Различают экранированный (Shielded) и неэкранированный (Unshielded) кабели. Кроме того, существует много различных вариантов исполнения кабеля, среди которых наибольшее распространение получили UTP (Unshielded Twisted Pair, неэкранированная витая пара), F/UTP (Foiled Unshielded Twisted Pair, фольгированная неэкранированная витая пара), STP (Shielded Twisted Pair, экранированная витая пара), S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair, фольгированная экранированная витая пара), SF/UTP (Screened Foiled Unshielded Twisted Pair, фольгированная неэкранированная витая пара) и др. Есть также несколько вариантов кабеля с многожильными проводниками.
Кабели различают и по категориям: чем выше категория, тем лучшими характеристиками (в том числе и скоростными) обладает кабель. В настоящее время существует семь категорий кабеля «витая пара», используемых для организации работы локальной сети. Например, кабель пятой категории позволяет передавать данные со скоростью 100 Мбит/c, а кабель шестой категории и выше обеспечивает скорость передачи данных не менее 1 Гбит/c. Кабель же седьмой категории теоретически способен передавать данные со скоростью 100 Гбит/с.
Кабель «витая пара» является самым популярным способом подключения компьютеров в домашних сетях. Стоимость кабеля достаточно низкая, а скорость передачи данных при этом находится на очень высоком уровне. Длины сегмента кабеля в 100 м хватает, чтобы подключить компьютер в квартире, просто свесив кабель с крыши и подведя его к окну. Именно такой способ подключения является самым простым и распространенным в домашних сетях.
Оптоволоконный кабель
Еще один вариант кабеля для передачи данных в сетях – оптоволоконный (Fiber Optic). Благодаря своим характеристикам именно оптоволоконный кабель имеет наибольшие шансы остаться в лидерах.
Его главным отличием от существующих вариантов кабеля является способ передачи электрических сигналов: для этого используется свет. Это означает, что оптоволоконный кабель не подвержен влиянию электромеханических наводок, а сигнал ослабевает гораздо меньше. Как результат – высокая скорость передачи данных на большие расстояния.
Оптоволоконные кабели отличаются конструкцией, точнее, диаметром сердцевины, то есть самого оптоволокна. Существует два варианта оптоволокна, которые и определяют характеристики кабеля. Так, различают одномодовое (SM, Single Mode) и многомодовое, или мультимодовое (MM, Multi Mode), волокно.
Упрощенная схема оптоволоконного кабеля показана на рис. 7.5.
Рис. 7.5. Строение оптоволоконного кабеля
Основная деталь оптоволоконного кабеля – оптоволокно, или, как его еще называют, световод (1), по которому непосредственно и передается световой сигнал. Чтобы сигнал не уходил из световода, вокруг последнего располагается отражающая оболочка (2) толщиной 125 мкм и, наконец, оболочка (3), которая защищает кабель от внешних воздействий, например влаги или солнечных лучей.
Обычно оптоволоконный кабель снабжается дополнительными уровнями прочности: применяются разного рода лаковые покрытия, дополнительные оболочки (буферы), усилительные тросы и т. д. Кроме того, широкое распространение получили кабели с несколькими световодами, которые позволяют значительно увеличить пропускную способность кабеля.
Преимущества и недостатки одномодового и многомодового оптоволокна понять достаточно легко. По световоду передаются световые сигналы с длиной волны в диапазоне 0,85-1,3 мкм. Многомодовое волокно в зависимости от типа имеет толщину световода 50 или 62,5 мкм, в то время как у одномодового волокна данный показатель составляет примерно 7–9 мкм. Если представить себе, как будет распространяться свет в подобных «коридорах», то становится ясно, что чем уже «коридор», тем меньше отражений будет испытывать данный сигнал, а значит, меньшими будут искажения и затухание сигнала. Конечно, такое теоретическое изложение принципа распространения сигнала в кабеле далеко от идеального, но и его вполне достаточно, чтобы сделать однозначный вывод: одномодовый кабель гораздо практичнее и лучше. Об этом же свидетельствует практика: скорость передачи сигнала в простейшем одномодовом кабеле может достигать 2,5 Гбит/с при длине сегмента 20 и более километров.
К сожалению, распространению оптоволоконного кабеля мешают некоторые факторы, основными из которых являются дороговизна кабеля и обслуживающей его аппаратуры, а также необходимость в соответствующей подготовке при работе с кабелем.
Телефонная проводка
Телефонный кабель, а точнее, телефонная линия, уже давно используется, например, для подключения удаленного компьютера к существующей сети, другому компьютеру или Интернету. Для этого существует достаточно большое количество протоколов и технологий, например Frame Relay, ADSL и т. д.
Не так давно появилась технология, которая дает возможность использовать существующую аналоговую или цифровую телефонную линию для объединения компьютеров в локальную сеть. Речь идет о стандартах HomePNA, оборудование которых позволяет объединить в локальную сеть достаточно большое количество компьютеров и обеспечить при этом хорошую скорость передачи данных.
Плюсы такой сети очевидны: низкая стоимость создания, применение уже существующего канала связи, возможность развертывания сети там, где другой способ связи по разным причинам невозможен.
Телефонная линия часто используется для подключения компьютеров к домашней локальной сети. В этом случае к щитку на лестничной площадке или в любое другое удобное место подводится кабель «витая пара» и устанавливается специальный конвертер с Ethernet на HomePNA, соединяющий «витую пару» с телефонным кабелем, заходящим в квартиру. В результате разводка квартиры превращается в отдельную локальную сеть, подключение к которой осуществляется с помощью адаптеров HomePNA.
Электропроводка
Идеи использования электропроводки в качестве канала связи для передачи данных существовали уже достаточно давно. Причина очень проста: электрическим кабелем буквально опутаны все места обитания человека, поэтому вполне логично было бы использовать его для решения еще одной задачи. Однако воплотить эту мечту в жизнь мешал недостаток знаний и соответствующих технологий.
Все изменилось с того момента, когда десять лет назад была создана организация HomePlug Powerline Alliance. Ее стараниями на свет появился первый стандарт HomePlug, который и позволил осуществить мечту. Конечно, он не может составить серьезную конкуренцию другим способам связи, но в случае, когда никакой другой способ создания локальной сети не подходит, это возможный выход из ситуации.
Удобно то, что для использования электрического кабеля в качестве среды передачи данных он не обязательно должен быть однородным! Именно так: передача данных будет возможна даже в случае, когда электрический кабель представляет собой скрутку кабелей из разных материалов различного сечения и разной длины.
Поскольку электропроводка для своих прямых целей применяет диапазон частот 50–60 Гц, то для передачи данных используется другая частота, которая не является помехой для работы электрических устройств, а именно диапазон частот 4-20 МГц.
Радиоволны
Пожалуй, самая интересная и перспективная среда передачи данных – это радиоволны. Возможности этой среды практически неограниченны, о чем свидетельствует множество разнообразнейших способов ее использования: спутниковое телевидение, радиовещание, мобильная связь и многое другое. Тяжело даже представить себе, сколько различных радиоволн окружают нас!
Использование радиоволн в качестве среды передачи данных в локальных сетях практикуется уже очень давно и, что самое главное, очень успешно.
Существует достаточно много беспроводных технологий, которые позволяют это сделать, например Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth и т. д. Каждая из них имеет свои особенности и ограничения, но тем не менее отлично справляется с поставленной перед ними задачей.
Любая технология передачи данных использует определенный диапазон радиочастот, который строго регламентирован стандартами. Существуют даже государственные структуры по контролю над применением этих частот. Например, беспроводная сеть, построенная по стандарту IEEE 802.11 (Wi-Fi), использует в своей работе диапазон частот 2400–2483,5 МГц, а беспроводная сеть стандарта WiMAX – диапазон частот 2300–2400 МГц.
Популярность беспроводных сетей обусловлена одним очень серьезным преимуществом – мобильностью клиентов: никакая другая среда передачи данных не может похвастаться такими возможностями. Однако беспроводные сети более чувствительны к разного рода препятствиям и помехам распространению сигнала, что часто становится серьезным ограничением в их использовании.
Применение «радиоэфира» достаточно часто практикуется для подключения компьютеров к домашней локальной сети. Существуют даже домашние сети, которые подразумевают только такой способ подключения.