Nivel fizic

Nivel fizic

• Unitatea de date utilizatã de nivelul fizic este bitul. Biţii sunt cea mai micã unitate de informaţie. El poate avea douã stãri posibile 0 sau 1.

• Nivelul Fizic stabileşte proprietãţile cablurilor şi ale conectorilor, defineşte protocoalele necesare pentru transmisia datelor pe o linie de comunicaţie.

• Primul pas realizat la acest nivel este aplicarea unui algoritm de codificare a datelor, urmând procesul de serializare.

• Procesul de serializare este definit ca fiind procesul de conversie a datelor stocate în memorie, sub formã de biţi, în semnale.

Semnale electrice

• Biţii sunt convertiţi în semnale electrice

• Electronii (curentul electric) sunt purtãtori ai informaţiei

• Convertirea trebuie sã fie identicã atât la sursã cât şi la destinaţie

• Dacã se foloseşte un cablu de tip coaxial (realizat din aluminiu sau fier), UTP sau STP informaţia va fi transmisã sub formã de semnal electric.

• Semnalul electric este predispus la interferenţe. Zgomotele externe pot afecta reprezentarea unui bit.

Transmisii digitale. Codificare Manchester Codarea Mancgester foloseşte tranziţiile tensiunii pentru a reprezenta datele. O tranzaţie de la un nivel mic la un nivel mare al tensiunii reprezintã bit de valoare 0 şi invers bit de valoare 1.

Codificare Non-Return-To-Zero Level Reprezentarea NRZ este o codificare binarã în care biţii de valoare 1 sunt reprezentaţi printr-un anumit nivel al tensiunii electrice iar biţii de 0 sunt reprezentaţi de o altã valoare.

Cablul coaxial• Cablul coaxial constă dintr-un miez de cupru, înconjurat de un

înveliş izolator, apoi de un strat de ecranare format dintr-o plasă metalică şi de o cămaşă exterioară de protecţie.

• Ecranele protejează datele transmise prin cablu, eliminând zgomotul, astfel datele nu vor fi distorsionate.

• Miezul unui cablu coaxial transportă semnale electrice.• Aceste semnale electrice reprezintă datele.• Dacă miezul şi plasa de sârmă se ating, se produce un

scurtcircuit.• Acesta conduce la distrugerea datelor care circulă prin cablu.

• Cablul coaxial este destul de rezistent la interferenţe. Acesta a fost motivul pentru care cablul coaxial a fost utilizat în cazul distanţelor mari.

Tipuri de cablu coaxial • Thicknet 10BASE5 – Cablu coaxial gros care a fost

folosit in reţelistică şi funcţiona la viteze de 10 megabiţi pe secundă până la o distanţă maximă de 500 de metri.

• Thinnet 10BASE2 – Cablu coaxial subţire, care a fost folosit în reţelistică şi funcţiona la viteze de 10 megabiţi pe secundă până la o distanţă maximă de 185 de metri, după care semnalul începea să se atenueze.

Conectori pentru cabluri coaxiale• Conectorul de cablu (Fig.2.1) este sertizat la cele două capete

ale cablului.• Conectorul BNC – T (Fig.2.2) cuplează placa de reţea din

calculator la cablul de reţea.• Conector BNC bară (Fig.2.3) conectează doua segmente de

cablu coaxial subţire.• Terminatorul BNC (Fig.2.4) se foloseşte la fiecare capăt al

magistralei pentru a absorbi semnalele parazite.• Fără terminatoare o reţea de tip magistrală nu poate funcţiona.

Cablul torsadat• Cablul torsadat este un tip de cablu, care în compoziţia sa

conţine cupru.• Se foloseşte în reţelele telefonice şi în majoritatea reţelelor

Ethernet.• Constă din două fire de cupru izolate, răsucite unul împrejurul

celuilalt.• Torsadarea oferă protecţie împotriva interferenţelor cauzate de

celelalte perechi de fire din cablu.• Perechile de fire de cupru sunt acoperite intr-o izolaţie de

plastic codificată pe culori şi sunt torsadate împreuna.• La trecerea curentului printr-un fir de cupru, este creat un

câmp magnetic în jurul firului. • Fiecare circuit are doua fire, iar intr-un circuit cele doua fire au

câmpuri magnetice de sens opus. Astfel se produce efectul de anulare a câmpurilor magnetice

Tipuri de cablu torsadat• Cablu torsadat neecranat cablu care are patru perechi de fire (Fig.2.5).• Acest tip de cablu se bazează numai pe efectul de anulare obţinut prin

torsadarea perechilor de fire care limitează degradarea semnalului cauzată de interferenţe electromagnetice şi interferenţe în frecvenţa radio.

• UTP este cel mai folosit tip de cablu în reţele.• Lungimea unui segment poate fi de maxim 100m.• Cablu torsadat ecranat• Fiecare pereche de fire este acoperită de o folie metalică

pentru a ecrana şi mai bine zgomotul (Fig.2.6).• Patru perechi de fire sunt ulterior învelite într-o altă folie metalică.• STP reduce zgomotele electrice din interiorul cablului.

Conectori şi prize folosite pentru UTP şi STP / FTP

• Pentru cablul torsadat UTP folosim conectorul RJ-45 neecranat.

• Pentru STP şi FTP folosim conectorul RJ-45 ecranat (Fig.2.8).• Conectorul şi priza RJ-45 are 8 pini care face legătura între

firele cablului torsadat şi priza UTP care se află îngropată în echipamente, de exemplu:

- În plăci de reţea (Fig2.9).

Cleşte sertizor UTP, Punchdown tool • Cleşte sertizor UTP - se foloseşte pentru montarea conectorului RJ-45

ecranat sau neecranat (Fig 2.10).• Punchdown tool - se foloseşte pentru fixarea firelor torsadate în priza RJ-45

şi în patch panel (Fig 2.11).• Pentru cablul torsadat STP şi FTP nu folosiţi conector RJ

-45 neecranat! În acest caz ecranarea cablului se va comporta ca o antenă, care poate duce la distrugerea datelor care circulă prin cablu

• În dreptul fiecărei găuri din conectorul RJ – 45 se află o lamelă metalică care iniţial este deasupra găurii, astfel încât firul intră uşor.

• În timpul acestui proces de sertizare lamela metalică din dreptul fiecărei găuri este apăsată şi străpunge firul, astfel se realizează contactul electric.

Fibra optică• În acest tip de cablu, fibrele optice transportă semnale de date digitale sub

forma unor impulsuri luminoase modulate.• Prin fibra optică nu circulă semnale electrice, ca urmare, este un mod sigur

pentru transport de date, deoarece datele nu pot fi interceptate.• Un cablu cu fibră optică, este format dintr-una sau mai multe fibre optice învelite

intr-o teacă sau cămaşă.• Fibrele optice sunt alcătuite dintr-un cilindru de sticlă, numit armatură.• Fiecare fibră de sticlă transmite semnalele într-o singură direcţie!• Datorită faptului că este confecţionat din sticlă, cablul cu fibră optică nu este

afectat de interferenţe electromagnetice sau interferenţe cu frecvenţe radio.• Toate semnalele sunt convertite în impulsuri de lumină pentru a intra în cablu, si

convertite înapoi în semnale electrice când părăsesc cablul.• Cablarea cu fibra opticã foloseşte atât sticlã cât şi fibre plastice ca ghiduri de undã

pentru transmitere de impulsuri de luminã de la sursã la destinaţie.• Cost şi dificultate ridicate în implementarea şi mentenanţa soluţiei.• Un cablu cu fibră optică poate transmite semnale care sunt mai clare , pierderile

sunt foarte mici de semnal şi deci poate fi folositã la frecvenţe mai mici şi la distanţe mai mari.

Fibra opticã- Fibra monomod transportã un singur semnal luminos. Cablul are un miez foarte subţire. Sunt potrivite pentru distanţe mari, utilizeazã laserul ca sursã de luminã.

- Fibra multimod este fibra în care diametrul nucleului este suficient de mare pentru a permite mai multe cãi pe care sã se deplaseze lumina în interiorul fibrei. Sunt utilizate pe distanţe mai mici decât cele monomod, utilizeazã LED-urile ca sursã de luminã.

Conectori folosite pentru fibră optică• Exista mai multe tipuri de conectori: SC, ST, LC, MT, MIC

(FDDI) si FC (Fig 2.15). • Aceste tipuri de conectori pentru fibra optică sunt half

- duplex, ceea ce permite datelor să circule intr-o singură direcţie. Astfel, pentru comunicaţie este nevoie de două fire.

Wireless

• Riscuri mari de securitate• Se folosesc undele electromagnetice :- Unde radio – comunicații multicast: radio si televiziune - Microunde – comunicații unicast: telefoane mobile, reţele de

sateliţi, Wireless LAN - Infraroșii – transmisii pe distanță scurtă

Punctele de acces fără fir

• Punctele de acces fără fir fac posibilă conectarea echipamentelor care folosesc tehnologia wireless, la o reţea cablată.

• Aceste echipamente sunt: calculatoare desktop echipate cu placă de reţea wireless, calculatoare portabile (laptop), echipamente PDA, telefoane mobile cu tehnologie wireless încorporată.

• Punctele de acces wireless folosesc unde radio pentru a se comunica cu alte echipamente wireless sau alte puncte de acces wireless.

• Punctele de acces wireless sunt transparente, ceea ce înseamnă că un calculator poate să comunice cu reţeaua cablată ca şi cum ar fi legat direct la reţeaua cablată prin cablu.

• Un punct de acces wireless are o rază de acoperire limitată.

• Obstacolele reduc aria de acoperire a punctelor de acces wireless.

• Pentru asigurarea unei acoperiri mai bune putem folosi mai multe puncte de acces wireless în aceeaşi reţea, sau putem folosi o antenă cu o putere mai mare de difuzare.

Cablare structuratã• Reţelele de calculatoare au ca scop primar interconectarea

echipamentelor de reţea pentru asigurarea comunicării între ele.

• Pentru interconectare se folosesc în majoritate cabluri torsadate ecranate sau neecranate (STP, FTP sau UTP) şi conectori RJ -45.

• S-au creat şi sunt aplicate anumite standarde atât în ceea ce priveşte culoarea celor 8 fire, dar şi ordinea de dispunere a acestora.

• Cablurile UTP / STP / FTP folosesc doar patru fire din cele opt

• disponibile pentru transmiterea şi recepţia datelor în reţea.

• Cele patru fire folosite pentru recepţia şi transmisia datelor sunt: portocaliu, portocaliu-alb, verde, verde-alb.

• Pinii folosiţi la transmiterea datelor sunt pinii 1 şi 2, în timp ce pinii 3 şi 6 sunt utilizaţi pentru recepţia Informaţiei.

• Se folosesc două fire pentru transmisie (Tx+ şi Tx-) şi două pentru recepţie (Rx+ şi Rx-).

Cablare structuratã• Cablarea structuratã reprezintã un set de standarde ce

determinã modalitatea de instalare a cablurilor ce intrã în componenţa reţelelor de date sau voce din centre de date, birouri sau clãdiri.

• Calblarea structuratã este alcãtuitã din urmãtoarele subsisteme: instalaţia de intrare, dulapul de telecomunicaţii (conţine echipamnetele), backbone-ul (transportã semnalele între componenetele definite anterior), cablarea orizontalã (cablurile de la camerele de telecomunicaţii la prizele individuale) şi componentele zonei de lucru (conecteazã echipamnetul utilizatorului la prizele subsistemului de cablare orizontalã).

Conexiuni LAN folosind cabluri UTP

• Procedura de fixare a firelor într-un conector se numeşte sertizare. Standardul TIA/EIA 568 A/B specificã modul în care pot fi ordonate firele la o terminaţie a cablului.

• Pentru a putea fi identificate uşor cele opt fire sunt grupate în patru perechi colorate diferit. Astfel tehnologiile 100BaseTX şi 10BaseT folosesc doar douã perechi din cele patru: una pentru transmisie şi una pentru recepţie. Aceste tehnologii pot folosi doar perechile verde şi portocaliu.

• În funcţie de corepondenţa perechilor dintr-un capãt cu pinii de la celãlalt capãt, cablurile se împart în trei categorii: crossover, straight-throught şi rollover.

Straight-throught (cablul direct)

• Cablul straight-throught este un cablu torsadat folosit în reţelele locale la care ambele capete respectã acelaşi standard. Se foloseşte atunci când se conecteazã echipamente de tipuri diferite.

• Straight-through cable (cablul direct) – este cel mai des utilizat tip de cablu în reţele locale pentru interconectarea echipamentelor de reţea

• Cele douã capete având aceeaşi ordine a firelor, fiecare pin al conectorului dintr-un capãt comunicã direct cu pin-ul corespunzãtor al conectorului de la celãlalt capãt al cablului.

• Pinii 1 şi 2 sunt de transmisie şi pinii 3 şi 6 sunt de recepţie. Sunt doar de culoare verde sau portocaliu.

Straight-throught• Echipamentele ce pot fi conectate folosind un cablu UTP de tip

straight-throught sunt:- Dispozitiv terminal – switch- Ruter – switch- Categoria dispozitivelor terminale este reprezentatã de orice

echipament cu care utilizatorul are contact direct (calculator, laptop, imprimantã, tabletã).

Crossover (inversor)

• Cablul crossover este un cablu torsadat folosit în reţelele locale la care fiecare capãt este mufat dupã un anumit standard.

• Prin modul în care este construit acest cablu douã echipamente de acelaşi tip pot transfera date între ele fãrã a mai trece printr-un alt echipament, dacã plãcile lor de reţea sunt conectate printr-un cablu creossover.

• Capetele sunt mufate folosind standarde diferite• Cross – over cable (cablul inversor ) – dacă inversăm la cele două capete ale

unui patch – cord firele corespunzătoare pinilor folosiţi pentru transmisie, respectiv recepţie, obţinem un cablu cross - over.

• Acest cablu inversează pinii 1 şi 2 cu pinii 3 şi 6. Pinul 1 ajunge în cealaltă parte la pinul 3 şi pinul 2 la pinul 6 (practic se inversează perechile portocaliu cu verde)

Crossover• Echipamentele ce pot fi conectate folosind un cablu UTP de tip

crossover sunt:- Dispozitiv terminal – dispozitiv terminal- Switch - switch- Ruter - ruter- Disozitiv terminal - ruter

Rollover (consolă)• Cablul de consolã sau cablul rollover este un standard proprietar CISCO

folosit pentru conectarea portului serial al unei staţii la portul de consolã.• Existã mai multe tipuri de cabluri ce pot face legãtura între un echipament

terminal şi un echipament intermediar (ruter, switch).• Un capãt este mufat folosind un standard iar celãlalt capãt este mufat în

ordine inversã• Este folosit pentru administrarea echipamentelor (rutere, switchuri)• Se conecteazã pe portul serial al calculatorului

Rollover (consolă)

Conectarea prin portul de consolã• Necesarã pentru: configurarea iniţialã a routerului, monitorizare, etc.• Se foloseşte un adaptor RJ45-DB9 pentru a face legãtura între portul de consolã şi

portul serial al unui calculator.• Comunicaţia serialã presupune ca datele sã fie transmise bit cu bit.• Cu toate cã transferul paralel este mai rapid, încã mai existã transmisii de date între

echipamente terminale fãcute pe o cale serialã pentru a reduce costul cablului şi a conectorilor.

• Toate comunicaţiile seriale sunt caracterizate de trei elemente:- Date – scheme de codificare- Temporizãri – sincronizare între receptor şi emiţãtor - Semnale – tratarea erorilor, rutare şi control al fluxuluiÎn cazul comunicãrii seriale dintre un echipament de reţea şi un echipament terminal

este necesar un cablu rollover cu adaptor pentru DB9 şi un soft pe echipamentul terminal capabil sã realizeze accesul la portul serial.