Основни комуникационни устройства и съобщителни среди

Какво ще научите от темата
• кои са основните комуникационни устройства и съобщителни среди
• какви са основните начини за организация на локална компютърна мрежа
• какви мрежови устройства и свързващи елементи съществуват и каква е ролята им

Допълнително ще се запознаете
• как е устроен домашният рутер

Предизвикателство
ИТ – Логистик е осигурила проследяване на сухопътните превозни средства в реално време чрез GPS устройства и е предоставила на водачите навигационна система за добра ориентация по пътищата. Фирмата се нуждае от наблюдение над микроклимата на товарите (температура, влажност и налягане – обикновено за времеви интервал, не по-малък от час), наблюдение на превозните средства и да съхрани тази информация на сървърите си.

Да се запознаем с...

Съобщителната среда е физическата субстанция, по която е възможно да се пренесат разбираеми сигнали.

Съобщителните среди са:
• оптични проводници – оптичен кабел
• метални проводници
• радиовълни
• коаксиален кабел.
В оптичните кабели данните се пренасят от светлинни лъчи. В единия край на оптичния проводник лъчите се генерират от светлинни източници, такива като лазерни диоди и светодиоди. В другия край оптични приемници улавят лъчите. Използват се два вида оптични проводници. Първият е прозрачно оптично влакно, направено от силициев двуокис. Вторият е свободното космическо пространство, включително приземното.
В оптичното влакно светлината преминава през цялата дължина, като многократно се отразява в огледалните му стени. Използва се физичното явление пълно вътрешно отражение.

В свободното пространство светлината се разпространява праволинейно. Така се пренасят данните между дистанционното управление и телевизора. При натискане на бутон на дистанционното управление серия от инфрачервени лъчи изпращат сигнали до телевизора, там те се приемат от светлочувствителен приемник. На същия принцип са изградени съобщителните линии, които работят на по-големи разстояния и с по-висока производителност.
В металните проводници преносът на данни се извършва от свободни електрони. Те се движат под действието на електрическото напрежение, създадено между двата края на проводника. От всички метални проводници най-често се използват медните. Когато няколко отделни проводника са събрани в сноп с обща обвивка, те образуват кабел. Най-често използваните кабели съдържат 8 проводника, събрани в четири двойки.
Проводниците, които образуват една двойка, са усукани помежду си. Така се намаляват електромагнитните смущения от външни източници, намалява се и взаимното влияние между двойките вътре в кабела. Усукването на проводниците в кабела е причина той да се нарича кабел тип усукана двойка.
Към двата края на кабела се монтират конектори тип RJ-45. Разпределението на отделните проводници в конектора е строго определено. Четирите усукани двойки са с отделни цветове – оранжев, зелен, син и кафяв, като единият проводник от двойката е с плътен цвят, а другият е прекъснат от бели ивици. Стандартите EIA/TIA 568А и 568В определят два типа нареждане по цветове на усуканите двойки.
Наличието само на два възможни завършека на всеки свързващ кабел означава, че свързващите кабели в мрежата могат да са само два типа. Единият тип се нарича прав, той е с два еднакви края, завършва или с два конектора, подредени по 568A, или с два конектора, подредени по 568B. Другият тип се нарича кръстосан и завършва с две различни подредби, едната, изпълнена по 568А, а другата – по 568B.

Свързването на компютър с комутатор се извършва само с прав кабел. Ако мрежа тип звезда се наложи да бъде продължена с още комутатори, тогава всеки два комутатора се свързват с кръстосан кабел. След окончателното изграждане на мрежата компютрите в нея могат да обменят данни по протокола Ethernet 802.3. На практика този протокол рядко се използва, защото с него могат да се обменят данни само в рамките на локална мрежа, но не и в интернет. Дължината на такъв кабел между две устройства може да достигне до 96 m.
Коаксиалният кабел е кабел, съставен от централен активен проводник и външен проводник (екран), разположени така, че осите им съвпадат. Проводниците са разделени от твърд изолационен материал или въздух.

Радиовълните са електромагнитни вълни, които се разпространяват в пространството във всички посоки със скоростта на светлината. За да се излъчи радиовълна, е необходим проводник, по който тече променлив електрически ток. Генераторът на променлив ток се нарича радиопредавател, а проводникът се нарича антена. За приемането на радиовълна отново е необходима антена, която е свързана към детектор, който се нарича радиоприемник. Пренасянето на данни с радиовълни е удобно, защото може да осигури връзка практически навсякъде по земната повърхност. Така се изграждат безжичните мрежи. Това е причината мобилните устройства да разчитат изцяло на обмен на данни с радиосигнали. Основен недостатък е, че има много смущения от други радиосигнали, особено в градска среда.

Задачи
1. Кои са най-широко използваните съобщителни среди? Как се пренасят сигналите в различните съобщителни среди?
2. Какво представлява протоколът за обмен на данни? Проучете колко протокола съществуват и за какво се използват най-често употребяваните от тях.
3. Проучете какви кабели тип усукана двойка съществуват. По какво се различават?
4. Кои са необходимите параметри за правилна работа на локалната мрежа?

Подсказки
Най-често параметрите на локалната мрежа се намират на страница или връзка, обозначена като LAN или Local network. Там е необходимо да въведете собствения адрес на рутера, който ще се използва за работа през LAN и Wi-Fi портовете. Ще забележите, че вече има въведен IP адрес. Това е адресът, с който комуникирате с устройството. Обяснете какво е DHCP сървър и как се променя работата на локалната мрежа, когато той е включен или изключен.