Vodičová média

Koaxiální kabel, tzv. souosý kabel (co-axial), je nejběžnějším typem síťového kabelu. Je také jediným přenosovým médiem využívaným v rámci topologie sběrnice.
Koaxiální kabel se skládá ze dvou soustředných vodičů. Kolem vnitřního kabelu (obvykle měděného) se nachází vrstva izolace, okolo které je ve formě vodivého opletení vodič druhý (většinou hliníkový) a celý kabel je zaizolovaný v plastu. Vnější vodič přitom funguje jako účinné stínění po celé délce kabelu. Koaxiální kabel musí být zakončen odporem - terminátorem, aby nedošlo k odrazu signálu.

 


Koaxiální kabel (zdroj: [5])

 

Výhody:

  • nízká cena,
  • možnost venkovního použití,
  • z koaxiálního kabelu lze vést odbočky,
  • odolnost proti vnějšímu rušení.

Nevýhody:

  • obtížná manipulace s kabelem.

Kroucená dvoulinka (Twisted Pair) označovaná TP, bývá nejčastěji využívána pro topologii hvězda nebo strom. Dnes se skládá ze čtyř párů, tedy osmi vodičů, původně však obsahovala pouze páry dva. Dle normy se pro jednotlivé páry využívají různé barvy - oranžová, modrá, zelená a hnědá. Druhý vodič páru je odlišen bílým pruhováním. Každá barva značí jiné stoupání stočení vodičů, které nemůže být totožné, aby nedošlo k výrazné nerovnoměrnosti v délce jednotlivých párů. Stočením je zajištěno základní stínění proti vnitřnímu rušení - vytvoří se obrazně řečeno primitivní elektromagnetický štít.
Čím vyšší je frekvence, tím větší je možná rychlost, ovšem menší maximální možná délka kabelu. Kroucená dvoulinka je tedy vhodná spíše k propojování menších vzdáleností.

Typy kabelů kroucené dvoulinky:

  • UTP (unshielded twisted pair) - nestíněná dvoulinka, 4 páry vodičů umístěné v bužírce,
  • FTP (foiled twisted pair) - 1. stupeň stínění, všechny vodiče obaleny jednou uzemněnou fólií,
  • S-FTP (shielded-foilded twisted pair) - jednotlivé páry stíněné metalickou fólií + metalický oplet kolem všech párů dohromady
  • STP (shielded twisted pair) - každý jednotlivý pár chráněn fólii proti vnitřnímu rušení, proti vnějšímu rušení použito opletení.

Čím lépe je dvoulinka chráněná, tím je samozřejmě dražší.

Dle mezinárodních norem se dále dělí podle mezního kmitočtu do následujících kategorií:

  • CAT.1 - nejstarší, vodiče ještě nemusí být zkroucené; 1-2 MHz,
  • CAT.2 - 4 MHz,
  • CAT.3 - 16,6 MHz, první reálně použitelná dvoulinka použitelná nejen pro telefony,
  • CAT.4 - 20 MHz,
  • CAT.5 - 100 MHz, nutné čtyři páry a kvalitní stočení,
  • CAT.6 - 386 MHz,
  • CAT.7 - plánovaná pro přenos 10GB Ethernetu.

Výhody:

  • snadná manipulace - v současné době nejpoužívanější metalické médium.

Nevýhody:

  • nelze vést odbočky - není možné vytvořit sběrnicovou topologii.

Strukturovaná kabeláž
Jedná se o zvláštní druh kroucené dvoulinky. Pevná kabeláž by měla být skryta, aby předešlo jejímu možnému poškození, bývá tedy připravovaná a zakomponovaná již do stavby budovy. Základem strukturované kabeláže je centrální rozvaděč, který obsahuje aktivní prvky a vyústění mnohonásobných zásuvek. Spojení zásuvky - stanice je označováno jak volná část strukturované kabeláže.

 

Optická vlákna jsou nemetalická (nevodivá) přenosová média, pomocí kterých je číslicová informace přenášena světelnými impulsy. Světelný paprsek se šíří jádrem a na rozhraní dvou odlišných prostředí (jádra a obalu) se z části láme a z části odráží zpět. Kabel je tvořen velmi tenkou ohebnou skleněnou nebo plastickou trubicí, která je chráněna tlustou plastickou výplní a vnějším plastikovým obalem.
Jako zdroj světla jsou používány LED diody nebo rychlejší laserové diody ILD, jako přijímače se používají fotodiody PIN nebo lavinové fotodiody APD.

Optický kabel (zdroj: [5])

Optická vlákna dělíme na:

  • jednovidové (single mode - SM), kterými prochází v jednom čase pouze jeden paprsek. Průměr jádra se pohybuje mezi čtyřmi a deseti mikrony (mikrometry), tloušťka vlákna i s obalem je 125 mikronů. Maximální délka kabelu je až 20 kilometrů.
  • vícevidové (multi mode - MM), kterými dochází k přenosu více paprsků současně. Jelikož nesmí dva paprsky dopadnout do téhož bodu, jsou vysílány s rozdílnou frekvencí. Přenos je pouze jednosměrný, obousměrný by byl příliš složitý na synchronizaci. Pro obousměrný je nutné použít dvě vlákna v jednom kabelu. Maximální délka vlákna jsou 2 kilometry. Používané průměry vláken jsou 50 mikronů a 62,5 mikronů, přičemž tloušťka vlákna i s obalem je stejně jako v případě jednovidových optických vláken 125 mikronů.

Rozdíl mezi oběma druhy je v jejich provedení, ceně a náročnosti na manipulaci a instalaci. Jednovidová jsou obecně tenčí, dražší, křehčí a náročnější na manipulaci, mnohovidová jsou naopak tlustší, lacinější, méně křehká a méně náročná na manipulaci.

Hlavním limitujícím faktorem překlenutelné vzdálenosti je tzv. vidová disperze. Světelné paprsky vstupují do optického vlákna pod různým úhlem. Každý paprsek se tedy i během cesty vláknem pod jiným úhlem odráží. Důsledkem odlišných úhlů odrazu je rozdíl v absolvované cestě vláknem, přičemž paprsky, které vstoupily do vlákna ve stejný časový okamžik pod různým úhlem, se na konci vlákna nesetkají ve stejný časový okamžik, ale v závislosti na délce absolvované trasy vláknem dorazí s různým zpožděním. Jelikož příjemce nevyhodnocuje jednotlivé vidy samostatně, ale pouze jejich součet, může přijímat původní signál v deformovaném tvaru.

Výhody optických vláken:

  • absolutní odolnost proti vnějšímu rušení,
  • velmi vysoká dosažitelná přenosová rychlost za nízkou cenu.

Nevýhody:

  • přenos pouze jedním neměnným směrem,
  • vysoká cena prvků rozhraní (zdroj světla, přijímač) a konektorů,
  • náročné spojování kabelů,
  • při přenosu na vyšší vzdálenost vznik vidové disperze.