Основы построения компьютерных сетей (стр. 7 )

BIND IPX ТО IPTUNNEL NET="net_num"

Номер IPX-сети net_num является общим номером для всех выходов данного туннеля.

Эта процедура выполняется на всех выходах данного туннеля, после чего локальные сети, подключенные к серверам-выходам, окажутся связанными в одну IPX-сеть и их станции получат возможность «прозрачной» связи друг с другом. Скорость общения по туннелю, естествеппо, будет определяться пропускной способностью сети TCP/IP.

Для построения разветвленного туннеля IPTUNNEL загружается несколько раз с указанием соответствующих IP-адресов его выходов (параметр PEER), при этом LOCAL и PORT используются только из первой команды, а использование контрольной суммы соответствует последнему явному ее заданию.

Для подключения к туннелю одиночной станции (ВОЗ-клиент) па ней необходимо установить поддержку TCP/IP (загрузить , драйвер платы или СОМ-порта и ТСР1Р. ЕХЕ) и загрузить IPTUNNEL. EXE, являющийся логическим коммуникационным драйвером. В файл NET. CFG вводится секция LINK DRIVER IPTUNNEL, в которой возможно задание следующих параметров:

I GATEWAY "ip_addr" — адрес противоположного выхода из туннеля (по умолчанию — 255.255.255.255), для разветвленного туннеля возможно ввести список до 10 строк;

I PORT "num" — номер используемого UDP-порта (по умолчанию 213); I CHECKSUM YES I NO — защита пакета контрольной суммой.

Затем загружается драйвер IPXODI и связывается с туннелем командой BIND IPTUNNEL в секции PROTOCOL IPX файла NET. CFG. После успешного выполнения этих шагов станция получает прозрачный доступ к удаленной сети IPX или другим удаленным станциям туннеля, используя протокол IPX. Информации о том, как организовать туннель для станций Windows 95/98/NT и возможно ли это, автору найти не удалось.

2.2.2. AppleTalk

Протокольный стек AppleTalk является «родным» протоколом сетей компьютеров Macintosh. Этот стек охватывает все уровни модели, начиная от физического. Стек разрабатывался в середине 80-х годов, позднейшая его реализация Please 2 была введена в 1989 г. Рассмотрим его послойно. На физическом уровне могут использоваться следующие сетевые архитектуры:

I LocalTalk - сеть на витой паре, скорость до 230,4 кбит/с, интерфейс RS-485. Метод доступа CSMA/CA (см. 1.4), топология - шина. В сети может быть до 255 узлов, максимальное расстояние - 300 м. Адаптеры Local Talk встраивались во все компьютеры Apple 80-х и начала 90-х годов.

I EtherTalk - фирменная реализация Ethernet (10 Мбит/с), сменившая LocalTalk. EtherTalk Phase 1 соответствует Ethernet 2.0, EtherTalk Phase 2 - IEEE 802.3. Узлы EtherTalk Phase I iiEtherTalk Phase 2 в одной кабельной сети вместе работать не могут.

I TokenTalk — реализация маркерного кольца (только в Phase 2), совместимая с 80Мбит/с) и IBM Token Ring (16 Мбит/с).

I FDDITalk - реализация FDDI (100 Мбит/с). I Serial (RS-422) — последовательный интерфейс удаленного подключения.

На канальном уровне эти технологии поддерживаются протоколами LLAP (LocalTalk Link Access Protocol), ELAP (EtherTalk Link Access Protocol), TLAP (TokenTalk Link Access Protocol), FLAP (FDDITalk Link Access Protocol) п ARAP (AppleTalk Remote Access Protocol) соответственно.

На сетевом уровне связующей основой протокола является DDP (Data Delivery Protocol), подготавливающий пакеты и маршрутизирующий их по сети. Протокол обеспечивает негарантированную доставку пакетов между узлами независимо от архитектур нижнего уровня. Протокол AARP (AppleTalk Address Resolution Protocol) связывает логические сетевые адреса с физическими.

На верхних уровнях (от транспортного и выше) располагается множество протоколов, некоторые из них охватывают несколько смежных уровней. Протоколы ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol) и ATP (AppleTalk Transaction Protocol) обеспечивают надежную доставку данных (каждый для своих условий применения). Протоколы NBP (Name Binding Protocol) и ZIP (Zone Information Protocol) облегчают адресацию. NBP связывает сетевые адреса с символьными именами. ZIP используется в больших сетях для деления на зоны. Приложения имеют сетевой доступ к файлам через AFP (AppleTalk Filing Protocol), сервис печати осуществляется с помощью передачи PostScript-файлов через PAP (Printer Access Protocol).

Каждая сеть Phase I AppleTalk имеет свой уникальный номер. Каждый узел сети имеет уникальный 8-битный адрес из диапазона 1-254 включительно (0 и 255 зарезервированы). Адреса 1-127 предназначены для рабочих станций, 128-254 — для серверов. Зоны являются логическим объединением узлов в подсеть. Каждый узел может одновременно принадлежать и нескольким зонам, а может и ни одной. В зону могут входить узлы разных сетей. Деление на зоны было введено для облегчения задач адресации и маршрутизации. Вторая реализация — Phase 2 AppleTalk — внесла некоторые расширения:

1 возможность использования в одном сегменте сети более 254 узлов; 1 в одном сегменте сети возможно назначение более одного номера сети;

1 маршрутизация (AppleTalk Internet Router) позволяет объединять до 8 сегментов сетей.

Теперь каждому сегменту сети может быть назначен диапазон номеров сети. Каждый узел может быть связан только с одним номером сети из этого диапазона, таким образом расширяется возможное число узлов в сегменте (каждый узел адресуется номером сети и номером узла). Один номер сети используют для 25-50 узлов, если ожидается рост числа узлов, то изначально используются более мелкие сети. Для мостов и маршрутизаторов, связывающих сегменты сетей, имеется ряд ограничений:

1 Все маршрутизаторы, подключенные к одному сегменту сети, должны для этих интерфейсов использовать одинаковые диапазоны номеров.

1 Маршрутизаторы должны соединять сегменты с несовпадающими и неперекрывающимися диапазонами номеров сетей.

1 Мосты должны соединять сегменты с совпадающими диапазонами номеров.

После описания TCP/IP сети AppleTalk кажутся игрушечными, но, тем не менее, ряд моделей сетевых устройств поддерживают и этот протокол.

«м« mr sssm. ^ssiseMf. fsssfCiSfseesii fSf SS^sagi SSSSS&

8 £1

ю Ж Ж ^1^ II

Пассивное оборудование локальных сетей

пассивному оборудованию сетей относятся кабели, разнообразные соединители и средства преобразования характеристик (переходники), включаемые между разнотипными кабелями и/или соединителями. Как следует из названия, пассивное оборудование для своей работы не требует электропитания (правда, управляемое пассивное оборудование, о котором речь пойдет в 5.5, требует питания для сервисных целей).

Пассивное оборудование в основном определяется средой передачи данных. Традиционной и наиболее широко распространенной физической средой передачи информации в сетях являются кабели. Альтернативой кабелю являются беспроводная (wireless) связь с помощью инфракрасного излучения и радиосвязь, но эти виды связи по ряду причин пока что используются весьма ограниченно.

В течение последнего десятилетия наблюдается тенденция к унификации пассивного оборудования, позволяющего одно и то же кабельное хозяйство использовать для различных технологий. Когда речь идет о пассивном оборудовании (кабельной системе), используемую на конкретном участке сетевую технологию называют сетевым приложением (network application). Сетевая технология, используемая конкретным абонентом кабельной системы, называется абонентски. ч приложением. Системных интеграторов — специалистов по «более высоким материям» — такая терминология, широко применяемая в описаниях кабельных систем, может сбить с толку — для них сетевым приложением естественней называть прикладную программу, использующую ресурсы сети.

Кабелем (cable) называют конструкцию из нескольких проводов (электрических или оптических), заключенных в общий чулок (jacket), защищающий их от внешних воздействий. Все многообразие кабелей, применяемых для передачи информации, в первую очередь разделяется на электрические, называемые медными (copper cable), и оптоволоконные (fiber-optic cable), кратко именуемые fiber. «Медь» в данном случае является обобщенным названием проводящего материала, который может содержать и более ценные металлы — серебро, золото и др. Слово fiber (волокно) иногда заменяют транслитерацией «фибра», однако это не очень удачно — не так давно из фибры (волокнистого материала) делали чемоданы и другие изделия. В каждой из этих двух больших групп имеется масса разновидностей, о которых пойдет речь в главах 3 и 4. Существуют и гибридные кабели, у которых в общей оболочке заключены и оптические, и медные элементы.

Элемент кабеля (cable element) — минимальная конструктивная единица кабеля, достаточная для передачи сигнала хотя бы в одном направлении (коаксиальный кабель, одна пара или четверка проводов, одно оптическое волокно).

Кабельная единица (cable unit) — сборка из одного или нескольких однотипных кабельных элементов (например, двух - или четырехпарный кабель «витая пара»), достаточная для организации одной связи (обслуживания одним приложением одного абонента).

Шнуром (cord) обычно называют сравнительно небольшой отрезок гибкого кабеля с разъемами на концах. Шнуры применяются для подключения абонентов к розеткам кабельной проводки (абонентский шнур), коммуникационного оборудования (сетевой шнур — equipment cord), коммутации портов коммуникационного оборудования (коммутационный шнур — patch cord) и в ряде других случаев. Поскольку в большинстве случаев применяются практически однотипные шнуры, в просторечии часто их всех без различия назначения называют патч-кордами, или коммутационными шнурами, что не корректно.

Перемычка (jumper) представляет собой небольшой отрезок кабеля или кабельного элемента (провода), устанавливаемый между парой портов коммутационной панели относительно постоянно, как правило, с помощью специального инструмента.

Медные кабели издавна используется в качестве среды передачи сигналов в различных диапазонах частот. По геометрии проводников различают коаксиальные кабели (см. 3.1) и витые пары (см. 3.2). В некоторых областях применяется и Twinaxial — два неперевитых проводника, заключенных в общий экран. Основными электрическими параметрами медного кабеля в данном применении являются волновое сопротивление (характеристический имиеданс), полоса пропускания (максимальная частота сигнала, на которой затухание сигнала еще приемлемо), погонное затухание сигнала. Немаловажными характеристиками являются и чувствительность к электромагнитным помехам, а также собственное излучение сигнала.

Оптические кабели позволяют передавать сигналы в более широкой полосе частот и на большие расстояния, обеспечивая полную гальваническую развязку соединяемых устройств. По оптическим свойствам различают одномодовое (SM, Single Mode) и мноюмодовое (MM, Multi Mode) волокно (см. 4.1). Оптические кабели характеризуются погоиньш затуханием сигнала на определенных длинах волн. Многомодовое волокно характеризуется и полосой пропускания (параметр МГцхкм), связывающей допустимую частоту импульсного сигнала и расстояние передачи. Одномодовое волокно имеет лучшие параметры передачи, но более дорогое оконечное и соединительное оборудование. Оптические кабели, а главным образом их оконечное оборудование, заметно дороже медных. Кроме того, в отличие от медных, они не позволяют передавать энергию для питания устройств (как это используется в телефонии), что также сужает область их применения.

Оптоволокно (лучший изолятор) и медь (лучший доступный проводник) в современных коммуникациях сосуществуют в постоянном соревновании, дополняя друг друга своими сильными сторонами. У оптоволокна^перспектив больше как по эффективности связи, так и по природным ресурсам. Сырьем для производства оптоволокна является кварцевый песок, запас которого на Земле по сравнению с потребностями в нем можно считать неограниченным. Этого не скажешь о меди, запасы которой не смогут выдержать постоянно растущих потребностей в создании линий связи.

Кроме кабелей к среде передачи данных относится и соединительная аппаратура (connection hardware). Кабели совместно с соединительной аппаратурой — разъемными и/или неразъемными соединителями, называемыми коннекторами — образуют кабельную линию. Для использования кабель должен быть окон-цован (terminated, что иногда переводят как «закончен») — соответствующим образом подготовленный (разделанный) конец закрепляется в соединителе (коннекторе). От качества исполнения этой операции существенно зависят реальные параметры кабельной линии. Оконцовка может быть фабричной (factory terminate) или выполняться на месте установки (field terminate — оконцовка в «полевых» условиях). Сложность оконцовки зависит от типа и качества кабелей и коннекторов, за удобство и скорость обычно приходится платить.

• для'электрич1 передачи

Электрическая передача информации использовалась еще в XIX веке, когда был изобретен телеграф. Это была передача дискретной информации, к которой впоследствии добавилась и передача аналоговых сигналов в телефонии. Развитие телефонной связи потребовало решения большого числа технических проблем. Многие технические решения, а также терминология, используемые в современных сетях передачи информации, пришли из телефонии. Еще несколько лет назад предрекался закат эпохи электрической передачи информации, обусловленный ограниченной пропускной способностью кабеля. Однако использование новейших достижений микроэлектроники — быстродействующих сигнальных процессоров — позволяет отодвинуть, казалось бы. окончательные барьеры пропускной способности по крайней мере на порядок, и технологии электрической передачи продолжают успешно развиваться.

3.1. Передача данных по электрическим кабелям

Для передачи электрических сигналов между двумя точками необходимо организовать замкнутую электрическую цепь, соединяющую передатчик и прием-^ ник. Очевидно, что для связи двух точек необходимо иметь по крайней мере два

проводника. Сигналы по проводам могут передаваться как в потенциальном представлении, так и в токовом.

При потенциальном представлении информативным является уровень напряжения сигнала, переданный передатчиком и полученный приемником. Передача с потенциальным представлением может быть как асимметричной, так и симметричной. При асилшетричной передаче один из проводов, соединяющих узлы, назначается общим — его потенциал относительно земли остается более или менее постоянным. Информативным (полезным сигналом) является потенциал на сигнальном проводе относительно общего провода. В сетевых технологиях асимметричная передача используется, например, в классической реализации Ethernet на коаксиальном кабеле. При симметричной, иначе называемой дифференциальной, или блчансной, передаче оба провода цепи являются равноправными, а информативна разность потенциалов между ними. Передатчики для обоих проводов генерируют симметричные сигналы, приемники имеют симметричные дифференциальные входы. Симметрия подразумевает совпадение характеристик цепей для обоих проводов. Дифференциальная передача применяется в большинстве современных сетевых технологий (в том числе и во всех версиях Ethernet на витой паре).

Передаваемые по проводам сигналы могут иметь и токовое представление — здесь информативно наличие или отсутствие тока в цепи. Токовое представление используется, например, в интерфейсе «токовая петля», он же ИРПС. Токо-вые интерфейсы при невысокой пропускной способности (до 10 кбит/с) обеспечивают большую дальность связи — до нескольких километров. В локальных сетях наиболее широкое применение получили способы передачи сигналов с потенциальным представлением, на которых и сосредоточим внимание.

Для передачи сигналов используются две основных разновидности кабеля — коаксиальный кабель и витые нары проводников. Коаксиальный кабель используется для асимметричной передачи, витая пара — для симметричной (балансной).

Кабели (как и провода), используемые для передачи данных, являются длинными линиями со всеми их характерными особенностями. Из линии связи обычно стремятся «выжать» максимум пропускной способности; ограничения, с которыми приходится сталкиваться, порождены волновой природой процессов, протекающих при передаче сигналов. Рассмотрим несколько основных моментов. Большая часть нижеследующих тезисов актуальна для кабелей типа «витая пара», некоторые из них применимы и к коаксиальному кабелю.

Кабель имеет набор параметров, распределенных по всей его длине: емкость и сопротивление изоляции между проводниками, индуктивность и сопротивление проводников. Эти параметры определяют частотные свойства кабеля, а также скорость распространения электрического сигнала вдоль линии. Кабели, применяемые в сетях, имеют нормированные частотные параметры, и их, как правило, стремятся изготавливать с максимальной однородностью свойств по длине. Процессы передачи сигналов при этом можно достаточно точно описывать с помощью модели однородной линии.

Важным параметром кабеля является его волновое сопротивление, называемое гакже характеристическим импедансом, которое является комплексной величиной и измеряется в омах. Имея в виду волновое сопротивление, будем для краткости употреблять слово импеданс (impedance), опуская прилагательное «харак-

теристический». Отметим, что волновое сопротивление непосредственно не связано ни с активным сопротивлением проводников, легко измеряемым омметром, ни с сопротивлением изоляции, которое можно измерить мегомметром. Импеданс в основном зависит от геометрии проводников кабеля и диэлектрической проницаемости материала изоляции.

Рассмотрим процесс распространения сигнала в отрезке однородной линии (рис. 3.1). Пусть на конце А расположен источник сигнала, а на конце В — его приемник. Одиночный импульс, посланный передатчиком, начнет распространяться вдоль линии с характерной для данного кабеля скоростью. Скорость распространения сигнала обычно лежит в пределах 60—80 % от скорости света в вакууме. По мере распространения сигнала в линии происходит его затухание — часть энергии рассеивается в виде потерь. Затухание Att (attenuation) принято измерять в децибелах (дБ):

Att = - IOIg(P,/?A) = -201g(^/^),

где Рд — мощность переданного сигнала, Рц — мощность принятого сигнала, а Ид и uq — напряжения в точках А и В. Значение затухания, определенное по данной формуле, всегда будет положительным, поскольку всегда Рд < Рд. Затухание 6 дБ соответствует падению амплитуды сигнала вдвое, 20 дБ-в 10 раз. Иногда затухание в кабеле указывают и отрицательным значением, не вводя знак «-» в формулу расчета. На знак здесь можно не обращать внимания — чудес не бывает, и в электрическом кабеле сигнал усилиться не может (отрицательное затухание, строго говоря, означает усиление). Кабели характеризуются погонным затуханием — затуханием, приведенным к единице длины — дБ/м. Вместо погонного может указываться затухание на отрезке определенной длины, например, 1000 футов (305 м) — размер стандартной упаковки, или 100 м (что является ограничением на длину кабеля в СКС). Естественно, что затухание стремятся уменьшить — лучшим будет тот кабель, который имеет меньшее погонное затухание. С повышением частоты затухание увеличивается. , Развитие событий после достижения им конца В зависит от имиеданса нагрузки кабеля (в данном случае — приемника). Если импеданс приемника совпадает с импедансом линии (г), то вся энергия переданного импульса поглотится приемником, и на этом путешествие данного импульса по линии закончится (рис. 3.1, а). Если импеданс приемника не совпадает с импедансом линии, часть энергии импульса поглотится приемником, а часть — отразится от конца линии и начнет распространяться в обратном направлении, в сторону передатчика. Если импеданс передатчика тоже не совпадает с импедансом линии, то по достижении конца А импульс снова отразится и так, постепенно затухая, будет «мотаться» из конца в конец — линия «зазвенит». Полярность отраженного импульса определяется соотношением импедансов линии и нагрузки. Если импеданс на-' грузки выше, чем импенданс линии, отраженный импульс будет иметь ту же полярность, что и пришедший. В пределе (бесконечно большЬй импеданс нагрузки) от разомкнутого (оборванного) конца линии сигнал отразится полностью (р^с. 3.1, 6). Если импеданс нагрузки ниже, чем импенданс линии, отраженный ЗДМПульс будет иметь полярность, обратную полярности пришедшего. В пределе (нулевой импеданс нагрузки) от короткозамкнутого конца линии сигнал также отразится полностью, но с обратным знаком (рис. 3.1, в). Те же процессы отраже-

ния происходят не только на концах линии, но и в любых точках, в которых имеется аномалия (отклонение от номинала) импеданса. Отражения сигнала в конечном счете приводят к искажениям приема, что, естественно, нежелательно. Понятно, что хороший кабель должен быть действительно однородным. К аномалиям импеданса на самом «теле» кабеля приводят нарушения геометрии проводников (резкие изгибы, передавливание) и изоляции (например, удаление части изоляции в коаксиальном кабеле при его сращивании). Понятно также, что непосредственное соединение отрезков кабеля с разными значениями импеданса также приведет к аномалии. На концах отрезка источниками отражения могут являться и разъемы (коннекторы), если их импеданс не соответствует импедансу кабеля. Конечно же, и соединяемые данным кабелем устройства должны иметь соответствующий импеданс — при этом вся энергия передатчика будет уходить в линию, а приемник получит всю энергию, дошедшую до него по линии.

Рис. 3.1. Прохождение сигнала по длинной линии: а — приемник согласован; б, в—не согласован с линией

Мерой степени согласованности импеданса является ослабление отраженного сигнала, или возвратные потери RL (Return Loss). Как и затухание, этот параметр также измеряется в децибелах:

RL--201g(^A/^A),

где U^ — амплитуда переданного сигнала, U^ — амплитуда отраженного сигнала на конце А. Большее значение RL означает лучшее согласование кабеля с оконечными элементами линии (коннекторами, а также приемопередатчиками). Возвратные потери — параметр линии (погонное значение не имеет смысла). Мерой учета неоднородностей кабеля являются структурные возвратные потери (structural return loss) — отношение мощности сигнала, отраженного в сторону передатчика неоднородностями кабеля, к мощности передаваемого сигнала. Как правило, этот параметр определяют для отрезка длиной 100м, и на практике им пользуются нечасто.

ПРИМЕЧАНИЕ — Строго говоря, измеряя отражение на конце А, мы не учитываем затухание сигнала в кабеле. Для определения степени отражения надо было бы измерить сигнал на подходе к точке В и отраженный около нее же. но это практически невозможно. Однако измерение на конце А правомерно, поскольку погрешность, вносимая затуханием отраженного сигнала (мы видим его уменьшенным на величину Att), компенсирует погрешность, вносимую затуханием прямого (отражался-то сигнал, также ослабленный на величину Att). Здесь предполагается, что затухание в кабеле не зависит от направления распространения сигнала. _____________________________________

Теперь рассмотрим ситуацию, когда рядом проходят две линии связи — широко распространенный способ передачи данных между двумя точками, причем одна линия используется для передачи в направлении от А к В, а другая — в обратном (рис. 3.2). Эта ситуация имеет самое непосредственное отношение к ка-бблям на витой паре.

Рис. 3.2. Перекрестные помехи в кабеле

При передаче сигнала от А к В по паре 1 за счет паразитных емкостных и индуктивных связей между парами (утечка изоляции обычно заметной роли не играет) в паре 2 наводится сигнал перекрестной помехи. Этот сигнал можно на-

• блюдать на обоих концах кабеля, но по крайней мере по двум причинам наибольший интерес он представляет на ближнем (к передатчику) конце кабеля. Во-первых, на ближнем конце пары 2 обычно расположен приемник (Rx), который может принять помеху за сигнал, а на дальнем конце — передатчик (Тх), на который помеха не влияет. Во-вторых, помеха на ближнем конце будет иметь большую величину, поскольку уровень сигнала в линии 1 по направлению к концу В затухает. Мерой этой помехи, называемой перекрестной, является ослабление перекрестной помехи на ближнем конце — NEXT loss (Near End CrossTalk loss). Слово «loss», как и «ослабление», благодаря которому в выражении появляется знак «-», для краткости часто опускают. Термин CrossTalk (перекрестный разговор) пришел из телефонии (сокращенно XTalk или просто XT). NEXT

выражают в децибелах:

^^EXT=-201g(^A/^),

^^де-^д — амплитуда переданного сигнала, 1^д — амплитуда помехи на конце А. )Чем больше значение NEXT, тем лучше кабель—меньше перекрестных помех. ^аки затухание, значение NEXT пропорционально длине отрезка кабеля, поэто-^I^^OHo указывается для отрезка определенной длины (например, 100 м). 1^ Существует и параметр FEXT loss (Far End CrossTalk loss — ослабление перекрестной наводки на дальнем конце).

FEXT = -201g(^B/^A),

где U^ — амплитуда переданного сигнала, U^ — амплитуда помехи на конце В. Этот параметр интересен для случая одновременной передачи сигналов по разным парам в одном направлении. Параметр ELFEXT (Equal Level FEXT) дает нормированное (приведенное к уровню полезного сигнала) значение FEXT:

ELFEXT=FEXT - Att.

Для кабеля, имеющего более двух пар, параметр NEXT измеряют между всеми комбинациями по две пары, а приводят наихудшее (наименьшее абсолютное) значение. Кроме того, параметр NEXT может быть и асимметричным - различаться при измерениях с разных концов. Это относится не к отдельно взятому отрезку кабеля, который должен быть однородным и симметричным, а к кабельной линии, которая может состоять из нескольких отрезков и пассивных средств их соединения. По этой причине при проверке кабельного соединения NEXT измеряют с двух концов и опять-таки берут наихудшее значение.

Стандартное определение NEXT исходит из того, что в кабеле в одном направлении в одно время передача данных идет по одной паре, что справедливо, например, для технологии lOBaseT, lOOBaseTX. Если все пары работают в одну сторону (при передаче в IOOBaseT4), более значимым становится параметр FEXT. В случае применения многопарного кабеля, одновременно обслуживающего несколько абонентских приложений, перекрестная помеха будет наводиться от нескольких источников. Для нормальной работы в таком случае должен быть запас по параметру NEXT, определяемый как

ANEXT -6+10 lg(^ + 1),

где n - число кабельных единиц, примыкающих к той кабельной единице, для которой определяют NEXT. На рис 3.3 приведено сечение гипотетического гибридного кабеля, для которого принимают п=2 и ANEXT = 10,8 дБ. Приведенная формула используется в стандартах 11801 и '50173, а в '568-А формула используется иная:

ANEXT = 6+10 lg(^),

где n - общее число кабельных единиц. Для многоэлементных кабелей эта формула дает более жесткие ограничения: в данном примере п=6 и ANEXT == 13,8 дБ. В ходе дискуссии сентября 1996 г. TR41.8.1 эту формулу рекомендовали привести в соответствие с более мягким европейским и международным вариантом, поскольку наиболее ощутимы помехи только от примыкающих элементов. Данные формулы имеют отношение к «разделяемому кабелю» — применению 4-парного кабеля для двух двухпарных приложений (например, два абонента Ethernet в одном кабеле). Здесь кабельной единицей считаем две пары, и по обеим формулам получается ANEXT = 9 дБ. Слагаемое 6 дБ учитывает допущение о том, что уровни сигналов в разных приложениях различаются не более чем на 6 дБ.

Необходимость большого запаса ANEXT осложняет применение многопарного кабеля для работы на высоких частотах (100 МГц). В принципе, возможность одновременного действия наводки от нескольких кабелей возникает и при параллельной прокладке группы кабелей по одной трассе. Однако для этого случая

стандарты лишь предписывают не слишком плотно связывать жгуты — требование довольно расплывчатое.

Рис. 3.3. Сечение гибридного кабеля

' Более жесткое определение перекрестных помех заложено в параметрах Ро-werSum NEXT Loss и PowerSum ELFEXT Loss - PSNEXT и PSELFEXT соответственно. Как следует из названия, здесь при измерении перекрестных помех в 4-парном кабеле измеряется наводка в одной паре при одновременной передаче сигналов по трем другим парам.

' Критерием возможности использования кабельного соединения для двустороннего трафика (передачи по одной паре и приема по другой) является параметр ACR (Attenuation-to-Crosstalk Ratio) — отношение затухания сигнала к ослаблению перекрестной помехи. При переходе к логарифмическим единицам (децибелам) операция деления заменяется вычитанием, так что

ACR == NEXT-Att.

. Параметр ACR можно трактовать как отношение сигнал/шум. Положительное значение ACR означает превышение уровня полезного сигнала над уровнем помехи. Отрицательное значение ACR означает, что полезный сигнал меньше помехи, при этом его распознавание становится проблематичным. Как и все вышеперечисленные параметры, ACR зависит от частоты и с ее повышением понижается. Частота, на которой ACR переходит через нуль в отрицательные значения, считается предельной допустимой частотой при использовании данного кафеля (правда, цифровая обработка принятого сигнала позволяет отодвинуть ЭТОТ предел). Для относительно надежной работы ACR на максимальной рабочей частоте должен быть не менее +2...+4 дБ. Естественно, значение ACR определяется и длиной отрезка кабеля. Поскольку в стандартных кабельных системах максимальная длина отрезка кабеля не превышает 90 м (почему так, будет показано позже), параметр ACR (частотную характеристику) приводят именно для отрезка 90 м (или 100 м). К^Если на оба проводника пары действует синфазный сигнал помехи — так на-:Э»1В^емая продольная помеха, — то абсолютно симметричйая линия передачи Хамеете с дифференциальным приемником) эту помеху не почувствует. Из-за ^Симметричности (несбалансированности) кабеля часть энергии синфазной по-^НХй преобразуется в дифференциальную (поперечную). Мерой сбалансирован-1^гй кабеля является ослабление преобразования продольной помехи LCL pl^bgitudmal to differential Conversion Loss). Этот параметр отражает отношение

продольной помехи к вызванной ею дифференциальной помехе и выражается в децибелах (чем больше, тем лучше).

Вид частотных характеристик кабелей типа «витая пара» — зависимости Att и NEXT от частоты сигнала — приведены на рис. 3.4.

Частота, Мгц Рис. 3.4. Частотные характеристики кабелей

ACR для частоты определяется как расстояние между кривыми Att и NEXT. Привязка характеристик к конкретным частотам определяется конструктивными параметрами кабеля — диаметром проводников и изоляции, шагом скрутки, материалом изоляции, наличием и видом экрана. Частотные характеристики кабеля имеют зависимость от температуры, а также изменяются со временем в результате старения. Дефекты изготовления, а также механические воздействия на кабель — растяжение, резкие изгибы, передавливание — тоже отражаются на свойствах кабеля (естественно, только их ухудшают).

Кроме параметров, связанных с затуханием, отражением и наводками сигналов, важное значение имеет задержка распространения сигнала — Propagation Delay. Она задается как время прохождения сигнала по кабелю определенной длины (обычно 100 м). Задержка распространения является одним из факторов, ограничивающих максимально допустимую длину для конкретной сетевой технологии (например, в технологии Ethernet превышение допустимой задержки приводит к нарушению работы системы обнаружения коллизий). Для технологий, в которых используется одновременная передача данных в одну сторону по не-' скольким элементам кабеля (например, по четырем парам в Ethernet IOOBaseT4), важным параметром является и «перекос» задержки — Propagation Skew — разность между задержками распространения в разных парах.

Важным параметром кабеля является его сопротивление постоянному току DC Resistance, измеряемое в омах. Оно пропорционально длине кабеля, обратно пропорционально сечению проводника и зависит от удельного сопротивления металла. Сечение проводника определяется его калибром, обычно обозначаемым

согласно стандарту AWG (American Wire Gauge), как показано в табл. 3.1. Для витой пары обычно указывают погонное сопротивление петли d.c. loop resistance — сумму сопротивлений обоих проводов пары (Ом/100 м). Для коаксиального кабеля погонное сопротивление центральной жилы и экрана указывают отдельно.

Таблица 3.1. Классификация медных проводов по AWG

-	Номер по AWG	Диаметр, мм	Сечение, мм^	Сопротивление 1 км провода, 0м	Допустимый ток. A*
	46	0,04	0,0013	13700	0,0038
	44	0,05	0,0020	8750	0,006
	42	0,06	0,0028	6070	0.009
	41	0.07	0,0039	4460	0,012
	40	0,08	0,0050	3420	0,015
	39	0,09	0,0064	2700	0,019
	38	0,10	0,0078	2190	0,024
	37	0,11	0,0095	1810	0,028
	-"-	0.12 -	0,011	1520	0.033
	36	0,13	0,013	1300	0,040
	35	0,14	0,015	1120	0,045
	-"-	0.15	0,018	970	0,054 .
	34	0,16	0,020	844	0,060
	-"-	0,17	0,023	757	0.068
	33	0,18	0,026	676	0,075
	-"-	0,19	0.028	605	0,085
	32	0,20	0.031	547	0,093
	30	0,25	0,049	351	0,147
	29	0,30	0,071	243	0,212
	27	0,35	0,096	178	0,288
	26	0,40	0,13	137	0,378
	25	0.45	0,16	108	0,477
	24	0,50	0,20	87,5	0,588
	-"-	0,55	0,24	72.3	0,715
	-"-	0,60	0,28	60,7	0,850
	22	0,65	0,33	51,7	1,0
	• "	0,70	0,39	44,6	1,16
	-"-	0,75	0,44	38,9	1,32
	20	0,80	0,50	34,1	1,51
		0,85	0,57	30,2 , ^	1.70
	19	0,90	0,64	26,9	1,91
		0,95	0,71	24,3	2,12
	18	1,00	0,78	21,9	2,36

Номер по AWG	Диаметр, мм	Сечение, мм^	Сопротивление 1 км провода, 0м	Допустимый ток, A*
-"-	1,10	0,95	18.1	2,85
	1,20	1,1	15.2	3,38
16	1,30	1.3	13,0	3,97
-"-	1,40	1,5	11,2	4,60
-"-	1,50	1.8	9,70	5,30
14	1,60	2,0	8,54	6,0
-"-	1.70	2.3	7,57	6,7
13	1,80	2,6	6,76	7,6
-"-	1,90	2,8	6.05	8,5
12	2,00	3,1	5,47	9,4

* При допустимой плотности тока 3 А/мм^ .