Sieťové médiá

Delíme na:

  1. medené káble, používané predovšetkým v LAN
  2. optické vlákna, veľmi často používané pri dlhých trasách, vyznačujú sa širokou šírkou pásma, použitie v LAN a WANs
  3. bezdrôtové médiá, priniesli prenosnosť počítačového sveta. V súčasnej dobe však neposkytujú vysoké rýchlosti a vysokú bezpečnosť. Jednoduché na inštaláciu.

3.1.1 Atómy a elektróny
Atóm sa skladá:

  1. elektrónov, záporne nabitá častica
  2. nukleónov, centrálna časť atómu zložená protónov a neutrónov
  3. protónov, kladne nabité častice
  4. neutrónov, častice, ktoré nenesú naboj

Periodická tabuľka prvkov
cisco

 

Príklad: hélium má atómové číslo 2, čo znamená, že má 2 protóny a 2 elektróny. 2p+2e =4 4 je atómová hmotnosť. Po odčítaní 4 – 2(atómové číslo) dostaneme, že He má 2 neutróny.
Dánsky fyzik, Niels Bohr, vyvinul jednoduchý model atómu:

cisco
Elektrina – je volný tok elektrónov
Statická elektrina – sú záporne nabité náboje, ktoré stoja na jednom mieste, môžu    spôsobiť elektrický výboj (ESD).
ESD môže spôsobiť vážne poškodenie elektricky citlivých zariadení.
3.1.2 Napätie

Elektrické napätie je rozdiel potenciálov, skratka je EMF, meria sa vo Voltoch. Sú 3 spôsoby vzniky napätia:

  1. trením, statická elektrina
  2. magnetizmom, elektrické generátory
  3. svetlom,  solárne články

3.1.3 Odpor

Vodiče – majú malý, alebo takmer žiadny, odpor
Izolátory – zamedzujú toku prúdu
Odpor – meriame ho v ohmoch
Elektrické izolátory – sú materiály, cez ktoré nemôže tiecť prúd
Elektrické vodiče – umožňujú tiecť prúdu, najlepšie sú zlato, striebro a meď
Polovodič- sú materiály, kde vodivosť je kontrolovaná, napr. Si

3.1.4 Prúd

  1. je tok elektrónov, udáva sa v Ampéroch, označujeme ho I

Osciloskop - zariadenie, merá veličiny v čase
Multimeter - meranie napätia, prúdu, kapacity, ...

3.1.6. Špecifikácia káblov

cisco
10Base – rýchlosť prenosu 10Mbps, typ prenosu základný, T krútené 2-linka
10Base5 - rýchlosť prenosu 10Mbps, typ prenosu základný, 5 predstavuje kapacitu kábla, schopného preniesť signál na vzdialenosť 500m bezo strát

3.1.7. Koaxiálne káble

Kábel pozostáva z vonkajšieho plášťa, medeného opletenia alebo niekedy z hliníkovej fólie, plastového izolátora a samotného medeného vodiča.
Výhody:

  1. použiteľný na väčšie vzdialenosti ako STP/UTP na 500m bez opakovača
  2. lacný, ľahká inštalácia

Nevýhody:

  1. spoľahlivosť
  2. nízka prenosová rýchlosť, do 10Mbps
  3. zastaralá

cisco
3.1.8. STP kábel

cisco
Tienený krútený kábel, kombinuje technológiu tienenia a krútenia linky, každý pár je ovinutý kovovou fóliou a dohromady sú všetky 4 páry ovinuté fóliou.
Výhody:

  1. dobre odrušené
  2. prenos od 10 – 100 Mbps na 100m

Nevýhody:

  1. drahé
  2. náročné na inštaláciu
  3. maximálna vzdialenosť prenosu na 100m

Kompromisom medzi cenou a spoľahlivosťou je tienený UTP nazývaný FTP (ScTP), 4 páry sú zabalené do fólie
Metalická ochrana musí byť uzemnená na koncovom bode

3.1.9 UTP kábel
cisco

  1. pozostáva s 8 káblov, každé 2 sú navzájom prepletené a všetky 4 páry sú tiež navzájom prepletené dookola.

Výhody:

  1. jednoduché na inštaláciu
  2. rýchlosť prenosu od 10,100,100Mbps na 100m
  3. lacnejšie ako STP

Nevýhody:

  1. náklonný k rušeniu od ostatných médií

Delenie káblov:

  1. priamy, medi Hubom a PC / tip A alebo B/
  2. crossover, prekrížený, medzi 2 PC alebo 2 Huby /na jednej strane tip A na druhej B/

 - rollover, medzi PC a konzolovým portom na rutri /1s8,2s7,.../

3.2.1. Elektromagnetické spektrum

Svetlo použité v optických vláknach je jeden tip elektromagnetickej energie. Dôležitá vlastnosť každej energetickej vlny je vlnová dĺžka.
Typy elektromagnetickej energie: rádio, mikrovlny, radar, viditeľné svetlo, x-žiarenie, gama-žiarenie. Elektromagnetické vlny cestujú 300 000 km/s vo vákuu.  V optických vláknach sa používa 850 nm, 1310 nm, alebo 1550 nm. Boli vybrané, pretože sa síria lepšie ako ostatné vlnové dĺžky.


3.2.2. Svetelný model svetla
Odrazený lúč : svetelný lúč prechádza z jedného okraja materiálu na druhý, niektoré svetelné energie budú odrazené späť
Zakrivenia svetelného lúča pri prechode cez 2 látky je dôvod, prečo môže svetelný lúč cestovať v optickom vlákne aj v zákrutách.
Optická hustota : popisuje, ako veľa svetelných lúčov spomalí pri prechode cez materiál, najlepšia je vo vákuu
Index lomu: pomer rýchlosti svetla v materiály ku rýchlosti svetla vo vákuu, čím je menší, tým je materiál vhodnejší.

3.2.3. Odraz

cisco
Ohol, pod ktorým svetelný lúč dopadá na hladký, lesklý, povrch je rovnaký, ako lúč, pod ktorým sa odráža.

3.2.4. Lom

cisco
Pri náraze svetelného lúča na 2 transparentné materiály, dochádza k rozdelenie lúča na 2 časti. Časť sa odrazí v jednom materiály podľa uhla dopadu, a druhá prechádza do druhého prostredia. Ak je uhol 90 stupňov, lúč prechádza priamo cez sklo, ak nie je potom sa láme. Ak lúč prechádza s prostredia s menším uhlom lomu do prostredia s väčším, potom sa lúč láme k normal a opačne.

3.2.5. Úplný optický odraz

Podmienky pre optické vlákna:

  1. jadro optického vlákna by malo mať väčší index lomu, ako plášť, ktorý ho obklopuje
  2. uhol dopadu svetelného lúča je väčší, ako kritický uhol pre jadro a obal

Úplný interný odraz: dosiahneme pri splnení oboch podmienok, vlastný svetelný lúč bude úplne odrazený späť vo vnútri vlákna

3.2.6 / 3.2.7 Multimódové  a jednomódové vlákno

Módý: sú optické cesty
Multimódové vlákno: umožňuje jeho priemer viac ciest svetelným lúčom
Jednomódové vlákno: umoňuje len sírenie jedného lúča

cisco
Pri optických vláknach je vysoká bezpečnosť, pretože signál je len vo vnútri vlákna a nedá sa odpočúvať. Na prenos sa používajú vždy 2 vládna, jeden na príjem a druhý na vysielanie. Jeden kábel môže obsahovať 2 – 48 oddelených vlákien a viac.

cisco

Jednomódové kedenia sa používajú na vzdialenosť 3 km a mutli na 2 km.

3.2.8. Ostatné optické komponenty

Na prenos dát v sieti sa používajú elektrické signály, preto je potrebné pri optických zariadeniach použiť prijímače a vysielače na prevod do a z optiky.
Transmiter:

  1. používa 2 typy signálov LED, LASER

Prijímač (receiver)

  1. jeho úlohou je prijať signál a spracovať ho na elektrické signály
  2. používajú sa fotoleddiódy PIN

cisco
PIN sú vyrábané na citlivosť 850, 1310 alebo 1550nm.
Káble sú ukončené konektormi. Pre multi sú Subscriber Connector (SC) pre jednomódové Straight Tip (ST)

3.2.9. Signály a šum v optických médiách

Optické siete sú vhodné pre MANs a WANs. Veľmi podstatným faktorom sú straty. Sú zapríčinené mikroskopickými nečistotami vo vlákne, tie spôsobujú vytváranie malého množstva tepla. Ďalej sú to rôzna hrúbka vlákna a nerovnosti na konektoroch.

3.2.10. Inštalácia, ošetrenie, a testovanie optických káblov

Hlavné príčiny útlmu:

  1. nesprávna inštalácia prílišné ťahanie a ohýbanie
  2. absorpcia
  3. nehomogenita
  4. rozptyl

Meria sa dB, to hovorí koľko percent energie bolo stratenej.
Testovanie je veľmi dôležité a záznamy musia byť zachované. Najpoužívanejšie sú Optický stratový meter a optický časový doménový reflektomer.

3.3.1 Bezdrôtová LAN organizácia a štandarty

Štandardy pre bezdrôtové siete:

  1. 802.11
  2. 802.11a,b,g

802.11b je tiež nazývaný ako WiFi, 2.4GHz,  alebo vysoko rýchlostný bezdrát. Pracuje na 11, 5.5, 2 a 1 Mbps. Je to dôležité kvôli spätnej kompatibilite.
802.11a pracuje na 5GHz, využitie v WLAN, prenosový rýchlosť 54Mbps, nekompatibilné s 802.11b
802.11g všetko rovnaké ako 802.11a  ale kompatibilné s 802.11b

3.3.2. Bezdrôtové zariadenia a topológie

Skladajú sa s AP (access point) a wireless NIC. Topológia je podobná peer-to-peer. AP je pripojené do siete cez metaličkú kabeláž. AP sú vybavené anténou a poskytujú konektivitu v špecifickej oblasti nazývanej bunka. V závislosti na použitej anténe a prostredí báva dosah od 91.44 do 152.4 m. Na pokrytie väčšieho územia sa môžu bunky prekrývať, vtedy hovoríme o roamingu.
Proces prepojenia: vyhľadávanie kompatibilných zariadení s rovnakým číslom SSID cez skenovanie aktívne alebo pasívne

3.3.3. Ako komunikujú bezdrôtové siete

Po pripojení WLAN na bod, uzol bude prenášať rámce rovnakým spôsobom ako na 802.X sieťach, ale WLAN nepoužíva štandard 802.3.
Štruktúra rámcov: kontrolné, riadiace a dáta.
WLAN rámce malú vždy veľkosť 1518 bitov.
Vysielanie: vyslanie rámca, vrátenie potvrdenia, Práve toto spôsobuje 50% zníženie šírky pásma. S postupnou vzdialenosťou od AP prenosová rýchlosť slabne.

cisco

3.3.4. Autentifikácia a asociácia

Vo WLAN zabezpečuje autentifikáciu 2 vrstva, ide o autentifikáciu zariadenia.
Metódy autentifikácie :

  1. neautentifikovaný a neasociovaný: odpojený od siete a oddružený od AP
  2. autentifikovaný a neasociovaný: autentifikovaný v sieti ale neasociovaný s AP
  3. autentifikovaný a asociovaný: môžeme prijímať / vysielať data

Metódy autentifikácie:

  1. otvorený systém, pre zabezpečený i nezabezpečený systém
  2. spoločný kľúč, na pripojenie je potrebný 64/128 bitový kľúč, poskytuje vysoký úroveň zabezpečenie

3.3.5. Rádiové vlny a mikrovlné spektrum

PC posielajú signály elektronické, rádio vysielače ich konvertujú na rádio vlny. Tie sú vysielané a prijímané, počas cesty však slabnú vplyvom absobcie  inými materiálmy ako mikrokvapôčky.
Druhy modulácie:

  1. amplitúdová modulácia AM
  2. frekvenčná modulácia
  3. fázová modulácia

3.3.6. Signály a šum v WLAN

Bluetooth vysiela na 2.4 GHz, čo môže spôsobovať rušenie na 802.11b sieťach, ako aj 2.4GHz mobilné telefóny. Rušenie tiež môže zapríčiniť zlé počasie ako hmla, veľké vlhko, blesky.
Tip antény: dáva formu vysielania
- tič všesmerovo
- smerová - vytvára paprsok, prenos sa predĺži, tipicky ide o paraboly

3.3.7. Bezdrôtová bezpečnosť

  1. EAP rozšírený autentifikačný protokol, veľmi podobný heslám v bezdrôtových sieťach
  2. LEAP ľahko rozšírený autentifikačný protokol, primárny typ v CISCO WLAN AP
  3. užívateľská  autentifikácia, len overeným úžívatelom je dovolený prenos
  4. kriptovanie, kryptuje dáta
  5. dátová autorizácia, zabezpečuje integritu dát