Các thiết bị kết nối mạng - Mạng Máy Tính

Các thiết bị kết nối mạng • Môi trường truyền được chia thành hai loại:  Môi trường có định hướng.  Môi trường không định hướng. MÔI TRƯỜNG CÓ ĐỊNH HƯỚNG • Là môi trường cung cấp cáp từ thiết bị này đến thiết bị kia. • Phân loại:  Cáp xoắn – đôi (twisted pair cable): UTP, STP  Cáp đồng trục (Coaxial)  Cáp sợi quang (Fiber-optic cable) CÁP XOẮN ĐÔI • Cấu tạo: gồm 2 sợi dây điện xoắn lại với nhau. • Gồm 2 dạng: không có giáp bọc (UTP Unshielded Twisted Pair ) và có giáp bọc (STP vs Shielded Twisted Pair ). • Cáp xoắn Ethernet cấu tạo từ 8 sợi dây đồng, được xoắn vào với nhau theo từng cặp tạo thành 4 cặp dây. Cáp đôi xoắn không bọc (UTP: unshielded twisted pair cable) • Đặc điểm:  UTP Là dạng thông dụng nhất trong truyền số liệu.  UTP dải tần số thích hợp cho truyền dẫn dữ liệu và thoại: 100Hz đến 5MHz (BW=5MHz).  UTP gồm hai dây dẫn, mỗi dây có lớp cách điện với màu sắc khác nhau, được dùng để nhận dạng và cho biết từng cặp dây trong bó dây lớn. + Ưu điểm của cáp UTP : rẻ và dễ sử dụng, mềm dẽo hơn và dễ lắp đặt. Gồm nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng không có vỏ đồng chống nhiễu. Cáp xoắn đôi trần sử dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT. Do giá thành rẻ nên đã nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục bộ được ưa chuộng nhất. Độ dài tối đa của một đoạn cáp là 100m. Do không có vỏ bọc chống nhiễu nên cáp UTP dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác do đó thông thường để đi dây trong nhà. Đầu nối dùng đầu RJ-45. • Tổ chức EIA (Electronic Industries Association) đã phát triển thành 6 cấp  Category 1: dùng điện thoại, thích hợp cho truyền dữ liệu tốc độ thấp.  Category 2: dùng điện thoại và truyền dữ liệu lên đến 4 Mbps.  Category 3: cần ít nhất 3 lần xoắn trong 0,3m, dùng cho truyền dữ liệu lên đến 10 Mbps.  Category 4: cần ít nhất 3 lần xoắn trong 0,3m và có thể truyền dữ liệu lên đến 16 Mbps.  Category 5: dùng cho truyền dẫn dữ liệu lên đến 100 Mbps.  Category 6: dùng cho truyền dẫn dữ liệu lên đến 150 Mbps. • Cáp UTP có năm loại : - Loại 1 : truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps. - Loại 2 : cáp này gồm 4 dây xoắn đôi, tốc độ 4Mbps. - Loại 3 : truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 10Mbps. Cáp này gồm bốn dây xoắn đôi với ba mắt xoắn trên mỗi foot (foot là đơn vị đo chiều dài, 1foot = 0.3048mét). - Loại 4 : truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ đạt được 16Mbps. - Loại 5 : truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ 100Mbps. • Cáp xoắn có vỏ bọc ScTP-FTP (Screened Twisted-Pair) : FTP là loại cáp lai tạo giữa cáp UTP và STP, nó hỗ trợ chiều dài tối đa 100m. Đầu nối (Connectors): •  Jack tương tự như loại dùng trong điện thoại, RJ11 có 4 dây, cáp có 2 đôi dây xoắn  Mạng Lan Jack RJ45 dùng 8 dây dẫn, cáp có 4 đôi dây xoắn. Cáp xoắn đôi có giáp bọc (STP: shielded twisted pair cable) Cáp xoắn đôi có giáp bọc (STP: shielded twisted pair cable)  Cấu tạo: có 2 dây xoắn và được bọc giáp cho 2 dây  Mục đích lớp giáp bọc kim loại: ngăn nhiễu xuyên kênh (crosstalk).  Phân loại theo chất lượng và các đầu nối đều tương tự như UTP.  Khi sử dụng, lớp giáp bọc phải được nối đất.  STP thường đắc tiền hơn UTP, tính chống nhiễu thì cao hơn. • Nhờ vào lớp bảo vệ, STP nổi trội hơn ở các mặt như khả năng chống nhiễu và tác động của môi trường, tín hiệu truyền ổn định hơn trên khoảng cách xa hơn. Nhưng cũng vì vậy mà STP đắt hơn, nặng hơn, kém linh hoạt hơn, hiếm gặp hơn, khó tìm mua hơn..v.v.. • - Chi phí : đắt tiền hơn Thinnet và UTP nhưng lại rẻ tiền hơn Thicknet và cáp quang. • - Tốc độ : tốc độ lý thuyết 500Mbps, thực tế khoảng 155Mbps với đường chạy 100m; tốc độ phổ biến 16Mbps (Token Ring). • - Độ suy dần : tín hiệu yếu dần nếu cáp càng dài, thông thường chiều dài cáp nên ngắn hơn 100m. • - Đầu nối : STP sử dụng đầu nối DIN (DB-9). Lõi đặc (solid) hoặc Lõi bện (stranded) • Đây là phương pháp phân biệt theo cấu tạo các sợi dây dẫn đồng của cáp. Dây đồng lõi đặc, như cái tên mô tả, chỉ gồm một sợi nguyên khối, còn dây lõi bện do nhiều sợi con tạo này. Nói chung, dây lõi đặc tuy giúp truyền trên khoảng cách xa hơn nhưng rất kém linh hoạt và dễ bị hỏng nếu bị gấp khúc quá nhiều lần. • Tuy vậy nhờ giá thành rẻ & dễ thao tác bấm cáp hơn nên loại này vẫn phổ biến hơn trên thị trường, vì vậy bạn cũng nên lưu ý không nên “đàn áp” dây mạng nhà mình quá nếu chưa chắc chắn rằng đó là dây lõi bện. Cáp thẳng (Straight-through cable) và Cáp chéo (Crossover cable) • Đừng tưởng cứ mua dây Ethernet về, nối các sợi trong đó vào đầu chuyển RJ45 theo đúng màu tương ứng là dùng được hết cho tất cả các trường hợp. Tùy theo cách đấu nối các sợi từ 1>8 ở 2 đầu cáp Ethernet mà sợi cáp đó sẽ phục vụ các chức năng khác nhau. • Cách nhớ chức năng đấu nối của 2 loại cáp cũng rất đơn giản, ta chia các thiết bị trong nhà thành 2 nhóm: Nhóm 1: Router, PC, Server, lap… Nhóm 2: Switch, Hub và các thiết bị mạng khác • Cùng một sợi cáp Ethernet, các bạn có thể biến nó thành cáp thẳng hay cáp chéo tùy theo cách đấu nối các sợi như sau: Phân biệt cáp theo tốc độ • Cat 5: Là loại cơ bản nhất, cung cấp tốc độ 10 Mbps hoặc 100 Mbps. • Cat 5e: Nâng cấp từ Cat 5 để hỗ trợ tốc độ tối đa 1000 Mbps. • Cat 6: Tốc độ lên tới 10Gbs!!!! CÁP ĐỒNG TRỤC: (Coaxial cable hay coax) • + Cấu tạo: có 5 lớp được sắp xếp theo trật tự:  Lớp dẫn điện bên trong (trong cùng)  Lớp cách điện 1  Lớp dẫn điện bên ngoài  Lớp cách điện 2  Lớp nhựa bảo phủ để bảo vệ + Tần số: 800kHz đến 500MHz, Băng thông: 500MHz RG11 RG6 • Gồm 2 loại :Thin Ethernet và Thick Ethernet • Loại Thin có độ tầm hoạt động cho phép 187m, loại Thick có tầm hoạt động cho phép 500m • Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (ví dụ như cáp xoắn đôi) do ít bị ảnh hưởng của môi trường. Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cáp đồng trục được sử dụng nhiều trong các mạng dạng đường thẳng. • Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục dày • Đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch mang tín hiệu xa 185 m • Cáp đồng trục dày là 0,5 inch mang tín hiệu xa . • Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín hiệu lớn hơn cáp đồng trục mỏng rg58 Các chuẩn cáp đồng trục: • Được phân cấp theo RG, Mỗi số RG cho một tập các đặc tính vật lý, bao gồm kích thước dây đồng, kích thước lớp cách điện và kích cỡ của lớp bọc ngoài. • Các chuẩn thường gặp là:  RG-8: dùng cho thick Ethernet.  RG-9: dùng cho thick Ethernet.  RG-11: dùng cho thick Ethernet.  RG-58: dùng cho thin Ethernet.  RG-59: dùng cho TV. Đầu nối cáp đồng trục:  T-connector (dùng trong thin Ethernet) dùng kết nối cáp thứ cấp hoặc cáp đến nhiều thiết bị đầu cuối khác nhau.  Terminator dùng trong cấu hình bus, trong đó một cáp dẫn được dùng làm xương sống (backbone) với nhiều thiết bị. • Hiện nay có cáp đồng trục sau: - RG -58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet - RG -59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp - RG -62,93 ohm: dùng cho mạng ARCnet Cáp quang (Fiber-optic cable) Cáp quang (Fiber-optic cable) • Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được tráng một lớp nhằm phản chiếu các tín hiệu. Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) với băng thông rất cao nên không gặp các sự cố về nhiễu hay bị nghe trộm. Cáp dùng nguồn ánh sáng laser, diode phát xạ ánh sáng. Cáp rất bền và độ suy giảm tín hiệu rất thấp nên đoạn cáp có thể dài đến vài km. Băng thông cho phép đến 2Gbps. • Bản chất ánh sáng: Ánh sáng là một dạng của sóng điện từ, có tốc độ 3.10^8 m/s + Cáp quang dùng hiện tượng phản xạ để dẫn ánh sáng qua kênh quang. + Dữ liệu được mã hóa thành dạng chùm tia on-off để biểu diễn bit 1 và bit 0. (ON: có ánh sáng, OFF: không có ánh sáng). • Các chế độ truyền sợi quang: 2 chế độ: sợi đa mode và sợi đơn mode • + Sợi đa mode: Nhiều tia từ nguồn ánh sáng di chuyển bên trong lõi theo nhiều đường khác nhau. - Sợi đa mode step-index: Sợi đa mode step-index: •  Chiết suất của lõi được giữ không đổi từ tâm đến rìa.  Các tia đến không đồng đều xuất hiện hiện tượng méo do trễ.  Giới hạn tốc độ truyền dữ liệu  Được ứng dụng truyền dữ liệu tốc độ thấp, độ chính xác không cao. Sợi đa mode graded –index:  Có các mật độ thay đổi được. Mật độ cao nhất tại vùng tâm của lõi và giảm dần tại vùng rìa.  Các tia được chỉnh định góc truyền để tín hiệu đến cùng 1 lúc  Có độ chính xác cao hơn so với step-index. Sợi đơn mode:  Nguồn sáng được tập trung cao trong một góc nhỏ, tia tới sát mặt ngang.  Sợi đơn mode sản xuất với đường kính tương đối bé so với sợi đa mode  Mật độ tương đối nhỏ, việc giảm mật độ này cho phép có góc tới hạn gần 90 độ làm cho quá trình truyền gần như nằm ngang.  Việc lan truyền của nhiều tia gần như giống nhau và có thể bỏ qua yếu tố truyền trễ.  Các tia có thể xem đến đích cùng một lúc và được tái hợp mà không bị méo dạng. Kích thước cáp quang: Cấu tạo • Lõi cáp được bọc bởi lớp sơn phủ (cladding) tạo ra cáp quang.  Lõi và lớp sơn phủ có thể được làm từ thủy tinh hay plastic nhưng có mật độ khác nhau.  Lớp bọc ngoài có thể được cấu tạo từ nhiều chất liệu khác nhau, bao gồm vỏ Teflon, plastic, plastic mạ kim loại hay lưới kim loại, tùy theo các ứng dụng khác nhau, và điều kiện lắp đặt. Nguồn sáng cho cáp quang:  Nguồn sáng có thể là LED (light-emitting diode) hay diode laser ILD (injection laser diode). - LED tuy rẻ tiền nhưng tín hiệu lại không hội tụ tốt, nên thường chỉ được dùng trong truyền dẫn cự ly ngắn. - ILD: cho phép hội tụ chùm tia với góc rất hẹp, có thể truyền được trên một cự ly tương đối dài.  Bộ thu phải có bộ cảm biến quang (photodiode) cho phép chuyển tín hiệu thu được sang tín hiệu điện dùng được cho máy tính. Đầu nối cáp quang • Đầu nối cáp quang cũng đòi hỏi sự chính xác như bản thân cáp quang, không cho phép có khoảng hở, cũng như không được ép quá sát, luôn đòi hỏi được cân chỉnh đúng nếu không muốn tín hiệu bị suy hao. • Từ đó, các nhà sản xuất đã cung cấp cho thị trường nhiều loại đầu nối vừa chính xác vừa rẻ tiền, với hai dạng đầu đực và cái; đầu nối đực thường nối vào cáp, còn đầu cái được mắc vào thiết bị cần kết nối. Ưu điểm của cáp quang  Tính chống nhiễu: từ bản chất ánh sáng, nên không bị nhiễm nhiễu điện từ trường, còn ánh sáng từ ngoài vào cáp thì đã được lớp bọc bảo vệ ngăn chặn.  Ít bị suy giảm tín hiệu: điều này cho phép tín hiệu lan truyền hàng chục Km.  Băng thông lớn hơn: tốc độ truyền cao hơn. Khuyết điểm của cáp quang:  Giá cả: cáp quang có giá thành cao hơn do phải sản xuất với chất lượng cao hơn thì quá trình tinh lọc, công nghệ đòi hỏi tính chính xác cao hơn. Đồng thời chi phí cho nguồn laser dùng tạo nguồn tín hiệu cũng đắt hơn nhiều lần so với bộ tạo tín hiệu truyền thống trong cáp đôi hay cáp đồng trục.  Lắp đặt/bảo trì: Khó khăn khi lắp đặt nhất là khi thiết lập các đầu nối cáp quang so với trường hợp đầu nối dùng cho cáp đồng.  Tính dễ vỡ: Thủy tinh nên dễ vỡ, làm hạn chế sự tác động mạnh. Câu hỏi • Ưu Điểm của cáp đôi xoắn so với cáp đôi không xoắn ? • Tại sao cáp đồng trục tốt hơn cáp xoắn đôi? • Trình bày các ưu điểm của cáp quang so với các dạng cáp đồng trục và xoắn đôi? • Khuyết điểm của cáp quang? THIEÁT BÒ MAÏNG (tt) Card mạng (Network Interface Card-NIC) • Kết nối với PC bằng Khe cắm mở rộng (Slot) : ISA, PCI.. • Tốc độ truyền dữ liệu : 10/100/1000 Mbps… • Chuẩn Kỹ thuật mạng : Ethernet, Token Ring.. • Sở hữu một mã duy nhất, được gọi là địa chỉ MAC. Company Logo