FIZIK ELEKTROMAGNET

Mediul wireless transportă semnale electromagnetice care reprezintă cifre binare pentru comunicațiile de date care folosesc frecvențe radio sau de microunde. Ca și mediu de rețea, wireless nu este restricționat la conductori sau căi de acces, așa cum sunt mediile din fibră sau cupru. Mediul wireless asigură cele mai bune opțiuni de mobilitate dintre toate mediile. Astfel, numărul de echipamente wireless este în continuă creștere. Din aceste motive, wireless a devenit o opțiune pentru toate rețelele de domiciliu. Pe măsură ce opțiunile lățimii de bandă cresc, wireless crește în popularitate în rețelele companiilor. Figura evidențiază câteva simboluri cu privire la wireless. În orice caz, wireless-ul are câteva zone de preocupare precum: • Aria de acoperireTehnologiile de comunicare a datelor wireless funcționează bine în mediile deschise. În orice caz, unele materiale de construcție folosite în structuri și clădiri și terenul local vor limita aria de acoperire. • InterferențaWireless-ul este predispus la interferențe și poate fi întrerupt de echipamente obișnuite cum ar fi telefoane fără fir, unele tipuri de lumină fluorescentă, cuptoare cu microunde și alte comunicații wireless. • SecuritateaAcoperirea comunicației wireless nu necesită acces fizic la mediu. Așadar, echipamentele și utilizatorii care nu au autorizație pentru a accesa rețeaua pot obține accesul la transmisie. În consecință, securitatea rețelei este o componentă principală pentru administrarea rețelei wireless. Deși wireless-ul crește în popularite pentru conectivitatea calculatoarelor, fibra și cuprul sunt cele mai populare medii ale layer-ului fizic pentru dezvoltarea rețelelor. Tipuri de Mediu Wireless IEEE și standardele industriei de telecomunicații pentru comunicarea wireless a datelor acoperă atât layer-ului fizic, cât și layer-ul data link. Există patru standarde uzuale de comunicare a datelor care se aplică mediului wireless: • Standard IEEE 802.11Tehnologia WLAN (Wireless LAN), denumită și Wi-Fi, folosește un sistem nedeterminist sau controversat cu un proces de acces la mediu CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). • Standard IEEE 802.15Standardul WPAN (Wireless Personal Area Network), cunoscut și ca "Bluetooth", folosește un proces de împerechere a echipamentelor pentru a comunica pe distanțe cuprinse între 1 și 100 metri. • Standard IEEE 802.16Cunoscută de obicei ca WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), folosește o topologie de tip point-to-multipoint pentru a furniza acces broadband de tip wireless. Figura evidențiază câteva diferențe ale mediilor wireless. Notă:Celelalte tehnologii wireless cum ar fi comunicațiile prin satelit și celulare pot asigura și ele conectivitatea rețelei de date. În orice caz, aceste tehnologii wireless depășesc scopul acestui capitol. În fiecare din exemplele de mai sus, specificațiile layer-ului fizic sunt aplicate zonelor care includ: • Codificarea semnalului radio sau de date • Frecvența sau puterea de transmisie • Recepția semnalului sau cerințele de decodificare • Construcția și design-ul antenei Notă:Wi-Fi este marcă înregistrată Wi-Fi Alliance. Wi-Fi este utilizat împreună cu produse certificate care aparțin echipamentelor din WLAN bazate pe standardele IEEE 802.11. LAN Wireless O implementare uzuală wireless a datelor este permiterea echipamentelor să se conecteze prin wireless la un LAN. În general, un LAN wireless necesită următoarele echipamente de rețea: • Puncte de Acces Wireless (AP)Concentrează semnalele wireless de la utilizatori și se conectează, de obicei printr-un cablu de cupru la infrastructura de rețea existentă bazată pe cupru, cum ar fi Ethernet. Routerele wireless din companiile mici sau de domiciliu integrează funcțiile unui router, switch și punct de acces într-un echipament, așa cum se arată în figură. • Plăcile de rețea wirelessAsigură capacitatea de comunicare wireless la fiecare host de rețea. Având în vedere că tehnologia s-a dezvoltat, a apărut un număr de standarde WLAN bazate pe Ethernet. Este necesară atenția atunci când se achiziționează echipamentele wireless pentru a asigura compatibilitatea și interoperabilitatea. Beneficiile tehnologiilor de comunicare a datelor wireless sunt evidente, în special conveniența ce reiese din mobilitatea hostului și reducerea costurilor necesare cablării. În orice caz, administratorii de rețea trebuie să dezvolte și să aplice politici de securitate și procese pentru a proteja LAN-urile wireless împotriva accesului neautorizat și a defecțiunilor. Standardele 802.11 Wi-Fi În ultimii ani au fost dezvoltate mai multe standarde 802.11. Standardele includ: • IEEE 802.11aFuncționează pe banda de frecvență de 5 GHz și oferă viteze de până la 54 Mb/s. Deoarece acest standard funcționează la frecvențe înalte, are o arie de acoperire mică și este mai puțin eficientă la penetrarea structurilor construcțiilor. Echipamentele care funcționează în cadrul acestui standard nu sunt interoperabile cu standardele 802.11b și 802.11g descrise mai jos. • IEEE 802.11bFuncționează pe banda de frecvență de 2.4 GHz și oferă viteze de până la 11 Mb/s. Echipamentele care implementează acest standard au o arie mai mare și pot pătrunde mai bine în structurile clădirilor decât echipamentele bazate pe 802.11a. • IEEE 802.11gFuncționează pe banda de frecvență de 2.4 GHz și oferă viteze de până la 54 Mb/s. Echipamentele care implementează acest standard funcționează la aceeași frecvență de radio și arie ca și 802.11b dar cu lățimea de bandă de la 802.11a • IEEE 802.11nFuncționează pe benzile de frecvență de 2.4 GHz sau 5 GHz. Rata așteptată a datelor este cuprinsă între 100 Mb/s și 600 Mb/s cu o distanță care poate ajunge până la 70 metri. Este compatibil cu echipamentele 802.11a/b/g. • IEEE 802.11acPoate funcționa simultan pe benzile de frecvență 2.4 GHz și 5.5 GHz și asigură rate de până la 450 Mb/s și 1.3 Gb/s (1300 Mb/s). Este compatibil cu echipamentele 802.11a/b/g/n. • IEEE 802.11adCunoscut și ca "WiGig". Folosește o soluție Wi-Fi pe trei benzi folosind 2.4 GHz, 5 GHz și 60 GHz și oferă viteze teoretice de până la 7 Gb/s. Figura evidențiază câteva din aceste diferențe.

Layer-ul fizic produce reprezentarea și gruparea biților sub formă de tensiune, frecvențe radio sau pulsuri de lumină. Diferite organizații de standardizare au contribuit pentru a defini proprietățile fizice, electrice și mecanice ale mediului disponibil pentru comunicații de date diferite. Aceste specificații garantează faptul că cablurile și conectorii vor funcționa anticipat cu implementări ale layer-ului data link. Ca un exemplu, standardele pentru mediul de cupru sunt definite pentru: • Tipul cablării de cupru utilizată • Lățimea de bandă a comunicației • Tipul conectorilor utilizați • Pinout-ul și codurile de culoare ale conexiunilor la mediu • Distanța medie a mediului Figura arată diferite tipuri de interfețe și porturi disponibile pe un router 1941. Caracteristici ale Mediului din Cupru Rețelele folosesc mediul din cupru deoarece este mai ieftin, ușor de instalat și are rezistență scăzută la curentul electric. În orice caz, mediul de cupru este limitat de distanță și de interferența semnalului. Datele sunt transmise prin cabluri de cupru sub formă de pulsuri electrice. Un detector din interfața de rețea a unui echipament de destinație trebuie să primească un semnal care poate fi decodat cu succes pentru a se potrivi cu semnalul trimis. În orice caz, cu cât semnalul călătorește pe distanțe mai mari, cu atât mai mult se deteriorează într-un fenomen denumit atenuarea semnalului. Din acest motiv, mediul din cupru trebuie să urmeze limitările stricte cu privire la distanță așa cum se specifică de standardele de ghidare. Valorile tensiunii și sincronizarea pulsurilor electrice sunt și ele predispuse la interferența din două surse: • Interferența electromagnetică (EMI) sau Interferența Frecvențelor Radio (RFI) - Semnalele EMI și RFI pot distorsiona și corupe semnalele de date care sunt transmise prin mediu de cupru. Sursele potențiale de EMI și RFI includ unde radio și echipamente electromagnetice precum motoare și lumini fluorescente, așa cum se arată în figură. • Crosstalk - Crosstalk-ul este o disturbanță cauză de câmpurile electromagnetice și electrice ale unui semnal de pe un fir la semnalul dintr-un fir adiacent. În circuitele de telefonie, crosstalk-ul poate rezulta în auzul unei părți dintr-o altă conversație prin voce de la un circuit adiacent. Atunci când curentul electric trece printr-un fir, se realizează un câmp magnetic mic, circular în jurul firului care poate fi luat de un fir adiacent. Pentru a contracara efectele negative ale EMI și RFI, unele tipuri de cabluri din cupru sunt împachetate într-o folie metalică și necesită conexiune corespunzătoare de împământare. Pentru a contracara efectivele negative ale crosstalk-ului, unele tipuri de cabluri din cupru au perechi de fire din circuite opuse torsadate care anulează efectiv crosstalk-ul. Susceptibilitatea cablurilor de cupru la zgomotul electric poate fi limitat de: • Selectarea celui mai potrivit tip de cablu sau categorie pentru un anumit mediu de rețea. • Proiectarea unei infrastructuri de cablu pentru a evita sursele potențiale și cunoscute ale interferenței din structura clădirii. • Folosirea tehnicilor de cablare care includ gestiunea și terminarea corectă a cablurilor.

Există trei tipuri principale ale mediului de cupru utilizat în rețelistică: • Unshielded Twisted-Pair (UTP) - Torsadat neecranat • Shielded Twisted-Pair (STP) - Torsadat Ecranat • Coaxial Aceste cabluri coaxiale sunt utilizate pentru a interconecta nodurile într-un LAN sau echipamentele de infrastructură precum switchuri, routere și puncte de acces wireless. Fiecare tip de conexiune și echipamentele însoțitoare au cerințe de cablare stipulate de standardele layer-ului fizic. Standardele layer-ului fizic specifică utilizarea diferiților conectori. Aceste standarde specifică dimensiunile mecanice ale conectorilor și proprietățile electrice acceptabile pentru fiecare tip. Mediile de rețea folosesc mufe modulare pentru a asigura o conectare și deconectare facilă. De asemenea, poate fi utilizat un singur tip de conector fizic pentru mai multe tipuri de conexiuni. De exemplu, conectorul RJ-45 este utilizat în întreaga lume în LAN-uri cu un tip de mediu și în unele WAN-uri cu un alt tip de mediu. Cablu Torsadat Neecranat Cablarea UTP este mediul cel mai utilizat din rețelistică. Cablarea UTP, terminată cu conectorii RJ-45 este utilizată pentru interconectarea hosturilor din rețea cu echipamente de rețelistică intermediare, precum switchuri și routere. În LAN-uri, cablul UTP constă în patru perechi de fire codate cu culori care au fost înfășurate împreună iar apoi puse într-un înveliș flexibil de plastic care protejează împotriva deteriorărilor fizice minore. Înfășurarea firelor ajută la protecția împotriva interferenței semnalului de la celelalte fire. Așa cum se vede în figură, codurile de culoare identifică perechile individuale și firele din perechi și ajută la terminarea cablului. Cablu Torsadat Ecranat (STP) Acestea asigură o protecție mai bună împotriva zgomotului decât cablarea UTP. În orice caz, comparat cu cablul UTP,cablul STP este mult mai scump și mai dificil de instalat. Ca și cablul UTP, STP folosește un conector RJ-45. Cablul STP combină tehnicile de protecție pentru a contracara EMI și RFI și torsadarea cablurilor pentru a contracara crosstalk-ul. Pentru a beneficia în totalitate de protecție, cablurile STP sunt mufate cu conectori de date STP speciali. În cazul în care cablul nu este împământat corect, ecranarea va acționa ca o antenă și va recepționa semnale nedorite. Există mai multe tipuri diferite de cabluri STP cu caracteristici diferite. În orice caz, există două tipuri de STP: • Cablul STP protejează întregul pachet de fire cu folie, eliminând toată interferența într-o manieră virtuală (cea mai obișnuită). • Cablul STP protejează întregul pachet de fire cu folie, dar și firele individuale cu folie, eliminând toată interferența. Cablul STP arătat folosește patru perechi de fire, fiecare împachetată într-o folie, care este apoi împachetată într-o altă folie metalică. Pentru mulți ani, STP a fost structura de cablare specificată pentru utilizarea în instalațiile de rețea Token Ring. Având în vedere declinul observat pentru Token Ring, cererea pentru cablarea torsadată ecranată a scăzut. În orice caz, noul standard GB pentru Ethernet are o clauză pentru utilizarea cablării STP care furnizează un interes reînnoit pentru cablarea torsadată ecranată. Cablu coaxial Cablul coaxial (coax) își are numele din faptul că are doi conductori care împart aceeași axă. Așa cum se arată în figură, cablul coaxial constă în: • Un conductor din cupru utilizat pentru a transmite semnale electronice. • Conductorul din cupru este înconjurat de un layer din izolație din material plastic. • Materialul de izolare este înconjurat cu o împletitură din cupru sau folie metalică ce se comportă ca un al doilea fir în circuit și ca un scut pentru conductorul intern. Acest layer secundar sau scut reduce și cantitatea de interferență electromagnetică exterioară. • Întregul cablu este acoperit de un înveliș pentru a îl proteja împotriva deteriorărilor fizice minore. Notă:Există tipuri diferite de conectori utilizate cu cablul coaxial. Cablul coaxial a fost utilizat de obicei în televiziunea prin cablu capabilă să transmită într-o singură direcție. A fost utilizată intens și în instalările Ethernet. Deși cablul UTP a înlocuit cablul coaxial în instalările moderne de Ethernet, design-ul cablului coaxial a fost adaptat pentru utilizarea la: • Instalări wirelessCablurile coaxiale atașează antene la echipamentele wireless. Cablul coaxial transportă energia frecvenței radio (RF) între antene și echipamentul radio. • Instalări ale Internetului prin cabluFurnizorii de servicii prin cablu își transformă sistemele unidirecționale în sisteme bidirecționale pentru a asigura conectivitatea la Internet pentru clienții lor. Pentru a asigura aceste servicii, sunt înlocuite porțiuni din cablul coaxial și elementele ce suportă amplificarea cu cabluri din fibră optică. În orice caz, conexiunea finală de la locația clientului și cablarea din interior este tot coaxială. Această utilizare combinată de fibră și cablu coaxial este denumit HFC (hybrid fiber coax).

fizik

Fizik Yarışması

Fizik Bulmacası (mekanik)

Fizik Tingkatan 4: Keseimbanagn Terma

FIZIK TINGKATAN 4

Related quizzes

Related quizzes