Die physische Umgebung ist die Grundlage für die physische Konnektivität. Die Schnittstelle zu physischen Verbindungsmitteln über das physische Medium wird von der physischen Schicht bereitgestellt. Als physikalische Medien werden häufig Äther, Metalle, optisches Glas und Quarz verwendet. Auf der physischen Ebene gibt es ein Medium, über das Daten übertragen werden. Das Datenübertragungsmedium kann sowohl Kabel- als auch Funktechnologien umfassen. Obwohl physische Kabel die gebräuchlichsten Medien für die Netzwerkkommunikation sind, werden drahtlose Technologien aufgrund ihrer Fähigkeit, Weitverkehrsnetze miteinander zu verbinden, zunehmend eingesetzt.

Auf der physikalischen Ebene werden die mechanischen und elektrischen (optischen) Eigenschaften des Übertragungsmediums für physikalische Kabel bestimmt, darunter:

Art der Kabel und Steckverbinder;

Anordnung der Kontakte in Steckverbindern;

Signalkodierungsschema für die Werte 0 und 1.

Die Datenverbindungsschicht definiert den Medienzugriff und die Übertragungskontrolle durch ein Verfahren zur Übertragung von Daten über den Kanal. In lokalen Netzwerken werden Link-Layer-Protokolle von Computern, Bridges, Switches und Routern verwendet. In Computern werden Link-Layer-Funktionen durch die gemeinsame Anstrengung von Netzwerkadaptern und ihren Treibern implementiert.

Kommunikationskabel, Kommunikationsleitungen, Kommunikationskanäle

Um die Kommunikation in Netzwerken zu organisieren, werden folgende Konzepte verwendet:

Kommunikationskabel;

Kommunikationsleitungen;

Kommunikationskanäle.

Kommunikationsleitungen werden aus Kommunikationskabeln und anderen Elementen (Installation, Befestigungselementen, Gehäusen usw.) aufgebaut. Das Verlegen einer Leitung innerhalb eines Gebäudes ist eine ziemlich ernste Aufgabe. Die Länge von Kommunikationsleitungen reicht von mehreren zehn Metern bis zu mehreren zehntausend Kilometern. Zu jeder mehr oder weniger ernsthaften Kommunikationsleitung gehören neben Kabeln auch: Gräben, Brunnen, Kupplungen, Überquerungen von Flüssen, Meeren und Ozeanen sowie Blitzschutz (sowie andere Schutzarten) von Leitungen. Sicherheit, Betrieb und Reparatur von Kommunikationsleitungen sind sehr komplex; Wartung von Kommunikationskabeln unter Überdruck, Vorbeugung (bei Schnee, Regen, Wind, in einem Graben und in einem Brunnen, in einem Fluss und am Meeresgrund). Eine große Herausforderung stellen rechtliche Fragen zur Koordinierung der Verlegung von Kommunikationsleitungen, insbesondere in der Stadt, dar. Darin unterscheidet sich eine (Kommunikations-)Leitung von einem Kabel.

Kommunikationskanäle werden entlang bereits erstellter Linien organisiert. Wenn die Linie außerdem in der Regel auf einmal gebaut und in Betrieb genommen wird, werden Kommunikationskanäle schrittweise eingeführt. Bereits entlang der Strecke ist es möglich, Kommunikation bereitzustellen, allerdings ist der Einsatz extrem teurer Strukturen sehr ineffektiv. Daher werden Kanalisierungsgeräte (oder, wie man früher sagte, Linienverdichtung) verwendet. Jeder aus zwei Drähten bestehende Stromkreis ermöglicht die Kommunikation nicht mit einem Paar Teilnehmern (oder Computern), sondern mit Hunderten oder Tausenden: Ein Koaxialpaar in einem Fernkabel kann bis zu 10.800 Sprachfrequenzkanäle (0,3–3,4 kHz) bilden ) oder fast ebenso viele digitale mit einer Bandbreite von 64 Kbit/s.

Bei Vorhandensein von Kommunikationskabeln werden Kommunikationsleitungen und Kommunikationskanäle entlang der Kommunikationsleitungen erstellt. Kommunikationsleitungen und Kommunikationskanäle sind mit Kommunikationsknoten verbunden. Linien, Kanäle und Knoten bilden die primären Kommunikationsnetze.

Kabeltypen und strukturierte Verkabelungssysteme

Als Datenübertragungsmedium kommen verschiedene Kabeltypen zum Einsatz: Koaxialkabel, geschirmte und ungeschirmte Twisted-Pair-Kabel sowie Glasfaserkabel. Die beliebteste Art des Datenübertragungsmediums über kurze Entfernungen (bis zu 100 m) ist ungeschirmtes Twisted-Pair, das in fast allen modernen Standards und Technologien lokaler Netzwerke enthalten ist und einen Durchsatz von bis zu 100 Mbit/s (nach Kategorie) bietet 5 Kabel). Glasfaserkabel werden häufig sowohl zum Aufbau lokaler Verbindungen als auch zur Bildung von Rückgraten globaler Netzwerke verwendet. Glasfaserkabel können eine sehr hohe Kanalkapazität (bis zu mehreren Gbit/s) und eine Übertragung über erhebliche Entfernungen (bis zu mehreren zehn Kilometern ohne Zwischensignalverstärkung) bieten.

Auch in Computernetzwerken werden verschiedene elektromagnetische Wellen als Datenübertragungsmedium genutzt. Bisher wird die Funkkommunikation in lokalen Netzwerken jedoch nur dort eingesetzt, wo eine Kabelverlegung nicht möglich ist, beispielsweise in Gebäuden. Dies ist auf die unzureichende Zuverlässigkeit von Netzwerktechnologien zurückzuführen, die auf der Nutzung elektromagnetischer Strahlung basieren. Um globale Kanäle aufzubauen, wird diese Art von Datenübertragungsmedium häufiger verwendet – darauf sind Satellitenkommunikationskanäle und terrestrische Richtfunkkanäle aufgebaut, die in Sichtlinienzonen im Mikrowellenbereich arbeiten.

Es ist sehr wichtig, das Fundament des Netzwerks – das Kabelsystem – richtig aufzubauen. Als zuverlässige Basis wird in jüngster Zeit zunehmend die strukturierte Verkabelung eingesetzt.

Das strukturierte Verkabelungssystem SCS (Structured Cabling System) ist eine Reihe von Schaltelementen (Kabel, Steckverbinder, Steckverbinder, Cross-Connect-Panels und Schränke) sowie eine Technik für deren gemeinsame Verwendung, mit der Sie regelmäßige, leicht erweiterbare Verbindungen erstellen können Strukturen in Computernetzwerken.

Vorteile eines strukturierten Verkabelungssystems.

Vielseitigkeit. Ein strukturiertes Verkabelungssystem mit durchdachter Organisation kann zu einem einzigen Medium für die Übertragung von Computerdaten in einem lokalen Netzwerk werden.

Erhöhte Lebensdauer. Die Alterungszeit eines gut strukturierten Verkabelungssystems kann 8-10 Jahre betragen.

Reduzieren Sie die Kosten für das Hinzufügen neuer Benutzer und das Ändern ihrer Platzierungen. Die Kosten einer Kabelanlage werden im Wesentlichen nicht durch die Kosten des Kabels bestimmt, sondern durch die Kosten für die Verlegung.

Möglichkeit der einfachen Netzwerkerweiterung. Das strukturierte Verkabelungssystem ist modular und daher leicht erweiterbar, sodass Sie einfach und kostengünstig auf fortschrittlichere Geräte aufrüsten können, um wachsenden Kommunikationsanforderungen gerecht zu werden.

Effizienteren Service bieten. Ein strukturiertes Verkabelungssystem erleichtert die Wartung und Fehlerbehebung.

Zuverlässigkeit. Ein strukturiertes Verkabelungssystem weist eine erhöhte Zuverlässigkeit auf, da in der Regel die Produktion aller seiner Komponenten und der technische Support von einem Hersteller durchgeführt werden.

In modernen Netzwerken werden verschiedene Kabeltypen verwendet. Nachfolgend sind die am häufigsten verwendeten Kabeltypen aufgeführt. Viele Arten von Kupferkabeln bilden eine Klasse von Elektrokabeln, die sowohl für die Verlegung von Telefonnetzen als auch für die Installation von LANs verwendet werden. Aufgrund ihres inneren Aufbaus werden Twisted-Pair-Kabel und Koaxialkabel unterschieden.

Twisted-Pair-Kabel (verdrehtPaar)

Twisted Pair ist ein Kabel, bei dem ein isoliertes Leiterpaar mit einer geringen Anzahl von Windungen pro Längeneinheit verdrillt ist. Durch das Verdrillen der Drähte werden elektrische Störungen von außen reduziert, wenn sich Signale entlang des Kabels ausbreiten, und abgeschirmte verdrillte Paare erhöhen den Grad der Störfestigkeit des Signals zusätzlich.

Twisted-Pair-Kabel werden in vielen Netzwerktechnologien verwendet, darunter Ethernet, ARCNet und IBM Token Ring.

Twisted-Pair-Kabel werden unterteilt in: ungeschirmte UTP-Kabel (Unshielded Twisted Pair) und geschirmte Kupferkabel. Letztere werden in zwei Varianten unterteilt: mit Schirmung jedes Paares und einem gemeinsamen STP-Schirm (Shielded Twisted Pair) und mit nur einem gemeinsamen FTP-Schirm (Foiled Twisted Pair). Das Vorhandensein oder Fehlen einer Abschirmung an einem Kabel bedeutet keineswegs das Vorhandensein oder Fehlen eines Schutzes der übertragenen Daten, sondern weist lediglich auf unterschiedliche Ansätze zur Unterdrückung von Störungen hin. Das Fehlen einer Abschirmung macht ungeschirmte Kabel flexibler und knickfester. Darüber hinaus benötigen sie im Gegensatz zu abgeschirmten Geräten für den Normalbetrieb keine teure Erdungsschleife. Ungeschirmte Kabel eignen sich ideal für die Verlegung im Innenbereich von Büros, während geschirmte Kabel am besten für die Installation an Orten mit besonderen Betriebsbedingungen verwendet werden, beispielsweise in der Nähe sehr starker elektromagnetischer Strahlungsquellen, die in Büros normalerweise nicht vorkommen.

	Gesendete Signalfrequenz, (MHz)

Koaxialkabel

Koaxialkabel werden in Radio- und Fernsehgeräten verwendet. Koaxialkabel können Daten mit einer Geschwindigkeit von 10 Mbit/s über eine maximale Entfernung von 185 bis 500 Metern übertragen. Je nach Dicke werden sie in dick und dünn unterteilt. Die Arten von Koaxialkabeln sind in der Tabelle aufgeführt. 4.2.

Thinnet-Kabel, bekannt als RG-58-Kabel, ist das am weitesten verbreitete physische Speichermedium. Die Netzwerke erfordern keine zusätzliche Ausrüstung und sind einfach und kostengünstig. Obwohl ein dünnes Koaxialkabel (Thin Ethernet) die Übertragung über eine kürzere Distanz ermöglicht als ein dickes, werden für Verbindungen mit einem dünnen Kabel Standard-BNC-Anschlüsse vom Typ CP-50 verwendet, die aufgrund ihrer geringen Kosten zum De-facto-Standard werden Büro-LANs. Wird in der 10Base2-Ethernet-Technologie verwendet.

Tabelle 4.2. Arten von Koaxialkabeln

	Name, Widerstandswert
	Dicknetz, 50 Ohm
	Thinnet, 50 Ohm, massiver Mittelleiter
	Thinnet, 50 Ohm, zentraler Litzenleiter
	Breitband-/Kabelfernsehen (Rundfunk und Kabelfernsehen), 75 Ohm
	Breitband-/Kabelfernsehen (Rundfunk und Kabelfernsehen), 50 Ohm
	ARCNet, 93 Ohm

Dickes Koaxialkabel (Thick Ethernet) weist eine höhere Störfestigkeit und höhere mechanische Festigkeit auf, erfordert jedoch eine spezielle Vorrichtung zum Durchstechen des Kabels, um Abzweigungen für den Anschluss an das LAN zu erstellen. Es ist teurer und weniger flexibel als dünn. Wird in der unten beschriebenen 10Base5-Ethernet-Technologie verwendet. Token-sendende ARCNet-Netzwerke verwenden normalerweise RG-62 A/U-Kabel.

Glasfaserkabel

Eine Besonderheit von Glasfasersystemen sind die hohen Kosten sowohl für das Kabel selbst (im Vergleich zu Kupfer) als auch für spezielle Installationselemente (Buchsen, Stecker, Steckverbinder usw.). Der Hauptbeitrag zu den Kosten des Netzwerks ist zwar der Preis der aktiven Netzwerkausrüstung für Glasfasernetze.

Glasfasernetze werden für horizontale Hochgeschwindigkeitskanäle und zunehmend auch für vertikale Kommunikationskanäle (Etagenverbindungen) eingesetzt.

Glasfaserkabel ermöglichen eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung über große Entfernungen. Sie sind außerdem immun gegen Störungen und Abhören. Glasfaserkabel nutzen Licht zur Signalübertragung. Die Verwendung von Fasern als Lichtleiter ermöglicht die Übertragung von Signalen über große Entfernungen mit enormen Geschwindigkeiten, ist jedoch teuer und schwierig zu handhaben.

Die Installation von Steckverbindern, die Erstellung von Abzweigungen und die Fehlerbehebung bei Glasfaserkabeln erfordern Spezialwerkzeuge und hohe Qualifikationen. Ein Glasfaserkabel besteht aus einem zentralen Glasstrang mit einer Dicke von mehreren Mikrometern, der mit einem durchgehenden Glasmantel bedeckt ist. All dies wiederum verbirgt sich in einer äußeren Schutzhülle.

Glasfaserleitungen reagieren sehr empfindlich auf schlechte Verbindungen an den Anschlüssen. Als Lichtquelle kommen in solchen Kabeln LEDs zum Einsatz, durch Veränderung der Lichtintensität werden Informationen kodiert. Am Empfangsende des Kabels wandelt ein Detektor Lichtimpulse in elektrische Signale um.

Es gibt zwei Arten von Glasfaserkabeln – Singlemode und Multimode. Singlemode-Kabel haben einen kleineren Durchmesser, sind teurer und ermöglichen die Übertragung von Informationen über große Entfernungen. Da sich Lichtimpulse in eine Richtung ausbreiten können, müssen Glasfasersysteme für jedes Segment über ein Eingangskabel und ein Ausgangskabel verfügen. Glasfaserkabel erfordern spezielle Anschlüsse und eine hochqualifizierte Installation.

Abhängig vom Datenübertragungsmedium werden Kommunikationsleitungen wie folgt unterteilt:

• verkabelt (Antenne);
• Kabel (Kupfer und Glasfaser);
• Funkkanäle der terrestrischen und Satellitenkommunikation.

Kabelgebundene (Freileitungs-)Kommunikationsleitungen sind Drähte ohne Isolier- oder Abschirmgeflecht, die zwischen Polen verlegt und in der Luft hängen. Über solche Kommunikationsleitungen werden traditionell Telefon- oder Telegrafensignale übertragen, aber mangels anderer Möglichkeiten werden diese Leitungen auch zur Übertragung von Computerdaten verwendet. Die Geschwindigkeitseigenschaften und die Störfestigkeit dieser Leitungen lassen zu wünschen übrig. Heutzutage werden drahtgebundene Kommunikationsleitungen schnell durch Kabelleitungen ersetzt.

Kabelleitungen sind recht komplexe Strukturen. Das Kabel besteht aus Leitern, die von mehreren Isolationsschichten umgeben sind: elektrisch, elektromagnetisch, mechanisch und möglicherweise auch klimatisch. Darüber hinaus kann das Kabel mit Anschlüssen ausgestattet werden, mit denen Sie schnell verschiedene Geräte daran anschließen können. Es gibt drei Haupttypen von Kabeln, die in Computernetzwerken verwendet werden: Twisted-Pair-Kupferkabel, Kupferkoaxialkabel und Glasfaserkabel.

Ein verdrilltes Adernpaar wird genannt verdrilltes Paar. Twisted Pair gibt es in einer geschirmten Ausführung (Shielded Twistedpair, STP), wenn ein Paar Kupferdrähte mit einer isolierenden Abschirmung umwickelt und ungeschirmt ist (Unshielded Twisted Pair, UTP), wenn die Isolierhülle fehlt. Durch das Verdrillen der Drähte wird der Einfluss externer Störungen auf die über das Kabel übertragenen Nutzsignale verringert. Koaxialkabel hat ein asymmetrisches Design und besteht aus einem inneren Kupferkern und -geflecht, die durch eine Isolationsschicht vom Kern getrennt sind. Es gibt verschiedene Arten von Koaxialkabeln, die sich in ihren Eigenschaften und Einsatzgebieten unterscheiden – für lokale Netzwerke, für Weitverkehrsnetze, für Kabelfernsehen usw. Glasfaserkabel besteht aus dünnen (5-60 Mikrometer) Fasern, durch die Lichtsignale übertragen werden. Dies ist der hochwertigste Kabeltyp – er ermöglicht eine Datenübertragung mit sehr hohen Geschwindigkeiten (bis zu 10 Gbit/s und mehr) und schützt darüber hinaus Daten besser als andere Arten von Übertragungsmedien vor externen Störungen.

Terrestrische und Satellitenradiokanäle werden mithilfe eines Senders und Empfängers von Radiowellen gebildet. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten von Funkkanälen, die sich sowohl im verwendeten Frequenzbereich als auch im Kanalbereich unterscheiden. Die Kurz-, Mittel- und Langwellenbänder (KB, CB und LW), nach der Art der verwendeten Signalmodulationsmethode auch Amplitudenmodulationsbänder (AM) genannt, ermöglichen eine Kommunikation über große Entfernungen, jedoch mit einer niedrigen Datenübertragungsrate. Die schnellsten Kanäle sind diejenigen, die im Ultrakurzwellenbereich (UKW), der durch Frequenzmodulation (FM) gekennzeichnet ist, sowie im Ultrahochfrequenzbereich (Mikrowellen) arbeiten. Im Mikrowellenbereich (über 4 GHz) werden Signale nicht mehr von der Ionosphäre der Erde reflektiert und eine stabile Kommunikation erfordert eine direkte Sichtbarkeit zwischen Sender und Empfänger. Daher werden solche Frequenzen entweder von Satellitenkanälen oder von Richtfunkkanälen genutzt, sofern diese Bedingung erfüllt ist.

In Computernetzwerken werden heute fast alle beschriebenen Arten von physischen Datenübertragungsmedien verwendet, am vielversprechendsten sind jedoch Glasfasermedien. Heute sind auf ihnen sowohl die Rückgrate großer territorialer Netzwerke als auch Hochgeschwilokaler Netzwerke aufgebaut. Twisted Pair ist ebenfalls ein beliebtes Medium, das sich durch ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis und eine einfache Installation auszeichnet. Mithilfe von Twisted-Pair-Kabeln werden Endbenutzer von Netzwerken normalerweise in Entfernungen von bis zu 100 Metern vom Hub verbunden. Satellitenkanäle und Funkkommunikation werden am häufigsten in Fällen verwendet, in denen Kabelkommunikation nicht genutzt werden kann – zum Beispiel, wenn ein Kanal durch ein dünn besiedeltes Gebiet verläuft oder um mit einem Mobilfunknetznutzer zu kommunizieren, etwa einem LKW-Fahrer oder einem Arzt auf der Visite , usw.

Ein Kabel ist ein ziemlich komplexes Produkt, „bestehend aus Leitern, Abschirmschichten und Isolierung“. In einigen Fällen enthält das Kabel Anschlüsse, die die Kabel mit dem Gerät verbinden. Um eine schnelle Wiederverbindung von Kabeln und Geräten zu gewährleisten, werden außerdem verschiedene elektromechanische Geräte verwendet, die als Querschnitte, Kreuzkästen oder Schränke bezeichnet werden.

In Computernetzwerken werden Kabel verwendet, die bestimmte Standards erfüllen. Dadurch ist es möglich, ein Netzwerkverkabelungssystem aus Kabeln und Verbindungsgeräten verschiedener Hersteller aufzubauen. Heutzutage sind die in der weltweiten Praxis am häufigsten verwendeten Standards die folgenden.

• Amerikanischer Standard EIA/TIA-568A, der gemeinsam von mehreren Organisationen entwickelt wurde: ANSI, EIA/TIA und Underwriters Labs (UL). Der EIA/TIA-568-Standard basiert auf der Vorgängerversion des EIA/TIA-568-Standards und den Ergänzungen zu diesem Standard (TSB-36 und TSB-40A).
• Internationaler Standard ISO/IEC 11801.
• Europäische Norm EN50173.

Diese Normen liegen nahe beieinander und stellen in vielerlei Hinsicht identische Anforderungen an Kabel. Es gibt jedoch auch Unterschiede zwischen diesen Standards. Beispielsweise umfassen der internationale Standard 11801 und der europäische Standard EN50173 einige Kabeltypen, die nicht im EIA/TAI-568A-Standard enthalten sind.

Vor der Einführung des EIA/TIA-Standards spielte der amerikanische Standard eine große Rolle Kabelkategoriesysteme Underwriters Labs, gemeinsam mit Anixter entwickelt. Dieser Standard wurde später Teil des EIA/TIA-568-Standards.

Zusätzlich zu diesen offenen Standards entwickelten viele Unternehmen einst eigene proprietäre Standards, von denen nur noch einer von praktischer Bedeutung ist – der IBM-Standard.

Bei der Standardisierung von Kabeln wurde ein protokollunabhängiger Ansatz gewählt. Das bedeutet, dass die Norm die elektrischen, optischen und mechanischen Eigenschaften spezifiziert, die ein bestimmter Kabeltyp oder ein Verbindungsprodukt – Steckverbinder, Crossover-Box usw. – erfüllen muss. Die Norm legt jedoch nicht fest, für welches Protokoll dieses Kabel gedacht ist. Daher können Sie kein Kabel für das Ethernet- oder FDDI-Protokoll kaufen, Sie müssen lediglich wissen, welche Arten von Standardkabeln die Ethernet- und FDDI-Protokolle unterstützen.

Frühe Versionen der Standards spezifizierten nur die Eigenschaften von Kabeln ohne Steckverbinder. In den neuesten Versionen der Standards sind Anforderungen an Verbindungselemente (Dokumente TSB-36 und TSB-40A, die später in den 568A-Standard aufgenommen wurden) sowie für enthalten Linien (Kanäle), stellt eine typische Verkabelungssystembaugruppe dar, bestehend aus einem Kabel vom Arbeitsplatz zur Steckdose, der Steckdose selbst, dem Hauptkabel (bis zu 90 m lang für Twisted Pair), einem Übergangspunkt (z. B. einer anderen Steckdose oder einem harten Cross-Connect). ) und ein Kabel zum aktiven Gerät, z. B. einem Hub oder Switch.

Wir konzentrieren uns nur auf die grundlegenden Anforderungen an die Kabel selbst, ohne die Eigenschaften der Verbindungselemente und konfektionierten Leitungen zu berücksichtigen.

Kabelnormen legen eine ganze Reihe von Merkmalen fest, von denen die wichtigsten im Folgenden aufgeführt sind (die ersten beiden wurden bereits ausführlich besprochen).

Der Schwerpunkt moderner Standards liegt auf Twisted-Pair-Kabeln und Glasfaserkabeln.

Unter einem Datenübertragungsmedium versteht man eine physikalische Substanz, über die elektrische Signale übertragen werden und die der Übertragung bestimmter, in digitaler Form dargestellter Informationen dient.

Das Datenübertragungsmedium kann natürlich oder künstlich sein. Die natürliche Umwelt ist die in der Natur vorhandene Umwelt; Die natürliche Umgebung für die Signalübertragung ist meist die Erdatmosphäre. Unter künstlich versteht man demnach Medien, die speziell für den Einsatz als Datenübertragungsmedium hergestellt wurden. Vertreter der künstlichen Umwelt sind beispielsweise elektrische und faseroptische (optische) Kabel.

Der typische und häufigste Vertreter des künstlichen Datenübertragungsmediums sind Kabel. Beim Aufbau eines Datenübertragungsnetzes wird zwischen folgenden Hauptkabeltypen gewählt: Glasfaser (Faser), Koaxial (Koaxial) und Twisted Pair (Twisted Pair). In diesem Fall verwenden sowohl Koax (Koaxialkabel) als auch Twisted Pair einen Metallleiter zur Signalübertragung, und ein Glasfaserkabel verwendet einen Lichtleiter aus Glas oder Kunststoff.

Koaxialkabel (Koaxial) oder Koaxialkabel.

Koaxialkabel haben eine große Bandbreite; Dies bedeutet, dass der Verkehr mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden kann. Es ist außerdem resistent gegen elektromagnetische Störungen (im Vergleich zu Twisted Pair) und kann Signale über große Entfernungen übertragen. Darüber hinaus haben sich viele Anbieter und Installateure sowohl von Kabelsystemen als auch von verschiedenen Datenübertragungsnetzen mit der Technologie der Signalübertragung über Koaxialkabel vertraut gemacht.

Ein Koaxialkabel besteht aus vier Teilen. Im Inneren des Kabels befindet sich ein zentraler Kern (Leiter, Signaldraht, Leitung, Signalträger, Innenleiter), umgeben von isolierendem Material (Dielektrikum). Diese Isolationsschicht ist von einem dünnen Metallschirm umgeben. Die Achse des Metallschirms fällt mit der Achse des Innenleiters zusammen – daher der Name „koaxial“. Der äußere Teil des Kabels schließlich ist der Kunststoffmantel.

Twisted Pair (TP – Twisted Pair) – ein Kabel, bei dem ein isoliertes Leiterpaar mit einer geringen Anzahl von Windungen pro Längeneinheit verdrillt ist. Die Verdrillung wird durchgeführt, um externe Störungen (Störungen von externen Quellen) und Übersprechen (Störungen von einem Leiter auf einen anderen Leiter desselben Paares) zu reduzieren.

Im Vergleich zu Glasfaser- und Koaxialkabeln bietet der Einsatz von Twisted-Pair-Kabeln eine Reihe wesentlicher Vorteile. Dieses Kabel ist dünner, flexibler und einfacher zu installieren. Es ist auch preiswert. Daher ist Twisted-Pair-Kabel ein ideales Mittel zur Datenübertragung für Büros oder Arbeitsgruppen, in denen keine elektromagnetischen Störungen auftreten.

Twisted-Pair-Kabel weisen jedoch folgende Nachteile auf: starker Einfluss externer elektromagnetischer Störungen, Möglichkeit des Informationsverlusts und starke Signaldämpfung. Darüber hinaus unterliegen Twisted-Pair-Leiter dem Skin-Effekt – bei hohen Stromfrequenzen wird elektrischer Strom aus der Mitte des Leiters verdrängt, was zu einer Verringerung der Nutzfläche des Leiters und einer zusätzlichen Dämpfung des Signals führt.

Geschirmt (STP – Shielded Twisted Pair) und ungeschirmt (UTP – Unshielded Twisted Pair) sind die wichtigsten Arten von Twisted Pair. In diesem Fall enthält ein UTP-Kabel keine Abschirmungen, während ein STP-Kabel möglicherweise eine Abschirmung um jedes verdrillte Paar und darüber hinaus eine weitere Abschirmung aufweist, die alle verdrillten Paare abdeckt (S-STP-Kabel). Die Verwendung einer Abschirmung verbessert die Störfestigkeit.

Glasfaserkabel

Dieses Kabel verfügt über eine enorme Bandbreite und kann Sprach-, Video- und Datensignale über sehr große Entfernungen transportieren. Da Glasfaserkabel zur Datenübertragung Lichtimpulse anstelle von Elektrizität verwenden, sind sie immun gegen elektromagnetische Störungen. Eine Besonderheit von Glasfaserkabeln besteht darin, dass sie eine höhere Informationssicherheit bieten als Kupferkabel. Dies liegt daran, dass der Eindringling die Signale nicht abhören kann, sondern sich physisch mit der Kommunikationsleitung verbinden muss. Zu den Nachteilen von Glasfaserkabeln gehören hohe Kosten und weniger mögliche Wiederverbindungen im Vergleich zu Elektrokabeln, da bei Wiederverbindungen Mikrorisse an der Kommutierungsstelle entstehen, was zu einer Verschlechterung der Qualität der Lichtwellenleiter führt.

Der Aufbau eines Glasfaserkabels ähnelt einem Koaxialkabel. Anstelle eines zentralen Kerns befindet sich in seiner Mitte jedoch ein Stab oder Kern, der nicht von einem Dielektrikum, sondern von einer optischen Hülle umgeben ist, die wiederum von einer Pufferschicht (einer Lackschicht) umgeben ist. , Verstärkungselementen und einer Außenbeschichtung. Kern und Schale werden als eine Einheit gefertigt. Der Durchmesser des Stabes liegt zwischen 2 und mehreren hundert Mikrometern. Die Schalendicke reicht von Hunderten von Mikrometern bis zu einigen Millimetern. Die Pufferschicht kann lose (starrer Kunststoffschlauch) oder eng anliegend sein. Frei schützt vor mechanischer Beschädigung und Temperatur, angrenzend schützt nur vor mechanischer Beschädigung. Verstärkungselemente bestehen aus Stahl, Kevlar usw., können jedoch negative Auswirkungen haben, beispielsweise können Elemente aus Stahl Blitzeinschläge anziehen. Abdeckung elektrischer Kabel.

Glasfaserkabel können Singlemode oder Multimode sein. Ein Singlemode-Kabel hat einen kleineren Faserdurchmesser (5-10 Mikrometer) und ermöglicht nur eine geradlinige Ausbreitung der Lichtstrahlung (entlang des Zentralmodus). Im Kern eines Multimode-Kabels kann sich Licht nicht nur geradlinig (über mehrere Moden) ausbreiten. Je mehr Modi vorhanden sind, desto geringer ist die Kabelkapazität.

Singlemode-Kabel haben die beste Leistung, sind aber auch am teuersten. Am meisten kommen Multimode-Kabel aus Kunststoff zum Einsatz

Betrachten wir das natürliche Übertragungsmedium – die Atmosphäre. Elektromagnetische Wellen sind die am weitesten verbreiteten Datenträger in der Atmosphäre. Hierbei ist zu beachten, dass die Art der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in der Atmosphäre von der Wellenlänge abhängt. Das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung wird in Radiostrahlung, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, ultraviolette Strahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung unterteilt. Aufgrund technischer Schwierigkeiten werden derzeit keine Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlung eingesetzt. Die verwendeten Radiowellen wiederum hängen von der Wellenlänge ab. Sie sind unterteilt in (wir geben die inländische Klassifizierung an): extralang (Dekakilometer), lang (Kilometer), mittel (Hektameter), kurz (Dekameter), Meter, Dezimeter, Zentimeter, Millimeter, Submillimeter. Die letzten fünf Bänder werden auch Ultrakurzwellen genannt. Darüber hinaus umfassen die letzten drei Bereiche Mikrowellenstrahlung (und einigen Quellen zufolge ein Teil des Dezimeterbereichs 0,3...0,1 m).

Der typische und häufigste Vertreter des künstlichen Datenübertragungsmediums sind Kabel. Beim Aufbau eines Datenübertragungsnetzes wird zwischen folgenden Hauptkabeltypen gewählt: Glasfaser (Faser), Koaxial (Koaxial) und Twisted Pair (Twisted Pair). In diesem Fall verwenden sowohl Koax (Koaxialkabel) als auch Twisted Pair einen Metallleiter zur Signalübertragung, und ein Glasfaserkabel verwendet einen Lichtleiter aus Glas oder Kunststoff.

Ein von mehreren Schnittstellen gemeinsam genutzter physischer Kanal wird als gemeinsam genutzter Kanal bezeichnet. Der Begriff Shared Media wird häufig verwendet.

Frage 22.

Klassifizierung von Zugriffsmethoden auf ein gemeinsam genutztes Datenübertragungsmedium.

1. Direktzugriffsmethoden (Ethernet)

2. Deterministisch (Token-Bus, Token-Ring)

Zufällig: Der Zugriff auf das Medium erfolgt jederzeit, unabhängig von anderen Netzwerkteilnehmern.

Festlegen: Der Zugang zur Umgebung ist auf genau definierte Zeiten und mit Genehmigung beschränkt.

Der Hauptnachteil von Direktzugriffsmethoden ist das Vorhandensein von Kollisionen.

Der Hauptvorteil des deterministischen Verfahrens besteht darin, dass die Übertragungszeit unabhängig von der Last ist.

Frage 23.

Zufällige CSMA/CD-Zugriffsmethode. Algorithmus der Arbeitseffizienz.

Ethernet-Netzwerke verwenden eine Medienzugriffsmethode namens Carrier-Sense-Multiply-Access mit Kollisionserkennung (CSMA/CD).

Diese Methode wird ausschließlich in Netzwerken mit einem logischen gemeinsamen Bus verwendet (einschließlich der Funknetzwerke, aus denen diese Methode hervorgegangen ist). Alle Computer in einem solchen Netzwerk haben direkten Zugriff auf einen gemeinsamen Bus, sodass über diesen Daten zwischen zwei beliebigen Netzwerkknoten übertragen werden können. Gleichzeitig haben alle Computer im Netzwerk die Möglichkeit, sofort (unter Berücksichtigung der Verzögerung der Signalausbreitung durch das physische Medium) Daten zu empfangen, die einer der Computer an den gemeinsamen Bus zu übertragen begann (Abb. 3.3). Die Einfachheit des Verbindungsschemas ist einer der Faktoren, die den Erfolg des Ethernet-Standards bestimmt haben. Sie sagen, dass das Kabel, an das alle Stationen angeschlossen sind, im Multiply Access (MA)-Modus arbeitet.

Reis. 3.3. Direktzugriffsmethode CSMA/CD

Stufen des Zugangs zur Umwelt

Alle über das Netzwerk übertragenen Daten werden in Rahmen einer bestimmten Struktur platziert und mit einer eindeutigen Adresse der Zielstation versehen.

Um einen Frame übertragen zu können, muss die Station sicherstellen, dass das gemeinsam genutzte Medium frei ist. Dies wird erreicht, indem man auf die Grundharmonische des Signals hört, die auch Carrier-Sense (CS) genannt wird. Ein Zeichen für ein unbesetztes Medium ist das Fehlen einer Trägerfrequenz, die beim Manchester-Kodierungsverfahren je nach aktuell übertragener Einsen- und Nullenfolge 5-10 MHz beträgt.

Wenn das Medium frei ist, hat der Knoten das Recht, mit der Übertragung des Frames zu beginnen. Dieser Rahmen ist in Abb. dargestellt. 3.3 zuerst. Knoten 1 stellte fest, dass das Medium klar war und begann mit der Übertragung seines Rahmens. In einem klassischen Ethernet-Netzwerk über ein Koaxialkabel sendet der Knoten Signale 1 werden in beide Richtungen verteilt, so dass alle Netzwerkknoten sie erhalten. Der Datenrahmen wird immer begleitet Präambel, Es besteht aus 7 Bytes, bestehend aus den Werten 10101010, und das 8. Byte entspricht 10101011. Die Präambel wird benötigt, damit der Empfänger eine bitweise Synchronisierung mit dem Sender eingehen kann.

Alle an das Kabel angeschlossenen Stationen können erkennen, dass ein Frame übertragen wurde, und die Station, die ihre eigene Adresse in den Frame-Headern erkennt, schreibt ihren Inhalt in ihren internen Puffer, verarbeitet die empfangenen Daten, leitet sie auf ihrem Stapel nach oben und sendet sie dann Rahmen entlang der Kabel-Antwort. Die Adresse der Quellstation ist im ursprünglichen Frame enthalten, sodass die Zielstation weiß, an wen sie die Antwort senden muss.

Knoten 2 während der Frame-Übertragung durch den Knoten 1 Ich habe auch versucht, mit der Übertragung seines Frames zu beginnen, habe aber festgestellt, dass das Medium ausgelastet war – es gab eine Trägerfrequenz darauf – also der Knoten 2 gezwungen zu warten, bis der Knoten 1 stoppt die Übertragung des Frames nicht.

Nach dem Ende der Frame-Übertragung müssen alle Netzwerkknoten eine technologische Pause (Inter Packet Gap) von 9,6 μs überstehen. Diese Pause, auch Interframe-Intervall genannt, ist erforderlich, um die Netzwerkadapter in ihren ursprünglichen Zustand zu versetzen und um die ausschließliche Beschlagnahme der Umgebung durch eine Station zu verhindern. Nach Ablauf der technologischen Pause haben die Knoten das Recht, mit der Übertragung ihres Frames zu beginnen, da das Medium frei ist. Aufgrund von Verzögerungen bei der Signalausbreitung entlang des Kabels zeichnen nicht alle Knoten genau gleichzeitig die Tatsache auf, dass der Knoten die Übertragung des Frames abgeschlossen hat 1.

Im gegebenen Beispiel der Knoten 2 wartete auf das Ende der Frameübertragung durch den Knoten 1, pausierte bei 9,6 Mikrosekunden und begann mit der Übertragung seines Frames.

Auftreten einer Kollision

Mit dem beschriebenen Ansatz ist es möglich, dass zwei Stationen gleichzeitig versuchen, einen Datenrahmen über ein gemeinsames Medium zu übertragen. Der Mechanismus zum Abhören des Mediums und die Pause zwischen den Frames garantieren nicht, dass es zu einer Situation kommt, in der zwei oder mehr Stationen gleichzeitig entscheiden, dass das Medium frei ist, und mit der Übertragung ihrer Frames beginnen. Sie sagen, was passiert Kollision, Da die Inhalte beider Frames auf einem gemeinsamen Kabel kollidieren und Informationen verzerrt werden, ist es aufgrund der im Ethernet verwendeten Kodierungsmethoden nicht möglich, die Signale jeder Station vom gemeinsamen Signal zu trennen.

NOTIZ Beachten Sie, dass sich diese Tatsache in der Komponente „Base(band)“ widerspiegelt, die in den Namen aller physikalischen Protokolle der Ethernet-Technologie enthalten ist (z. B. 10Base-2, 10Base-T usw.). Unter Basisbandnetz versteht man ein Basisbandnetz, in dem Nachrichten digital über einen einzigen Kanal ohne Frequenzteilung gesendet werden.

Kollisionen sind in Ethernet-Netzwerken eine normale Situation. Im Beispiel in Abb. 3.4 wurde die Kollision durch die gleichzeitige Übertragung von Daten durch die Knoten 3 und U verursacht. Damit es zu einer Kollision kommt, ist es nicht notwendig, dass mehrere Stationen absolut gleichzeitig mit der Übertragung beginnen; eine solche Situation ist unwahrscheinlich. Es ist viel wahrscheinlicher, dass es zu einer Kollision kommt, weil ein Knoten früher mit der Übertragung beginnt als der andere, die Signale des ersten jedoch einfach keine Zeit haben, den zweiten Knoten zu erreichen, bis der zweite Knoten beschließt, mit der Übertragung seiner Signale zu beginnen rahmen. Das heißt, Kollisionen sind eine Folge der verteilten Natur des Netzwerks.

Um eine Kollision richtig zu bewältigen, überwachen alle Stationen gleichzeitig die auf dem Kabel erscheinenden Signale. Unterscheiden sich die gesendeten und beobachteten Signale, dann ist das der Fall Kollisionserkennung (CD). Um die Wahrscheinlichkeit einer frühzeitigen Erkennung einer Kollision durch alle Stationen im Netzwerk zu erhöhen, unterbricht die Station, die eine Kollision erkannt hat, die Übertragung ihres Frames (an einer beliebigen Stelle, möglicherweise nicht an einer Byte-Grenze) und verstärkt durch Senden die Kollisionssituation eine spezielle 32-Bit-Sequenz an das Netzwerk, genannt Jam-Sequenz.

Reis. 3.4. Diagramm des Auftretens und der Ausbreitung einer Kollision

Danach muss die Sendestation, die die Kollision erkennt, die Übertragung stoppen und für eine kurze, zufällige Zeitspanne pausieren. Anschließend kann erneut versucht werden, das Medium zu erfassen und den Frame zu übertragen. Eine zufällige Pause wird mit dem folgenden Algorithmus ausgewählt:

Pause = L *(Verzögerungsintervall),

wobei das Verzögerungsintervall 512 Bitintervallen entspricht (in der Ethernet-Technologie ist es üblich, alle Intervalle in Bitintervallen zu messen; das Bitintervall wird als BT bezeichnet und entspricht der Zeit zwischen dem Erscheinen zweier aufeinanderfolgender Datenbits auf dem Kabel; bei einer Geschwindigkeit von 10 Mbit/s beträgt das Bitintervall 0,1 μs oder 100 ns);

L ist eine ganze Zahl, die mit gleicher Wahrscheinlichkeit aus dem Bereich ausgewählt wird, wobei N die Anzahl der Neuübertragungen dieses Rahmens ist: 1,2,..., 10.

Nach dem 10. Versuch erhöht sich das Intervall, ab dem die Pause ausgewählt wird, nicht. Somit kann eine zufällige Pause Werte von 0 bis 52,4 ms annehmen.

Wenn 16 aufeinanderfolgende Versuche, einen Frame zu übertragen, zu einer Kollision führen, muss der Sender den Versuch abbrechen und den Frame verwerfen.

Aus der Beschreibung der Zugriffsmethode geht hervor, dass sie probabilistischer Natur ist und die Wahrscheinlichkeit, erfolgreich ein gemeinsames Medium zur Verfügung zu haben, von der Netzwerklast, also von der Intensität des Bedarfs an Rahmenübertragung in Stationen, abhängt. Als dieses Verfahren Ende der 70er Jahre entwickelt wurde, ging man davon aus, dass die Datenübertragungsrate von 10 Mbit/s im Vergleich zu den Anforderungen von Computern an den gegenseitigen Datenaustausch sehr hoch sei und die Netzwerklast daher immer gering sein würde. Diese Annahme gilt teilweise bis heute, allerdings gibt es bereits Echtzeit-Multimedia-Anwendungen, die Ethernet-Segmente stark belasten. In diesem Fall kommt es deutlich häufiger zu Kollisionen. Wenn die Kollisionsintensität erheblich ist, sinkt der nutzbare Durchsatz des Ethernet-Netzwerks stark, da das Netzwerk fast ständig mit wiederholten Versuchen zur Übertragung von Frames beschäftigt ist. Um die Intensität von Kollisionen zu verringern, müssen Sie entweder den Datenverkehr reduzieren, indem Sie beispielsweise die Anzahl der Knoten in einem Segment reduzieren oder Anwendungen ersetzen, oder die Geschwindigkeit des Protokolls erhöhen, beispielsweise durch die Umstellung auf Fast Ethernet.

Es ist zu beachten, dass die Zugriffsmethode CSMA/CD keineswegs garantiert, dass ein Sender jemals auf das Medium zugreifen kann. Natürlich ist die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses bei geringer Netzwerklast gering, aber wenn sich der Netzwerknutzungsfaktor 1 nähert, wird ein solches Ereignis sehr wahrscheinlich. Dieser Nachteil der Direktzugriffsmethode ist der Preis für ihre extreme Einfachheit, die Ethernet zur kostengünstigsten Technologie gemacht hat. Andere Zugriffsmethoden – Token-Zugriff von Token Ring- und FDDI-Netzwerken, Demand Priority-Methode von 100VG-AnyLAN-Netzwerken – weisen diesen Nachteil nicht auf.

Seite 27 aus 27 Physikalische Grundlage der Datenübertragung(Kommunikationsleitungen,)

Physikalische Grundlage der Datenübertragung

Jede Netzwerktechnologie muss eine zuverlässige und schnelle Übertragung diskreter Daten über Kommunikationsleitungen gewährleisten. Obwohl es große Unterschiede zwischen den Technologien gibt, basieren sie auf gemeinsamen Prinzipien der diskreten Datenübertragung. Diese Prinzipien sind in Methoden zur Darstellung binärer Einsen und Nullen unter Verwendung gepulster oder sinusförmiger Signale in Kommunikationsleitungen unterschiedlicher physikalischer Natur, Fehlererkennungs- und -korrekturmethoden, Komprimierungsmethoden und Schaltmethoden verkörpert.

LinienKommunikation

Primäre Netzwerke, Leitungen und Kommunikationskanäle

Bei der Beschreibung eines technischen Systems, das Informationen zwischen Netzwerkknoten überträgt, finden sich in der Literatur mehrere Bezeichnungen: Kommunikationslinie, zusammengesetzter Kanal, Kanal, Link. Häufig werden diese Begriffe synonym verwendet, was in vielen Fällen jedoch keine Probleme verursacht. Gleichzeitig gibt es Besonderheiten in ihrer Verwendung.

Link(Link) ist ein Segment, das die Datenübertragung zwischen zwei benachbarten Netzwerkknoten ermöglicht. Das heißt, die Verbindung enthält keine Zwischenschalt- und Multiplexgeräte.

Kanal(Kanal) bezeichnen am häufigsten den Teil der Bandbreite der Verbindung, der beim Umschalten unabhängig genutzt wird. Beispielsweise kann eine primäre Netzwerkverbindung aus 30 Kanälen bestehen, von denen jeder eine Kapazität von 64 Kbit/s hat.

Composite-Kanal(Circuit) ist ein Pfad zwischen zwei Endknoten eines Netzwerks. Ein zusammengesetzter Kanal wird durch einzelne Zwischenverbindungen und interne Verbindungen in Switches gebildet. Häufig wird der Beiname „zusammengesetzt“ weggelassen und der Begriff „Kanal“ wird verwendet, um sich sowohl auf einen zusammengesetzten Kanal als auch auf einen Kanal zwischen benachbarten Knoten, also innerhalb einer Verbindung, zu beziehen.

Kommunikationslinie kann als Synonym für jeden der anderen drei Begriffe verwendet werden.

In Abb. Es werden zwei Kommunikationsleitungsoptionen angezeigt. Im ersten Fall ( A) Die Leitung besteht aus einem mehrere Dutzend Meter langen Kabelsegment und ist eine Verbindung. Im zweiten Fall (b) ist die Kommunikationsleitung ein zusammengesetzter Kanal, der in einem leitungsvermittelten Netzwerk eingesetzt wird. Ein solches Netzwerk könnte sein primäres Netzwerk oder Telefonnetz.

Für ein Computernetzwerk stellt diese Leitung jedoch eine Verbindung dar, da sie zwei benachbarte Knoten verbindet und alle vermittelnden Zwischengeräte für diese Knoten transparent sind. Der Grund für gegenseitige Missverständnisse auf der Ebene der Begriffe zwischen Computerspezialisten und primären Netzwerkspezialisten liegt hier auf der Hand.

Primärnetze werden speziell für die Bereitstellung von Datenübertragungskanaldiensten für Computer- und Telefonnetze geschaffen, die in solchen Fällen „auf“ den Primärnetzen arbeiten sollen und dies auch tun Overlay-Netzwerke.

Klassifizierung von Kommunikationsleitungen

Link besteht im Allgemeinen aus einem physischen Medium, über das elektrische Informationssignale, Datenübertragungsgeräte und Zwischengeräte übertragen werden. Das physische Medium zur Datenübertragung (physische Speichermedien) kann ein Kabel sein, also ein Satz von Drähten, Isolier- und Schutzhüllen und Verbindungssteckern, aber auch die Erdatmosphäre oder der Weltraum, durch den sich elektromagnetische Wellen ausbreiten.

Im ersten Fall sprechen wir darüber kabelgebundene Umgebung, und im zweiten - ungefähr kabellos.

In modernen Telekommunikationssystemen werden Informationen mithilfe von übertragen elektrischer Strom oder Spannung, Funksignale oder Lichtsignale- Alle diese physikalischen Prozesse stellen Schwingungen des elektromagnetischen Feldes unterschiedlicher Frequenz dar.

Kabelgebundene (Freileitungs-)Leitungen Verbindungen sind Drähte ohne Isolier- oder Abschirmgeflecht, die zwischen Polen verlegt und in der Luft hängen. Schon in der jüngeren Vergangenheit waren solche Kommunikationsleitungen die Hauptleitungen zur Übertragung von Telefon- oder Telegrafensignalen. Heutzutage werden drahtgebundene Kommunikationsleitungen schnell durch Kabelleitungen ersetzt. An einigen Stellen sind sie jedoch noch erhalten und werden mangels anderer Möglichkeiten weiterhin zur Übertragung von Computerdaten verwendet. Die Geschwindigkeitseigenschaften und die Störfestigkeit dieser Leitungen lassen zu wünschen übrig.

Kabelleitungen haben ein ziemlich komplexes Design. Das Kabel besteht aus Leitern, die von mehreren Isolationsschichten umgeben sind: elektrisch, elektromagnetisch, mechanisch und möglicherweise klimatisch. Darüber hinaus kann das Kabel mit Anschlüssen ausgestattet werden, mit denen Sie schnell verschiedene Geräte daran anschließen können. Es gibt drei Haupttypen von Kabeln, die in Computer- (und Telekommunikations-)Netzwerken verwendet werden: Kabel, die auf verdrillten Kupferdrahtpaaren basieren – ungeschirmtes Twisted-Pair(Unshielded Twisted Pair, UTP) und abgeschirmtes Twisted-Pair(Shielded Twisted Pair, STP), Koaxialkabel mit Kupferkern, Glasfaserkabel. Die ersten beiden Kabeltypen werden auch genannt Kupferkabel.

Radiosender Die terrestrische und Satellitenkommunikation erfolgt über einen Funkwellensender und -empfänger. Es gibt die unterschiedlichsten Arten von Funkkanälen, die sich sowohl im verwendeten Frequenzbereich als auch im Kanalbereich unterscheiden. Ausstrahlung von Radiobands(lange, mittlere und kurze Wellen), auch genannt AM-Bänder, oder Amplitudenmodulationsbereiche (Amplitudenmodulation, AM) ermöglichen eine Kommunikation über große Entfernungen, jedoch mit einer geringen Datenübertragungsrate. Die schnellsten Kanäle sind diejenigen, die verwenden sehr hohe Frequenzbereiche(Very High Frequency, VHF), für das Frequenzmodulation (FM) verwendet wird. Wird auch zur Datenübertragung verwendet Ultrahochfrequenzbereiche(Ultra High Frequency, UHF), auch genannt Mikrowellenbänder(über 300 MHz). Bei Frequenzen über 30 MHz werden Signale nicht mehr von der Ionosphäre der Erde reflektiert und eine stabile Kommunikation erfordert eine direkte Sichtbarkeit zwischen Sender und Empfänger. Daher werden solche Frequenzen entweder von Satellitenkanälen oder Richtfunkkanälen oder lokalen oder mobilen Netzwerken genutzt, sofern diese Bedingung erfüllt ist.