Ji°φ Peterka: Co je Φφm ... v poΦφtaΦov²ch sφtφch (19):

Koaxißlnφ kabel a kroucenß dvoulinka

Jednou z odliÜnostφ lokßlnφch a rozlehl²ch poΦφtaΦov²ch sφtφ je vztah jejich provozovatel∙ k prost°edk∙m, kterΘ slou₧φ k propojovßnφ uzlov²ch poΦφtaΦ∙. V p°φpad∞ rozlehl²ch sφtφ jde vesm∞s o p°enosovΘ cesty resp. okruhy Φi kanßly, pouze pronajatΘ od spojovΘ organizace, kterß je jejich vlastnφkem.

V p°φpad∞ lokßlnφch poΦφtaΦov²ch sφtφ si nezbytnΘ prost°edky propojenφ z°izujφ provozovatelΘ sφt∞ sami, a tyto pak z∙stßvajφ jejich majetkem. NejΦast∞ji jde o r∙znΘ druhy drßtov²ch p°enosov²ch cest (kabel∙), v poslednφ dob∞ se vÜak stßle vφce prosazujφ takΘ optickΘ kabely.

Mo₧nosti vyu₧itφ jednotliv²ch druh∙ kabel∙ jsou urΦeny p°edevÜφm jejich kvantitativnφmi parametry. K nejd∙le₧it∞jÜφm pat°φ:

• p°enosovß rychlost, kterou lze na danΘm kabelu dosßhnout: u drßtov²ch p°enosov²ch cest se pohybuje v °ßdu jednotek a₧ desφtek Mbit∙ za sekundu, u optick²ch kabel∙ je jeÜt∞ vyÜÜφ.
• ·tlum (attenuation): p°edstavuje zeslabenφ p°enßÜenΘho signßlu. Je zp∙soben odporem, kter² kabel klade p°enßÜenΘmu signßlu - b²vß v∞tÜφ pro vyÜÜφ frekvence p°enßÜenΘho signßlu (a tedy pro vyÜÜφ p°enosovΘ rychlosti), a roste takΘ se zmenÜovßnφm pr∙m∞ru kabelu. Celkovß hodnota ·tlumu je p°φmo ·m∞rnß dΘlce kabelu a je jednφm z rozhodujφcφch faktor∙, kterΘ urΦujφ maximßlnφ pou₧itelnou dΘlku souvislΘho ·seku (segmentu) kabelu.
• odolnost v∙Φi ruÜenφ (interference): v okolφ kabelu m∙₧e dochßzet k r∙zn²m jev∙m, kterΘ majφ nep°φzniv² vliv na p°enßÜen² signßl - jde nap°. o provoz r∙zn²ch elektrick²ch spot°ebiΦ∙ apod. Ka₧d² druh kabelu vykazuje obecn∞ jinou odolnost v∙Φi ruÜenφ.

V d∙sledku ·tlumu a ruÜenφ pak dochßzφ zkreslenφ (distortion) p°enßÜenΘho signßlu, kterΘ se u datov²ch p°enos∙ v koneΦnΘ podob∞ projevuje p°φjmem jin²ch dat, ne₧ jakΘ byly skuteΦn∞ vyslßny.

Dnes z°ejm∞ nejpopulßrn∞jÜφ drßtovou p°enosovou cestou je tzv. koaxißlnφ kabel (coaxial cable). Tvo°φ jej vnit°nφ vodiΦ (m∞d∞n² nebo post°φb°en²), kolem kterΘho je nanesena izolujφcφ vrstva dielektrika - viz obr. 19-1. Na tΘto vrstv∞ je pak naneseno vodivΘ opletenφ, kterΘ je samo p°ekryto dalÜφ izolujφcφ vrstvou - vn∞jÜφm plßÜt∞m.

Obr. 19-1.:
a/ koaxialnφ kabel
b/ kroucenß dvoulinka

VodivΘ opletenφ p°edstavuje "rozprost°en²" vodiΦ, jeho₧ podΘlnß osa je shodnß s osou vnit°nφho vodiΦe - proto oznaΦenφ "ko-axißlnφ" (tj. souos²) kabel.

Hlavnφ efekt vodivΘho opletenφ spoΦφvß p°edevÜφm v odstφn∞nφ vnit°nφho vodiΦe od vlivu vn∞jÜφho ruÜenφ - koaxißlnφ kabely jsou proto v∙Φi ruÜenφ dosti odolnΘ. Vyrßbφ se v r∙zn²ch provedenφch, kterΘ se liÜφ rozm∞ry, mechanick²m provedenφm i hodnotou tzv. impedance, kterß vyjad°uje odpor, kladen² st°φdavΘmu signßlu.

Koaxißlnφ kabely se pou₧φvajφ nap°. v lokßlnφch sφtφch Ethernet. Zde je zßkladnφm typem koaxißlnφ kabel o vn∞jÜφm pr∙m∞ru 10 mm, se Φty°nßsobn²m opletenφm a impedancφ 50 Ohm∙. Souvisl² segment tohoto kabelu m∙₧e mφt dΘlku a₧ 500 metr∙, na v∞tÜφ vzdßlenosti je pak nutnΘ vzßjemn∞ spojovat vφce segment∙ pomocφ tzv. opakovaΦ∙ (o nich si budeme povφdat pozd∞ji). Formßlnφ oznaΦenφ tohoto kabelu je RG-11, v praxi je ale oznaΦovßn spφÜe jako tlust² Ethernet (Thick Ethernet), nebo takΘ jako ₧lut² kabel (Yellow Cable) - vzhledem ke svΘmu velkΘmu pr∙m∞ru resp. svΘ charakteristickΘ barv∞. Jeho v²hodou je p°edevÜφm znaΦn² dosah a velkß odolnost proti ruÜenφ, nev²hodou pak vysokß cena a malß ohebnost.

V mnoha konkrΘtnφch aplikacφch vÜak nejsou kvality tlustΘho Ethernetu dostateΦn∞ vyu₧ity, a tak se zde pou₧φvß tzv. tenk² Ethernet (Thin Ethernet) - o stejnΘ impedanci (50 Ohm∙), poloviΦnφm pr∙m∞ru (4,9 mm), jen se dvojit²m opletenφm a p°ibli₧n∞ 5x lacin∞jÜφ, nebo tzv. Cheapernet, kter² mß jen jednoduchΘ opletenφ. VyÜÜφ ·tlum t∞chto kabel∙ a jejich menÜφ odolnost v∙Φi ruÜenφ dovolujφ vytvß°et souvislΘ segmenty jen do cca 185 metr∙. Velkou roli hraje Φasto takΘ v²razn∞ v∞tÜφ ohebnost "tenkΘho" Ethernetu, formßln∞ oznaΦovanΘho jako RG-58. VÜechny t°i dosud uvedenΘ druhy koaxißlnφch kabel∙ se v sφtφch Ethernet standardn∞ pou₧φvajφ pro p°enosovΘ rychlosti 10 Mbit/sekundu.

V sφtφch Arcnet se pou₧φvß jin² druh koaxißlnφho kabelu, o impedanci 93 Ohm∙ (oznaΦovan² jako RG-62), kter² se pou₧φvß takΘ u sßlov²ch poΦφtaΦ∙ IBM pro p°ipojovßnφ terminßl∙ k terminßlov²m °adiΦ∙m. Krom∞ toho se pou₧φvß takΘ koaxißlnφ kabel o impedanci 75 Ohm∙, p°evzat² z televiznφ techniky (oznaΦovan² jako CATV kabel).

Vedle koaxißlnφch kabel∙ p°ipadajφ v ·vahu pro propojovßnφ uzlov²ch poΦφtaΦ∙ takΘ dvojice b∞₧n²ch jedno₧ilov²ch vodiΦ∙. Aby se co mo₧nß nejvφce minimalizoval vliv ruÜenφ, pou₧φvß se pro tyto vodiΦe tzv. diferencißlnφ buzenφ - co₧ znamenß, ₧e p°enßÜenou informaci vyjad°uje rozdφl signßl∙ na obou vodiΦφch. Dojde-li pak vlivem vn∞jÜφho ruÜenφ ke stejnΘ zm∞n∞ signßlu na obou vodiΦφch, na rozdφlu obou signßlu se to neprojevφ.

Dva paraleln∞ vedoucφ vodiΦe vÜak v₧dy fungujφ jako jednoduchß antΘna. P°i soub∞₧nΘm vedenφ vφce takov²chto dvojic pak m∙₧e mezi nimi dochßzet k ne₧ßdoucφmu p°eslechu, tedy ke vzßjemnΘmu ovliv≥ovßnφ p°enßÜen²ch signßl∙. Lze jej v²razn∞ omezit zkroucenφm jednotliv²ch dvojic vodiΦ∙, co₧ minimalizuje jejich chovßnφ jako antΘny - tak vznikß tzv. kroucenß dvoulinka (Twisted Pair) - viz obr. 19-1. b/.

JeÜt∞ v∞tÜφ odolnosti proti ruÜenφ lze dosßhnout stφn∞nφm dvojice vodiΦ∙ - pak jde o tzv. stφn∞nou kroucenou dvoulinku (Shielded Twisted Pair), kterß je pak ovÜem dra₧Üφ ne₧ p∙vodnφ nestφn∞nß kroucenß dvoulinka (Unshielded Twisted Pair).

Kroucenß dvoulinka se pou₧φvß mj. takΘ v telefonnφ technice - b∞₧nΘ telefonnφ p°φpojky jsou vesm∞s realizovßny prßv∞ tφmto zp∙sobem. Pomocφ kroucen²ch dvoulinek jsou °eÜeny i telefonnφ rozvody v rßmci budov, od poboΦkovΘ ·st°edny hv∞zdicovit∞ do jednotliv²ch byt∙, kancelß°φ apod. V rßmci existujφcφch telefonnφch instalacφ, zvlßÜt∞ t∞ch, kterΘ byly provßd∞ny v nedßvnΘ dob∞, mohlo z∙stat mnoho nevyu₧it²ch pßr∙, p∙vodn∞ zam²Ülen²ch jako rezerva. To je v²zva, kterou tv∙rci lokßlnφch sφtφ nemohli nechat bez odezvy.

V souΦasnΘ dob∞ ji₧ lze stφn∞nou dvoulinku pou₧φvat v r∙zn²ch typech lokßlnφch sφtφ. Pro sφt∞ Ethernet byl v nedßvnΘ dob∞ p°ijat standard, definujφcφ zp∙sob pou₧itφ kroucenΘ dvoulinky telefonnφho typu pro p°enosy rychlostφ 10 Mbit za sekundu. Tedy stejn∞ rychle, jako po koaxißlnφm kabelu. Rozpracovßn je takΘ standard pro FDDI p°enos pro kroucenΘ dvoulince rychlostφ 100 Mbit za sekundu (oznaΦovan² takΘ jako standard CDDI nebo Copper Distributed Data Interface).