Жергілікті желідегі байланыс тізбегінің түрдері

 

     Кестеден  көріп отырғанымыздай максималды жиілік кезінде, барлық кабельдер үшін, бәсеңдеу шамасының мәні өте жоғары. 10, 100 есе бәсеңдейді, яғни сигнал қабылдағышқа қойылар талап та жоғары.

     Стандарт  бойынша анықталатын тағы бір  параметр, бұл кабельдің жақын  шетіндегі айқас көздеудің шамасы (NEXT-Near End Cross Talk). Ол кабельдегі әр түрлі сымдардың бір-біріне әсерін сипаттайды. Бұл параметрдің негізі 2.2 – суретте көрсетілген. Кабельдегі өрілген жұп сымдардың бірі арқылы таралатын сигнал (үстінгісі), кабельдің басқа (төменгі) өрілген жұп сымына индуктивті бөгеуілді көздейді. Желідегі екі өрілген жұп сымдар әдетте ақпаратты қарама-қарсы бағытта таратады. Алыс шеттегі айқас көздеу (FEXT-Far End Cross Talk) мұндай маңызға ие емес.

2.2 - кесте. Айқас көздеудің NEXT рұқсат етілген деңгейлері

 

     2.2 кестеде 3,4 және 5 санатты кабельдер  үшін сигналдың әр түрлі жиілік кезіндегі, жақын шеттегі айқас көздеудің рұқсат етілген мәндері көрсетілген. Әрине, сапалы кабельдерге айқас көздеудің шамасы аз.

     

     2.2-сурет. Өрілген жұп сымды кабельдердегі айқас бөгеуілдер

     Сонымен қатар стандарт 4,5 санатты кабельдердегі өрілген жұп сымдардың жұмыс сыйымдылығының максималды шамасын анықтайды. Оның шамасы, сигнал жиілігі 1 кГц және қоршаған орта температурасы 20ºС болғанда, 305 метр ұзындыққа 17 кФ-тан аспауы қажет.

     Өрілген жұп сымдарды біріктіру үшін ағытпалар  пайдаланылады, олар телефондарда қолданылатын ағытпаларға (RJ-11) ұқсас, бірақ өлшемі үлкен.

     Көбіне  өрілген жұп сымдар мәліметтерді бір бағытта таратуға пайдаланылады (нүкте-нүкте), яғни жұлдызша немесе сақина типті топологияларда, шина топологиясында әдетте коаксиалды кабель қолданылады.

     Кабельдер 2 типті сыртқы қабықшамен шығарылады:

• Поливинилхлоридті (ПВХ, PVC) қабықшадағы кабель арзан және жайлы жұмыс істеу шарттарында пайдалануға арналған.
• Телефонды қабықшадағы кабель қымбат және қатал шарттарда пайдалануға арналған.

     ПВХ қабықшадағы кабель сонымен қатар  non-plenum деп, ал телефонды қабықшадағы plenum деп аталады.

     Желінің жұмысқа қабілеттілігіне әсер етуі мүмкін кабельдің параметрі ол сигналдың  кабельде таралу жылдамдылығы немесе басқаша, бірлік ұзындыққа есептегендегі сигналдың кабельде таралуының кідірісі.

     Кейде кабель өндірушілер кідіріс шамасын  бірлік ұзындыққа көрсетсе, кейде  сигналдың таралу жылдамдығының  жарық жылдамдығына (NVP-Nominal Velocity of Propagation) қатынасы ретінде көрсетеді. Бұл екі шама қарапайым формула арқылы байланысады:

      =1/(3** NVP),

мұндағы - кідірістің, кабельдің бірлік ұзындығына есептегендегі, шамасы (наносекундпен).

      2.3 - кестеде танымал AT&T и Belden компаниялары өндіретін кабельдің кейбір типтерінің NVP және кідіріс шамалары клтірілген.

2.3 - кесте. Кейбір кабельдердің уақыттық сипаттамалары

     Экрандалған өрілген жұп сымдар негізіндегі  кабельдің мысалы ретінде 1 типті STP IBM кабелін көрсетуге болады, оның ішінде 22 типті AWG экрандалған өрілген жұп сымдар бар. Әрбір жұптың толқындық кедергісі 150 Ом. Бұл кабель үшін, экрандалмаған өрілген жұп сымдардың ағытпаларынан ерекшеленетін, арнайы ағытпалар пайдаланылады (мысалы, DB9). RJ-45 ағытпаларының экрандалған түрлері де бар. 

6. Коаксиалды  кабель

     Коаксиалды  кабель - диэлектрик қабат (ішкі изоляция) арқылы өзара бөлінген және де ортақ сыртқы қабаттың ішінде орналасқан орталық мыс өткізгіш пен метал экраннан тұратын электрлік кабель болып табылады (2.3 - сурет).

 
         2.3 – сурет.  Коаксиалды кабель

     Коаксиалды  кабель жақын уақытқа дейін оның бөгеуілге қарсы жақсы қорғанысына байланысты кең таралған болып келді. Бірақ коаксиалды кабельді монтаждау мен жөндеу өрілген жұп сымдармен салыстырғанда аса қиындау, ал бағасы қымбат ( 1,5-3 есе ) және де кабельдің шеттеріндегі ағытпаны орналастыру да қиынға соғады.  Қазіргі таңда оны өрілген жұп сымдарға қарағанда  аз қолданады. EIA/TIA-568 стандарты коаксиалды кабельдің бір ғана Ethernet желісінде қолданылатын түрін қамтиды.

     Коаксиалды  кабель негізі шина топологиясында қолданылады. Бұл жағдайда ішкі сигналдардың шағылысуын болдырмау үшін кабель шеттеріне  міндетті түрде терминатор орналастыру  керек және де терминаторлардың біреуі (тек қана біреуі)  жерлестірілген  (заземлен) болуы қажет. Жерлестірілмесе  металл қабат желіні ішкі электромагнитты  толқындардан қорғамайды және де берілетін  ақпараттың шағылысуын төмендетпейді. Дегенмен, жерлестіру кезінде екі  немесе бірнеше нүктеде желі құрылғыларымен қатар желіге қосылған компьютерлер де істен шығуы мүмкін. Терминаторлар кабельмен сәйкес болуы керек. Яғни олардың кедергісі кабельдің толқындық кедергісіне тең болуы қажет. Мысалы, 50 Омдық кабельге тек қана 50 Омдық терминаторлар сейкес келеді.

     Коаксиалды  кабельдер жұлдызша топологиясында аз қолданылады. Бұл жағдайда бос  шеттерге терминаторлар қою қажет  емес. Сондықтан сәйкестендіру мәселесі оңай шешіледі.

     Локальді  желілерде көбінесе 50 Омдық (RG-58, RG-11, RG-8) және 93 Омдық (RG-62) кабельдер қолданылады. Телевизияда кең таралған 75 Омдық  кабельдер локальді желіде қолданылмайды. Коаксиалды кабельдің маркалары  аз. Олар ыңғайлы болып саналмайды. Fast Ethernet желісінде коаксиалды кабельдерді  қолдану қарастырылмағаны сәйкестік  емес. Бірақ көп жағдайда классикалық  шина топологиясы өте ыңғайлы  болады. Себебі, ол қосымша құрылғы - концентраторларды қажет етпейді.

     Коаксиальді кабельдің негізгі екі түрі бар:

• жіңішке (thin) кабель, диаметрі 0,5 см.
• қалың (thick) кабель, диаметрі 1 см. Коаксиальді кабельдің классикалық түрі.

     Жіңішке кабель қалың кабельмен салыстырғанда  аз қашықтықтарға қолданылады, себебі онда сигналдың бәсеңдеуі күштірек. Дегенмен жіңішке кабельмен жұмыс  істеу оңайға соғады: кез-келген компьютерге  жалғауға болады, бөлменің қабырғасына  орналастыру да оңай. Жіңішке кабельге қосылу қосымша құрылғыларды қажет  етпейді. Ал қалың кабельге қосылу үшін арнайы құрылғылар қолдану керек. Жіңішке  кабель екі есе арзан, сондықтан  ол көп қолданылады.

     Коаксиалды  кабельдің маңызды параметрлерінің  бірі оның сыртқы қабаты болып табылады. Бұл жағдайда non-plenum (PVC) және де plenum кабельдері қолданылады.

     Сигналдың таралу кідірісі коаксиалді кабельде жіңішке үшін – 5 нс/м, ал қалың үшін – 4,5 нс/м.

     Екі экранды коаксиалды кабельдер де бар. Бір экран екіншісінің ішінде орналасқан және қосымша изоляция қабатымен  ажыратылған. Ондай кабельдер жақсы  қорғалған және олар жай кабельдерден қымбат.

     Қазіргі таңда коаксиалды кабель ескірген болып  табылады. Көп жағдайда оны өрілген  жұп сымдар немесе оптоталшықты кабель ауыстыра алады.

7. Оптоталшықты кабель

     Оптоталшықты ( талшықты-оптикалық) кабель –бұл, электрлі және мыс кабельдермен салыстырғанда мүлдем басқа типті кабель. Ақпарат электрлік сигнал арқылы емес, жарық сигналы арқылы беріледі. Оның негізгі элементі – жарық алыс қашықтыққа жүретін мөлдір шыныталшық.

 
         2.4 - сурет. Оптоталшықты кабельдің құрылымы

     Оптоталшықты  кабель құрылымы өте қарапайым және де коаксиалды кабельдің құрылымына (2.4 - сурет) өте ұқсас. Тек орталық  мыс өткізгіш сымның орнына жіңішке  шыныталшық (диаметрі шамамен  1 – 10 мкм) , ал ішкі оқшаулағыштың орнына шыны немесе пластикалық, жарықты сыртқа шығарып жібермейтін, қаптама қолданылады. Бұл жерде жарықтың ішкі толықтай шағылысуы туралы сөз болып тұр. Жарық әртүрлі сыну коэффициентерімен  екі шекарадан шағылысады (орталық  талшықпен салыстырғанда, шыны қабатта  коэффициент төмен). Металл орама  қажет емес, себебі электромагнитті  толқындардан сақтаудың қажеті жоқ. Кей кезде қоршаған ортаның әсерінен сақтау үшін қолданылуы мүмкін.

     Оптоталшықты  кабель бөгеуілден қорғалу және де берілген ақпараттың құпиялығын сақтау қасиеттеріне ие. Кабельдегі ақпаратты жасырын оқу мүмкін емес, өйткені ондай жағдайда кабельдің тұтастылығы жойылады. Бұндай кабельдің теориялық түрдегі өткізу жолағы 10¹² Гц дейін болады, электрлік кабельдердікінен жоғары. Оптоталшықты кабельдің бағасы әркез төмендеуде және де қазіргі таңда жіңішке коаксиалды кабельдің бағасымен тең.

     Оптоталшықты  кабельдің кейбір кемшіліктері де бар.

     Солардың  ең бастысы – монтаждаудың қиындығы (ағытпаларды орналастырғанда микронды дәлділік қажет). Оптоталшықты кабельді қолданғанда жарық сигналын электрлі сигналға және керісінше айналдыратын арнайы оптикалық қабылдағыш пен таратқыш қажет болады. Сондықтан да желі жалпы алғанда қымбат болады.

     Оптоталшықты  кабельдер сигналдардың тармақталуына жол береді (ол үшін арнайы тармақтағыштар (couplers) қолданылады ), бірақ оларды тек қана бір бағытта қолданады. Кез-келген тармақталу жарық сигналын әлсіретеді, егер көптеген тармақталу болса, онда жарық сигналы соңына дейін жетпей қалуы мүмкін.

     Кабельді  ораған кезде радиус кем дегенде 10 – 20 см болуы керек, егер одан аз болса  орталық талшық сынып кетуі мүмкін.

     Оптоталшықты  кабель тек қана жұлдызша және сақина топологиялы желілерде қолданылады. Сәйкестендіру мен жерлестіру бұл жағдайда қажет емес. Болашақта бұл кабель электрлік кабельдерді ығыстырады. Мыс қоры жер шарында аз, ал шыны жасап шығаруға қолданылатын шикізат әлі де жеткілікті.

     Оптоталшықты кабельдің екі түрі бар:

• көпмодалы немесе мультимодалы кабель, арзандау, бірақ сапасы төмен;
• бірмодалы кабель, қымбат, бірақ біріншімен салыстырғанда көрсеткіштері жақсы.

     2.5 – сурет. Бірмодалы кабельде жарықтың таралуы

     Бірмодалы кабельде барлық сәулелер бір жолмен жүріп өтеді, сондықтан олар қабылдағышқа бірдей уақытта жетеді және сигналдың  формасы қатты өзгермейді (2.5 - сурет). Бірмодалы кабельдің орталық талшығының диаметрі шамамен 1,3 мкм және де ол толқын ұзындығы дәл сондай жарық тасымалдайды (1,3 мкм). Дисперсия мен сигналдың жоғалуы бұл кезде мәнберерліктей емес, сондықтан көпмодалы кабельға қарағанда сигналды алыс қашықтыққа тасымалдауға мүмкіндік береді. Бірмодалы кабель үшін лазерлі қабылдап-таратқыштар қолданылады. Бұл аппараттар әзірге қымбат және ұзаққа шыдамайды. Сигналдың бәсеңдеуі бірмодалы кабельде 5 дБ/км-ге тең және 1 дБ/км-ге дейін төмендеуі мүмкін.