Әдістемелік нұСҚаулар павлодар ф со пгу 18. 2/11 бекітемін

Методические указания

ФФСО ПГУ 7.18.2/05

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті

Информатика және ақпараттық жүйелер кафедрасы

050418 «Кітапханатану және библиография» мамандығының студенттеріне арналған

Глобальді және локальді желілер мен жүйелер пәнінен практикалық жұмыстарға арналған

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

Павлодар

Ф СО ПГУ 7.18.2/11

БЕКІТЕМІН

ФМжАТ факультетінің деканы

______________ С.К. Тлеукенов

«__»_________________2008 ж.

Құрастырушылар: аға оқытушы Жақсылықов Ә.Е.

Информатика және ақпараттану жүйелері кафедрасы

«Глобальді және локальді желілер мен жүйелер» пәнінің

050418 «Кітапханатану және библиография» мамандығына

практикалық жұмыстарды орындауға арналған

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

Кафедраның отырысында қарастырылған «__»_______________________2009ж.

№_____ хаттама
Кафедра меңгерушісі _____________________________Ж.К.Нұрбекова

(қолы)

Факультеттің әдістемелік кеңесінде құпталған ______________________________________

«___»___________2009__ж. №______ хаттама

ӘК төрағасы _____________________________А.Т.Кишубаева

№1-4 практикалық жұмыс

Тақырыбы: Ауқымды компьютерлік желі

Теориялық ақпарат

Желіні құрастыру

Желінің топологиясы – бұл компьютерлердің, кабельдердің және бақа желілік құрауыштарының орналасуының физикалық мінездемесі. Желінің тополгиясы компьютердің желідегі әрекеттестігінің тәсілін анықтайды. Барлық желілер үш базалық топологияның негізінде құрылады:

Шина (Bus);
Жұлдыз (Star);
Сақина (Ring).

Егер компьютерлер бір кабельдің бойында қосылып тұрса мұндай топология шина деп аталады.

PC-1 PC-2 PC-3 PC-4 PC-5

PRINTER

Сурет. 1. «шина» типінің желісі

Шина топологиясының желісінде мәліметтер желіге тек бір компьютермен уақыттың бір сәтінде беріледі.

Ақпаратты алушының ақпаратты берушінің және берілген ақпараттың мекен-жайы көрсетілген электрлік сигналдар түрінде беріледі. Берілетін ақпаратты барлық компьютерлер «естиді», бірақ оны тек алушының мекен-жайы сәйкес келетін ғана қабылдайды. Ақпаратты беру кезінде қалған компьютерлер мәліметтерді бере алмайды, олар тек желіні «тыңдап» және берудің аяқталуын күтеді. Желі «босаған» кезде (мәліметтерді беру аяқталғанда), бірінші, болып ақпаратты берем деушілер өзінің ақпаратын беруді бастайды.

Шина – пассивті топология, онда компьютерлер желі бойынша беріліп жатқан мәліметтерді беріп, тыңдайды, бірақ оларды күшейтпейді, сондықтан желілік кабельдің ұзындығы және желідегі компьютерлердің саны сигналдың өшуімен шектелген. Активті топологияларда компьютерлер мәліметтерді күшейтеді және оларды ары қарай желі бойынша береді.
Шина типіндегі желілерде желінің жұмыс істеу қабілеттілігін бұзушылыққа әкелетін кабельдің екі шетінде сигналдың көп бөгеуілдер пайда болады. Электрлік сиганладрдың бейнесінің алдын алу үшін кабельдің шеттерінде осы сигналдарды бойына сіңіретін «терминаторлар» қойылады. Кабельдің екі үзігін қосу үшін «BNC-баррел-конектор», деп аталатын арнайы ауыстырғыш қолданылады, кабельді аяқтау үшін «BNC-конектор» ажыратқышы қолданылады, ал компьдердің екі кабелін көрші компьютерлерден желілік платаға қосу үшін «BNC-T-конектор» қызмет етеді.
Кабельдің ұзындығын көбейту үшін «репитерлер» қолданылады, екі бағытта күшейтетеін және қайта жаңартатын әлсіз сандық сигнал. Репитерлерді белсенді BNC-баррел-конектор ретінде пайдалануға болады.

репитер
Сурет 2. Репитер

Егер компьютерлер бір нүктеден шығып тұрған кабель сегменттеріне қосылып тұрса, (HUB концентраторы) мұндай топология жұлдыз деп аталады. «Жұлдыз» топологиясында барлық компьютерлер желінің сегменттерінің көмегімен орталық құрауыштарға қосылады, бұл (HAB) концентраторы деп аталады. Беріп тұрған компьютердің сигналдары концентратор арқылы барлық қалған компьютерлерге түседі. Бұл желінің тез әрекетін көбейтеді. «Жұлдызда» мәліметтерді беру технологиясы әдетте «шина» топологиясымен ұқсас. Сондықтан «жұлдыз» - бұл орталық күшейтетін және комутациялайтын жабдығы бар «шина» деп есептеуге болады. Концентраттар активті (күшейтетін) және пассивті (желіні күшейтусіз қосатын), сонымен қатар гибридтік (пассивті жіне активті режимде жұмыс істей алатын) болады.

Сурет 3. «Жұлдыз» типінің желісі

Егер компьютерлер қосылған кабельдер сақинамен бекітілсе, мұндай топология «сақина» деп аталады.

Сурет. 4. «Сақина» типінің желісі

Сақина топологиясында сигналдар бір бағытта сақина бойынша беріледі (сағат тілі бойынша) және әрбір компьютер арқылы өтеді. Бұл технологияда әрбір компьютер репитер болып табылады, ал мәліметтерді «маркерді» пайдалану арқылы «сақина» бойынша ақпараттарды беру деп аталады. Маркерді беру кезінде (мәліметтері бар арнайы микрофайл) ол бір ізділікпен бір компьютерден басқаға оны мәліметтерді беретін қабылдамайынша беріліп отырады. Маркерді қабылдаған («алып алған») компьютер оған берілетін ақпаратты, өзінің мекен-жайын және алушының мекен-жайын орналастырады. Бұдан кейін маркер ары қарай сақинаға жіберіледі. Маркермен мәліметтер әрбір компьютер арқылы маркерде көрсетілген алушының мекен-жайымен мекен-жайы сәйкес келмейінше өтіп отырады. Қабылдаушы компьютер маркерді алады, одан мәліметтерді алып, маркерге сәтті қабылданған ақпараттың кодын орналастырады және өзгертілген маркерді ары қарай сақина бойынша жіберген компьютерге жібереді. Жіберген компьютер расталған маркерді алып оны сақинадағы келесі компьютерге (маркерді «босатып») береді.

«Сақина» топологиясында мәліметтерді беруде әрбір компьютер жіберу үшін тепе-тең уақыт квантын алады, мәліметтерді жіберуге деген бәсекелестік және монополия болмайды.

Компьютердің желіге қатынауының әдісі – бұл компьютердің қалай және қай кезде хабарды желі бойынша жіберуі немесе қабылдауын анықтайтын ережелер жинағы. Егер жұмыс кезінде бірнеше компьютерлер бір уақытта желіде мәліметтерді беріп жатса, онда «коллизия» (жаңылысу) болады, және мәліметтер пакеті осы компьютерлерден бұзылады. Қатынау әдістері бірнеше компьютерлер бір уақытта мәліметтерді бере алмауы үшін мәліметтерді қабылдау мен беруді реттей отырып желідегі колллизияның болмауын кепілдендіреді.
Қатынаудың негізгі әдістері келесілер:

Көптік қатынау («шина», «жұлдыз»);
Коллизияны анықтаумен (CSMA/CD);
Коллизияны алдын алу (CSMA/CA);
Маркерді берумен қатынау («сақина»);
Тапсырыстың артықшылығы бойынша қатынау («жұлдыз» типінің кейбір топологиялары).

Коллизияны анықтау мен көптік қатынас кезінде желідегі барлық компьютерлер беріліп жатқан мәліметті табуға тырысып кабельді тыңдайды. Желі бойынша мәліметтерді беру тоқтап және ақпаратты кабель бойынша беру болмаған кезде:

барлық компьютерлер кабельдің бос екенін түсінеді;
мәліметті бергісі келген компьютер беруді бастайды;
мәліметті жіберіп жатқан компьютер кабельді босатпайынша басқа ешқайсысы жөнелте алмайды.

PC-1 PC-2 PC-3 PC-4 PC-5

PRINTER

Егер бірнеше компьютердің мәліметтерді бір уақытта жөнелтуі аңғарылса (коллизияға ұшырады), онда жөнелтіп жатқан компьютерлер мәліметтерді беруді кездейсоқ уақытқа тоқтатады, ал сосын оны қайтадан бастайды. Берілген қатынау әдісіндегі коллизия саны желідегі компьютерлер санымен қолданылатын желілік бағдарламалар санына пропорционалды ұлғайып отырады; бұл желінің өндірушілігін төмендетеді және оны «тұрып қалуға» әкелуі мүмкін.
К
оллизияның алдын алуымен көптік қатынау әдісі коллизияны анықтаудан гөрі ақырындау, бірақ жетілдірілген. Олардың айырмашылығы мәліметтерді жіберемін деген компьютер мәліметтерді желіге жөнелту алдында барлық қалған компьютерлерге өзінің мақсаты туралы сигнал жібереді, олар дайындалып жатқан жөнелту туралы хабардар болып, тек сонан кейін ғана жөнелту басталуында. Бұл желідегі коллизияның алдын алады.
Маркерді беру технологиясы «сақина» типінің топологиясында қолданылады. Маркер – бұл желі бойынша бір компьютерден бір компьютерге көшіп отыратын арнайы микр офайл. Маркерде желі бойынша берілетін ақпарат, компьютер – жөнелтушінің мекен-жайы, қабылдаушы компьютердің мекен-жайы және т.б. ауысып отырады. Ақпарат пен толған маркер «иемденген» деп аталады. Берілетін ақпараты жоқ маркер «бос» деп аталады; ол желі бойынша өз бетімен көшіп отырады. Желіде тек бір маркердің көшіп отыруына болады және тек қана бір бағытта (сағаттың тілі бойынша бір компьютерден басқаға).
Мәліметтерді желіге маркермен жөнелту үшін компьютер бос маркерді күтіп оны тартып алу керек, содан кейін мәліметтер маркермен бірге сақина бойынша алушыға беріледі. Алушы мәліметтерді алғаннан кейін сәтті қабылдау туралы ақпараты бар өзгертілген маркерді жөнелтушіге жібереді. Қабылдауды растағаннан кейін босатылған маркер келесі жөнелтушіге дөңгелек бойынша беріледі. Маркермен қатынау әдісінде коллизия болмайды, өйткені бір компьютер берілген уақытта маркерді пайдалана алады.
Тапсырыстың артықшылығы бойынша қатынаудың әдісі коллизияны анықтау әдісімен ұқсас; айырмашылығы бір концентратордың екі немесе одан көп компьютері бір уақытта ақпаратты жөнелтуді бастағысы келген кезде байқалады. Бұл жағдайда коллизия болмайды, өйткені концентратор артықшылығы жоғары компьютерді таңдайды және сол ғана мәліметтерді жөнелтеді. Барлық қалғандары жөнелтуден уақытша сөндіріледі. Артықшылық компьютер қосылған концентраттағы айырушының нөмірі анықталады.
Мәліметтерді бір уақытта әртүрлі концентраттардағы бірнеше компьютерлерден жөнелтуге мүмкіндік жасауда коллизия болмайды, өйткені жөнелтуді басқа концентраторлармен салыстырғанда жоғары артықшылығы бар концентраторлы компьютер іске асырады. Осылайша концентраттар арсныда және әрбір хабтар арасында иерархия болады.

Тапсырма

Имитациялық модель жоғары деңгейлі «Pascal 7.0» немесе «Delphi» бағдарламалар тілінде жасалыну керек. Модель болу керек:

берілген топологияның детальдық иллюстрациясын экранда салу керек;
экранда берілген бір компьютерден келесі компьютерге мәліметтерді беру үрдісін толық модельдеу керек;
толық түсіндірілген тез, әдемі және ықшамды болу тиіс.

N в-а	ТАПСЫРМА
N в-а	Топология	Компьютерлер саны	Мәліметтерді беру
1.	Шина	5	1 > 4 және 4 > 2
2.	Шина	3	1 > 3 және 3 > 2 және 2 > 1
3.	Шина	4	1 > 3 и 2 > 4
4.	Шина	5	2 > 4 және 5 > 1
5.	Шина	4	1 > 2 және 3 > 4
6.	Хабсыз сақина	5	1 > 4 және 4 > 2
7.	Хабсыз сақина	3	1 > 3 және 2 > 1 және 3 > 2
8.	Хабсыз сақина	4	1 > 3 және 2 > 4
9.	Хабсыз сақина	5	2 > 4 және 5 > 1
10.	Хабсыз сақина	4	1 > 2 және 3 > 4
11.	Хабсыз сақина	5	1 > 4 және 4 > 2
12.	Хабсыз сақина	3	1 > 3 және 2 > 1 және 3 > 2
13.	Хабсыз сақина	4	1 > 3 және 2 > 4
14.	Хабсыз сақина	5	2 > 4 және 5 > 1
15.	Хабсыз сақина	4	1 > 2 және 3 > 4
16.	Жұлдыз	5	1 > 4 және 4 > 2
17.	Жұлдыз	3	1 > 3 және 3 > 2 және 2 > 1
18.	Жұлдыз	4	1 > 3 және 2 > 4
19.	Жұлдыз	5	2 > 4 және 5 > 1
20.	Жұлдыз	4	1 > 2 және 3 > 4
21.	2 және 3 арасындағы репитерлі шина	5	1 > 4 және 4 > 2
22.	1 және 2 арасындағы репитерлі шина	3	1 > 3 және 3 > 2 және 2 > 1
23.	3 және 4 арасындағы репитерлі шина	4	1 > 3 және 2 > 4
24.	2 және 3 арасындағы репитерлі шина	5	2 > 4 және 5 > 1
25.	2 және 3 арасындағы репитерлі шина	4	1 > 2 және 3 > 4

№5-8 практикалық жұмыс

Тақырыбы: Кодтау стандарттары

Теориялық бөлімі

Кабельдердің негізгі топтары

Қазір компьютерлік желілердің басым бөлігі өткізгіш немесе кабельді жалғау үшін қолданылады. Олар компьютерлер арасындағы сигналдарды беру ортасы ретінде жұмыс істейді.

Көпшілік желілерден кабельдің үш негізгі түрі ғана қолданылады:

коаксиалды кабель (coaxial cable);
бұралған жұп (twisted pair);
экрандалмаған (unshielded);
экрандалған (shielded);
оптикалық талшықты (fiber optic).

Коаксиалдық кабель.

Коаксиалды кабель кабельдің көп тараған түрі. Бұл екі түрлі себеппен түсіндіріледі. Біріншіден, ол қымбат емес, жеңіл, иілгіш және қолдануға қолайлы. Екіншіден, коаксиалдық кабельдің кең тараған атағы оны орнату кезіндегі қауіпсіздігімен қарапайымдылығына әкелді.

Коаксиалды кабель мыс жіптен, оны қоршаған ортасынан оқшаулау, металды орау мен сыртқы қап түріндегі экранннан тұрады. (№1 сурет) Егер кабель металдық ораудан басқа фольга қабаты бар болса, онда ол қос экрандалған кабель деп аталады. Күшті кедергілер болса төрт есе экрандалған кабельді пайдалануға болады. Ол қос қабат фольгамен қос қабат мысты ораудан тұрады.

Кабельдердің кейбір типтерін мыс торлар – экран (shield) жауып тұрады. Ол кабель бойынша беріліп жатқан мәліметтерді кедергілер немесе шуыл деп аталатын сыртқы электромагниттік сигналдарды жою арқылы қорғайды. Осылайша, экран кедергілерге мәліметтерді бұзуға жол бермейді.

Электрлік сигналдар жіп бойынша беріледі. Жіп – бұл бір өткізгіш (тұтас) немесе өткізгіштердің орамы. Тұтас жіп қалайыдан дайындалады.

Жіп оны металдық ораудан бөлетін оқшаулы қабатпен қоршалған. Орау жерлендіру (заземление) рөлін атқарады және жіпті электрлік шуылдардан (noise) және қиылысқан кедергілерден (crosstalk) қорғайды. Қиылысқан кедергілер – бұл көрші өткізгіштердегі сигналдардан туындаған электрлік туралау (наводка).

Сурет 1. Коаксиалды кабельдің құрылымы

Өткізілетін жіп (жила) және металды орау бір біріне тимеуі тиіс, әйтпесе айқас тұйықталу (замыкание) болады, кедергілер жіпке еніп, мәліметтер бұзылады. Кабель сыртынан резинамен, тефлонмен немесе пластикамен өткізбейтін қабатпен жабылған. Коаксиалды кабель кедергілерге қарсы тұра алады, онда сигналдардың өшуі бұралған жұпқа қарағанда аздау. Өшу (attenuation) — бұл сигналдың кабель бойынша көшуіндегі көлемінің кішірейуі. (Сурет №2)

Сурет 2. Сигналдың өшуі оның сапасының нашарлауына әкеледі

Өрілген орау қабығы сыртқы электромагниттік сигналдарды жіп бойынша беріліп жатқан мәліметтерге әсер етуге мүмкіндік бермей сіңіреді, сондықтан коаксиалды кабельді алыс қашықтыққа беруде қолдануға болады.

Коаксиалды кабельді:

сөйлеген сөзді, бейне көрініс және қос мәліметтерді жөнелту ортасы үшін;
мәліметтерді үлкен ара қашықтыққа жіберу (қымбат кабельдермен салыстырғанда);
мәліметтерді қорғаудың жеткілікті деңгейін ұсынатын технология қажет болса пайдалану тиіс.

Коаксиалды кабельдердің екі типі бар:

жіңішке коаксиалды кабель;
жуан коаксиалды кабель.

Қандай да болмасын кабель типін таңдау нақты желінің қажеттілігіне байланысты.

Жіңішке коаксиалды кабель – диаметрі шамамен 0,5 см иілгіш кабель. Ол пайдалануда қарапайым,ол компьютердің желілік адаптер платасына тікелей. (сурет №3)

Сурет 3. Жіңішке коаксиалды кабельді компьютерге қосу

Жіңішке коаксиалды кабель өшуден туындаған бүлінуді білдіртпей сигналды қашықтығы 185 м (шамамен 607 фут)дейін бере алады.

Жабдықты өндірушілер кабельдердің әртүрлі типтеріне арнап арнайы маркировкаларды жасап шығарған (№ 1 кесте). Жіңішке коаксиалды кабель RG-58 семьясы деп аталатын топтарға жатады, оның толқындық қарсыласуы (impedance) 50 0м тең. Осы семьяның негізгі өзгеше ерекшелігі – мыс жіп. Ол тұтас немесе бірнеше өрілген өткізгіштерден тұруы мүмкін. (№4 сурет)

Сурет 4. Жіп– өрілген өткізгіштер немесе тұтас мыс өткізгіш

Қалың коаксиалды кабель диаметрі шамамен 1 см қатты кабель. Кейде оны «стандартты Ethernet» деп атайды, өйткені ол Ethernet желілік сәулетінде қолданылатын алғашқы кабельдің типі болды. Осы кабельдің мыс жібі жіңішке коаксиалды кабельмен салыстырғанда қалыңдау. (Сурет №5)

Кесте 1.

Кабельдер типі

Кабель	Суреттеу
RG-58/U	Тұтас мыс жіп
RG-58 А/U	Өрілген өткізгіштер
RG-58 C/U	RG-58 A/U үшін арналған әскери стандарт
RG-59	Кең жолақты хабар үшін қолданылады (мысалы, кабельді телевиденияда)
RG-6	RG-59 салыстырғанда диаметрі үлкен, жоғары жиіліктерге арналған, бірақ кең жолақты хабарлар үшін де пайдаланылады

Сурет 5. Жуан коаксиалды кабельдің жібі жіңішкенің кесігімен салыстырғанда үлкендеу

Кабельдің жібі қанша үлкен болса, сонша ара қашықты сигнал игеруге қабілетті. Яғни, жуан коаксиалды кабель жіңішкелерден гөрі сигналды алысқа бере алады, 500 м дейін (шамамен 1640 фут). Сондықтан кейде жуан коаксиалды кабельді жұқа коаксиалды кабельге құралған бірнеше үлкен емес желілерді қосып тұратын негізгі кабель [магистрали (backbone)] ретінде пайдаланылады.

Жуан коаксиалды кабельге қосылу үшін арнайы жабдық - трансиверді (transceiver) пайдаланады(сурет 6).

Трансивер «зуб вампира» » (vampire tap) немесе «пронзающий ответвитель» (piercing tар) деп аталатын арнайы коннектормен жабдықталған. Бұл «зуб» оқшаулаушы қабат арқылы еніп, өткізгіш жіппен тікелей физикалық қатынасады. Тенсиверді желілік адаптерге қосу үшін трансивер кабелін AUI-порт желілік плата коннекторына қосу керек. Бұл коннектор жасаушы – фирмалардың, немесе DB-15 аттарына сәйкес аталған DIX-коннектор (Digital Intel Xerox) деген атаумен белгілі.

Сурет 6 Трансиверді қалың коаксиалды кабельге қосу

Кабель қанша жуан болса, онымен жұмыс істеу соншама қиын болатыны заңдылық. Жіңішке коаксиалды кабель иілгіш, орнатуы да қарапайым және қымбат емес. Жуан кабельді иіу қиын және осыған сәйкес оны орнату да қиындау. Бұл өте маңызды жетіспеушілік, әсіресе, егер кабельді құбырлар мен науалар арқылы орнату керек болса. Жуан каоксиалды кабель жіңішке кабельден қымбатырақ, бірақ ол сигналдарды алыс қашықтыққа береді.

Жіңішке каоксиалды кабельдерді компьютерлерге қосу үшін BNC-коннектор қолданылады. BNC семьясында бірнеше құрауыштар бар:

BNC-коннектор. BNC-коннектор немесе пісіріледі, немесе кабель соңында қысылады.
BNC Т-коннектор. Т-коннектор желілік кабель мен комьютердің желілік платасын қосады.
BNC баррел-коннектор. Баррел-коннектор жіңішке коаксионалды кабельдің екі үзігін біріктіру үшін қолданады.
BNC-терминатор. «Шина» топологиялы желіде «бос» сигналдарды сіңіруге арналған терминаторлар кабельдің әрбір шетіне орнатылады. Әйтпесе желі жұмыс істемейді.

Қандай да болмасын коаксиалды кабельдің классын таңдау кабельдің қай жер арқылы өтетініне байланысты. Коаксиалды кабельдің екі классы бар:

поливинилхлоридті;
пленум аумағында орнату үшін. (сурет№7)

Поливинилхлориді (PVC) – бұл көптеген коаксиалды кабельдердегі сыртқы орау немесе оқшаулаушы ретінде қолданылатын пластик. PVC кабель жеткілікті иілгіш, оны ғимараттың ашық жерлерінде орнатуға болады. Бірақ та өртену жағдайында бұл улы газдар бөліп шығарады.

Пленум (plenum) бұл фалш – төбе және жабу аралығындағы кішкентай кеңістік, әдетте оны желдеткіш ретінде пайдаланады. Өрт қауіпсіздігінің талаптары мұнда орнатыла алатын кабельдер типін қатаң түрде шектейді, егер өрт болған жағдайда олар бөліп шығаратын түтін немесе газдар барлық ғимаратқа тарайды.

Пленум кабелінің оқшаулау қабаты және сыртқы орауы арнайы өртке қарсы тұратын материалдардан жасалынады, олар өрт болған жағдайда түтінді аз шығарады. Бұл химиялық улану қаупін азайтады. Сонымен қатар бұл кабельдерді құбырға орнатпай ашық саал беруге болады. Әйтседе олар поливинилхлоридтілерге қарағанда қымбатырақ және қаттырақ.
Пленумды кабель

Сурет 7. Өрт қауіпсіздігінің талаптары бойынша пленум аумағында орнату үшін арнайы кабельдер типі қарастырылған.

Тапсырма

Практикалық жұмыстағы берілген теориялық материалды мұқият оқып шығыңдар.
Жоғарыда суреттелген кабельдер типтерінің салыстырмалы мінездемесін құру.
Қандай кабель жақсы, қайсысы нашар және неліктен деген қорытынды шығараыңдар.

Бақылау сұрақтарына жауап беріңдер.

Қолданылатын кабельдердің негізгі топтары. Олардың негізгі мінездемелері.
Коаксиалды кабельдің құрылымы. Қиылысатын кедергілер. Өшу. Коаксиалды кабельдің типтері.
Жіңішке коаксиалды кабельдің мінездемесі.
Қалың коаксиалды кабельдің мінездемесі. (жіңішке коаксиалды кабельден айырмашылығы). Трансивер.
Коаксиалды кабельді қосуға арналған жабдық.
Коаксиалды кабельді пайдаланудағы өрт қауіпсіздігінің талаптары.

№9-12 практикалық жұмыс

Ақпаратты іздеу.

Теориялық бөлім

Бұралған жұп

Қарапайым бұралған жұп (twisted pair) – бұл бір бірін айнала оралған екі оқшауланған мыс өткізгіш. Кабельдің екі типі бар (сурет 8): экрандалмаған бұралған жұп (UTP) (unshielded) және экрандалған бұралған жұп (shielded) (STP).

Сурет 8. Экрандалмаған және экрандалған бұралған жұптар

Бірнеше бұралған жұптарды бір қорғау орамына жиі орналастырады. Мұндай кабельдер олардың саны әртүрлі болуы мүмкін. Өткізгіштердің бұралуы көрші жұпатр мен және басқа да көздерден, мысалы, қозғаыш, релье және трансформаторлардан туындайтын электрлік кедергілерден құтылуға жол береді.

Егер:

ЛВС ұйымдастыру кезінде ақша қаражатына шектеулер болса;
компьютерлерді қосу қиын емес операция кезінде қарапайым орнату қажет болған кезде бұралған жұпты пайдаланған жөн.
Егер жоғары жылдамдықта беріліп жатқан мәліметтердің тұтастығына абсолютті сенімді болу керек болса, бұрлған жұпты пайдалануға болмайды.

Экрандалмаған бұралған жұп

Экрандалмаған бұралған жұп () ЛВС кезінде кең қолданылады, максималды ұзындығы 100 м (328 фут) құрайды.

Экрандалмаған бұралған жұп екі оқшауланған мысөткізгіштерден тұрады (9 сурет). Кабельдің тағайындалуына байланысты бұралу бірлігінің санын дұрыстайтын бірнеше өзгешелігі бар. UTP Солтүстік Америкада телефондық желіде де қолданылады.

. 9. Неэкранированная витая пара.

Экрандалмаған бұралған жұп ерекше стандартта - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standart. EIA/TIA 568 – UTP негізінде - өнімнің біркелкілігін кепілдендіре отрып, әртүрлі жағдайларға арналған стандарттарды орнатады. Бұл стандарттар UTP бес категориясын енгізген.

Категория 1. Тек сөйлесуді ғана, мәліметті емес бере алуға болатын дәстүрлі телефонның кабелі.
Категория 2. Мәліметтерді жылдамдығы 4 Мбит/с. дейін бере алатын кабель. Төрт бұралған жұптан тұрады.
Категория 3. Мәліметтерді жылдамдығы 10 Мбит/с. дейін бере алатын кабель. Метрге тоғыз бұралғышы бар төрт бұралған жұптан тұрады.
Категория 4. Мәліметтерді жылдамдығы 16 Мбит/с. дейін бере алатын кабель. Төрт бұралған жұптан тұрады.
Категория 5. Мәліметтерді жылдамдығы 100 Мбит/с. дейін бере алатын кабель. Мыс өткізгішті төрт бұралған жұптан тұрады.

Көпшілік телефонды жүйелер экрандалмаған бұралған жұпты қолданады. Құрылыс кезінде көптеген ғимараттарда, UTP бүгінгі күннің телефондандыру қажеттілігі үшін орнатпайды, сонымен қатар, болашақтағы қажеттілігін ескере отырып, артық кабельді де алдын ала қарастырады.Егер құрылыс кезінде орнатылған өткізгішер мәліметтерді беруге арналса, оларды компьютерлік желіде де пайдалануға болады. Бірақ мұқият болу керек, өйткені қарапайым телефонды өткізгіштердің бұралғыштары жоқ, және оның электрлік мінездемелері мәліметтерді компьютерлер арасында сенімді және қатерсіз беру үшін талап етілетін мінездемелерге сай болмауы мүмкін.

Кабельдің барлық типтерінің потенциалды проблемаларының бірі қиылысқан бөгеуілдер болып отыр. (10 сурет). Қиылысқан бөгеуілдер – бұл аралас өткізгіштерде сигналдардан туындаған электрлік туралаулар. Әсіресе, экрандалмаған бұралғыш жұптар қиылысқан бөгеуілдерге ұшырайды. Олардың әсерін азайту үшін экран қолданылады.

Сурет 10.Қиылысқан бөгеуілдер – бұл көрші сызықтар жағындағы электрлік туралаулар.

Экрандалған бұралғыш жұптар

Бұралғыш жұптармен экрандалған кабельдің (STP) мыс орауы бар,сонымен қатар STPөткізгіштер жұбы фольгамен оралған (11 сурет) Нәтижесінде экрандалған бұралған жұптар берілетін мәліметтерді сыртқы бөгеуілдерден қорғайтын тамаша оқшаулауыштарға иеленеді.

Бұның бәрі STP UTP салыстырғанда электрлік бөгеуілдерге аз ұшырайды және сигналдарды жоғары жылдамдықпен және алыс қашықтарға бере алады.

Сурет 11. Экрандалған бұралған жұп.

Кабель жүйесінің компоненттері
- Қосқыштар (connectors). Бұралғыш жұптарды компьютерге қосу үшін телефонды RJ-45 коннекторлары пайдаланылады. (сегіз қатынасы бар) (сурет 12)

Сурет 12. Вилка және ұя RJ-45

Дамыған кабельді жүйені құрап және онымен жұмысты жеңілдетуді төменде аталған компоненттердің көмегімен жүзеге асыруға болады(сурет 13)

Бөлетін қабырғалар мен сөрелер (distribution racks, shelves). Бөлетін қабырғалар мен сөрелер кабельді монтаждауға арналған. Олар көптеген қосылғаштарды бір ортадан ұйымдастыруға және осымен бірге аз орын алуына мүмкіндік береді.
Коммутационды панельдер (distribution racks, shelves).Кеңейту панельдерінің әртүрлі типтері бар. Олар 96 порттарға және беру жылдамдығын 100 Мбит/с дейін ұстап тұрады.
Қосқыштар. RJ-45 жалаң және қос вилкалар кеңейту панельдері мен қабырғалы розеткаларға қосылады. Олар беру жылдамдығын 100 Мбит/с. дейін қамтамасыз етеді.
Қабырғалы розеткалар. Қабырғалы розеткаларға екі немесе (және одан да көп) қосқыштарды қосуға болады.

Тапсырма:

Практикалық жұмыста берілген теориялық материалдарды мұқият оқып шығыңдар.
Жоғарыда суреттелген кабельдер типінің салыстырмалы мінездемесін құрыңдар.
Қорытынды шығарыңдар: қай кабель жақсы, қай кабель жақсы және неліктен.
Бақылау сұрақтарына жауап беірңдер.

Бақылау сұрақтары

Қолданылатын кабельдердің негізгі топтары. Олардың негізгі мінездемелері.
Бұралған жұптар және олардың типтері. Бұралған жұптарды қай кезде пайдаланып, қай кезде пайдаланбаған жөн?
Экрандалмаған бұралған жұптардың құрылымы. Категориялары. Қиылысқан бөгеуілдер.
Бұралған жұптар және олардың типтері. Экрандалған бұралған жұптардың құрылымы.
Кабельді желінің компоненттері.
кабельдердің салыстырмалы анализі.

№ 13-15 практикалық жұмыс

Интернеттің негізгі қызметтері

Теориялық бөлім

Оптикалық талшықты кабель.

Оптикалық өткізгіштер қымбатырақ, олар шыныталшықты кабель деп те аталады. Олар арқылы мәліметтердің таратылу жылдамдығы секундына бірнеше гигабитке жетеді.Жою мүмкіндігі 50 км. астам. Бөгеуілдердің сыртқы әсері жоқ деуге болады. Қазіргі уақытта бұл ЛВС үшін ең қымбат тұратын қосылу. Электромагнитті бөгеуілдер полелері болатын және қайталауларды пайдаланбай ақпаратты өте үлкен ара қашықтыққа беруді талап етілген кезде қолданылады. Олар төмендетуге қарсы қасиеттері бар, өйткені оптикалық талшықты кабельдердегі бөлшектеу техникасы өте қиын.

Оптикалық талшықты кабельде сандық мәліметтер модульденген жарық импульстері түрінде оптикалық талшықтар бойыншатаратылады. Бұл берудің сенімді (қорғалған) әдісі, өйткені бұл кезде электрлік сигналдар берілмейді. Осыдан шығатын қорытынды, оптикалық кабельді ашып мәліметтерді тартып ала алмайды, бұдан электрлі сигнал өткізетін кез келген кабель сақтандырылмаған.

Оптикалық талшықты сызықтар үлкен көлемді мәліметтердің өте жоғары жылдамдықта жылжуына арналған, өйткені олардағы сигналдар өшпейді және бүлінбейді.

Сурет 13. Компоненты кабельді жүйенің компоненттері

Оптикалық талшық - жіп (жила) (core) деп аталатын өте жіңішке шыны цилиндр, қабық деп аталатын жіптен өзгеше сыну коэффициенті бар шыны қабатымен жабылған (сурет 14) Кейде оптикалық талшықты пластикадан жасайды. Пластикті пайдалану оңай, бірақ ол шыны оптикалық талшықпен салыстырғанда жарық импульстарын аз қашықтыққа береді.

Әрбір шыны оптикалық талшық сигналдарды тек бір бағытта береді, сондықтан кабель жеке коннекторлары бар екі талшықтан тұрады. Олардың біреуі беру үшін, ал басқасы – қабылдау үшін қызмет етеді. Талшықтардың қаттылығы пластикамен жабылуымен, ал беріктілігі кевлардан жасалған талшықпен ұлғайтылған. 14 суретте кевларлы жабудың үлгісі ұсынылған. Кевларлы талшықтар пластикке бекітілген екі кабель арасына орналасады.

Оптикалық талшықты кабельмен беру электрлік бөгеуілдерге ұшырамайды және өте жоғары жылдамдықта жүргізіледі (осы уақытта 100 Мбит/с дейін, теориалылық мүмкін жылдамдық – 200 Мбит/с). Онымен жарық импульстерін көптеген километрлерге беруге болады.

Егер мәліметтерді өте жоғары жылдамдықпен үлкен ара қашықтарға және сенімді орта бойынша жөнелту жоспарланып отырса, оптикалық талшықты кабельді пайдалану керек.

Оптикалық талшықты кабельді, егер:

минимальды тұратын желі қажет болса;
оптикалық талшықты желілік құрылғыларды дұрыс орнату мен түзу қосу үшін қажетті дағды болмаса пайдаланбаған жөн.

Сурет 14. Оптикалық талшықты кабель

Сигналдарды беру

Кабель бойынша кодталған сикналдарды беру үшін екі технологияны қолданылады – тар жолақты беру және кең жолақты беру.

Тар жолақты беру
Тар жолақты (baseband) жүйелер мәліметтерді бір жиіліктегі сандық сигнал түрінде береді. Дискретті электрлік және жарықтық импульстар сигналдары болады. Осындай коммуникациондық каналдың барлық сыйымдылығы бір импульсты беру үшін пайдаланылады, немесе , басқа сөзбен айтқанда, сандық сингал кабельдің өткізуінің барлық жолағын пайдаланады. Кабельдің өткізу жолағы – бұл кабель бойынша беріле алатын максимальды және минимальы жиілік арасындағы айырмашылық.

Желідегі тар жолақты хабары бар әрбір құрылғы мәліметтерді екі бағытта жібереді, ал кейбіреулері бір мезгілде оларды жібере де алады, және қабылдай да алады (сурет 15)

Сурет 15.Тар жолақты жөнелту. Екі бағытты сандық толқын.

Кабель бойынша жылжи отырып сигнал біртіндеп өшеді, және нәтижесінде бүлінуі мүмкін. Егер кабель тым ұзын болса, оның алыс шетінде берілетін сигнал тани алмайтындай болып өзгеруі немесе жоғалып кетуі мүмкін.

Бұны болдырмау үшін тар жолақты жүйелерде сигналдарды күшейтіп және қосымша сегменттерге ретрансляциалайтын репитерлерді пайдаланады, бұл кабельдің жалпы ұзындығын үлкейтуге мүмкіндік береді.

Кең жолақты беру

Кең жолақты берулер (broadband) жүйесі мәліметтерді жиіліктің кейбір интервалдарын пайдаланатын аналогты сигналдар түрінде береді. Сигналдар үздіксіз (дикретті емес) электромагнитті немесе оптикалық толқындар түрінде болады. Мұндай тәсіл арқылы сигналдар физикалық орта бойынша бір бағытта беріледі. (сурет 16)

Сурет 16.Кең жолақты беру.Бір бағытты аналогты толқын.
Егер өткізуге қажетті жолақты қамтамасыз етсе, онда бір кабельде бір мезгілде, кабельді телевидение және мәліметтерді беру сияқты, бірнеше жүйелердің хабары беріле алады.

Әрбір беретін жүйеге өткізу жолағының бөлігі бөлінеді. Бір жүйемен байланысты барлық құрылғы, (мысалы, компьютер), өткізу жолағының бөлінген бөлігімен жұмыс істеу үшін бапталған болу керек.

Егер тар жолақты жүйелерде сигналды орнына келтіру үшін репитерлерді пайдаланса, кең жолақтыларда – күшейткіштерді (amplifiers)

Пайдаланады

Кең жолақты жүйелерде сигналдар тек бір бағытта беріледі, сондықтан, барлық құрылғылар мәліметтерді қабылдап және бере алуы үшін сигналдың өтуін екі жолмен қамтамасыз ету қажет.Екі негізгі шешім жасалған:

әртүрлі жиіліктерде жұмыс істейтін өткізу жолағын екі каналға бөлу; бір канал сигналдарды беруге, екіншісі – қабылдауға арналған;
екі кабельді пайдалану; бір кабель сигналдарды беруге, екіншісі – қабылдауға арналған.

Кабельдердің салыстырмалы анализі

Мінездемесі	Жіңішке коаксиальды кабель (10Base2)	Жуан коаксиальды кабель (10Base5)	Бұралған жұп (10BaseТ)	Оптикальдық талшықты кабель
Құны	Бұралған жұптан қымбатырақ	Жіңішке коаксиальды кабельден қымбатырақ	Ең арзан	Ең қымбат
Кабельдің тиімді ұзындығы	185 м	500 м	100 м	2 км
Беру жылдамдығы	10 Мбит/с	10 Мбит/с	4-100 Мбит/с	100 Мбит/с и выше
Иілгіштігі	Жеткілікті иілгіш	Жіңішке коаксиальный кабельден иілгіш	Өте иілгіш	Иілгіш емес
Орнату қарапайымдылығы	Орнату оңай	Орнату оңай	Орнату өте оңай	Орнату қиын
Бөгеуілдерге ұшырағыштығы	Бөгеуілдерден жақсы қорғалған	Бөгеуілдерден жақсы қорғалған	Бөгеуілдеге ұшырайды	Бөгеуілдерге ұшырамайды
Ұсыналлатын қолдану	Мәліметтерді қорғауға жоғары талапты орташа немесе үлкен желілер	Мәліметтерді қорғауға жоғары талапты орташа немесе үлкен желілер	UTP – ең арзан нұсқа	Берудің жылдамдығына, мәліметтерді қорғау мен тұтастығының жоғары деңгейлі талап қоятын кез келген өлшемді желілер

№1 тапсырма

Практикалық жұмыста берілген теориялық материалдарды мұқият оқып шығыңдар.
Жоғарыда суреттелген кабель типтерінің салыстырмалы анализін құру.
Қорытынды жасаңдар: қай кабель жақсы, қайсы нашар, неліктен.
Бақылау сұрақтарына жауап беріңдер.

№2 тапсырма

Ұйымда метрі ТХ және ТҮ аумақты есептеу орталығын орналастыруға арналған ғимарат бар. Осы ғимаратқа арналған топологиялық желісі бар масштабталатын модель берілген. Берілген модельді желінің ТХ және ТҮ кез келген мәні мен Cnc, Cct, Cc, Ccim, Cset құнынын есептеуді автоматтандыру қажет.

Бағдарлама болу керек:

графикалық түрде экранда желілік модельді көрсетеді;
ТХ және ТҮ ғимаратының өлшемдері мен Cnc, Cct, Cc, Ccim, Cset құнынын сұрайды;
жасалынатын желіге арналған жан жақты және қосынды есептеулер шығару керек;
желіні жасаудың жалпы құны және оның шығындардың статьялары бойынша жан жақты ашылуын экранға шығарып отыру;

Шығындар статьялары келесі құндардан тұрады:

- барлық желілік карттардың құны(Cnc);
коннекторлар мен терминаторлардың құны (Cct);
кабельдің құны (Cc);
бір метрге кабельді салудың құны(Ccim);
әрбір компьютерде желілерді баптаудың құны(Cset);

Имитационды модель «Pascal 7.0» или «Delphi» жоғары деңгейлі бағдарламалау тілінде жасалады.

Тапсырма нұсқалары

Бақылау сұрақтары

Оптикалық талшықты кабель, ақпаратты берудің тәсілі мен жылдамдығы.Оптикалық талшық. Оптикалық талшықты қай кезде қолданып, қай кезде қолданбау керек?
Сигналдарды беру технологиялары. Тар жолақты беру. Өткізу жолағы.
Сигналды беру технологиялары. Кең жолақты беру.
Кабельдердің салыстырмалы анализі.

ӘДЕБИЕТ

Негізгі:

Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы СПб: Издательство «Питер», 2000г. – 672с.: ил.
Microsoft Corporation. Компьютерные сети: Учебный курс. / Пер. с англ. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1998. – 696 с.: ил.
Закер К. Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей: Пер. с англ.-СПб.: БХВ – Петербург, 2001. - 1008с.:ил.
Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб: Издательство «Питер», 2000г. – 575с.: ил.

Қосымша:

Фролов А.В., Фролов Г.В. Глобальные сети компьютеров. Практическое введение в Internet, E-Mail, FTP, WWW и HTML, программирование для Windows Sockets – М.: Диалог-МИФИ, 1996. – 288 с.: ил. – (Библиотека системного программиста. Т. 23)
Создание intranet. Официальное руководство Microsoft / Пер. с англ. – СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1998. – 672 с.: ил.