së cilës është treguar në Fig. 8.15, b, mund të dyfishohet përsëri duke përdorur jo 4, por 16 nivele për kodimin e të dhënave. Sidoqoftë, nëse amplituda e zhurmës herë pas here tejkalon diferencën midis niveleve ngjitur, atëherë marrësi nuk do të jetë në gjendje të njohë në mënyrë të qëndrueshme të dhënat e transmetuara. Prandaj, numri i gjendjeve të mundshme të sinjalit në fakt është i kufizuar nga raporti i fuqisë së sinjalit ndaj zhurmës, dhe formula Nyquist përcakton shpejtësinë maksimale të të dhënave në rastin kur numri i gjendjeve tashmë është zgjedhur duke marrë parasysh aftësitë e njohjes së qëndrueshme nga marrësi.

Çift i përdredhur i mbrojtur dhe i pambrojtur

palë e përdredhur quhet një palë tela të përdredhur. Ky lloj i mediumit të transmetimit është shumë i popullarizuar dhe përbën bazën e një numri të madh kabllosh të brendshëm dhe të jashtëm. Një kabllo mund të përbëhet nga disa çifte të përdredhura (kabllot e jashtme ndonjëherë përmbajnë deri në disa dhjetëra çifte të tilla).

Përdredhja e telave zvogëlon ndikimin e ndërhyrjes së jashtme dhe të ndërsjellë në sinjalet e dobishme të transmetuara mbi kabllo.

Karakteristikat kryesore të dizajnit të kabllove janë paraqitur në mënyrë skematike në fig. 8.16.

Kabllot e çifteve të përdredhura janë simetrike , domethënë ato përbëhen nga dy përçues strukturorë identikë. Një kabllo e balancuar e çifteve të përdredhur mund të jetë ose të mbrojtura, dhe të pambrojtur.

Është e nevojshme të bëhet dallimi midis elektrike izolimi i bërthamave përçuese, i cili është i pranishëm në çdo kabllo, ngaelektromagnetikeizolim. E para përbëhet nga një shtresë dielektrike jo përcjellëse - letër ose një polimer si klorur polivinil ose polistiren. Në rastin e dytë, përveç izolimit elektrik, bërthamat përçuese vendosen edhe në brendësi të mburojës elektromagnetike, e cila më së shpeshti përdoret si gërshet përçues bakri.

Bazuar në kabllopalë e përdredhur e pambrojtur,përdoret për instalime elektrike

brenda objektit, është i ndarë sipas standardeve ndërkombëtare në kategoritë (nga 1 në 7).

Kabllot e kategorisë 1 përdoren aty ku kërkesat për shpejtësinë e transmetimit
minimale. Zakonisht është një kabllo për transmetimin e zërit dixhital dhe analog.
dhe transmetimin e të dhënave me shpejtësi të ulët (deri në 20 Kbps). Deri në vitin 1983, kjo ishte
Një lloj i ri kabllo për instalime elektrike telefonike.

Kabllot e kategorisë 2 u përdorën për herë të parë nga IBM në ndërtim
sistemi i vet kabllor. Kërkesa kryesore për kabllot e kësaj kategorie është
rii - aftësia për të transmetuar sinjale me një spektër deri në 1 MHz.

Kabllot e kategorisë 3 u standardizuan në 1991. Standardi EIA-568
përcaktoi karakteristikat elektrike të kabllove për frekuencat në diapazonin deri në
16 MHz. Kabllot e kategorisë 3 të dizajnuara si për transmetimin e të dhënave dhe
dhe për transmetimin e zërit, tani përbëjnë bazën e shumë sistemeve kabllore
ndërtesat.

Kabllot e kategorisë 4 janë një version pak i përmirësuar i
kabllot e kategorisë 3. Kabllot e kategorisë 4 duhet t'i rezistojnë provave për një orë -
Transmetimi i sinjalit 20 MHz siguron rritje të imunitetit ndaj zhurmës
vost dhe humbje të ulët të sinjalit. Në praktikë, ato përdoren rrallë.

Kabllot e kategorisë 5 janë projektuar posaçërisht për të mbështetur të lartë
protokollet e shpejtësisë. Karakteristikat e tyre përcaktohen në intervalin deri në
100 MHz. Shumica e teknologjive me shpejtësi të lartë (FDDI, Fast Ethernet,
ATM dhe Gigabit Ethernet) udhëhiqen nga përdorimi i një kablloje çift të përdredhur
5. Kablloja e kategorisë 5 ka zëvendësuar kabllon e kategorisë 3, dhe sot
të gjitha sistemet e reja kabllore të ndërtesave të mëdha janë ndërtuar mbi këtë lloj
kabllo (e kombinuar me fibra optike).

Kabllot zënë një vend të veçantë kategoritë 6 dhe 7, të cilat industria filloi të prodhojë relativisht kohët e fundit. Kablloja e kategorisë 6 është specifikuar deri në 250 MHz dhe kablloja e kategorisë 7 është specifikuar deri në 600 MHz. Kabllot e kategorisë 7 duhet të jenë të mbrojtura, si çdo palë ashtu edhe i gjithë kablloja në tërësi. Kablloja e kategorisë 6 mund të jetë ose e mbrojtur ose e pambrojtur. Qëllimi kryesor i këtyre kabllove është të mbështesin protokollet me shpejtësi të lartë në kabllot më të gjata se kabllot UTP të kategorisë 5.

Të gjitha kabllot UTP, pavarësisht nga kategoria e tyre, janë të disponueshme në konfigurim me 4 çifte. Secila nga katër çiftet e kabllove ka një ngjyrë të veçantë dhe hap të kthesës. Në mënyrë tipike, dy palë janë për transmetimin e të dhënave dhe dy janë për transmetimin e zërit.

kabllo me fije optike

kabllo me fije optikepërbëhet nga fibra të holla (5-60 mikron) fleksibël qelqi (udhëzues të dritës me fibra) përmes të cilave përhapen sinjalet e dritës. Ky është lloji më cilësor i kabllit - siguron transmetimin e të dhënave me një shpejtësi shumë të lartë (deri në 10 Gb/s dhe më të lartë) dhe, për më tepër, më mirë se llojet e tjera të mediumeve të transmetimit, siguron mbrojtje të të dhënave nga ndërhyrjet e jashtme (për shkak të natyra e përhapjes së dritës, sinjale të tilla janë të lehta për t'u mbrojtur).

Çdo udhëzues drite përbëhet nga një përcjellës qendror i dritës (bërthamë) - një fibër qelqi dhe një guaskë qelqi, e cila ka një indeks thyes më të ulët se bërthama. Duke u përhapur nëpër bërthamë, rrezet e dritës nuk shkojnë përtej kufijve të saj, duke u reflektuar nga shtresa mbuluese e guaskës. Në varësi të shpërndarjes së indeksit të thyerjes dhe madhësisë së diametrit të bërthamës, ekzistojnë:

fibër multimodale me indeks thyes të shkallëzuar (Fig. 8.17, a)\

fibër multimodale me një ndryshim të qetë në indeksin e thyerjes (Fig. 8.17, b)\

fibër me një modalitet (Fig. 8.17, në).

Koncepti i "modës" përshkruan mënyrën e përhapjes së rrezeve të dritës në thelbin e kabllit.

Në kabllo me një modalitet(Single Mode Fiber, SMF) përdor një përcjellës qendror me diametër shumë të vogël, në përpjesëtim me gjatësinë e valës së dritës - nga 5 në 10 mikron. Në këtë rast, pothuajse të gjitha rrezet e dritës përhapen përgjatë boshtit optik të fibrës pa u reflektuar nga përcjellësi i jashtëm. Duke bërë mbi

AT kabllot multimode(Multi Mode Fiber, MMF) përdor bërthama të brendshme më të gjera që janë më të lehta për t'u prodhuar teknologjikisht. Në kabllot multimode, ka disa rreze drite në përcjellësin e brendshëm në të njëjtën kohë, duke reflektuar nga përcjellësi i jashtëm në kënde të ndryshme. Këndi i reflektimit të rrezes quhet modës rreze. Në kabllot multimodale me një ndryshim të qetë në indeksin e thyerjes, mënyra e reflektimit të rrezeve ka një karakter kompleks. Ndërhyrja që rezulton degradon cilësinë e sinjalit të transmetuar, gjë që çon në shtrembërim të pulseve të transmetuara në një fibër optike multimode. Per kete arsye specifikimet kabllot multimode janë më të këqija se kabllot me një modalitet.

Si rezultat, kabllot multimode përdoren kryesisht për transmetimin e të dhënave me shpejtësi jo më shumë se 1 Gb / s në distanca të shkurtra (deri në 300-2000 m), dhe kabllot me një modalitet përdoren për transmetimin e të dhënave me shpejtësi ultra të larta. disa dhjetëra gigabit për sekondë (dhe kur përdorni teknologjinë DWDM - deri në disa terabit për sekondë) në distanca deri në disa dhjetëra dhe madje qindra kilometra (komunikim në distanca të gjata).

Si burime drite në kabllot me fibra optike përdoren:

LED, ose dioda që lëshojnë dritë (Light Emitted Diode, LED);

lazer gjysmëpërçues, ose dioda lazer.

Për kabllot me një modalitet, përdoren vetëm diodat lazer, pasi me një diametër kaq të vogël të fibrës optike, fluksi i dritës i krijuar nga LED nuk mund të drejtohet në fibër pa humbje të mëdha - ai ka një model rrezatimi tepër të gjerë, ndërsa dioda lazer është e ngushtë. Emituesit më të lirë LED përdoren vetëm për kabllot multimode.

Kostoja e kabllove me fibra optike nuk është shumë më e lartë se kostoja e kabllove të çifteve të përdredhura, por puna e instalimit me fibra optike është shumë më e shtrenjtë për shkak të kompleksitetit të operacioneve dhe kostos së lartë të pajisjeve të instalimit të përdorura.

gjetjet

Në varësi të llojit të pajisjeve të ndërmjetme, të gjitha linjat e komunikimit ndahen në analoge dhe dixhitale. Në linjat analoge, pajisjet e ndërmjetme janë krijuar për të përforcuar sinjalet analoge. Linjat analoge përdorin multipleksimin e frekuencës.

Në linjat e komunikimit dixhital, sinjalet e transmetuara kanë një numër të kufizuar gjendjesh. Në linja të tilla, përdoren pajisje speciale të ndërmjetme - rigjenerues, të cilët përmirësojnë formën e pulseve dhe sigurojnë risinkronizimin e tyre, domethënë rivendosin periudhën e përsëritjes së tyre. Pajisjet e ndërmjetme për multipleksimin dhe ndërrimin e rrjeteve parësore funksionojnë në parimin e shumëfishimit të kohës së kanaleve, kur çdo kanali me shpejtësi të ulët i ndahet një pjesë e caktuar e kohës (slot kohore ose kuantike) të një kanali me shpejtësi të lartë.

Gjerësia e brezit përcakton gamën e frekuencave që transmetohen nga lidhja me dobësim të pranueshëm.

Rrjedha e një linje komunikimi varet nga parametrat e saj të brendshëm, në veçanti, gjerësia e brezit, parametrat e jashtëm - niveli i ndërhyrjes dhe shkalla e zbutjes së ndërhyrjes, si dhe metoda e pranuar e kodimit të të dhënave diskrete.

Formula Shannon përcakton xhiron maksimale të mundshme të një linje komunikimi për vlera fikse të gjerësisë së brezit të linjës dhe raportit të fuqisë së sinjalit ndaj zhurmës.

Formula Nyquist shpreh xhiros maksimale të mundshme të një linje komunikimi përmes gjerësisë së brezit dhe numrit të gjendjeve të sinjalit të informacionit.

Kabllot e çifteve të përdredhura ndahen në të pambrojtur (UTP) dhe të mbrojtura (STP). Kabllot UTP janë më të lehta për t'u prodhuar dhe instaluar, por kabllot STP ofrojnë një nivel më të lartë sigurie.

Kabllot me fibra optike kanë karakteristika të shkëlqyera elektromagnetike dhe mekanike, disavantazhi i tyre është kompleksiteti dhe kostoja e lartë e punës së instalimit.

1. Si është një lidhje e ndryshme nga një kanal komunikimi i përbërë?
   1. A mund të përbëhet një kanal i përbërë nga lidhje? Dhe anasjelltas?
   2. Mund kanal dixhital transmetoni të dhëna analoge?
   3. Cilat tipare të karakteristikave të linjës së komunikimit përfshijnë: nivelin e zhurmës, gjerësinë e brezit, kapacitetin linear?
   4. Çfarë masash mund të merren për të rritur shpejtësinë e informacionit të lidhjes:

o Zvogëloni gjatësinë e kabllit;

o zgjidhni një kabllo me më pak rezistencë;

o zgjidhni një kabllo me një gjerësi bande më të gjerë;

o Aplikoni një metodë kodimi me spektër më të ngushtë.

1. Pse nuk është gjithmonë e mundur të rritet kapaciteti i kanalit duke rritur numrin e gjendjeve të sinjalit të informacionit?
   1. Çfarë mekanizmi përdoret për të shtypur ndërhyrjet në kabllo UTP?
   2. Cili kabllo transmeton sinjale më mirë - me një vlerë më të lartë parametri NEXT apo me më pak?
   3. Sa është gjerësia e spektrit të një impulsi ideal?
   4. Emërtoni llojet e kabllove optike.
   5. Çfarë ndodh nëse ndryshoni kabllon në një rrjet pune Kabllo UTP STP ? Opsionet e përgjigjes:

О në rrjet, përqindja e kornizave të shtrembëruara do të ulet, pasi ndërhyrja e jashtme do të shtypet në mënyrë më efektive;

Oh asgjë nuk do të ndryshojë;

O në rrjet, proporcioni i kornizave të shtrembëruara do të rritet, pasi rezistenca e daljes së transmetuesve nuk përputhet me rezistencën e kabllit.

1. Pse është problematike përdorimi i kabllove me fibra optike në një nënsistem horizontal?
   1. Sasitë e njohura janë:

Rreth fuqisë minimale të transmetuesit P out (dBm);

О dobësimi i kabllit A (dB/km);

Rreth pragut të ndjeshmërisë së marrësit Pin (dBm).

Kërkohet të gjendet gjatësia maksimale e mundshme e linjës së komunikimit në të cilën sinjalet transmetohen normalisht.

1. Cili do të ishte kufiri teorik i shpejtësisë së të dhënave në bit për sekondë mbi një lidhje me një gjerësi brezi prej 20 kHz nëse fuqia e transmetuesit është 0,01 mW dhe fuqia e zhurmës në lidhje është 0,0001 mW?
   1. Përcaktoni kapacitetin e një lidhjeje dupleks për çdo drejtim nëse gjerësia e brezit të saj dihet të jetë 600 kHz dhe metoda e kodimit përdor 10 gjendje sinjali.
   2. Llogaritni vonesën e përhapjes së sinjalit dhe vonesën e transmetimit të të dhënave për rastin e një transmetimi të paketave 128 bajtë (supozoni se shpejtësia e përhapjes së sinjalit është e barabartë me shpejtësinë e dritës në një vakum prej 300,000 km/s):

O mbi një kabllo çifti të përdredhur 100 m me një shpejtësi transmetimi prej 100 Mbps;

O mbi një kabllo koaksiale 2 km të gjatë me një shpejtësi transmetimi prej 10 Mbps;

O nëpërmjet një kanali satelitor me një gjatësi prej 72,000 km me një shpejtësi transmetimi prej 128 Kbps.

1. Llogaritni shpejtësinë e lidhjes nëse e dini që frekuenca e orës së transmetuesit është 125 MHz dhe sinjali ka 5 gjendje.
   1. Marrës dhe transmetues përshtatës rrjeti i lidhur me çifte kabllosh ngjitur UTP. Sa është fuqia e ndërhyrjes së induktuar në hyrjen e marrësit nëse transmetuesi ka një fuqi prej 30 dBm, dhe eksponenti TJETËR kabllo është -20 dB?
   2. Le të dihet se modemi transmeton të dhëna në modalitetin dupleks me një shpejtësi prej 33.6 Kbps. Sa gjendje ka sinjali i tij nëse gjerësia e brezit të linjës së komunikimit është 3.43 kHz?

Faqe 20

Llojet kryesore të linjave të komunikimit ndahen në me tela dhe me valë. Në linjat e komunikimit me tela, mediumi fizik përmes të cilit përhapen sinjalet formon një lidhje mekanike midis marrësit dhe transmetuesit. Linjat e komunikimit me valë karakterizohen nga fakti se nuk ka lidhje mekanike midis transmetuesit dhe marrësit, dhe bartësi i informacionit janë valët elektromagnetike që përhapen në mjedis.

Linjat e komunikimit me tela

Sipas karakteristikave të projektimit, linjat e telit ndahen në:

ajri, të cilët janë tela pa asnjë mbështjellës izolues ose mbrojtës, të vendosur ndërmjet shtyllave dhe të varura në ajër;
kabllo, të cilat përbëhen nga përçues të mbyllur, si rregull, në disa shtresa izolimi.

Linjat ajrore tradicionalisht bartin sinjale telefonike ose telegrafike, por në mungesë të opsioneve të tjera, këto linja përdoren për të transmetuar të dhëna kompjuterike. Karakteristikat e shpejtësisë dhe imuniteti ndaj zhurmës të këtyre linjave lënë shumë për të dëshiruar. Linjat e komunikimit me tela po zëvendësohen shpejt nga ato kabllore.

Linjat e komunikimit elektrik kabllor ndahen në tre lloje kryesore: një kabllo e bazuar në çifte të përdredhura tela bakri, një kabllo koaksiale me një bërthamë bakri dhe gjithashtu një kabllo me fibër optike.

Një palë tela të përdredhur quhet një palë e përdredhur. Telat janë të përdredhur për të eliminuar ndikimin e ndërsjellë ndërmjet rrymat elektrike në përçues. Çifti i përdredhur ekziston në një version të mbrojtur, kur një palë tela bakri janë të mbështjellë në një ekran izolues dhe të pambrojtur, kur nuk ka mbështjellës izolues. Një ose më shumë çifte të përdredhura bashkohen në kabllo të veshura.

Çifti i përdredhur i pambrojtur ka një gamë të gjerë aplikimesh. Përdoret si në rrjetet telefonike ashtu edhe në ato kompjuterike. Aktualisht, kablloja UTP është një mjet popullor për transmetimin e informacionit në distanca të shkurtra [rreth 100 metra]. Kabllot me çifte të përdredhura ndahen në 5 kategori sipas karakteristikave elektrike dhe mekanike. Në rrjetet kompjuterike përdoren gjerësisht kabllot e kategorive 3 dhe 5, të cilat përshkruhen në standardin amerikan EIA / TIA-568A.

Kablloja e kategorisë 3 është projektuar për transmetimin e të dhënave me shpejtësi të ulët. Për të, përcaktohet zbutja në një frekuencë prej 16 MHz dhe nuk duhet të jetë më e ulët se 13.1 dB me një gjatësi kabllore prej 100 metrash. Kablloja me çifte të përdredhura të kategorisë 5 karakterizohet nga një zbutje prej të paktën 22 dB për një frekuencë prej 100 MHz me një gjatësi kabllore jo më shumë se 100 metra. Frekuenca 100 MHz u zgjodh sepse kablloja e kësaj kategorie është e destinuar për transmetimin e të dhënave me shpejtësi të lartë, sinjalet e të cilave kanë harmonikë të konsiderueshme me një frekuencë afërsisht 100 MHz.

Të gjitha kabllot UTP, pavarësisht nga kategoria e tyre, janë të disponueshme në konfigurim me 4 çifte. Secila nga katër çiftet ka një ngjyrë të veçantë dhe një hap të kthesës. Përparësitë e kabllove UTP përfshijnë:

fleksibilitet kabllor, i cili thjeshton instalimin e një linje komunikimi;
kosto e ulët me një xhiro mjaft të lartë [deri në 1 Gb / s].

Disavantazhet e kabllove të palëve të përdredhura të pambrojtura janë:

imunitet i ulët ndaj zhurmës;
kufizim i fortë i gjatësisë së kabllit.

Kablloja me çifte të përdredhura të mbrojtura STP mbron mirë sinjalet e transmetuara nga ndërhyrja dhe gjithashtu rrezaton më pak valë elektromagnetike në pjesën e jashtme. Sidoqoftë, prania e një mburoje të tokëzuar rrit koston e kabllit dhe ndërlikon shtrimin e tij, pasi kërkon tokëzim me cilësi të lartë. Kablloja STP përdoret kryesisht për të transmetuar informacione diskrete dhe zëri nuk transmetohet mbi të.

Standardi primar që përcakton parametrat STP është standardi i pronarit IBM. Në këtë standard, kabllot nuk ndahen në kategori, por në lloje. Lloji 1 është afërsisht i barabartë me UTP të kategorisë 5. Ai përbëhet nga 2 palë tela bakri të bllokuar të mbrojtur me një bishtalec përçues që është i tokëzuar. Kablloja IBM e tipit 2 është një kabllo e tipit 1 me 2 palë tela zanore të pambrojtura të shtuara. Jo të gjitha llojet standarde të IBM janë STP.

Një kabllo koaksiale përbëhet nga dy përçues koncentrikë të izoluar nga njëri-tjetri, nga të cilët ai i jashtëm duket si një tub. Për shkak të këtij dizajni, kablloja koaksiale është më pak e ndjeshme ndaj ndikimeve të jashtme elektromagnetike, kështu që mund të përdoret me shpejtësi më të larta të të dhënave. Për më tepër, këto kabllo, për shkak të bërthamës qendrore relativisht të trashë, karakterizohen nga një dobësim minimal i sinjalit elektrik, i cili lejon që informacioni të transmetohet në distanca mjaft të gjata. Gjerësia e brezit të një kablloje koaksiale mund të jetë më shumë se 1 GHz/km dhe dobësimi mund të jetë më pak se 20 dB/km në 1 GHz.

Ekzistojnë një numër i madh i llojeve të kabllove koaksiale që përdoren në rrjete të llojeve të ndryshme - telefon, televizor dhe kompjuter. Në rrjetet LAN përdoren dy lloje kabllosh: kabllo koaksiale e hollë dhe kabllo koaksiale e trashë.

Kablloja e hollë koaksiale ka një diametër të jashtëm prej rreth 5 mm, dhe diametri i telit qendror të bakrit është 0.89 mm. Ky kabllo është krijuar për të transmetuar sinjale me një spektër deri në 10 MHz në një distancë deri në 185 metra.

Kablloja e trashë koaksiale ka një diametër të jashtëm prej rreth 10 mm, dhe diametri i telit qendror të bakrit është 2.17 mm. Ky kabllo është projektuar për të transmetuar sinjale me një spektër deri në 10 MHz në një distancë deri në 500 metra.

Një kabllo koaksiale e hollë ka karakteristika mekanike dhe elektrike më të dobëta sesa një kabllo koaksiale e trashë, por për shkak të fleksibilitetit të saj, është më i përshtatshëm për instalim.

Një kabllo koaksiale është disa herë më e shtrenjtë se një kabllo e çiftit të përdredhur, dhe për sa i përket karakteristikave është inferior, në veçanti, ndaj një kablloje me fibra optike, kështu që përdoret gjithnjë e më pak në ndërtimin e një sistemi komunikimi të rrjeteve kompjuterike.

Kabllot me fibra optike përbëhen nga një përcjellës qendror i dritës [bërthamë] - një fibër xhami e rrethuar nga një shtresë tjetër xhami - një mbështjellës që ka një indeks thyes më të ulët se bërthama. Duke u përhapur përmes bërthamës, rrezet e dritës nuk shkojnë përtej kufijve të saj, duke u reflektuar nga guaska. Çdo fibër qelqi transmeton sinjale vetëm në një drejtim.

Në varësi të shpërndarjes së indeksit të thyerjes dhe madhësisë së diametrit të bërthamës, ekzistojnë:

fibër multimodale me indeks thyes të shkallëzuar;
fibër multimodale me një ndryshim të qetë në indeksin e thyerjes;
fibër me një modalitet të vetëm.

Një kabllo me një modalitet përdor një përcjellës qendror me diametër shumë të vogël, në përpjesëtim me gjatësinë e valës së gjatë të dritës - nga 5 në 10 mikron. Në këtë rast, pothuajse të gjitha rrezet përhapen përgjatë boshtit optik të bërthamës pa u reflektuar nga veshja. Gjerësia e brezit të një kablloje me një modalitet është shumë e gjerë - deri në qindra gigahertz për kilometër. Prodhimi i fibrave të hollë të cilësisë së lartë për një kabllo me një modalitet është një proces kompleks teknologjik, gjë që e bën kabllon mjaft të shtrenjtë.

Kabllot multimode përdorin bërthama të brendshme më të gjera që janë më të lehta për t'u prodhuar teknologjikisht. Standardet përcaktojnë dy kabllot multimodale më të zakonshme: 62,5/125 µm dhe 50/125 µm, 62,5 µm ose 50 µm është diametri i përcjellësit qendror dhe 125 µm është diametri i përcjellësit të jashtëm.

Në kabllot me shumë mënyra, ka rreze të shumta drite në përcjellësin e brendshëm në të njëjtën kohë që reflektojnë nga përcjellësi i jashtëm. Këndi i reflektimit të përcjellësit quhet mënyra e rrezes. Kabllot multimode kanë një gjerësi brezi më të ngushtë - nga 500 në 800 MHz/km. Ngushtimi i brezit ndodh për shkak të humbjes së energjisë së dritës gjatë reflektimeve, si dhe për shkak të ndërhyrjes së rrezeve të mënyrave të ndryshme.

Si burime të emetimit të dritës në kabllot me fibra optike, përdoren këto:

LED;
lazer.

LED mund të lëshojnë dritë me një gjatësi vale prej 0,85 dhe 1,3 mikron. Emituesit e laserit funksionojnë në gjatësi vale 1.3 dhe 1.55 µm. Shpejtësia e lazerëve modernë bën të mundur modulimin e fluksit të dritës me frekuenca 10 GHz dhe më të larta.

Kabllot me fibra optike kanë karakteristika të shkëlqyera elektromagnetike dhe mekanike, disavantazhi i tyre është kompleksiteti dhe kostoja e lartë e punës së instalimit.

Linjat e komunikimit pa tela

Tabela përmban informacion në lidhje me diapazonin e lëkundjeve elektromagnetike të përdorura në kanalet e komunikimit me valë.

Tokësore dhe komunikimet satelitore gjeneruar nga një transmetues dhe marrës i valëve të radios. Valët e radios janë lëkundje elektromagnetike me një frekuencë f më të vogël se 6000 GHz [me një gjatësi vale l më të madhe se 100 mikron]. Marrëdhënia ndërmjet gjatësisë së valës dhe frekuencës jepet nga

f = c/lambda ku c = 3*10 8 m/s është shpejtësia e dritës në vakum.

Për të transmetuar informacion, komunikimi radio përdoret kryesisht kur komunikimi kabllor nuk është i mundur - për shembull:

kur kanali kalon nëpër një zonë me popullsi të rrallë ose të vështirë për t'u arritur;
për të komunikuar me abonentë celularë si një shofer taksie, një mjek ambulance.

Disavantazhi kryesor i komunikimit radio është imuniteti i tij i dobët ndaj zhurmës. Kjo vlen kryesisht për diapazonin me frekuencë të ulët të valëve të radios. Sa më e lartë të jetë frekuenca e funksionimit, aq më i madh është kapaciteti [numri i kanaleve] i sistemit të komunikimit, por aq më të vogla janë distancat kufitare në të cilat është i mundur transmetimi i drejtpërdrejtë midis dy pikave. Arsyet e para lindin një prirje drejt zhvillimit të diapazoneve të reja të frekuencave më të larta. Megjithatë, valët e radios me një frekuencë që tejkalon 30 GHz mund të funksionojnë për distanca jo më shumë se ose në rendin prej 5 km për shkak të thithjes së valëve të radios në atmosferë.

Për transmetim në distanca të gjata, përdoret një zinxhir stacionesh radiorele [rele], të ndarë nga njëri-tjetri me një distancë deri në 40 km. Çdo stacion ka një kullë me një marrës dhe transmetues të valëve të radios, merr një sinjal, e amplifikon atë dhe e transmeton atë në stacionin tjetër. Antenat me drejtim përdoren për të rritur fuqinë e sinjalit dhe për të zvogëluar efektin e ndërhyrjes.

Komunikimi satelitor ndryshon nga radio stafeta në atë që një satelit artificial i Tokës vepron si një përsëritës. Ky lloj komunikimi siguron një cilësi më të lartë të informacionit të transmetuar pasi kërkon një numër më të vogël të nyjeve të ndërmjetme në mënyrën e transmetimit të informacionit. Shpesh përdoret një kombinim i radio stafetës dhe komunikimeve satelitore.

Rrezatimi infra i kuq dhe i valës milimetrike përdoren në distanca të shkurtra në njësitë e telekomandës. Disavantazhi kryesor i rrezatimit në këtë varg është se ai nuk kalon nëpër barrierë. Ky disavantazh është gjithashtu një avantazh kur rrezatimi në një dhomë nuk ndërhyn me rrezatimin në një tjetër. Kjo frekuencë nuk kërkon leje. Ky është një kanal i shkëlqyer për transmetimin e të dhënave në ambiente të mbyllura.

Gama e dukshme përdoret gjithashtu për transmetim. Në mënyrë tipike, burimi i dritës është një lazer. Rrezatimi koherent fokusohet lehtësisht. Megjithatë, shiu ose mjegulla e prishin marrëveshjen. Transmetimi mund të prishet edhe nga rrymat e konvekcionit në çati që ndodhin në një ditë të nxehtë.

Linja e komunikimit (Fig. 3.7) përgjithësisht përbëhet nga një medium fizik nëpërmjet të cilit transmetohen sinjalet e informacionit elektrik, pajisjet e transmetimit të të dhënave dhe pajisjet e ndërmjetme. Një sinonim për termin "linjë komunikimi" është termi "kanal komunikimi".

Oriz. 3.7. Përbërja e linjës së komunikimit

Mjeti fizik për transmetimin e të dhënave është një kabllo, domethënë një grup telash, mbështjellës dhe lidhës izolues dhe mbrojtës, si dhe atmosfera e tokës ose hapësira e jashtme përmes së cilës përhapen valët elektromagnetike.

Në varësi të mjetit të transmetimit të të dhënave, linjat e komunikimit (Fig. 3.8) ndahen në:

Wired (ajër);

Kabllo (bakri dhe fibra optike);

Kanalet radio të komunikimeve tokësore dhe satelitore.

Oriz. 3.8. Llojet e linjave të komunikimit

Linjat e komunikimit me tela (të sipërme) janë tela pa asnjë gërsheta izoluese ose mbrojtëse, të vendosura midis shtyllave dhe të varura në ajër. Linja të tilla komunikimi tradicionalisht bartin sinjale telefonike ose telegrafike, por në mungesë të mundësive të tjera, këto linja përdoren edhe për transmetimin e të dhënave kompjuterike. Cilësitë e shpejtësisë dhe imuniteti ndaj zhurmës të këtyre linjave lënë shumë për të dëshiruar. Sot, linjat e komunikimit me tela po zëvendësohen me shpejtësi nga ato kabllore.

Linjat kabllore janë një strukturë mjaft komplekse. Kabllo përbëhet nga përçues të mbyllur në disa shtresa izolimi: elektrike, elektromagnetike, mekanike dhe ndoshta edhe klimatike. Për më tepër, kablloja mund të pajiset me lidhës që ju lejojnë të lidhni shpejt pajisje të ndryshme me të. Ekzistojnë tre lloje kryesore të kabllove që përdoren në rrjetet kompjuterike: kabllot e bakrit me çifte të përdredhura, kabllot koaksiale me bërthamë bakri dhe kabllot me fibra optike.

Një palë tela të përdredhur quhet një palë e përdredhur. Çifti i përdredhur ekziston në një version të mbrojtur (STP), kur një palë tela bakri është e mbështjellë me një mburojë izoluese dhe të pambrojtur (UTP), kur nuk ka mbështjellës izolues. Përdredhja e telave zvogëlon ndikimin e ndërhyrjes së jashtme në sinjalet e dobishme të transmetuara mbi kabllo. Kablloja koaksiale ka një dizajn asimetrik dhe përbëhet nga një bërthamë e brendshme bakri dhe një bishtalec i ndarë nga bërthama me një shtresë izolimi. Ekzistojnë disa lloje të kabllove koaksiale që ndryshojnë në karakteristika dhe aplikime - për rrjetet lokale, për rrjetet globale, për televizion kabllor. Kablloja me fibra optike përbëhet nga fibra të holla (5-60 mikronë) nëpër të cilat përhapen sinjalet e dritës. Ky është një lloj kablloje me cilësi më të lartë - siguron transmetimin e të dhënave me një shpejtësi shumë të lartë (deri në 10 Gb / s dhe më të lartë) dhe, për më tepër, më mirë se llojet e tjera të mediumit të transmetimit, siguron mbrojtje të të dhënave nga ndërhyrjet e jashtme.

Kanalet radio të komunikimeve tokësore dhe satelitore formohen duke përdorur një transmetues dhe marrës të valëve të radios. Ekzistojnë një numër i madh i llojeve të ndryshme të kanaleve radio, të cilat ndryshojnë si në diapazonin e frekuencës së përdorur ashtu edhe në diapazonin e kanaleve. Brezat e valëve të shkurtra, të mesme dhe të gjata (KB, CB dhe LW), të quajtura gjithashtu breza të modulimit të amplitudës (AM) sipas llojit të metodës së modulimit të sinjalit të përdorur në to, ofrojnë komunikim në distanca të gjata, por me një shpejtësi të ulët të të dhënave. Kanalet me shpejtësi më të lartë janë ato që funksionojnë në brezat e valëve ultrashort (VHF), të cilat karakterizohen nga modulimi i frekuencës (FM), si dhe brezat e mikrovalëve. Në intervalin e mikrovalëve (mbi 4 GHz), sinjalet nuk reflektohen më nga jonosfera e Tokës. Një lidhje e qëndrueshme kërkon një linjë shikimi midis transmetuesit dhe marrësit. Prandaj, frekuenca të tilla përdorin ose kanale satelitore ose kanale radiorele, ku ky kusht plotësohet.

Sot në rrjetet kompjuterike përdoren pothuajse të gjitha llojet e përshkruara të mediave fizike të transmetimit të të dhënave, por mediat me fibra optike janë më premtueset. Sot mbi to po ndërtohen si shtyllat kurrizore të rrjeteve të mëdha territoriale ashtu edhe linjat e komunikimit me shpejtësi të lartë të rrjeteve lokale. Një medium popullor është gjithashtu një palë e përdredhur, e cila karakterizohet nga një raport i shkëlqyer i cilësisë me koston, si dhe nga lehtësia e instalimit. Me ndihmën e çiftit të përdredhur, pajtimtarët fundorë të rrjeteve zakonisht lidhen në distanca deri në 100 metra nga qendra. Kanalet satelitore dhe komunikimet radio përdoren më shpesh në rastet kur komunikimet kabllore nuk mund të përdoren - për shembull, kur kaloni kanalin nëpër një zonë me popullsi të rrallë ose për të komunikuar me një përdorues të rrjetit celular, siç është një shofer kamioni, një mjek që bën xhiro.

2.1. Llojet e linjave të komunikimit

Linja e komunikimit në përgjithësi përbëhet nga një medium fizik përmes të cilit transmetohen sinjalet elektrike të informacionit, pajisjet e transmetimit të të dhënave dhe pajisjet e ndërmjetme. Sinonim i termit linjë komunikimi (linjë)është termi kanal komunikimi.

Oriz. 1.1. Përbërja e linjës së komunikimit

Media fizike

Mjeti i transmetimit fizik (mesatar) mund të jetë një kabllo, domethënë një grup telash, mbështjellës dhe lidhës izolues dhe mbrojtës, si dhe atmosfera e tokës ose hapësira e jashtme përmes së cilës përhapen valët elektromagnetike.

Në varësi të mjetit të transmetimit të të dhënave, linjat e komunikimit ndahen në vijim:

Wired (ajër);

kabllo (bakër dhe fibër optike);

linja kabllore janë struktura mjaft komplekse. Kabllo përbëhet nga përçues të mbyllur në disa shtresa izolimi: elektrike, elektromagnetike, mekanike dhe ndoshta edhe klimatike. Për më tepër, kablloja mund të pajiset me lidhës që ju lejojnë të lidhni shpejt pajisje të ndryshme me të. Ekzistojnë tre lloje kryesore të kabllove që përdoren në rrjetet kompjuterike: kabllot e bakrit me çifte të përdredhura, kabllot koaksiale me bërthamë bakri dhe kabllot me fibra optike.

Një palë telash të përdredhur quhet palë e përdredhur. Çifti i përdredhur ekziston në një version të mbrojtur (çift i përdredhur i mbrojtur, STP), kur një palë tela bakri janë të mbështjellë në një ekran izolues dhe të pambrojtur (Çift i përdredhur i pambrojtur, UTP) kur nuk ka mbështjellës izolues. Përdredhja e telave zvogëlon ndikimin e ndërhyrjes së jashtme në sinjalet e dobishme të transmetuara mbi kabllo. Kabllo me fibër optike (fibër optike) përbëhet nga fibra të holla (5-60 mikronë) nëpër të cilat përhapen sinjalet e dritës. Ky është lloji i kabllit me cilësi më të lartë - siguron transmetimin e të dhënave me një shpejtësi shumë të lartë (deri në 10 Gb / s dhe më të lartë) dhe, për më tepër, më mirë se llojet e tjera të mediumit të transmetimit, siguron mbrojtje të të dhënave nga ndërhyrjet e jashtme.

Kanalet radio të komunikimeve tokësore dhe satelitore gjeneruar nga një transmetues dhe marrës i valëve të radios. Ekzistojnë një numër i madh i llojeve të ndryshme të kanaleve radio, të cilat ndryshojnë si në diapazonin e frekuencës së përdorur ashtu edhe në diapazonin e kanaleve. Gama e valëve të shkurtra, të mesme dhe të gjata (KB, SV dhe DV), të quajtura gjithashtu diapazoni të modulimit të amplitudës (Amplitude Modulation, AM) sipas llojit të metodës së modulimit të sinjalit të përdorur në to, sigurojnë komunikim në distanca të gjata, por me të dhëna të ulëta. norma. Kanalet me shpejtësi më të lartë janë ato që funksionojnë në intervalet e valëve ultra të shkurtra (VHF), të cilat karakterizohen nga modulimi i frekuencës (Modulimi i frekuencës, FM), si dhe diapazoni i frekuencës ultra të lartë (mikrovalët ose mikrovalët).

Sot në rrjetet kompjuterike përdoren pothuajse të gjitha llojet e përshkruara të mediave fizike të transmetimit të të dhënave, por mediat me fibra optike janë më premtueset. Një medium popullor është gjithashtu një palë e përdredhur, e cila karakterizohet nga një raport i shkëlqyer i cilësisë me koston, si dhe nga lehtësia e instalimit. Kanalet satelitore dhe komunikimet radio përdoren më shpesh në rastet kur komunikimet kabllore nuk mund të aplikohen.

2.2. Karakteristikat e linjës së komunikimit

Karakteristikat kryesore të linjave të komunikimit përfshijnë:

karakteristikë amplitudë-frekuencë;

· gjerësia e brezit;

zbutje

· imuniteti ndaj zhurmës;

ndërthurje në fund të afërt të linjës;

xhiros;

Besueshmëria e transferimit të të dhënave;

kosto për njësi.

Zhvilluesi i pari rrjeti kompjuterik janë të interesuar në xhiron dhe besueshmërinë e transferimit të të dhënave, pasi këto karakteristika ndikojnë drejtpërdrejt në performancën dhe besueshmërinë rrjeti i krijuar. Produkti dhe besueshmëria janë karakteristika si të lidhjes së komunikimit ashtu edhe të metodës së transmetimit të të dhënave. Prandaj, nëse metoda e transmetimit (protokolli) tashmë është e përcaktuar, atëherë dihen edhe këto karakteristika. Megjithatë, nuk mund të flitet për qarkullimin e një linje komunikimi përpara se të përcaktohet një protokoll i shtresës fizike për të. Pikërisht në raste të tilla, kur ende nuk është përcaktuar më i përshtatshmi nga protokollet ekzistuese, karakteristikat e tjera të linjës, si gjerësia e brezit, ndërlidhja, imuniteti ndaj zhurmës dhe karakteristika të tjera, bëhen të rëndësishme. Për të përcaktuar karakteristikat e një linje komunikimi, shpesh përdoret analiza e reagimeve të saj ndaj disa ndikimeve referuese.

Analiza spektrale e sinjaleve në linjat e komunikimit

Dihet nga teoria e analizës harmonike se çdo proces periodik mund të përfaqësohet si një numër i pafund komponentësh sinusoidalë, të quajtur harmonikë, dhe grupi i të gjitha harmonikëve quhet zbërthimi spektral i sinjalit origjinal. Sinjalet jo periodike mund të përfaqësohen si një integral i sinjaleve sinusoidale me një spektër të vazhdueshëm frekuence.

Teknika për gjetjen e spektrit të çdo sinjali burimor është e njohur mirë. Për disa sinjale që përshkruhen mirë në mënyrë analitike, spektri llogaritet lehtësisht bazuar në formulat Fourier. Për format valore arbitrare të hasura në praktikë, spektri mund të gjendet duke përdorur instrumente të posaçëm - analizues të spektrit që matin spektrin e një sinjali real dhe shfaqin amplituda të përbërësve harmonikë. Shtrembërimi nga kanali transmetues i një sinusoidi të çdo frekuence çon, në fund të fundit, në shtrembërimin e sinjalit të transmetuar të çdo forme, veçanërisht nëse sinusoidet e frekuencave të ndryshme shtrembërohen ndryshe. Gjatë transmetimit të sinjaleve pulsuese karakteristike për rrjetet kompjuterike, harmonikat me frekuencë të ulët dhe me frekuencë të lartë shtrembërohen, si rezultat, frontet e pulsit humbasin formën e tyre drejtkëndore. Si rezultat, sinjalet mund të njihen keq në fundin marrës të linjës.

Linja e komunikimit shtrembëron sinjalet e transmetuara për faktin se parametrat e saj fizikë ndryshojnë nga ato ideale. Kështu, për shembull, telat e bakrit përfaqësojnë gjithmonë një kombinim të rezistencës aktive, ngarkesës kapacitive dhe induktive të shpërndara përgjatë gjatësisë. Si rezultat, për sinusoidet me frekuenca të ndryshme, linja do të ketë rezistencë të ndryshme, që do të thotë se ato do të transmetohen në mënyra të ndryshme. Kablloja me fibër optike ka gjithashtu devijime që parandalojnë përhapjen ideale të dritës. Nëse linja e komunikimit përfshin pajisje të ndërmjetme, atëherë ajo gjithashtu mund të sjellë shtrembërime shtesë, pasi është e pamundur të krijohen pajisje që do të transmetojnë po aq mirë të gjithë spektrin e sinusoideve, nga zero në pafundësi.

Përveç shtrembërimeve të sinjalit të paraqitura nga parametrat e brendshëm fizikë të linjës së komunikimit, ka edhe ndërhyrje të jashtme që kontribuojnë në shtrembërimin e formës valore në daljen e linjës. Këto interferenca krijohen nga motorë të ndryshëm elektrikë, pajisje elektronike, fenomene atmosferike etj. Pavarësisht masave mbrojtëse të marra nga zhvilluesit e kabllove dhe pajisjeve përforcuese-ndërprerëse, nuk është e mundur të kompensohet plotësisht ndikimi i ndërhyrjeve të jashtme. Prandaj, sinjalet në daljen e linjës së komunikimit zakonisht kanë një formë komplekse, me anë të së cilës ndonjëherë është e vështirë të kuptohet se çfarë informacioni diskrete është futur në hyrjen e linjës.

Shkalla e shtrembërimit të sinjaleve sinusoidale nga linjat e komunikimit vlerësohet duke përdorur karakteristika të tilla si përgjigja amplitudë-frekuencë, gjerësia e brezit dhe zbutja në një frekuencë të caktuar.

Përgjigja e frekuencës

Përgjigja e frekuencës tregon se si zbehet amplituda e sinusoidit në dalje të linjës së komunikimit në krahasim me amplituda në hyrjen e tij për të gjitha frekuencat e mundshme të sinjalit të transmetuar. Në vend të amplitudës, kjo karakteristikë shpesh përdor gjithashtu një parametër të tillë sinjali si fuqia e tij. Njohja e përgjigjes së frekuencës së një linje reale ju lejon të përcaktoni formën e sinjalit të daljes për pothuajse çdo sinjal hyrës. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të gjendet spektri i sinjalit të hyrjes, të konvertohet amplituda e harmonikave përbërëse të tij në përputhje me karakteristikën amplitudë-frekuencë dhe më pas të gjendet forma e sinjalit të daljes duke shtuar harmonikat e konvertuara.

Pavarësisht plotësisë së informacionit të dhënë nga përgjigja e frekuencës për linjën e komunikimit, përdorimi i tij është i ndërlikuar nga fakti se është shumë e vështirë për ta marrë atë. Prandaj, në praktikë, në vend të karakteristikës së amplitudës-frekuencës, përdoren karakteristika të tjera, të thjeshtuara - gjerësia e brezit dhe zbutja.

Gjerësia e brezit

Gjerësia e brezitështë një varg i vazhdueshëm frekuencash për të cilat raporti i amplitudës së sinjalit të daljes me sinjalin hyrës tejkalon një kufi të paracaktuar, zakonisht 0,5. Kjo do të thotë, gjerësia e brezit përcakton diapazonin e frekuencës së një sinjali sinusoidal në të cilin ky sinjal transmetohet mbi linjën e komunikimit pa shtrembërim të konsiderueshëm. Njohja e gjerësisë së brezit ju lejon të merrni, me një farë përafrimi, të njëjtin rezultat si njohja e karakteristikës amplitudë-frekuencë. Gjerësia gjerësia e brezit ndikon në masën më të madhe në shpejtësinë maksimale të mundshme të transmetimit të informacionit në linjën e komunikimit.

zbutje

Zbutje përkufizohet si ulja relative e amplitudës ose fuqisë së sinjalit kur një sinjal i një frekuence të caktuar transmetohet mbi një linjë sinjali. Kështu, zbutja është një pikë nga përgjigja e frekuencës së linjës. Zbutja A zakonisht matet në decibel (dB, decibel - dB) dhe llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:

Një \u003d 10 log10 gjilpërë / kunj,

ku Pout është fuqia e sinjalit në daljen e linjës,
Рin - fuqia e sinjalit në hyrjen e linjës.

Meqenëse fuqia dalëse e një kablloje pa amplifikues të ndërmjetëm është gjithmonë më e vogël se fuqia e sinjalit të hyrjes, dobësimi i kabllit është gjithmonë një vlerë negative.

Absolute niveli i fuqisë matet edhe në decibel. Në këtë rast, si vlera bazë e fuqisë së sinjalit merret një vlerë prej 1 mW, në lidhje me të cilën matet fuqia aktuale. Kështu, niveli i fuqisë p llogaritet me formulën e mëposhtme:

p = 10 log10 R/1mW [dBm],

ku P është fuqia e sinjalit në milivat,
dBm (dBm) është një njësi e nivelit të fuqisë (decibel për 1 mW).

Kështu, përgjigja e frekuencës, gjerësia e brezit dhe zbutja janë karakteristika universale, dhe njohuritë e tyre na lejojnë të konkludojmë se si sinjalet e çdo forme do të transmetohen përmes linjës së komunikimit.

Gjerësia e brezit varet nga lloji i linjës dhe gjatësia e saj. Në fig. 1.1 tregon gjerësinë e brezit të linjave të komunikimit të llojeve të ndryshme, si dhe diapazonin e frekuencës më të përdorur në teknologjinë e komunikimit.

Oriz. 1.1. Gjerësia e brezit të komunikimit dhe brezat e frekuencave të njohura

Kapaciteti i linjës

Performanca linjë karakterizon shpejtësinë maksimale të mundshme të transferimit të të dhënave mbi linjën e komunikimit. Gjerësia e brezit matet në bit për sekondë - bps, si dhe njësi të prejardhura si kilobit për sekondë (Kbps), megabit për sekondë (Mbps), gigabit për sekondë (Gbps), etj.

Fuqia e xhiros së një linje komunikimi varet jo vetëm nga karakteristikat e saj, siç është karakteristika e amplitudës-frekuencës, por edhe nga spektri i sinjaleve të transmetuara. Nëse harmonikat e rëndësishme të sinjalit bien brenda gjerësisë së brezit të linjës, atëherë një sinjal i tillë do të transmetohet mirë nga kjo linjë komunikimi dhe marrësi do të jetë në gjendje të njohë saktë informacionin e dërguar përmes linjës nga transmetuesi (Fig. 1.2a). . Nëse harmonikat e rëndësishme shkojnë përtej gjerësisë së brezit të linjës së komunikimit, atëherë sinjali do të shtrembërohet ndjeshëm, marrësi do të bëjë gabime kur njeh informacionin, që do të thotë se informacioni nuk do të jetë në gjendje të transmetohet me një gjerësi brezi të caktuar (Fig. 1.2b) .

Oriz. 1.2. Korrespondenca midis gjerësisë së brezit të linjës së komunikimit dhe spektrit të sinjalit

Zgjedhja e një metode për paraqitjen e informacionit diskret në formën e sinjaleve të aplikuara në një linjë komunikimi quhet fizike ose kodimi i linjës. Spektri i sinjaleve dhe, në përputhje me rrethanat, gjerësia e brezit të linjës varet nga metoda e zgjedhur e kodimit. Kështu, për një metodë kodimi, linja mund të ketë një kapacitet, dhe për një tjetër - një tjetër.

Shumica e metodave të kodimit përdorin një ndryshim në disa parametra të një sinjali periodik - frekuencën, amplituda dhe faza e një sinusoidi, ose shenjën e potencialit të një treni pulsi. Quhet një sinjal periodik, parametrat e të cilit ndryshojnë sinjal bartës ose frekuenca e bartësit, nëse një sinusoid përdoret si sinjal i tillë.

Numri i ndryshimeve në parametrin e informacionit të sinjalit periodik të bartës për sekondë matet në baud. Periudha kohore midis ndryshimeve ngjitur në sinjalin e informacionit quhet cikli i orës së transmetuesit. Gjerësia e brezit të linjës në bit për sekondë në përgjithësi nuk është e njëjtë me numrin e baud-eve. Mund të jetë ose më i lartë ose më i ulët se shpejtësia e baud-it, dhe ky raport varet nga metoda e kodimit.

Nëse sinjali ka më shumë se dy gjendje të dallueshme, atëherë xhiroja në bit për sekondë do të jetë më e lartë se shpejtësia e baud-it. Për shembull, nëse parametrat e informacionit janë faza dhe amplituda e një sinusoidi, dhe 4 gjendje fazore prej 0,90,180 dhe 270 gradë dhe dy vlera të amplitudës së sinjalit ndryshojnë, atëherë sinjali i informacionit mund të ketë 8 gjendje të dallueshme. Në këtë rast, një modem që funksionon në 2400 baud (me një frekuencë të orës 2400 Hz) transmeton informacion me një shpejtësi prej 7200 bps, pasi 3 bit informacioni transmetohen me një ndryshim sinjali.

Gjerësia e brezit të linjës ndikohet jo vetëm nga kodimi fizik, por edhe logjik. Kodimi logjik kryhet përpara kodimit fizik dhe përfshin zëvendësimin e biteve të informacionit origjinal me një sekuencë të re bitesh që mbart të njëjtin informacion, por ka veti shtesë, si aftësia e palës marrëse për të zbuluar gabimet në të dhënat e marra. Në kodimin logjik, më shpesh sekuenca origjinale e biteve zëvendësohet me një sekuencë më të gjatë, kështu që xhiroja e kanalit në lidhje me informacione të dobishme ndërsa zvogëlohet.

Marrëdhënia midis kapacitetit të një linje dhe gjerësisë së brezit të saj

Sa më e lartë të jetë frekuenca e sinjalit periodik të bartësit, aq më shumë informacion për njësi të kohës transmetohet në linjë dhe aq më i lartë është kapaciteti i linjës me një metodë fikse të kodimit fizik. Por, me një rritje të frekuencës së një sinjali bartës periodik, rritet edhe gjerësia e spektrit të këtij sinjali, e cila në total do të japë sekuencën e sinjaleve të zgjedhura për kodimin fizik. Linja e transmeton këtë spektër të sinusoideve me ato shtrembërime që përcaktohen nga gjerësia e brezit të saj. Sa më e madhe të jetë mospërputhja midis gjerësisë së brezit të linjës dhe gjerësisë së brezit të sinjaleve të informacionit të transmetuar, aq më shumë sinjalet janë të shtrembëruara dhe aq më shumë gjasa janë gabimet në njohjen e informacionit nga pala marrëse, që do të thotë se shpejtësia e transmetimit të informacionit në fakt kthehet të jetë më pak se sa pritej.

Marrëdhënia midis gjerësisë së brezit të një linje dhe saj xhiros maksimale të mundshme, pavarësisht nga metoda e pranuar e kodimit fizik, Claude Shannon vendosi:

С = F log2 (1 + Рс/Рsh),

ku C është xhiroja maksimale e linjës në bit për sekondë,
F - gjerësia e brezit të linjës në herc,
Рс - fuqia e sinjalit,
Rsh - fuqia e zhurmës.

Është e mundur të rritet kapaciteti i linjës duke rritur fuqinë e transmetuesit ose duke zvogëluar fuqinë e zhurmës (ndërhyrjes) në linjën e komunikimit. Të dy këta komponentë janë shumë të vështirë për t'u ndryshuar. Rritja e fuqisë së transmetuesit çon në një rritje të konsiderueshme të madhësisë dhe kostos së tij. Ulja e nivelit të zhurmës kërkon përdorimin e kabllove speciale me mburoja të mira mbrojtëse, që kushton shumë, si dhe reduktimin e zhurmës në transmetues dhe pajisje të ndërmjetme, gjë që nuk është e lehtë për t'u arritur. Përveç kësaj, efekti i fuqive të dobishme të sinjalit dhe zhurmës në xhiros është i kufizuar nga një varësi logaritmike, e cila nuk është aq e shpejtë sa ajo proporcionale e drejtpërdrejtë.

Afër thelbit me formulën e Shannon-it është relacioni i mëposhtëm, i marrë nga Nyquist, i cili gjithashtu përcakton xhiros maksimale të mundshme të një linje komunikimi, por pa marrë parasysh zhurmën në linjë:

C = 2F log2 M,

ku M është numri i gjendjeve të dallueshme të parametrit të informacionit.

Megjithëse formula Nyquist në mënyrë eksplicite nuk merr parasysh praninë e zhurmës, ndikimi i saj reflektohet në mënyrë indirekte në zgjedhjen e numrit të gjendjeve të sinjalit të informacionit. Numri i gjendjeve të mundshme të sinjalit në fakt është i kufizuar nga raporti i fuqisë së sinjalit ndaj zhurmës, dhe formula Nyquist përcakton shpejtësinë maksimale të të dhënave në rastin kur numri i gjendjeve tashmë është zgjedhur duke marrë parasysh aftësitë e njohjes së qëndrueshme nga marrësi. .

Raportet e dhëna japin vlerën kufi të kapacitetit të linjës dhe shkalla e afrimit me këtë kufi varet nga metodat specifike të kodimit fizik të diskutuara më poshtë.

Imuniteti i zhurmës së linjës

Imuniteti i zhurmës së linjës përcakton aftësinë e tij për të reduktuar nivelin e ndërhyrjes së krijuar në mjedisin e jashtëm në përçuesit e brendshëm. Imuniteti ndaj zhurmës i një linje varet nga lloji i mediumit fizik të përdorur, si dhe nga mjetet mbrojtëse dhe frenuese të zhurmës të vetë linjës.

Biseda e tërthortë në fund të afërt (Në fund të afërt Cross Talk - NEXT) përcaktoni imunitetin ndaj zhurmës së kabllit për burimet e brendshme interferenca, kur fusha elektromagnetike e sinjalit të transmetuar nga dalja e transmetuesit në një palë përçuesish shkakton një sinjal ndërhyrje në një palë tjetër përcjellësish. Nëse një marrës është i lidhur me çiftin e dytë, atëherë ai mund të marrë zhurmën e brendshme të induktuar si një sinjal të dobishëm. Treguesi NEXT, i shprehur në decibel, është i barabartë me 10 log Pout/Pnav, ku Pout është fuqia e sinjalit të daljes, Pnav është fuqia e sinjalit të induktuar. Sa më e vogël të jetë vlera NEXT, aq më i mirë është kablloja.

Për shkak të faktit se disa teknologji të reja përdorin transmetimin e të dhënave në të njëjtën kohë mbi disa çifte të përdredhura, treguesi është përdorur kohët e fundit PowerSUM, i cili është një modifikim i treguesit NEXT. Ky tregues pasqyron fuqinë totale të ndërlidhjes nga të gjitha çiftet transmetuese në kabllo.

Besueshmëria e transmetimit të të dhënave

Besueshmëria e transmetimit të të dhënave karakterizon probabilitetin e shtrembërimit për çdo bit të dhënash të transmetuar. Ndonjëherë ky tregues quhet Shkalla e gabimit të bitit (Norma e gabimit të bitit, BER). Vlera BER për kanalet e komunikimit pa mbrojtje shtesë nga gabimet është, si rregull, 1, në linjat e komunikimit me fibra optike - 10-9. Një vlerë e besueshmërisë së transmetimit të të dhënave prej, për shembull, 10-4 tregon se, mesatarisht, nga 10,000 bit, vlera e një biti është e shtrembëruar.

Shtrembërimi i bitit ndodh si për shkak të pranisë së zhurmës në linjë, ashtu edhe për shkak të shtrembërimit të formës së valës nga gjerësia e kufizuar e brezit të linjës. Prandaj, për të rritur besueshmërinë e të dhënave të transmetuara, është e nevojshme të rritet shkalla e imunitetit të zhurmës së linjës, të zvogëlohet niveli i ndërlidhjes në kabllo dhe gjithashtu të përdoren më shumë linja komunikimi me brez të gjerë.

2.3. Standardet e kabllove të rrjetit

Një kabllo është një produkt mjaft kompleks i përbërë nga përçues, shtresa ekrani dhe izolim. Në disa raste, kablloja përfshin lidhës me të cilët kabllot lidhen me pajisjen. Përveç kësaj, për të siguruar kalimin e shpejtë të kabllove dhe pajisjeve, përdoren pajisje të ndryshme elektromekanike, të quajtura seksione kryq, kuti kryq ose kabinete. Rrjetet kompjuterike përdorin kabllo që plotësojnë standarde të caktuara, gjë që bën të mundur ndërtimin e një sistemi kabllor rrjeti nga kabllot dhe pajisjet lidhëse nga prodhues të ndryshëm. Standardizimi i kabllove ka marrë një qasje të pavarur nga protokolli. Kjo do të thotë, standardi specifikon vetëm karakteristikat elektrike, optike dhe mekanike që duhet të plotësojë një lloj i caktuar kablli ose produkti lidhës.

Ka mjaft karakteristika të përcaktuara në standardet e kabllove, nga të cilat më të rëndësishmet janë renditur më poshtë.

· Zbutje. Dobësimi matet në decibel për metër për një frekuencë të caktuar ose diapazon frekuence të një sinjali.

· Biseda e kryqëzuar në fund të afërt (Near End Cross Talk, NEXT). Matur në decibel për një frekuencë sinjali specifik.

· Impedanca (rezistenca e valës)- kjo është rezistenca totale (aktive dhe reaktive) në qarkun elektrik. Impedanca matet në ohmë dhe është një vlerë relativisht konstante për sistemet kabllore.

· Rezistencë aktiveështë rezistenca ndaj rrymës së drejtpërdrejtë në një qark elektrik. Ndryshe nga impedanca, rezistenca është e pavarur nga frekuenca dhe rritet me gjatësinë e kabllit.

· Kapacitetiështë veti e përcjellësve metalikë për të ruajtur energjinë. Dy përçues elektrikë në një kabllo, të ndarë nga një dielektrik, janë një kondensator i aftë për të ruajtur një ngarkesë. Kapaciteti është një vlerë e padëshirueshme.

· Niveli i rrezatimit elektromagnetik të jashtëm ose zhurmës elektrike. Zhurma elektrike është tension i padëshiruar i alternuar në një përcjellës. Ekzistojnë dy lloje të zhurmës elektrike: zhurma e sfondit dhe zhurma e impulsit. Zhurma elektrike matet në milivolt.

· Diametri i përcjellësit ose zona e prerjes tërthore. Për përçuesit e bakrit, sistemi amerikan AWG (American Wire Gauge) është mjaft i zakonshëm, i cili prezanton disa lloje të përçuesve të kushtëzuar, për shembull, 22 AWG, 24 AWG, 26 AWG. Sa më i madh të jetë numri i tipit të përcjellësit, aq më i vogël është diametri i tij.

Fokusi i standardeve të sotme është te kabllot me çifte të përdredhura dhe me fibra optike.

Kabllot e palëve të përdredhura të pambrojtura

Kablloja UTP e pambrojtur prej bakri ndahet në 5 kategori (Kategoria 1 - Kategoria 5) në varësi të karakteristikave elektrike dhe mekanike. Kategoritë më të përdorura janë renditur më poshtë.

Kabllot kategoria 1 përdoren aty ku kërkesat për shpejtësinë e transmetimit janë minimale. Zakonisht është një kabllo për transmetimin e zërit dixhital dhe analog dhe transmetimin e të dhënave me shpejtësi të ulët (deri në 20 Kbps). Deri në vitin 1983, ky ishte lloji kryesor i kabllove për instalime elektrike telefonike.

Kabllot kategoria 3 u standardizuan në vitin 1991 kur u zhvillua Standardi i kabllove të telekomunikacionit për ndërtesat komerciale(EIA-568), i cili përcaktoi karakteristikat elektrike të kabllove të kategorisë 3 për frekuenca deri në 16 MHz, që mbështesin aplikacionet e rrjetit me shpejtësi të lartë. Kablloja e kategorisë 3 është projektuar për transmetimin e të dhënave dhe zërit. Hapi i telit është afërsisht 3 rrotullime për këmbë (30,5 cm).

Kabllot kategoria 5 janë krijuar posaçërisht për të mbështetur protokollet me shpejtësi të lartë. Karakteristikat e tyre përcaktohen në intervalin deri në 100 MHz. Ky kabllo mbështet protokollet 100 Mbps - FDDI (me standard fizik TP-PMD), Fast Ethernet, l00VG-AnyLAN, si dhe protokolle më të shpejta - ATM në 155 Mbps dhe Gigabit Ethernet në 1000 Mbps.

Të gjitha kabllot UTP, pavarësisht nga kategoria e tyre, janë të disponueshme në konfigurim me 4 çifte. Secila nga katër çiftet e kabllove ka një ngjyrë të veçantë dhe hap të kthesës. Zakonisht dy palë janë për transmetimin e të dhënave dhe dy për transmetimin e zërit.

Kabllot lidhen me pajisjet duke përdorur priza dhe priza RJ-45, të cilat janë lidhëse 8-pin të ngjashme me foletë e zakonshme të telefonit RJ-11.

Kabllot me palë të përdredhura të mbrojtura

Çifti i përdredhur i mbrojtur STP mbron mirë sinjalet e transmetuara nga ndërhyrjet e jashtme, dhe gjithashtu rrezaton më pak valë elektromagnetike në pjesën e jashtme. Prania e një mburoje të tokëzuar rrit koston e kabllit dhe ndërlikon shtrimin e tij. Kablloja e mbrojtur përdoret vetëm për transmetimin e të dhënave.

Standardi kryesor që përcakton parametrat e një kablloje me çift të përdredhur të mbrojtur është standardi i pronarit IBM. Në këtë standard, kabllot nuk ndahen në kategori, por në lloje: Tipi I, Tipi 2, ..., Tipi 9.

Lloji kryesor i kabllit të mbrojtur është kablloja IBM Type 1. Ai përbëhet nga 2 palë tela të përdredhur të mbrojtur me një gërshet përçues që është i tokëzuar. Parametrat elektrike Lloji i kabllit 1 është afërsisht ekuivalente me kabllon UTP të kategorisë 5. Megjithatë, kablloja e tipit 1 ka një rezistencë karakteristike prej 150 ohms.

Jo të gjitha llojet e kabllove standarde të IBM janë kabllo të mbrojtura - disa specifikojnë karakteristikat e kabllove telefonike të pambrojtur (Tipi 3) dhe kabllove me fibra optike (Tipi 5).

Kabllot me fibra optike

Kabllot me fibra optike përbëhen nga një përcjellës qendror i dritës (bërthamë) - një fibër xhami e rrethuar nga një shtresë tjetër xhami - një mbështjellës me një indeks thyes më të ulët se bërthama. Duke u përhapur nëpër bërthamë, rrezet e dritës nuk shkojnë përtej kufijve të saj, duke u reflektuar nga shtresa mbuluese e guaskës. Në varësi të shpërndarjes së indeksit të thyerjes dhe madhësisë së diametrit të bërthamës, ekzistojnë:

fibër multimodale me një ndryshim të shkallëzuar në indeksin e thyerjes (Fig. 1.3a);

fibër multimodale me një ndryshim të qetë në indeksin e thyerjes (Fig. 1.36);

fibër me një modalitet (Fig. 1.3c).

Koncepti i "modës" përshkruan mënyrën e përhapjes së rrezeve të dritës në bërthamën e brendshme të kabllit. Në një kabllo me një modalitet (Single Mode Fiber, SMF) përdoret një përcjellës qendror me diametër shumë të vogël, në përpjesëtim me gjatësinë e valës së dritës - nga 5 në 10 mikron. Në këtë rast, pothuajse të gjitha rrezet e dritës përhapen përgjatë boshtit optik të fibrës pa u reflektuar nga përcjellësi i jashtëm. Gjerësia e brezit të një kablloje me një modalitet është shumë e gjerë - deri në qindra gigahertz për kilometër. Prodhimi i fibrave me cilësi të mirë për një kabllo me një modalitet është një proces kompleks teknologjik, që e bën një kabllo me një modalitet mjaft të shtrenjtë. Për më tepër, është mjaft e vështirë të drejtosh një rreze drite në një fije me një diametër kaq të vogël pa humbur një pjesë të konsiderueshme të energjisë së saj.

Oriz. një.3 . Llojet e kabllove optike

AT kabllot multimode (Fibra me shumë mënyra, MMF) përdoren bërthama të brendshme më të gjera, të cilat janë më të lehta për t'u prodhuar teknologjikisht. Standardet përcaktojnë dy kabllot multimodale më të zakonshme: 62,5/125 µm dhe 50/125 µm, ku 62,5 µm ose 50 µm është diametri i përcjellësit qendror dhe 125 µm është diametri i përcjellësit të jashtëm.

Në kabllot multimode, ka disa rreze drite në përcjellësin e brendshëm në të njëjtën kohë, duke reflektuar nga përcjellësi i jashtëm në kënde të ndryshme. Këndi i reflektimit të rrezes quhet mënyra e rrezes. Në kabllot multimodale me një ndryshim të qetë në indeksin e thyerjes, mënyra e përhapjes së secilës mënyrë është më komplekse.

Kabllot multimode kanë një gjerësi brezi më të ngushtë - nga 500 në 800 MHz/km. Ngushtimi i brezit ndodh për shkak të humbjes së energjisë së dritës gjatë reflektimeve, si dhe për shkak të ndërhyrjes së rrezeve të mënyrave të ndryshme.

Si burime të emetimit të dritës në kabllot me fibra optike, përdoren këto:

· LED;

lazer gjysmëpërçues.

Për kabllot me një modalitet, përdoren vetëm lazer gjysmëpërçues, pasi me një diametër kaq të vogël të fibrës optike, fluksi i dritës i krijuar nga LED nuk mund të drejtohet në fibër pa humbje të mëdha. Për kabllot me shumë mënyra, përdoren emetues më të lirë LED.

Për transmetimin e informacionit, përdoret drita me gjatësi vale 1550 nm (1,55 mikron), 1300 nm (1,3 mikron) dhe 850 nm (0,85 mikron). LED mund të lëshojnë dritë me një gjatësi vale prej 850 nm dhe 1300 nm. Emituesit 850 nm janë dukshëm më të lirë se emetuesit 1300 nm, por gjerësia e brezit të kabllit për 850 nm është më e ngushtë, p.sh. 200 MHz/km në vend të 500 MHz/km.

Emituesit e laserit funksionojnë në gjatësi vale 1300 dhe 1550 nm. Shpejtësia e lazerëve modernë bën të mundur modulimin e fluksit të dritës me frekuenca 10 GHz dhe më të larta. Emituesit lazer krijojnë një rreze koherente drite, për shkak të së cilës humbjet në fibrat optike bëhen më të vogla se kur përdorni një rreze jokoherente LED.

Përdorimi i vetëm disa gjatësi vale për transmetimin e informacionit në fibrat optike shoqërohet me veçantinë e karakteristikave të tyre amplitudë-frekuencë. Pikërisht për këto gjatësi vale diskrete vërehen maksimumet e theksuara të transmetimit të fuqisë së sinjalit, ndërsa për gjatësitë e tjera valore, dobësimi në fibra është shumë më i lartë.

Kabllot me fibra optike lidhen me pajisjen me lidhës MIC, ST dhe SC.

Kabllot me fibra optike kanë karakteristika të shkëlqyera të të gjitha llojeve: elektromagnetike, mekanike, por ato kanë një pengesë serioze - vështirësinë e lidhjes së fibrave me lidhësit dhe me njëri-tjetrin nëse është e nevojshme të rritet gjatësia e kabllit. Lidhja e një fije optike në një lidhës kërkon prerje me saktësi të lartë të fibrës në një plan rreptësisht pingul me boshtin e fibrës, si dhe kryerjen e lidhjes me një operacion kompleks ngjitjeje.