Aktívne a pasívne prvky
Switch (prepínač)
„Obdoba“ mosta, eliminácia zahlcovania.
Switch je „inteligentné zariadenie“. Obsahuje vnútornú pamäť, v ktorej si uchováva všetky sieťové adresy (MAC = Media Access Control – hardvérová adresa, ktorá jednoznačne identifikuje každé zariadenie v sieti). Ak teda switch prijme údajový rámec, vie presne, na ktorom porte je pripojený počítač, ktorý rámec je mu určený a vyšle ho len na tento port. To samozrejme veľmi zrýchľuje komunikáciu v sieti a navyše switch môže pre komunikáciu s pripojeným počítačom využiť celú šírku komunikačného pásma.
Prepínače sú v porovnaní s rozbočovačom inteligentnejšie, podľa MAC adresy dokážu rozpoznať, kam majú byť údaje doručené, a tak prepínač údaje nepreposiela na všetky porty súčasne. Vďaka tomu dokáže prepínač radikálne znížiť tok zbytočných údajov na sieti a je omnoho efektívnejší ako rozbočovače.
Prepínač v pamäti vytvorí a udržiava tabuľku MAC adries všetkých zariadení pripojených k jednotlivým portom. Keď údajový rámec príde na port prepínača, prepínač porovná cieľovú MAC adresu v rámci so svojou tabuľkou MAC adries. Tak je prepínač schopný určiť, na ktorý port má prijatý údajový rámec preposlať.
Prepínače pracujú na linkovej vrstve OSI modelu. Umožňujú segmentáciu siete na kolízne domény (ang. collision domain). Každý port prepínača predstavuje oddelenú kolíznu doménu a poskytuje celú šírku pásma sieťového média jednému alebo viacerým uzlom pripojeným k tomuto portu. Čím menej uzlov je v kolíznej doméne, tým väčšia šírka pásma pripadá na každý uzol a zmenšuje sa počet kolízií.
Router (smerovač)
Pripojenie do siete internet
Router je iný typ zariadenia. Kým hub a switch pracujú s dátovými rámcami, router spracováva údajové pakety. A ako vyplýva z jeho názvu – hlavnou úlohou je smerovať pakety do inej počítačovej siete. Paket neobsahuje len údaje, ale aj cieľovú adresu, na ktorú má byť doručený. Router väčšinou prepája dve alebo viac sietí (LAN, WAN a podobne). Pomocou hlavičky paketu a „forwardovacej tabuľky“ dokáže router určiť najlepšiu cestu pre jeho doručenie. Na komunikáciu medzi dvoma routermi sa používa ICMP protokol (Internet Control Message Protocol).
Smerovač nie je to isté, čo prepínač, ktorý fyzicky spája rôzne sieťové zariadenia bez ohľadu na obsah (bod určenia) prenášaných údajov.
Na ilustráciu si môžeme predstaviť, že prepínače sú ulice a smerovač je križovatka so smerovými tabuľami. Každý dom na ulici má svoju adresu. Na križovatke sa poštár podľa smerových tabúľ rozhoduje, ktorým smerom musí ísť, aby sa dostal na adresu, kam má doručiť poštu.
Gateway (brána)
Prepája dve rozdielne siete. Smerovač, ktorý však súčasne slúži ako brána medzi lokálnymi sieťami postavenými na rôznych technológiách, prípadne medzi lokálnou sieťou a rozľahlou sieťou.
Most (Bridge) – oddeľovanie sieťových segmentov, inteligentné zariadenie, plní dve funkcie:
Filtrácia paketov – iba tá sieť, pre ktorú je určený, zaťaženie siete.
Prepojenie dvoch sietí s rôznymi štandardmi.
Hub (rozbočovač)
„Rozbočovanie“ signálu. Elektronické zariadenie, na ktoré sú pripojené jednotlivé pracovné stanice a servery v prípade hviezdicovej topológie siete. Ich funkcia závisí od použitého štandardu (typu siete). V prípade siete Ethernet zabezpečuje HUB iba prenos údajov od vysielajúcej stanice na všetky stanice pripojené na HUB.
Transceiver (prevodník, media convertor)
Prevádza signál z 1 typu kábla na iný.
Repeater (opakovač)
„Škatuľka“ s rovnakými konektormi. Opakovač (Repeter) – jednoduché elektronické zariadenie, ktoré prijatý elektrický signál zosilní a pošle ďalej (zopakuje). Nedokáže údaje spracovať žiadnym iným spôsobom, teda kontrolovať ich správnosť a úplnosť. V zásade iba zosilňuje elektrický signál. Používa sa v sieťach LAN pri veľkých vzdialenostiach medzi uzlami, kde by vplyvom útlmu signálu v prenosovom médiu mohlo dôjsť k jeho poškodeniu.
Koaxiálny kábel
Najstarší typ prenosového média. Lepšie tienenie → lepšie prenosové vlastnosti. Topológia siete – zbernica. Vhodný na prenos údajov na dlhšie vzdialenosti. Používaný v minulosti: napr. v telefónnych systémoch.
Koaxiálny kábel bol vyvinutý ako reakcia na potrebu rozšíriť šírku prenosového pásma a zvýšiť odolnosť vedenia voči šumu. Na rozdiel od skrúcaného páru, ktorý je vytvorený dvoma rovnakými vodičmi zakrútenými navzájom okolo seba, má koaxiálny kábel dva rozdielne vodiče. Vnútorný vodič je uložený v pevnom dielektriku, ktorý je obalený tienením (druhým vodičom) obvykle vo forme kovovej fólie alebo opletanej sieťky. Celý kábel je obalený izolačnou vrstvou, ktorá ho chráni pred vonkajšími vplyvmi.
Dnes je koaxiálny kábel postupne nahrádzaný inými vysokokapacitnými prenosovými káblami, na báze optických vláken (hlavne pre stále rastúce ceny medi), v oblastiach prenosu údajov, ale stále patrí medzi najčastejšie používané káble na prenos analógového signálu prakticky vo všetkých druhoch diaľkových komunikácií.
Diaľkové telefónne a TV trasy
Siete káblovej televízie
Lokálne počítačové siete
Prepájanie prístrojov a systémov na krátke vzdialenosti (tzv. personal area networks – PAN).
Prepájanie antén (vysielanie, prijímanie) – prenos analógového signálu.
Užitočné prenosové pásmo koaxiálneho kábla je dostatočne široké na simultánny prenos viac ako 10 000 telefónnych hovorov alebo niekoľko desiatok TV programov. Koaxiálny kábel má vysokú odolnosť voči všetkým druhom elektromagnetického rušenia. Je to dané tým, že sa používa ako nesymetrické vedenie, pričom vonkajšie tienenie je pripojené na potenciál zeme a tvorí tak efektívne tienenie pre vnútorný vodič.
Koaxiálne káble sú vhodné na prenos analógových i digitálnych signálov. Napr. CATV pracuje v súčasnosti s analógovými signálmi, LAN s digitálnymi signálmi. Základnými kvalitatívnymi parametrami pre koaxiálny kábel sú útlm, termálny šum a v prípade, že je na kábli nasadený multiplexný systém pracujúci s frekvenčným delením, aj intermodulačný šum. Aby sa dosiahla požadovaná kvalita prenosu na potrebnej úrovni, musí sa udržať na koaxiálnom kábli určitý odstup signálu od šumu. Na to slúžia dva nástroje:
manipulácia s výkonom prenášaného signálu,
manipulácia s dĺžkou zosilňovacích úsekov, t. j. so vzdialenosťou zosilňovačov na trase.
Prvá možnosť sa obyčajne nevyužíva, pretože pri viacnásobných prenosoch vedie k zvýšeniu úrovne intermodulačného šumu, a tým i k zvýšeniu celkového výkonu šumu. Čo sa týka druhej možnosti, snažíme sa vždy používať čo najdlhšie zosilňovacie úseky, aby sa minimalizoval potrebný počet zosilňovačov. Typická dĺžka zosilňovacieho úseku je rádovo niekoľko km. Navyše, podobne ako pri krútenej dvojlinke, klesá s rastúcou frekvenciou prenášaného signálu.
Súčasné konštrukcie koaxiálnych káblov umožňujú prenášať analógové signály do frekvencie okolo 400 MHz a digitálne signály do rýchlosti 800 Mbit/s. Dĺžka zosilňovacích úsekov, resp. opakovacích úsekov pri digitálnych prenosoch v takýchto prípadoch však klesne na cca 1,5 km.
Krútená dvojlinka
Dva izolované, navzájom spletené vodiče. Spravidla viac párov v jednom zväzku, prípadne s tienením. Prenosová kapacita závisí od kvality kábla a vzdialenosti, rádovo niekoľko Mb/s. Rôzne kategórie káblov (napr. podľa TIA/EIA 568 – kat. 1 – 7).
Krútená dvojlinka (angl. twisted pair, TP) alebo tiež krútený kábel vo výpočtovej technike označuje štvorpárový kábel (káblový zväzok), kde jednotlivé vodiče sú uložené v pároch, pričom páry sú skrútené navzájom okolo seba. Vodiče v páre sú rovnocenné (žiaden z vodičov nie je pripojený na zem alebo zdroj napätia), preto sa takýto kábel označuje tiež ako symetrický. Kábel je určený na prenos údajov v počítačových sieťach.
Je vhodná na moderné riešenie podnikovej siete pri vysokých nárokoch na spoľahlivosť a rýchlosť. Hviezdicovú topológiu a spočíva vo vybudovaní centrálnej skrine s aktívnym prvkom a kabelážou k zásuvkám umiestneným do takmer všetkých miestností budovy (podobne ako zásuvkový rozvod elektroinštalácie). Pripojenie počítača do počítačovej siete je potom jednoduchým pripojením do hociktorej zásuvky v budove. Nižšia poruchovosť a ľahké odstraňovanie porúch. Pri výpadku jednej stanice zvyšok siete pracuje bez obmedzenia. Ľahké rozširovanie už jestvujúcej siete o nové pracovné stanice, možnosť vetvenia pridávaním ďalších aktívnych členov.
Typy káblov:
U/UTP (UTP) – kábel bez dodatočného tienenia
F/UTP (FTP ) – tienený fóliou – všetky páry
SF/UTP (S-FTP ) – Unshielded Twisted Pair – kábel tienený opletením a fóliou, šetky páry
U/FTP (STP) – Foiled Twisted Pair – kábel po pároch tienený fóliou
F/FTP (F-FTP) – Foiled Twisted Pair – po pároch tienený fóliou a spoločné tienenie fóliou
S/FTP – Screened Foiled Twisted Pair – po pároch tienený fóliou a spoločné tienenie opletením
S/STP – Screened Shielded Twisted Pair – jednotlivé páry sú tienené fóliou a zároveň všetky páry ešte tieniacou sieťkou.
Optické vlákno
Je tvorené tenkým optickým vláknom, ktoré tvorií extrémne tenký valec skla – jadro, obvodové sklenené puzdro a povrchový ochranný plášť. Svetlo, ktoré vchádza do jedného konca optického vlákna je vedené vláknom a vychádza druhým koncom. Médium optický kábel rozdiel s metalickým káblom. Pri prenose sa využíva odraz svetla na hranici sklo – vonkajšie prostredie.
Optické vlákno je skonštruované ako valcové jadro s priemerom niekoľkých jednotiek až desiatok um z materiálu s určitým indexom lomu, pokryté obalom z materiálu s menším indexom lomu. Pri dopade svetelného lúča na rozhranie jadra a obalu pod dostatočne veľkým uhlom dopadu (dostatočne „plocho“ či „tupo“) nastáva úplný odraz. Sériou takýchto odrazov sa lúč šíri z jedného konca vlákna na druhý.
Z tohto princípu vyplývajú niektoré technologické obmedzenia pri použití optických vlákien. Predovšetkým ide o ohyb: keďže v ohnutom vlákne dopadá lúč na rohranie jadro/obal pod iným uhlom ako v rovnom vlákne, je možné, že nastane len čiastočný odraz a časť svetla unikne (čo sa pre prenesené svetlo prejaví ako zvýšený útlm). Preto je dôležité dodržať minimálny predpísaný polomer ohybu pre dané vlákno (toto pochopiteľne závisí od pomeru indexov lomu jadra a obalu, takže neexistuje univerzálna hodnota pre všetky vlákna).
Ďalším javom je uhol, v ktorom je potrebné umiestniť zdroj svetla, aby jeho svetlo bolo naviazané do vlákna tak, aby sa ďalej šírilo vláknom (tzv. numerická apertúra). Tento tiež závisí od rozdielov indexov lomu jadra a obalu a tiež od priemeru jadra a býva pomerne malý, z čoho vyplýva náročnosť polohovania zdroja svetla a detektora voči koncom vlákna.
Rack
Je štandardizovaný systém umožňujúci prehľadnú montáž a prepojovanie rôznych elektrických a elektronických zariadení spolu s vyústením káblových rozvodov do stĺpcov nad sebou v oceľovom ráme.
Rám je tvorený dvoma plochými koľajnicami, vzdialenými od seba približne 18 palcov (457 mm). V koľajniciach sú štvorcové alebo okrúhle otvory s vodorovnou vzdialenosťou 19 palcov (483 mm). Vo zvislom smere je rack členený na jednotky (U) s veľkosťou 1,75 palca (44,45 mm). Pre jednu U sú v ráme tri otvory. Zariadenia montované do rámu majú po stranách úchytky s otvormi s rovnakou vzdialenosťou a ich výška zodpovedá určitému násobku U.
(Pre zobrazenie textu klikni na nadpisy)