Medii de transmisie în rețelele de comunicații

- Introducere

În linii mari, putem împãrti mediile de transmisie în douã mari categorii:

1. Medii de transmisie cu suport fizic (cabluri)

Sunt compuse din unul sau mai multe conductoare, închise într-un învelis (de obicei din plastic). Acest tip de mediu de transmisie este, în general, utilizat pentru retele locale, de mici dimensiuni. Cablurile transmit, în mod normal, semnale aflate în zona inferioarã a spectrului undelor electromagnetice (ex: semnalele electrice).

În aceastã categorie intrã:

a) cablul coaxial,

b) cablul torsadat,

c) fibra-opticã.

2. Medii de transmisie fãrã fir

Sunt utilizate în cazul retelelor care au componente aflate la mare distantã unele fatã de altele, precum si în cazul retelelor ce cuprind calculatoare mobile. Pentru aceste medii de transmisie, se utilizeazã, în general, frecvente înalte ale spectrului undelor electromagnetice.

Din aceastã categorie fac parte:

a) transmisii radio,

b) transmisii prin microunde,

c) transmisii în infrarosu.

- Capitolul 1

În acest articol vom vorbi despre mediile e transmisie cu suport fizic, dar mai întâi sã prezentãm trei dintre caracteristicile tehnice ale acestor medii.

Capacitatea benzii de transmisie - este exprimatã, în general, prin lãrgimea de bandã si este mãsuratã în megabiti pe secundã (Mbps). Spunem cã un mediu de transmisie de mare capacitate are o bandã largã, iar un mediu de transmisie de capacitate micã are o bandã îngustã. În lumea comunicatiilor, termenul de bandã se referã la banda de frecvente utilizatã de mediul de transmisie.

Atenuarea - este fenomenul prin care semnalele electromagnetice îsi pierd din puterea initialã (cu care au fost transmise în mediu) o datã cu cresterea distantei fatã de sursa care le-a emis. Acest fenomen apare din cauza faptului cã mediul de transmisie absoarbe o parte din energia semnalelor. Din acest motiv se impun limitãri ale distantei pe care un semnal o poate parcurge fãrã a depãsi un anumit nivel de degradare. Cu cât semnalul este receptionat la o mai mare distantã fatã de sursã, cu atât posibilitatea de a fi decodificat corect este mai micã din cauza atenuãrii si a interferentelor.

Interferentele electromagnetice (Electro Magnetic Interferences - EMI) - sunt cauzate de unde electromagnetice externe care afecteazã semnalul util si fac dificilã decodificarea la receptie. Unele medii de transmisie sunt mai afectate de interferente decât altele.

- Cablul coaxial

Este compus dintr-un fir gros din cupru (în centrul cablului) izolat cu un învelis din plastic. Acest strat este învelit de un al doilea conductor, rãsucit (în jurul primului) ca un tub. El are rol de a proteja cablul împotriva interferentelor electromagnetice. Deasupra lor se aflã un învelis de plastic cu rol de protectie împotriva factorilor externi. Functie de dimensiuni (RG) si de rezistenta la curent (mãsuratã în ohmi) cablurile pot fi: - de 50 ohmi, RG-8 si RG-11, utilizate pentru retele Ethernet pe cablu gros, - de 50 ohmi, RG-58, utilizat pentru retele Ethernet pe cablu subtire, - de 75 ohmi, RG-59, utilizat pentru cablu TV, - de 93 ohmi, RG-62, utilizat pentru retele stea.

- Cablu torsadat

Este compus din una sau mai multe perechi de fire de cupru. Este cel mai utilizat cablu de telecomunicatii la ora actualã. Atunci când, într-un cablu, firele din cupru (care trebuie sã conducã semnalele electrice) sunt foarte apropiate, existã tendinta ca semnalele transmise prin ele sã interfereze. Interferenta produsã de un fir asupra celuilalt se numeste "comunicatie încrucisatã". În scopul reducerii efectului acestui fenomen, cât si a interferentelor externe, firele sunt rãsucite. Simpla lor rãsucire este o mãsurã destul de bunã pentru a se reduce interferentele pânã la limita efectuãrii unei transmisii în bune conditii. Cablul torsadat este de douã feluri:

• Neprotejat - (Unshielded Twisted Pair - UTP) - format dintr-un numãr de perechi de fire rãsucite care sunt învelite doar într-un strat de plastic.

Aceste cabluri sunt împãrtite în cinci categorii (clasificare dupã EIA - Asociatia Industriei Electrice) pe baza calitãtii fiecãrui tip de cablu:

- Categoriile 1 si 2 au fost initial proiectate pentru comunicatii de voce.

Se pot face transmisii la viteze mici (sub 4 Mbps) si erau utilizate în retelele vechi de telefonie,

- Categoria 3.

Permit viteze de transfer de pânã la 16 Mbps. Sunt cel mai potrivite în retelele de calculatoare.

- Categoria 4.

Permit viteze de transfer de pânã la 20 Mbps,

- Categoria 5.

Fatã de cablurile de categoria 5 li s-au adus îmbunãtãtiri semnificative (o izolatie mai bunã, mai multe perechi, etc.) ceea ce le conferã o vitezã maximã de 100 Mbps. Ele pot asigura viteze mari de transmisie, dar presupun echipament specializat (conectori si alte elemente de conectare de categorie 5) si o instalare mai dificilã.

Cablurile cu patru perechi de fire (categoriile 3,4 si 5) poartã numele de cablu dublã pereche. Pentru instalarea lor este nevoie doar de conectori RJ45.

• Protejat - (Shielded Twisted Pair - STP).

Singura diferentã dintre cablurile UTP si STP constã în existenta (în cazul cablului STP) a unui strat protector din aluminiu sau poliester între învelisul exterior si fire. Acest strat face cablul mai putin vulnerabil la interferentele electromagnetice, deoarece acest învelis este pus la masã.

- Fibra opticã

Prin cablul coaxial si cel torsadat informatia circulã sub formã de semnale electrice. Prin fibra opticã sunt transmise semnale optice.

Un cablu poate contine o fibrã opticã sau mai multe. Fiecare fibrã are un miez de sticlã sau plastic (conduce semnalele luminoase), înconjurat de un strat de plastic care reflectã înapoi, în miez, undele difuzate spre exterior. O astfel de fibrã este introdusã într-un învelis protector de plastic care poate fi de douã feluri: strâns sau larg. În variamta cu învelis strâns, spatiul dintre fibra opticã si învelisul protector este umplut de un mãnunchi de fire de protectie cu rol de a preveni ruperea fibrelor. În varianta cu învelis larg acest spatiu este umplut cu un gel special sau un alt material care oferã o protectie suplimentarã a fibrelor.