Kompyuter tarmoqlari chuqurlashtirilgan kursi - bet 25

4.2.1-rasm. Optotolali kabelning tuzilishi
Bu holda biz ikki modda chegarasidan har xil sinish koeffi- tsientli to‘liq ichki qaytish holatiga ega bo‘lamiz (shisha qoplamaning sinish koeffitsienti markaziy tolaning sinish koef- fitsientiga nisbatan ancha kam). Kabelda sim to‘qima yo‘q, chunki tashqi elektromagnit to‘siqlardan himoya kerak emas. Ammo bazi hollarda tashqi mexanik ta'sirdan saqlash uchun sim to‘qima bilan o‘raladi. Bunday kabelni ba'zi holda yuqori darajada himoyalangan (брoнeвoй) deb ham ataladi, u simli to‘qima ichida bir necha optotolali kabellardan tashkil topgan hamda umumiy PVX qoplamga olingan bo‘lishi mumkin.
Optotolali kabel to‘siqlardan himoyalanish va uzatilayotgan axborotni sir bo‘lib qolish ko‘rsatkichlari yuqori darajaga egaligi bilan ajralib turadi. Hech qanday tashqi elektromagnit to‘siq nurli signalni o‘zgartira olmaydi, signalni o‘zi esa hech qanday elektromagnit nurlanish hosil qilmaydi. Tarmoqdan ruxsat etilmagan axborotni olish uchun kabelga mexanik ulanish
95
amalda mumkin emas, chunki bunday ulanish tufayli kabelni butunligi buzilib ishga yaroqsiz bo‘lib qoladi. Nazariy jihatdan bunday kabelni signal o‘tkazish yo‘lagi 1012 Gts gacha yetadi, boshqa turdagi elektr kabellarga qaraganda bu juda ham yuqori ko‘rsatkich. Optotolali kabel narxi yil sayin arzonlashib, hozirgi vaqtda taxminan ingichka koaksial kabel narxi bilan tenglashib qolgan. Biroq bu holda maxsus optik qabul qiluvchi va uzatuvchi qurilmalardan foydalanish kerak. Bu qurilmalar yorug‘lik signalini elektr signaliga va teskariga o‘zgartirib berishi uchun xizmat qiladi. Bunday qurilmalar tarmoq narxini sezilarli darajada oshirib yuboradi.
Mahalliy tarmoqlarda foydalaniladigan chastotada opto- toladagi signalning so‘nishi odatda taxminan 5 dB/km tashkil qiladi, past chastotali elektr kabel ko‘rsatkichiga to‘g'ri keladi. Optotolali kabelda signalni kabel orqali uzatish chastotasi oshishi bilan signalni so‘nishi juda kam bo‘ladi. Yuqori chastotada (ayniqsa 200 MGts dan yuqori) uning ustunligi shub- hasiz va hech qaysi elektr kabel turi raqobat qila olmaydi.
Lekin optik tolali kabelning ham ba‘zi bir kamchiligi mavjud.
Ulardan eng asosiysi — yig‘ish (мoнтaж) ishlarining murakkabligi. Raz'yomlarni o‘rnatishni mikron aniqlikda amal- ga oshirish lozim, shisha tolani uzish aniqligi va uzilgan yuzani shaffoflash aniqligidan raz'yomdagi signalning so‘nish ko‘rsat- kichiga judayam bog‘liq. Raz'yomlarni o‘rnatish uchun kavshar- lanadi yoki maxsus gel yordamida yopishtiriladi. Gelning yorug‘lik sinish koeffitsienti shisha tolaning yorug‘lik sinish koeffitsientiga teng bo‘ladi. Har qanday holatda ham bu ishlarni amalga oshirish uchun maxsus moslamalar va yuqori malakali mutaxassislar kerakdir. Shuning uchun optotolali kabellar turli uzunlikda va uchlariga kerakli turdagi raz'yom o‘rnatilgan holda savdoga chiqariladi.
Optotolali kabellarda signalni ikkinchi yo‘nalishga ham ayirish imkoni bo‘lsa ham (buning uchun maxsus 2—8 kanallar- ga taqsimlovchi moslamalar ishlab chiqariladi), odatda bu kabel- larni bir tomonga axborot uzatish uchun ishlatiladi. Ya'ni bitta uzatuvchi va bitta qabul qiluvchi qurilma oralig‘ida. Har qanday taqsimlanish oqibatida yorug‘lik signalini ilojsiz so‘nishiga olib keladi va agarda ko‘p kanalga taqsimlanilsa, u holda yorug‘lik tarmoq oxirigacha yetib bormasligi ham mumkin.
96
Elektr kabeliga qaraganda optotolali kabelning mustah- kamligi va egiluvchanligi kam (ruxsat etilgan egilish radiusi 10— 20 sm atrofini tashkil etadi). Ionlashgan nurlanish ham unga tez ta'sir qiladi, chunki shisha tola shaffofligi kamayib signalning so‘nishi oshib boradi. Keskin temperaturaning o‘zgarishiga ham sezuvchan, sababi bunday o‘zgarish ta'sirida shisha tola darz ketishi mumkin. Hozirgi vaqtda radiatsiyaga chidamli shishadan optik kabellar ishlab chiqarilmoqda, tabiiyki, ularning narxi qimmatdir. Optotolali kabellar, shuningdek, mexanik ta'sirga ham sezuvchan (urilish, ultratovush), bu holatni mikrofon effek- ti deb ham yuritiladi. Bu ta'sirni kamaytirish uchun yumshoq tovush yutuvchi qobiqdan foydalaniladi. Optotolali kabellarni faqat «yulduz» va «halqa» topologiyalarda qo‘llaniladi. Bu holda hech qanday moslash va yerga ulash muammosi mavjud emas. Kabel tarmoq kompyuterlarini ideal ravishda galvanik ayirish holatini ta'minlaydi. Ehtimol kelajakda kabellarning bu turi elektr kabellarni siqib chiqaradi yoki ko‘p qismini siqib chiqara- di. Planetamizda mis zaxiralari kamayib borayapti, lekin shisha ishlab chiqarish uchun xomashyo esa zaruridan ortiq.
Optotolali kabellarni ikki turi mavjud:
ko‘p modli yoki multimodli kabel, ancha arzon, lekin sifati past;
bir modli kabel, narxi ancha qimmat, lekin yaxshi texnik ko‘rsatkichlarga ega.
Bu tur kabellarining asosiy farqi shuki, ularda yorug‘lik nuri turli tartibda o‘tadi.
Bir modli kabellarda hamma nur bir xil yo‘ldan o‘tishi nati- jasida ularning hammasi qabul qilish qurilmasiga bir vaqtda yetib keladi va signalning tuzilishi o‘zgarmaydi. Bir modli kabelning markaziy tola diametri 1,3 mkm atrofida bo‘lib va faqat 1,3 mkm to‘lqin uzunligidagi yorug‘likni uzatadi. Shuningdek, dispersiya va signalni so‘nishi sezilarsiz darajadadir, bu esa ko‘p modli kabeldan ko‘ra ancha uzoq masofaga signal uzatish imkonini beradi. Bir modli kabellar uchun lazerli uzatish va qabul qilish qurilmalaridan foydalaniladi. Bu qurilmalar faqat talab qilinadigan to‘lqin uzunligidagi yorug‘likda ishlatiladi. Bunday uzatish va qabul qilish qurilmalari hozirga nisbatan qim- mat va ko‘p ishlatishga chidamsiz. Kelajakda bir modli kabellar o‘zining juda yaxshi ko‘rsatkichlari uchun asosiy kabel bo‘lib qolsa kerak.
4 — 3891 97
Ko‘p modli kabelda yorug‘lik nurlarining yo‘llari sezilarli darajada farq qilgani uchun kabelning qabul qilish tomonida signal ko‘rinishi o‘zgaradi. Markaziy tola diametri 62,5 mkm, tashqi qoplama diametri esa 125 mkm (bu bazida 62,5/125 ko‘rinishda belgilanadi). Uzatish uchun lazer emas oddiy yorug‘lik diodi (свeтoфop) ishlatiladi, bu esa uzatish va qabul qilish qurilmasini narxini arzonlashtiradi hamda xizmat vaqtini bir modli kabelga nisbatan oshiradi. Ko‘p modli kabelda yorug‘likni to‘lqin uzunligi 0,85 mkm ga teng. Kabelni ruxsat etilgan uzunligi 2—5 km oralig‘ida bo‘ladi. Hozirgi vaqtda ko‘p modli kabel turi optotolali kabellar turining asosiysi, chunki ular arzon va topish ham oson.
Optotolali kabellarda signal tarqalishining ushlanishi elektr kabellardagi ushlanishidan ko‘p farq qilmaydi. Ko‘p tarqalgan kabellarda ushlanish kattaligi 4—5 ns/m atrofidagi qiymatini tashkil qiladi.
HRBELSIZ RLOQR HRNRLLRRI
Kompyuter tarmoqlarida ba'zi hollarda kabel orqali ulash o‘rniga kabelsiz kanallardan ham foydalaniladi. Ularning asosiy afzalligi shundan iboratki, hech qanday kabel yotqizishga hojat qolmaydi. Demak, devorlarni teshishga, kabellarni mahkam- lashga, folshpol ostidan o‘tkazishga yoki osma shipdan va shamollatish yo‘llaridan kabellarni o‘tkazishga hojat qolmaydi. Shuningdek, kabelning uzilgan joyini qidirish va ulashga ham hojat qolmaydi. Yana kompyuterlarni bemalol xonada yoki bino bo‘ylab ko'chirish mumkin, chunki kompyuter kabellar bilan bog‘lanmagan.
Radiokanal — bu usulda axborot uzatish uchun radio to‘lqinlaridan foydalaniladi, shuning uchun bu usulda aloqa yuzlab va hatto minglab kilometrga uzatiladi. Axborot o‘tkazish tezligi sekundiga o‘nlab megabitgachan yetishi mumkin (bu holda tanlangan to‘lqin uzunligi va kodlash usuliga bog‘liq). Mahalliy tarmoqlarda radiokanaldan foy- dalanmaslik sabablari quyidagilar: uzatish va qabul qilish qurilmalari qimmat, shovqindan saqlanish darajasi past, axborotni uzatish vaqtida sir saqlash butkul ta'minlanmagan va mustahkamlik darajasi past.
98
Lekin global tarmoqlar uchun radiokanal ko‘pincha yagona vosita bo‘lib qoladi, chunki (спутник — рeтрaнслятoр) signal- ni tiklash sputnigi yordamida axborotlarni butun dunyoga uzatishni ta'minlash nisbatan oddiydir. Uzoqda joylashgan bir necha mahalliy tarmoqlarni o‘zaro ulab bir butun tarmoq hosil qilish uchun ham radiokanaldan foydalaniladi. Axborotni radio uzatish turining bir necha standarti mavjud. Bularning ikkita turiga to‘xtalib o‘tamiz.
Tor spektorda (yoki bir chastotali uzatish) uzatish
2
46500 m maydonni qamrashga mo‘ljallangan. Bu holda-
gi radiosignal metall va temir-beton to‘siqlardan o‘ta olmaydi, shuning uchun bir bino hududida ham aloqa o‘rnatishda jiddiy muammo hosil bo‘lishi mumkin. Aloqa bu holda nisbatan sekin amalga oshadi (4,8 Mbit/s atro- fida).
Bir chastotali uzatishning kamchiligini yengish uchun tarqalgan spektorda qandaydir chastota yo‘lagini kanal- larga bo‘lib ishlatish taklif qilinadi. Tarmoq abonentlari- ning hammasi ma'lum vaqt oralig‘ida barobar (sinxron ravishda) keyingi kanalga o‘tadilar. Maxfiylikni saqlash uchun maxsus kodlashtirilgan axborot ishlatiladi. Bunday uzatish tezligi unchalik yuqori emas, 2 Mbit/s dan osh- maydi, abonentlar orasidagi masofa 3,2 km (ochiq may- donda) va bino ichkarisida 120 metrdan ko‘p emas.
Keltirilgan turlardan ham boshqa radiokanallar mavjuddir, masalan, uyali tarmoq, xuddi uyali telefon tarmoq printsiplari kabi (ular maydonda teng taqsimlangan signalni qayta tiklash qurilmalaridan foydalanadilar), shuningdek mikroto‘lqin tar- mog‘ida tor yo‘naltirilgan uzatishni yerdagi qurilmalar o‘rtasida yoki sputnik va yerdagi stansiyalar oralig‘ida qo‘llaniladi.
Infraqizil kanal ham simlarsiz axborot uzatishni ta'minlaydi, chunki aloqa uchun infraqizil nurlanish ishlatiladi (televizorlar- ning masofadan boshqarish qurilmasi kabi). Radiokanalga qaraganda ularning asosiy afzalligi elektromagnit to‘siqlarga sez- gir emas, bu xususiyati sanoat korxonalarda ishlatish imkonini beradi. Bu holatda haqiqatdan uzatish quvvati katta bo‘lishi talab qilinadi, sababi boshqa hech qanday issiqlik nurlanish (infraqizil) manbalari ta'sir qilmasligi uchun. Infraqizil aloqa havoda chang miqdori ko‘p bo‘lgan sharoitda ham yomon ishlaydi.
99
Infraqizil kanal bo‘ylab axborot uzatishning chegara qiymati 5—10 Mbit/s dan oshmaydi. Axborotni sir tutish imkoniyati ham radiokanal holatidek, yo‘q. Radiokanal kabi uzatish va qabul qilish qurilmalari nisbatan qimmat. Bu sanab o‘tilgan kamchiliklar tufayli infraqizil kanalidan kam foydalanadilar. Infraqizil kanal ikki guruhga bo‘linadi:
ko‘rish masofasidagi kanallar, bularda aloqa nur orqali amalga oshiriladi. Nur uzatish qurilmasidan to‘g‘ri qabul qilish qurilmasiga yo‘naltiriladi. Bu holda aloqa tarmoq kompyuterlari o‘rtasida to‘siq bo‘lmagan holdagina amal- ga oshadi. Ko‘rish masofasidagi kanalning axborot uzatish masofasi bir necha kilometrga yetadi;
tarqalgan nurlanishdagi kanallar, bu turdagi kanal pol, shift, devor va boshqa to‘siqdan qaytgan signallarda ish- laydi. To‘siqlar bu holda qo‘rqinchli emas, lekin aloqa faqat bir bino chegarasida amalga oshadi.
Tabiiyki, mavjud simsiz aloqa kanallari «shina» topolo- giyasiga to‘g‘ri keladi, sababi axborot hamma abonentlarga bir vaqtning o‘zida uzatiladi. Lekin tor yo‘naltirilgan axborot uzatishni tashkil qilingan taqdirda xohlagan topologiya (halqa, yulduz va boshqa) uchun radiokanalni va xuddi shuningdek infraqizil kanalini tatbiq qilish mumkin.
HRBELLI TRRMOQ O‘TQRZISHNI STRUHTURRLRSH
Har qanday, hattoki, juda katta tarmoq ham qachondir kichik bo‘lgan. Odatda tarmoq bir bo‘lakdan boshlanadi. Tarmoqning bir bo‘lagining yoki konsentratorning (kom- mutator) imkoniyatlaridan foydalanib bo‘linsa, tarmoqqa signal- ni takrorlovchi qurilma qo‘shiladi.
Huddi shu tartibda tarmoq qismlarini konsentrator kanallari tugagunga qadar hamda segmentlarni uzaytirish resursi va takrorlovchi qurilmalar soni chegaralangan qiymatga yetguncha oshirib borish mumkin (10 MGts-li Ethernet uchun 4 ta). Agarda tarmoq yig‘ilayotgan vaqtda kabel qismlarining uzunligi va sifat nazorat qilinmagan bo‘lsa, kutilmagan holatlar, ya'ni to‘qnashuvlar keskin oshishi yoki tarmoqdan ba'zi EHM larning
100
o‘z-o‘zidan o‘chish holatlari yuzaga kelishi mumkin. Bunday holat yuz bergan taqdirda tarmoq administratori tarmoq uchun marshrutizatorlar, tarmoqni uzib-ulovchi qurilmalar, ko‘priklar va balki tashxis qo‘yilmalarini harid qilish kerakligi haqida o‘ylashi kerak bo‘ladi. Bu qurilmalardan foydalanish tarmoqning ba'zi qismlarining ishini yengillatish muammosini ham hal qi- lishi mumkin.
Har bir server yoki oddiy EHM hosil qiladigan axborot oqimi bir mantiqiy qism doirasida qo‘shiladi. Aynan shu daqiqada tar- moq administratori tushunib yetishi mumkinki, tarmoq topologiyasi noqulay va uni o‘zgartirish lozim. Bunday hol bo‘lmasligi uchun boshidan har bir elementni (kabel qismlarini, interfeyslarni, qaytargich va h.k.) hujjatlashtirish kerak. Birinchi bosqichdanoq erishiladigan maqsadni to‘liq ko‘z oldingizga keltirsangiz va o‘z ixtiyoringizdagi imkoniyatlarni ham bilsangiz, yaxshi. Hisob-kitob uchun mo‘ljallangan tarmoq va Internetga chiqish uchun mo‘ljallangan tarmoqlar turli tashkiliy qismlardan iborat bo‘ladi. Kabel yotqizilayotganida EHM lar vaqti-vaqti bilan joylanishi o‘zgarib turishi hisobga olinishi kerak va bu o‘zgarishlar tarmoq qismining (segmentning) uzunligiga ta'sir qilmasligi va qo‘shimcha tarmoq qism hosil bo‘lmasligi kerak. Huddi shuningdek, tarmoq qismi doirasida turli kabellardan foydalanish va kabellarni turli ishlab chiqaruvchilardan foy- dalanishdan saqlanish kerak. Agarda tarmoq yaratilgan bo‘lsa, tarmoq qismlarida axborot oqimini o‘lchashni o‘rganing va shu- ningdek, tashqi axborot oqimini ham (agarda sizning tarmo- g‘ingiz boshqa tarmoqlar bilan ulangan bo‘lsa, masalan Internet bilan), bu kelajakda ongli ravishda tarmoqni rivojlantirishga imkon beradi. Agarda imkoniyatingiz bo‘lsa arzon tarmoq inter- feyslarni qo‘llashdan voz keching, ularni ko‘rsatkichlari standart talablarga javob bera olmaydi. Tarmoq arxitekturasi ko‘p bilimga ega bo‘lgan mutaxassis xizmatidan foydalanishni taqozo qiladi, shuning uchun bu ishni o‘z ishini ustasiga topshirganingiz ma'qul.
Tarmoqdagi axborot oqimi ma'lum darajaga chiqib, ko‘prik
va tarmoqni uzib-ulovchi qurilmalardan foydalanish mumkin bo‘lmay qolganda, marshrutizatorlardan yoki FDDI tarmoq qis- midan, yoki tez ishlovchi (100Mbit/s) Ethernet lardan foy- dalanish haqida o‘ylab ko‘rish mumkin. Bu katta tarmoqlar
101
magistral vazifasini o‘tab asosiy axborot oqimini o‘tkazsa, katta tarmoqning kerakli joylaridan an'anaviy texnologiya bo‘yicha tarmoqlanib ketishi mumkin. FDDI tarmog‘i bu maqsadlar uchun afzaldir, chunki yuklama oshishi bilan axborot oqimini o‘tkazish xususiyati kengayadi. Agarda sizning tarmog‘ingizda bir necha umumiy foydalanishga mo‘ljallangan server bo‘lsa, ularni tezligi yuqori bo‘lgan tarmoq qismlariga ulanishni va FDDI halqasiga bir necha ega bo‘lish tugunlarini hosil qilishni tashkil qilishni maslahat beramiz. Qolgan foydalanuvchilar FDDI bilan ega bo‘lish qurilmalari (ko‘prik/shlyuzlar) orqali ulanadi. Huddi shunday vazifani tez ishlovchi Ethernet qismi ham bajara oladi.
Alohida muammoni 100 Mbit/s dan 10 Mbit/s ga o‘tish hosil qiladi. Sababi MAC bosqichda axborot uzatuvchining va qabul qiluvchining imkoniyatlarini moslashtiruvchi, ya'ni uzatish tezligini kamaytirish mexanizmi mavjud emasligida. Bunday imkoniyatlar faqat IP bosqichda (ICMP congestion) mavjud. Agarda shlyuz vazifasini masalan uzib-ulovchi qurilma bajarayotgan bo‘lsa, bu holda uning buferini uzib-ulashni imkonini yo‘q qilib bo‘lmaydi. Bunday to‘lish, albatta, paketlarning yo‘qolishiga, qayta uzatishlarga olib keladi va bu- ning natijasida kanalning unumli o‘tkazish qobiliyatini kamaytiradi. Muammoni hal qilish uchun shlyuz vazifasini marshrutizator yordamida amalga oshirish orqali hal qilinadi (bu yerda ICMP mexanizmi ishlaydi «teskari bosim»).
10-100-100 Mbit/s ga o‘tish sxemasi
Agarda ikki yoki undan ko‘p o‘ng tarafdagi kanallar chapda- gi biror kanal bilan ishlashga harakat qilsa yoki aksincha
102
holatlarda paketlar yo‘qolishi muqarrardir. Yaxshisi, N<10 bo‘lganda. Muammo, qancha SW IP bosqichda ishlaganda yo‘qoladi.
Nazorat uchun savollar va topshiriqlar
Axborot uzatish muhiti tushunchasining ta'rifi.
Kabel turlarini sanab bering.
O‘ralgan juftlik kabeli qanday tuzilgan?
O‘ralgan juftlik kabeli afzalliklari va qo‘llanilishi.
EIA/TIA 568 standartiga ko‘ra kabellar qanday toifalarga ajratiladi?
Kabellar qanday tashqi g‘ilofdan ishlab chiqariladi?
Koaksial kabel tuzilishini tushuntirib bering.
Koaksial kabelninng afzalliklari va kamchiliklari nimalardan iborat?
Koaksial kabelning texnik ko‘satkichlari va qo‘llanilishini tushuntirib bering.
Koaksial kabellar necha turga bo‘linadi?
Optotolali kabel tuzilishi va texnik ko‘rsatkichlarini batafsil ko‘rib chiqing.
Optotolali kabel necha xil bo‘ladi?
Himoyalangan (ekranlangan) kabellar haqida ma'lumot bering.
Kabelsiz aloqa yo‘llari mavjudmi?
Tarmoq qismlarini qanchagacha oshirib borish mumkin?
Tarmoq yig‘ilayotgan vaqtda kabel qismlarining uzunligi va sifati hisobga olinmasa qanday holatlar yuzaga keladi?
Turli kabellardan tarmoq qismlarida qanday foydalanish mumkin?
FDDI tarmog‘i qanday maqsadlar uchun afzal?
103
5-B Î B. ELÅKTRÎMÀGNIT MÎSLÀSHTIRISH
Axborotlarni katta masofaga uzatish uchun hozirgi vaqtda faqat elektromagnit to‘lqinlardan foydalanilmoqda (akustik to‘lqinlar faqat chegaralangan masofalargagina layoqatlidir). Bu holda axborot uzatish mis simlar orqali, optotolali kabel orqali yoki uzviy ravishda uzatuvchi-qabul qiluvchi zanjiri kabi. Oxirgi holatda antennalardan foydalaniladi. Antenna effektiv bo‘lishi uchun uning uzunligi uzatiladigan to‘lqin uzunligiga nisbatan mos bo‘lishi kerak. Uzatiladigan chastotalarning dinamik diapazoni qanchalik keng bo‘lsa, bu masalani hal qila oladigan antennani hosil qilish shunchalik qiyinlashadi. Aynan shu sabab tufayli axborot uzatish uchun yuzlab kilogerts va undan yuqori chastotalar ishlatiladi (to‘lqin uzunliklar yuzlab metr va un- dan ham kam). Axborotni lazer nuri yordamida uzatishda 100—3000 m oralig‘i bilan chegaralangan. Shu bilan bir qatorda inson 20—12000 gts oralig‘idagi akustik tebranishlarni anglay oladi. Va tovushlarni uzatish uchun (masalan, telefoniyada) aynan shu chastotalardan foydalanish talab qilinadi. Bu holda tebranishni dinamik oralig‘i 600 ga teng, lekin yuqori sifatli tovush tarqatish uchun bu oraliq ikki hissa yuqoridir. Bu muam- moni hal qilish uchun chastotani o‘zgartirish va modulyatsiya- ning turli usullaridan foydalaniladi. 100—100,012 MGts oralig‘ida hosil bo‘luvchi chastotali oraliq 0,012 % li dinamik oraliqqa to‘g‘ri keladi, bu esa ixcham antenna hosil qilish va signalni chastotli ajratib olishni osonlashtiradi.
Shennon teoremasi: berilgan o‘tkazish oralig‘i F va signal/shovqin S/N nisbati bilan I kanalni oxirgi axborot uzatish qobiliyatini chegaralaydi;
10>
|