Rețele de calculatoare - nivel fizic

Nivelul Fizic

La baza tuturor retelelor de calculatoare (OSI, Internet, etc.) se gãseste nivelul fizic. Scopul

principal al acestui nivel este de a transmite o secventã de biti de la un calculator la altul

utilizând diverse medii fizice.

Medii de transmisie a datelor

Medii de transmisie a datelor pot fi clasificate în douã categorii mare: medii ghidate si medii

neghidate. Mediile ghidate cuprind: cablul de cupru si fibrele optice iar cele neghidate, undele

radio si laserul, propagându-se prin eter (wireless). Mediile de transmisie a datelor prezentate în

acest curs sunt: mediile de cupru, mediul optic, mediile “fãrã fir”

Comunicatia între elementele de prelucrare în retea se face numai prin unde electromagnetice.

Acestea pot fi în spectrul invizibil si se propagã prin cupru si prin eter sau în spectrul vizibil,

propagându-se prin fibra opticã .

Fiecare din mediile de transmisie este definit de o serie de caracteristici si performante care

influenteazã alegerea suportului de transmisie este influentatã de performantele urmãrite:

- lãrgimea de bandã / debitul datelor transmise în retea / întârzierile

- costul cablãrii / folosirea unui cablaj existent

- facilitãtile de racordare a echipamentelor

- tip de conectivitate

- fiabilitatea suportului

- protectia fatã de perturbatii / imunitatea la zgomot

- facilitãtile de instalare si întretinere, etc.

Mediile magnetice (sau alte suporturi reutilizabile)

Problemã: Aveti de transferat continutul echivalent a 10 DVD-uri între douã puncte. Ce mediu

de transmisie veti alege?

- metodã clasicã: lãtime de bandã excelentã, cost comparabil cu a altor medii de

transmisie însã performante slabe în ceea ce priveste întârzierile.

Niciodatã nu subestimati lãrgimea de bandã a unui camion încãrcat cu benzi magnetice

care goneste la vale pe autostradã. (A.S. Tanenbaum)

1. Mediile de cupru

Acestea utilizeazã curentul electric pentru a transmite informatia. Mediile de cupru au fost si

încã mai sunt printre cele mai folosite medii de transmisie.

Tipuri: cablul coaxial, cablul cu perechi torsadate (rãsucite). Fiecare tip de cablu prezintã

caracteristici diferite si are propriile avantaje si dezavantaje. Principalele consideratii legate de

performantã se referã la:

- viteza maximã de transmisie a datelor

Trebuie retinut cã existã limitãri naturale în ceea ce priveste viteza maximã de

transfer a datelor pe un canal:

- fãrã zgomot: 2H log2V biti / sec (1924, ing. H. Nyquist, AT&T)

- cu zgomot: 2H log2(1+S/N) biti / sec (1948, C. Shannon)

H – lãrgimea de bandã, V – numãrul de niveluri discrete ale semnalului, S/N –

raportul semnal zgomot; S – puterea semnalului, N – puterea zgomotului, presupus

aleatoriu (termodinamic)

- felul transmisiei

Existã douã feluri de transmisie a datelor: baseband – nemodulatã, digitalã si

broadband – analogicã, transmisie modulatã.

- distanta maximã pânã la care ajunge semnalul înainte de a fi atenuat / aria de acoperire /

lungimea maximã a unui segment, etc.

A. Cablul coaxial (coax)

Este alcãtuit dintr-o sârmã de cupru rigidã protejatã de un material izolator, încapsulat într-o

plasã (trasã) de cupru – pentru ecranare si acoperit cu un învelis protector din plastic.

În practicã se utilizeazã în mod uzual douã tipuri de cabluri coaxiale: de 50 ohmi (pentru

transmisie digitalã) si de 75 ohmi (pentru transmisie analogicã si televiziune pin cablu; recent si

pentru acces Internet prin cablu tv).

Caracteristici

- Vitezã (debit): 10Mbps (Ethernet), 16 Mbps (inel), 50 Mbps (magistralã-inel cu transmisie

baseband),

500 Mbps (magistralã-inel cu transmisie broadband)

- Bandã de frecventã: ~1 GHz (cablurile moderne)

- Cost: relativ ieftin

- Dimensiune: medie

- Lungime maximã a unui segment: 500m/2,5km (10BASE5 Ethernet, ThickCoax, 10mm),

185m/925m (10BASE2 Ethernet, ThinCoax, 5mm), 1800m/3600m (10BROAD36, Coax 75

ohmi), 1km (retea inel), <3km (retea magistralã-inel baseband), <30km (retea magistralã-inel

broadband).

Avantaje

- imunitate la zgomot

- poate fi folosit pe distante mai mari decât alte medii de cupru

- este mai ieftin decât fibra opticã

- se bazeazã pe o tehnologie bine-cunoscutã

Dezavantaje

- grosimea si slaba flexibilitate creste dificultatea manipulãrii acestui cablu.