1-Tajriba ishi. Kompyuter tarmoqlarida qo’llaniladigan kabellar va ularning xillari. Mashg’ulot maqsadi va mazmuni

1-Tajriba ishi.
Kompyuter tarmoqlarida qo’llaniladigan kabellar va ularning xillari.
1.1.Mashg’ulot maqsadi va mazmuni
Axborot uzatish tizimini fizik muhitini, komponentlarini ularni turlarini va unga qo’yilgan talablarni o’rganish.
1.2.Topshiriq
Amaliy mashg’ulotiga tayyorlanayotganda ( 2) ma’ruzalar matnining 1 - bo’limini, (1) adabiyotni 1-bo’limini, (3) o’quv qo’llanmani 1-bo’limini o’rganish lozim.

O’z variantingiz bo’yicha berilgan topshiriqlar asosida hisobot tayyorlab, mavzu bo’yicha nazorat savollariga javob tayyorlang. Variant bo’yicha dastlabki ma’lumotlar 2.1-jadvalda keltirilgan.

1.1-jadval

Variant t/r	1	2	3	4	55	66	7	8	99	10
Simli aloqa kanali	o’ralgan juft simli kabel	Koaksialkabel	optik tolali kabel	o’ralgan juft simli kabel	optik tolali kabel	Radio aloqa kanal	o’ralgan juft simli kabel	Koaksialkabel	Sun’iy yo’ldoshli aloqa kanali	optik tolali kabel
Aloqa vositasining parametrlari	Koaksialkabel	optik tolali kabel	o’ralgan juft simli kabel	Koaksialkabel	Sun’iy yo’ldoshli aloqa kanali	optik tolali kabel	Koaksialkabel	Radio aloqa kanal	o’ralgan juft simli kabel	optik tolali kabel

1.3.Adabiyotlar
Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
   Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник. -СПб. Питер. 2011 г.
   
2. 
   Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2012.-960 с.
   
3. 
   Ватаманюк А. Создание, обслуживание и администрирование сетей. СПб.: Питер. 2010 - 282 с.
   
4. 
   Бройдо В.Л. "Вычислительные системы, сети и телекоммуникации"- СПб.: Питер. 2003.
   
5. 
   Бройдо В.Л. Архитектура ЭВМ и систем. Учебник для вузов.- СПб.: Питер. 2009.- 720 с.
   
6. 
   Велихов А.В. Компьютерные сети. Учеб. пособие по администрированию локальных и объедененных сетей. 3-е изд. М.: Нов. Изд. дом. 2005 г.304 с.
   
7. 
   Коломоец Г.П. Организация компьютерных сетей. Учебное пособие. КПУ. Запорожье.- 2012 г.
   

1.4. Nazorat savollar

1. 
   O’ralgan juftlik asosidagi kabellarga tushuncha bering
   
2. 
   Koaksial kabellargatushuncha bering
   
3. 
   Optik tolali kabellarga tushuncha bering
   
4. 
   Kabelsiz aloqa kanallari tashkil etilishi qanday?
   

1.5 Nazariy qisim
Axborot uzatish tizimi va har bir qismini vazifalari
Axborot manbai bilan aniq xabarlar to’plami bog’langan. Uning muammosi ba’zi bir xabarlarni mumkin bo’lgan generatsiyasi to’plamidan bitta xabarni tasodifiy tanlashdan iborat. Qanday aniq xabar bo’lishi juda bo’lmasa kimga u belgilanishi oldindan ma’lum emas. Faqat ma’lumki xabar birorta to’plamga belgilangan. Xabar turli turda bo’ladi:

-simvollar foydalanuvchi to’plami;

-vaqtning detirmirlangan foydalanuvchi to’plami;

-ba’zi–bir uzluksiz fizik kattalikning cheksiz qiymati to’plami.

Xabar turlari
Xabar diskretli yoki uzluksiz bo’lishi mumkin. Agar mumkin bo’lgan qiymatlarning foydalanuvchi to’plamiga ta’lukli bo’lsa xabar diskretli deyiladi.

Cheksiz to’plamdan tanlangan xabar esa uzluksiz deyiladi.

Uzatgich xabarni uzatiladigan signalga o’zgartiradi. Uzatgichning kirishidan har bir mumkin bo’lgan xabar chiqishida signalning mumkin bo’lgan qiymatining bittasiga qat’ian belgilangan qoida bo’yicha o’zgartiriladi. Xabarni signalga o’zgartirish qoidasi xabar va signal turiga bog’liqlikda turlicha bo’ladi. Masalan: modulyatsiya, kodlash manipulyatsiya.

Transport yoki telekommunikatsiya tarmog’i aloqa liniyalaridan uzatish tarmog’i va kommutatsiya tugunidan iborat.

Aloqa liniya turlari. Aloqa kanallari
Aloqa liniyalari o’zi bo’yicha signalni uzatuvchi fizik muxitdir. Aloqa liniyasining bittasi bitta yoki bir necha ko’p kanalli aloqalarini amalga oshirish uchun bir vaqtda xizmat qilishi mumkin. Ma’lumotlarni uzatish muxitiga bog’liq ravishda quyidagi aloqa liniyalari farqlanadi:

-simli (xavodan o’tgan);

-kabelli va yo’ldoshli aloqa radio kanallari;

-infraqizil nurlar.

Simli (xavodan o’tgan)aloqa liniyalari ustunlar orasida va xavoda osilib turgan xech qanday izolyatsiyasi yoki ekranlashtiruvchi o’rami yo’q simlarni o’zida namoyon qiladi.

Bu aloqa liniyalari bo’yicha telefon va telegraf signallari uzatiladi. Lekin boshqa imkoniyat bo’lmaganda kompyuter ma’lumotlarini uzatishda ishlatiladi. Tezligi va buzilishlarga xalaqitbardoshligi past.

Kabelli liniyalar etarli murakkab konstruktsiyaga ega. Kabel bir necha qatlam izolyatsiyaga yani elektrik, elektromagnit, mexanik iqlimga ega bo’lib, ular ichida joylashgan o’tkazuvchidan iborat. Kabel bundan tashqari o’ziga turli qurilmalarni tezlik bilan ulashni bajarishga yo’l beruvchi raz’yomlar kiritilgan bo’lishi mumkin.
Telekommunikatsiya tarmoqlari tizimlarida kabelning uchta asosiy turi ishlatiladi:

-mis simlarni jufti buralib aylantirilishi asosidagi kabellar;

-mis tomirli(jila) koaksial kabellar;

-optik tolali kabellar.

Buralib aylantirilgan juft simlar vitaya juftlik(twistedPair) deyiladi. U ikki variantda tayyorlanadi: ekranlangan (STP-shied ded Twisted Pair) va ekranlanmagan (UTP-Unshielded Twisted Pair).

Koaksial kabel (coaxial) simmetrik bo’lmagan konstruktsiyaga ega va ichi mis simdan izolyatsiyadan va oplyotka o’ramidan iborat. U lokal, global tarmoqlar va kabelli televidenieda ishlatiladi.

Optik-tolali kabel (optical fibir) ingichka (5....60 mikron) tolalardan tashkil topgan. Tolalar bo’yicha nurli signallar tarqatiladi. Bu sifatliroq kabel turi bo’lib, u juda yuqori tezlik bilan (10G bit/c gacha va undan yuqori) ma’lumotlarni uzatishni va tashqi buzilishlardan ma’lumotlarni ximoyasini ta’minlaydi.

Erdagi va yo’ldoshli aloqa radiokanallari radio to’lqinlarning uzatgichi va qabul qilgichi yordamida hosil qilinadi. Radiokanallarni ko’p turlari mavjud. Ular ishlatilayotgan chastotali diapazoni, aloqani uzoqligi (masofasi) bilan farqlanadilar. Misol uchun: qiska, o’rta, uzun to’lqinlar diapazonlari, ularda signalni modulyatsiya usuli ishlatilgan turi bo’yicha amplitudali modulyatsiya diapozoni (AM – amplitude modulation) deb ham atalishi mumkin. Radiokanallar uzoq masofaga aloqani ta’minlaydi, lekin ma’lumotlar uzatish tezligi yuqori emas. Tezliroq kanal bo’lib ultra qisqa to’lqin diapozonida ishlovchi hisoblanadi. Ularga chastotali modulyatsiya (FM – frequency modulation) xarakterlidir. Yana juda yuqori chastota diapozoni kiradi (JYuCh yoki mikrowaves) kanallari kiradi. JYuCh diapazoni (4 GGts dan iborat)da signallar endi erni ionosferasi bilan aks ettirilmaydi va doim aloqa uchun uzatkich va qabul qilgich orasida to’g’ri ko’rish borligi kerak. Shuning uchun bu chastotalarni bu shartlar bajariladigan yoki yo’ldoshli kanallar, yoki radio releli kanallarida ishlatadilar.

Infra qizil nurlar. Infraqizil simsiz tarmoqlar infraqizil ma’lumotlar uzatish uchun ishlatiladi. Bu kabi tizimlarda juda kuchli signal generatsiyalash kerak, chunki qarshi holda boshqa manba etarli o’zini ta’sirini ko’rsatadi.

Infraqizil nurlarni yoyilishidagi tarmoqlar. Bunday texnologiyada signallar devor va shipdan aks etib oxirida qabul qilgichga etib boradi. Samarali soxasi taxminan 30Mga cheklanadi. Uzatish tezligi katta emas chunki hamma signallar aks etgan.

Aks etgan infraqizil nurlardan tarmoqlar. Bunday tarmoqlarda kompyuter yonida joylashgan optik trantsevlar signalni kerakli joyga uzatadi, undan kerakli kompyuterga trantsiyalash qilinadi.

Keng yo’lakli optik tarmoqlar. Bu yo’ldoshli kanallar yoki radiorelili kanallarda ishlatiladi. Kompyuter tarmoqlarida hozirgi vaqtda amaliy hamma ma’lumotlarni uzatishning fizik muxiti ishlatiladi, lekin eng istiqbollisi optik tolali hisoblanadi. Bu asosida yirik territoriyali tarmoqlar magistrallari, lokal tarmoqlarning yuqori tezlikli aloqa liniyalari qurilmoqda. Vitaya juft ham taniqlidir. U abonent tarmoqlarida (100m.gacha) ishlatiladi. Yo’ldoshli kanallar va radioaloqa, kabelli aloqa ishlatish mumkin bo’lmagan holda ishlatiladi.

Transport tarmog’i bu telekommunikatsiya tarmog’i va tizimlaridir. U aloqa liniyalaridan uzatish tizimidan, kommunikatsiya tuguni (marshrutizator, ISP, DSP kommutatorlardan, kommutatsiya markazi, bazaviy stantsiya vax.k.) daniborat.

Signal sifatida axborotni uzatish uchun katta sonli parametrlar bilan xarakterlanuvchi turli fizik jarayonlar yoki ob’ektlar ishlatiladi. Lekin bu jarayonlar parametrlarining hammasi ham axborot uzatish nuqtai nazaridan to’g’ri emas. Shuning uchun ko’pincha axborotni uzatish uchun ishlatidigan taxminiy ko’rinishi ishlatiladi – signal modeli. Signal quyidagi parametrlar bilan farqlanadi: tuzilmaviy, identifikatsiyalovchi, axborotli.

Tuzilmaviy parametrlar - signallarni erkinlik daraja sonini aniqlaydi.

Identifikatsiyalovchi parametrlar, foydali signalni bu adresatga tegishli bo’lmagan boshqa signallar muxitidan boshqa signallar muxitidan ajratish uchun xizmat qiladi.

Axborotli parametrlar uzatilayotgan axborotni kodlash uchun ishlatiladi. Signal axborotli parametrlari bo’yicha diskrit va uzluksiz signallarga farqlanadi. Agar signalning axborotli parametrlarining mumkin bo’lgan qiymatlarining ko’pligi, oxiri bor yoki hisoblash mumkin bo’lsa, unda signal shu parametrlari bo’yicha «diskret» deyiladi. Agar signalni axborotli parametrlari kontinium qiymat qabul qilsa, shu parametr bo’yicha signal uzluksiz deyiladi. Agar axborotli parametri bitta bo’lmasa, bitta parametr bo’yicha diskret, boshqa parametr bo’yicha uzluksiz bo’lishi mumkin. Shuning uchun “signal xolati” tushunchasidan foydalanish qulaydir. U har bir bo’shliq darajasi bo’yicha axborotli parametrlarga qanday aniq qiymat qabul qilishini aniqlaydi.

Shunday qilib signalning ixtiyoriy modeli uchun (diskret qiymatlar yoki uzluksiz jarayonlar) axborot uzatish jarayonini ma’nosi o’zgarmaydi va quyidagidan tashkil topadi:

-uzatgichda xabar signal holatiga transfiranlanadi;

-kanalda signal tashqi ta’sir ostida buzilaadi va signal holati bilib bo’lmaydigan holda o’zgaradi;

-qabul qilgichda signalni o’zgargan holati bo’yicha uzatilgan xabarga nisbatan qaror qabul qilinadi.

Axborotni uzatish jarayonini buzilishlariga bardoshliligini oshirish uchun ko’p sonli holatli signallar ishlatiladi. Bu hamma mumkin bo’lgan xabarni kodlash uchun kerak.

Aloqa kanallari bo’yicha qanday signallar uzatilganiga qarab, analog (uzluksiz) va raqamli (diskret) kanallar farqlanadi.

Analogli kanallarda uzatkich xabar manbasini uzluksiz kanallar bilan moslashtirish qurilma rolini bajaradi, ya’ni uzluksiz yoki diskret xabarni shu aloqa xabari bo’yicha uni o’tishini ta’minlovchi shunday tavsiflar bilan tuzilmaviy parametrlari bo’yicha uzluksiz signalga o’zgarishni bajaradi. Bunday kanallarda muxit va signal parametrlarini moslashtirish uchun amplitudali, chastotali, fazali va kvadratura-amplitudali modulyatsiyalar qo’llaniladi.

Raqamli kanallarda uzatkich chiqishida va qabul qilgich kirishida tuzilmaviy parametrlar bo’yicha diskret signal bo’ladi. Ularda ma’lumotlar uzatish uchun o’zini sinxronlovchi kod, analogli signalni uzatish uchun – impuls kodli modulyatsiya ishlatiladi.

Axborot uzatish muxiti

Axborot o’tazish muxiti deb–kompyuterlar o’rtasida axborot almashinuvini taminlovchi axborot yo’llariga (yoki aloqa kanallariga) aytiladi. Ko’pchilik kompyuter tarmoqlarida (ayniqsa maxalliy tarmoqlarda) simli yoki kabelli aloqa kanallari ishlatiladi, vaxolangki simsiz tarmoqlar xam mavjuddir.

Kabel ishlab chiqaruvchi sanoat korxonalari kabel turlarini ko’p miqdorda ishlab chiqaradilar. Xamma ishlab chiqariladigan kabellarni uch turga bo’lish mumkin:

• 
  o’ralgan juft simli kabel (vitaya para), ular ximoyalangan yaa’ni ekranlashtiriladi (ekranirovannie,) va ximoyalanmagan ya’ni ekranlashtirilmagan;
  
• 
  koaksial kabellar (coaxial cable);
  
• 
  optik tolali kabellar (optovolokonnie kabeli).
  

Kabelning xar bir turining o’z afzalliklari va kamchiliklari mavjuddir, shuning uchun kabel turini tanlanganda xal qilinayotgan masalaning xususiyatini, shuningdek aloxida olingan tarmoq xususiyatini va avvaldan mavjud bo’lgan barcha korxona standartlarining o’rniga, 1995 yilda qabul qilingan EIA/TIA 586 (Commercial Building Telecommunication Cabling Standard) standarti mavjud bo’lib, xozirgi vaqtda shu standartdan foydalaniladi.

O’ralgan juftlik asosidagi kabellar

O’ralgan juft simlar xozirgi kunda eng arzon va eng ko’p tarqalgan kabellarda ishlatiladi. O’ralgan juftlik asosidagi kabel tuzilishi ikkita mis sim dielektrik material bilan xar biri aloxida qoplanib, ular o’zaro bir-biriga o’ralgan, bunday juftliklarning bir nechtasi umumiy dielektrik (plastikli) g’ilofga olingan bo’ladi. U ancha egiluvchan va uni aloqa kanaliga yotqizish qulaydir.

Odatda o’ralgan juftlik kabel tarkibida 2 ta yoki 4 ta juftlikdan iborat bo’ladi (2.2–rasm).

2.2–rasm. O’ralgan juftlik kabeli.

Ximoyalanmagan o’ralgan juftliklar tashqi elektromagnit xalaldan (pomexa) sust ximoyalangan va shuningdek sanoat ayg’oqchiligi maqsadida axborotlarni eshitishdan xam ximoyalanmagan. Axborot o’g’irlashning ikki turi malum: ulanish (kontaktniy) va ulanmasdan masofadan turib (beskontaktniy). Ulanish orqali axborotni o’g’irlash ikkita ignani kabelga sanchish orqali amalga oshirilsa, ulanmasdan axborotni o’g’irlash esa kabel tarqatadigan elektromagnit maydonni radio orqali egallash usulidan foydalanib amalga oshiriladi. Bu kamchiliklarni bartaraf etish uchun kabel ximoyalanadi (ekranlanadi). To’qilgan juftlikni (STP) ekranlashtirish vaqtida xar bir juftlikni ochiq to’qilgan metal simli qobig’ (ekranning) ichiga joylashtiriladi. Bunday konstruktsiya kabelni nurlanishini kamaytiradi, tashqi elektromagnit maydon xalaqitlardan va juft simlarning bir-biriga tasirini xam kamaytiradi (crosstalk, perekrestnie novodki, chorraxa yo’nalishlar). Tabiyki ekranlashtirilgan o’ralgan juftlik, ekranlashtirilmagan juftlikka nisbatan narxi ancha qimmat bo’ladi, ulardan foydalanilganda maxsus ekranlashtirilgan ulovchi moslamalardan (razem) foydalanish zarur. Shuning uchun ekranlashtirilmagan o’ralgan juftlikka nisbatan ekranlashtirilgan o’ralgan juftlik kam uchraydi.

Ekranlashtirilmagan o’ralgan juftlikning asosiy afzalligi kabel uchlariga razemlarni ulashning osonligi va shuningdek xarqanday shkastlanishlarni tamirlashning boshqa turdagi kabelga qaraganda qulayligidir. Qolgan xamma texnik ko’rsatgichlari boshqa turdagi kabellarga nisbatan yomon. Masalan, signalni uzatishda berilgan so’nish tezligi (kabeldan signal o’tgan sari uning amplitudasini kamayishi) bu kabellarda koaksial kabel ko’rsatgichiga nisbatan katta. Agarda kam ximoyalanganligini xam xisobga olsak, nima uchun o’ralgan juftlik kabellarining uzunligi kam bo’lishi (100 metr atrofida) tushunarlidir. Xozirgi vaqtda o’ralgan juftliklardan 100 Mbit/s tezlikda axborot uzatish uchun ishlatilmoqda va uzatish tezligini 1000 Mbit/s ga etkazish ustida ish olib borilmoqda.

Ekranlashtirilmagan o’ralgan juftli kabellarning (UPT) EIA/TIA 568 standartiga ko’ra beshta toifasi mavjud:

• 
  1-toifasidagi kabel–bu oddiy telefon kabeli (o’ralmagan juft sim) bo’lib, u orqali faqat tovushni uzatish mumkin, axborotni emas. Bu turdagi kabel texnik ko’rsatgachlari katta chekinishlaridan iborat (to’liq qarshiligi, o’tkazish yo’lagi, chorraxa yo’nalishi).
  
• 
  2-toifadagi kabel–bu o’ralgan juftlikdan iborat kabel bo’lib axborotni 1 MGts gachan chastota oralig’ida uzatish uchun mo’ljallangan. Kabel chorraxa yo’nalishlar darajasiga testlanmaydi. Xozirgi vaqtda juda kam ishlatiladi. EIA/TIA 568 standarti 1 va 2 toifadagi kabellarni ajratmagan.
  
• 
  3-toifadagi kabel–bu kabel axborotlarni 16 MGts gacha chastota oraliqda uzatishga mo’ljallangan, o’ralgan juftlikdan tashkil topgan bo’lib, 1 metr uzunlikda ikki sim bir biriga 9 marotaba o’ralgan, kabel xamma ko’rsatgichlar bo’yicha testlanadi va 100 Om to’lqin qarshilikka egadir. Maxalliy tarmoqlarga standart tmonidan tavsiya qilingan eng oddiy kabel turi bo’lib xozirgi vaqtda ko’p tarqalgan.
  
• 
  4-toifadagi kabel–bu kabel axborotlarni 20 MGts gacha chastota oraliqda uzatishga mo’ljallangan. Kam ishlatiladi chunki ko’rsatgichlari bo’yicha 3 toifadagi kabel ko’rsatgichlaridan kam farqlanadi. Standart 3-toifadagi kabel o’rniga 5-toifadagi kabeldan foydalanishni tavsiya etiladi. 4-toifadagi kabelni xamma texnik ko’rsatgichi bo’yicha testlash mumkin va 100 Om to’lqin qarshilikka ega. IEEE8025 standartli tarmoqda foydalanish uchun yaratilgan kabeldir.
  
• 
  5-toifadagi kabel–bu xozirgi vaqtda eng mukammal kabel bo’lib, 100 MGts chastota oralig’ida axborot uzatishga mo’ljallangan. O’ralgan juftliklardan tashkil topgan, 1 metr uzunlikda 27 ta o’ramdan kam emas (1 futga 8 ta o’ram). Kabelning xamma ko’rsatgichlari testlanadi va 100 Om to’lqin qarshilikka ega. Xozirgi zamon yuqori tezlikda ishlovchi tarmoqlarda, ya’ni Fost Ethernet va TPFDDT foydalanish tavsiya etiladi. 5-toifadagi kabel 3-toifadagi kabelga nisbatan taxminan 30-40% qimmat.
  
• 
  6-toifadagi kabel–bu kabelni kelajagi yaxshi bo’lib, 200 MGts gacha chastota oralig’ida axborot uzatadi
  
• 
  7-toifadagi kabel–bu kabelni kelajagi porloq va 600 MGts gacha chastota oralig’ida axborot uzatishi mumkin.
  

Koaksial kabellar

Koaksial kabel elektr toki o’tkazuvchi kabel bo’lib, tuzulishi 2.2–rasmda ko’rsatilgandek markaziy mis sim ichki dielektrik qoplamaga olingan bo’lib metal sim to’qmaga (ekran) o’ralgan, xamda u umumiy tashqi qoplamaga olingan bo’ladi.

Yaqin vaqtgacha koaksial kabellar eng ko’p tarqalgan kabellar edi, buning sababi yuqori darajada ximoyalanganligi (sim to’qimasi-ekran mavjudligi), to’qilgan juftlikka qaraganda axborotni uzatish tezligi (500 Mbit/s gachan) yuqoriligi va katta masofalarga uzatish imkoniyati mavjudligi (bir va undan ko’proq kilometrga). Tarmoqdan ruxsat etilmagan axborotni mexanik ulanish orqali olish qiyinligi, shuningdek u tashqariga sezilarli darajada kam elektromagnit nurlanish tarqatishi. Biroq o’ralgan juftli kabelga nisbatan koaksial kabelni tamirlash va yig’ish ishlarini olib borish ancha murakkabdir, narxi xam qimmat (uning narxi o’ralgan juftli kabellarga nisbatan 1,5 – 3 barobar yuqoridir). Kabel uchlariga razemlar o’rnatish xam murakkab ishdir. Shuning uchun bu turdagi kabellarni o’ralgan juftli kabellarga qaraganda kam ishlatiladi.