Sieci komputerowe - Warstwa dostępu do sieci

1. Zadania warstwy fizycznej:

• komponenty fizyczne
• kodowanie danych
• przetworzenie danych do postaci sygnału

2. Medium transmisyjne przenosi pojedyncze sygnały reprezentujące bity tworzące ramkę. Przykładem medium transmisyjnym może być kabel miedziany, światłowód oraz atmosfera. 

3. Organizacja standaryzująca ISO posiada następujące standardy sieciowe: ISO 8877, ISO 11801.

EIA/TIA - np. TIA 568-C, TIA - 598-C, TIA-942; ANSI - 568-C, ITU-T, ADSL; IEE - 802.3 Ethernet, 802.11 LAN, 801.15 Bluetooth. 

4. Bity reprezentowane w medium poprzez zmianę co najmniej jednego z parametrów charakteryzujących sygnał: amplituda, częstotliwość i faza. 

5. Kodowanie - metoda przetwarzania bitów do postaci sygnałów, strumień bitów jest przesyłany jako seria wartości napięć (niski poziom - 0, wysoki - 1. Pasmo NRZ jest podatne na zakłócenia, urządzenie odbierające może ich wykorzystywać do zsynchronizowania czasów trwania bitu z nadajnikiem. 

6. Kodowanie Manchester - kodowanie wykorzystujące zmiany poziomów do reprezentowania bitów (zmiana z niskiego na wysoki - 1, odwrotnie - 0).

7. Kodowanie grupowanie bitów - technika kodowania wykorzystująca określone grupy bitów zwane symbolami, warstwa fizyczna może wykorzystać zakodowane symbole aby reprezentować zakodowane dane. Grupa kodowa to określony ciąg bitów, czyli ciąg danych. 

Zalety stosowania grup kodowych:

• zmniejszenie ilości przekłamanych bitów
• ograniczenie energii transmitowanej przez medium
• rozróżnienie pomiędzy danymi użytkownika i informacjami kontrolnymi
• lepsza detekcja błędów

8. Są 3 typy symboli, które rozróżniają dane użytkownika od informacji kontrolnych:

• symbole reprezentujące dane
• symbole kontrolne
• symbole błędne

Symbole reprezentujące dane użytkownika składają się zinnego ciągu bitów niż symbole kontrolne - dlatego warstwa fizyczna odróżnia dane od informacji kontrolnych. 

9. Sygnały mogą być transmitowane asynchronicznie (sygnały są transmitowane bez związku z sygnałem taktującym) oraz synchronicznie (sygnały przesyłane wraz z sygnałem taktującym).

10. Transfer danych jest mierzony poprzez: 

• szerokość pasma (mierzy ilość informacji, która może zostać przeniesiona w danym czasie)
• przepustowość (zmiana transferu bitów przez medium w określonym czasie)
• przepustowość efektywna (miara transferu użytecznych danych w danym czasie)

11. Standardy opisujące kable miedziane mówią o typie kabla, dostępną szerokość pasma, typ złączek, kolejność i kolory poszczególnych żył kabla, maksymalną długość segmentu kabla. 

12. Czasy trwania i wartości napięć przesyłanych impulsów elektrycznych są podatne na zakłócenia pochodzące od dwóch źródeł: zakłócenia elektromagnetyczne i przesłuch.

13. Typy mediów miedzianych:

• UTP (skrętka nieekranowa; składa się z kostki zewnętrznej, skręconych par drucików i plastikowej izolacji z kolorowymi zakończeniami)
• STP (skrętka ekranowa; składa się z koszulki, ekranu siatkowego i skrętki)
• kabel koncentryczny (składa się z plastikowego izolatora, tkanki miedzianej plecionki, płaszcz chroniący kabel) 

Używa się go w instalacjach bezprzewodowych i instalacji internetu kablowego. 

14.  Właściwości okablowania UTP

Składa się z czterech par przewodów oznaczonych kolorami, które są ze sobą skręcone i umieszczone w elastycznej plastikowej osłonce. 

Rozwiązanie to ma ograniczyć degradację sygnału przez zastosowane efektu samoekranowania przewodów obrębie medium sieciowego. 

Normy okablowania:

Polska (PN-EN 50173) 

Europa (EN 50173)

USA (TIA EIA 568A) 

Świat (ISO/EUC 11802)

15. Standardy okablowania UTP

Opis w składni XX/YY

Gdzie XX oznacza całość kabla, a YY pojedynczą parę kabla.

Oznaczenia:

U - nieekranowe

S - ekranowane siatką

F - ekranowane folią

SF - ekranowane folią i siatką

U/UTP:

F/UTP:

SF/UTP: składa się z ekranu z siatki, ekranu z folii i izolacji kabla.

SF/FTP: 

16. Kabel UTP zwykle jest zakończony złączem RJ45. 

17. Typy kabli UTP:

Połączenie Ethernet proste: najpopularniejszy, używany do łączenia komputera z przełącznikiem lub przełącznika z routerem

Połączenie Ethernet z przeplotem: rzadko używany kabel do łączenia urządzeń tego samego typu. 

Kabel konsolowy: kabel właściwy dla urządzeń Cisco używany jako kabel do podłączenia stacji roboczej do portu konsoli routerem lub przełącznika.

Kabel Ethernet prosty łączy host z urządzeniem sieciowym (np. przełącznik, koncentrator)
Ethernet z przeplotem łączy dwa hosty; 2 sieciowe urządzenia pośredniczące.
Kabel konsolowy łączy port szeregowy stacji roboczej z portem konsolowym routera z wykorzystaniem przejściówki.

18. Układ styków kabla krosowego
Dwa podobne urządzenia są podłączone z do łącz Ethernet to oba nadają na tych samych stykach. W takim przypadku potrzebny jest kabel z innym typem układu, czyli tzw. kabel krosowany. 

19. Specyfikacja Ethernet to 10Base5, 10Base2, 10BROAD36, StarLAN10, 10BaseT i 10BaseFL.

20. Specyfikacja Gigabit Ethernet to 1000BASE-T, 1000BASE-SX, 1000BASE-FX, 1000BASE-LH, 1000BASE-CX. 

21. Testując kabel UTP sprawdza się parametry tj. mapa połączeń, długość kabla, straty sygnału związane z tłumieniem oraz przesłuch. Testowanie oparte jest na częstotliwości. Jednostką miary używaną do opisywania sygnałów w sieci jest decybel. 

22. Szum to niepożądane dźwięki i sygnały.

Źródłem szumu mogą być pobliskie kable, interferencja radiowa oraz szum laserowy w nadajniku lub odbiorniku sygnału optycznego. 

Szum biały - szum, który jednakowo zakłóca wszystkie częstotliwości transmisji. 

Szum wielopasmowy - wpływa tylko na wąski zakres częstotliwości. 

23. Tłumienność to spadek amplitudy na całej długości łącza. Długie kable i wysokie częstotliwości zwiększają tłumienność. Wyraża się ją w decybelach (im mniej tym lepiej)

24. Rodzaje przesłuchu:

• Przesłuch zbliżny (mierzymy na obu końcach linii dla każdej pary względem innej pary w skrętce ekranowej)
• Przesłuch zdalny (im dalej od nadajnika tym mniejszy szum w kablu)
• Przesłuch zbliżny skumulowany w jednej parze (połączony przesłuch z wielu równoległych źródeł transmisji może w znacznym stopniu pogorszyć jakość sygnału)

25. Aby przetestować połączenie kablowe należy sprawdzić: mapę połączeń, tłumienność przejścia, przesłuch zbliżny, przesłuch zbliżny skumulowany w jednej parze, wyrównany współczynnik przysłuchu zdalnego, skumulowany współczynnik przesłuchu zdalnego, straty odbiciowe, opóźnienie propagacji, długość kabla, różnica opóźnień. 

26. Opóźnienie sygnału w parze przewodów zależy od ich długości, stopnia skręcenia i właściwości elektrycznych.

27. Pomiar TDR polega na wysyłaniu impulsu przez parę przewodów i mierzenia czasu, jaki upłynie do momentu powrotu tego impulsu przez tą samą parę. Test TDR pozwala określić długość kabla, a także odległość do uszkodzeń albo słabe połączenie.