В научной литературе определения слаботочных сетей нет, так как отдельно эта область не выделяется. Слаботочные сети – это своего рода гибрид компьютерных, телефонных, электрических сетей и др., и по каждому из этих направлений масса информации в справочниках, учебниках, рефератах и диссертациях. В современном мире все уже настолько взаимосвязано и интегрировано, что сложно разделять и рассматривать по сегментам состав компьютерной сети, видеонаблюдения, телевидения, контроля доступа и др., особенно, когда это объединяется в единую систему.
В своих статьях мы постараемся обобщить и изложить доступным языком (без излишних технических подробностей и терминов) информацию в ключе Слаботочных систем. Цель этой работы донести до читателя что понимается под слаботочными сетями, какими они бывают, для чего создаются, какие функции выполняют, чем различаются, каков их состав и структура. Материал предназначается для обычных людей, по роду своей деятельности не сталкивающихся с данной тематикой, но имеющих желание понять основы и принципы работы. Люди, желающие произвести работы по слаботочным системам самостоятельно, должны дополнительно руководствоваться специализированной научной и технической литературой, как наши уважаемые коллеги имеющие специализированное инженерно-техническое образование.
Определение и назначение слаботочной сети
Первая слаботочная сеть, стандарты и среда передачи информации
История появления стандарта Ethernet, его категории и протоколы
Слаботочные сети на основе коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля
Основные компоненты сети
Почему следует обращаться к профессионалам
Итак, Слаботочные сети это – составляющая часть Слаботочной системы, отвечающая за коммутацию, интеграцию и взаимодействие оборудования, его управление, приемо-передачу информации и питание (ток низкого напряжения).
Иными словами слаботочную систему можно сравнить с организмом, в котором оборудование – органы, а сети – сосуды, обеспечивающие оптимальное функционирование органов и организма в целом, а так же его взаимодействие с другими организмами. Продолжая аналогию можно сделать вывод, что от качества и состояния сосудов будет напрямую зависеть состояние организма, так и от характеристик слаботочной сети будет зависеть функционирование всей системы.
Основными задачами Слаботочных сетей являются обеспечение:
- Коммутации оборудования;
- Передачи информации (обмен информацией);
- Управления оборудованием;
- Питания оборудованию (ток низкого напряжения 12-24В)
Под термином информация можно обобщить любую передачу или предоставление сведений, в том числе фактов, данных, мнений, впечатлений посредством любой среды и формы (текстовой, цифровой, графической, картографической, описательной, аудиовизуальной). Управление оборудованием обеспечивается за счет передачи по сети информационных сигналов, содержащих команды соответствующему оборудованию, поэтому функцию управления можно условно причислить к функции передачи информации.
В современном мире информационных технологий и высоких скоростей, МИРЕ IT, информация играет главную роль, а системы обеспечивающие ее хранение и передачу, жизненно необходимы. Стремление к новым знаниям заложено в саму природу человека. Обучение, накопление информации, обмен ей – это двигатель развития нашей цивилизации.
За последнее столетие человечество совершило грандиозный рывок в этой области, потоки и хранилища информации стали столь велики, что уже не помещаются в книжные шкафы, почтовые конверты, архивные полки и ящики с видеокассетами. С передачей информации еще сложней, попробуйте отправить шкаф полный книг на другой конец планеты, или организуйте к нему одновременный доступ из разных точек страны. А как на счет передачи видеоизображения в соседнюю комнату, не говоря уже о более дальних расстояниях. Решение этих задачи инициировало появления и развития компьютерных и сетевых технологий.
Основными целями развития компьютерных и сетевых технологий является:
- Хранение, обработка и систематизация большого количества информации;
- Обеспечение быстрого и удобного доступа к информации;
- Обеспечение быстрого обмена информацией;
- Ограничение несанкционированного доступа к информации и др.
Благодаря появлению и развитию компьютерных технологий шкафы для хранения документов, горы бумаги, полки с видеокассетами уступили место компьютерам, которые хранят и управляют данными в электронном виде. А сетевые технологии обеспечивают быстрый обмен информацией на любые расстояния, удобство доступа и использования данных, организацию и ограничение доступа. Сотрудники одной организации, студенты, ученые, врачи и др., находящиеся в разных местах и даже на разных континентах могут одновременно пользоваться одной и той же информацией, обмениваться и делится данными.
Сеть – это объединение между собой двух или более устройств, позволяющих обмениваться информацией. В настоящее время этих устройств очень много, например камеры и регистратор, компьютеры, считыватель карт и контроллер и т.д., но самой первой сетью принято считать компьютерную сеть — объединение двух и более компьютеров. В зависимости от масштабов, компьютерные сети можно разделить на локальные ЛВС (LAN) и глобальные (WAN).
Локальная вычислительная сеть ЛВС – это сеть из компьютеров, физически находящихся в одном и том же месте, обычно в пределах одного здания или комплекса зданий. В классической конфигурации один компьютер назначается в качестве сервера, на нем хранится все программное обеспечение, управляющее сетью и программы совместного пользования. Компьютеры соединенные с сервером называются рабочими станциями. Для соединения сетевых плат компьютеров преимущественно используется кабель.
Глобальная сеть объединяет компьютеры, находящиеся на значительных расстояниях друг от друга, например в разных городах или на разных континентах. Для этого используются выделенные линии телефонных компаний, каналы ISDN (цифровая телефонная сеть), ADSL, спутниковая связь, выделенные трансокеанские кабельные линии (преимущественно оптоволокно) или другие сетевые подключения. Глобальные сети могут объединять локальные сети организации, группы организаций, районные городские и др. Самой крупномасштабной глобальной сетью является Интернет.
Для передачи информации от одного устройства к другому необходима передающая среда она может быть кабельной или беспроводной:
- К кабельной среде относится коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, кабель телефонной линии. Все кабели имеют различные модификации, категории и характеристики и применяются для построения разных видов сетей, подробней они будут рассматриваться в темах, описывающих их применение (СКС, ВОЛС, ЛВС, ТВ сети, сети ОВН, ОП, ОПС и др.).
- К беспроводной среде относятся микроволновая связь, радиочастотная (эфирная), Ethernet технологии Wi-Fi (Wireless Fidelity).
Информация по сети (между устройствами) передается с применением особого метода (стандарта), в свою очередь в стандарте могут использовать различные протоколы — это правила, регулирующих процесс передачи информации. К наиболее распространенным относятся FDDI (для передачи данных по оптоволоконным каналам), Token Ring – стандарт IEEE 802.5 (для локальных сетей кольцевой топологии с маркерным доступом) и самый распространенный стандарт IEEE 802.3 – Ethernet (на языке инсталяторов «изернет»), этому стандарту мы уделим особое внимание.
В стандарт Ethernet входят протоколы: TCP/IP – впервые появился в стандарте DSD UNIXБ является самым надежным протоколом, т.е. пакеты данных гарантированно доставляются на целевой объект в правильном порядке по индивидуальному IP адресу; PPP – обеспечивает соединение хоста с сетью или двух маршрутизаторов; SLIP, FTP и др. подробно с ними можно ознакомиться в специализированной литературе.
В 1973 г. Сотрудник компании Xerox Боб Меткалф создал стандарты, регулирующие систему связи, и физический метод кабельного подключения по локальной сети компьютера Alto (разработанного компанией Xerox) и принтера. Скорость передачи данных при таком подключении составляла 3Мбит/с. Первоначальное определение Ethernet звучит, как – разветвленная широковещательная система связи для доставки пакетов цифровых данных на локально-распределительные вычислительные станции. Не будем вдаваться в технические подробности и детально описывать схему передачи пакетов данных, при желании это можно прочитать в специализированной литературе. Упомянем только то, что дальнейшие разработки были направлены на увеличение скорости передачи данных. Так в 1980 г. консорциум трех компаний – DEC, Intel и Xerox создали версию Ethernet 1.0, обеспечивающую скорость передачи данных 10 Мбит/с. В 1083 г. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) выпустил стандарт IEEE 802.3 основанный на версии Ethernet 1.0.
В 1985 г. стандарт IEEE 802.3 был официально опубликован, став основой для появления через два года сети Интернет. Так Ethernet превратился в самую популярную и наиболее широко используемую сетевую технологию в мире, дав свое название самой большой глобальной сети человечества.
По стандарту Ethernet, связь между устройствами обеспечивается по единому кабелю, совместно используемому всеми устройствами в сети. Когда устройство подключается к такому кабелю, оно может взаимодействовать с любым другим устройством, подключенным к этому же кабелю. Это позволяет наращивать сеть, подключая к ней новые устройства без модификации уже подключенных. В настоящее время применяется несколько категорий сетей Ethernet, различающихся по скорости передачи данных и предназначенные для разных передающих сред (кабелей). Коротко опишем основные.
Ethernet 10 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3) – работает в различной среде передачи данных. В зависимости от типа используемого кабеля различают следующие виды сетей Ethernet: 10BaseT – на базе витой пары; 10BaseF – оптоволокна; 10Base2 – тонкого коаксиального кабеля; 10Base5 – толстого коаксиального кабеля.
Fast Ethernet 100 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3U) – обеспечивает десятикратное увеличение скорости передачи данных по сравнению со спецификацией 10BaseT, при этом сохраняя формат фрейма данных, механизмы управления доступом к сетевой среде, максимальный размер блока передаваемых данных.
Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3Z) – высшая ступень протоколов Ethernet, скорость передачи данных увеличивается в 10 раз по сравнению с Fast Ethernet и достигает 1 гигабит в секунду. Клиентские машины могут обмениваться между собой со скоростью 10/100 Мбит/с, а с сервером со скоростью до 1000 Мбит/с.
Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с для медного кабеля (стандарт IEEE 802.3AB) – другое название 1000BaseT, расширенная версия Fast Ethernet, предусматривает функционирование сетей Gigabit Ethernet на базе уже проложенных кабельных систем категории 5е/6. В результате большинство сетевых конфигураций Fast Ethernet, работающих по витой паре, могут обеспечить работу Gigabit Ethernet с использованием имеющейся сетевой инфраструктуры для значительного повышения производительности сети.