Локальные сети (ЛС) объединяют относительно небольшое число компьютеров (обычно от 10 до 100, хотя изредка встречаются и большие) в пределах одного помещения (учебный компьютерный класс), здания или учреждения (например, университета). Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - скорее дань тем временам, когда сети в основном использовались для; решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь обычно идет об обмене информацией в виде текстов, графических и видео-образов, числовых; массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60% до 90% необходимой учреждению информации циркулирует внутри него, не нуждаясь в выходе наружу.
Большое влияние на развитие ЛС оказало создание автоматизированных систем управления предприятиями (АСУ). АСУ включают несколько автоматизированных рабочих мест (АРМ), измерительных комплексов, пунктов управления. Другое важнейшее поле деятельности, в котором ЛС доказали свою эффективность создание классов учебной вычислительной техники (КУВТ).
Характерная особенность ЛС - наличие связывающего всех абонентов высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. Благодаря относительно небольшим длинам линий связи (как правило, не более 300 метров), по ЛС можно передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью передачи. На больших расстояниях такой способ передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов, в этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (цифро-аналоговым преобразованиям) и программным (протоколам коррекции ошибок и др.) решениям.
Основные параметры канала: скорость передачи данных, максимальная длина линии, уровень помехозащищенности, степень механической прочности, уровень удобства монтажа, стоимость.
Существуют проводные и беспроводные (радио) каналы.
ПРОВОДНЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ.
В настоящее время обычно применяют четыре типа сетевых кабелей:
1. коаксиальный кабель;
2. незащищенная витая пара;
3. защищенная витая пара;
4. волоконно-оптический кабель.
Первые три типа кабелей передают электрический сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптические кабели передают оптический сигнал по стеклянному волокну.
Коаксиальные кабели состоят из двух проводников, окруженных изолирующими слоями. Первый слой изоляции окружает центральный медный провод. Этот слой оплетен снаружи внешним экранирующим проводником. В частности, распространенными коаксиальными кабелями являются толстый и тонкий кабели «Ethernet». Такая конструкция обеспечивает хорошую помехозащищенность и малое затухание сигнала на расстояниях. Различают толстый (около 10 мм в диаметре) и тонкий (около 4 мм) коаксиальные кабели. Толстые кабели прочнее тонких, обеспечивают лучшую передачу данных на большие расстояния и менее чувствительны к электромагнитным помехам. Тонкие кабели дешевле в изготовлении и монтаже, их легче протягивать по кабельным каналам.
Незащищенные витые пары представляют собой два провода, скрученных вместе шестью оборотами на дюйм для защиты от электромагнитных помех. Другим наименованием, обычно употребляемым для такого провода, является IBM тип-3. В США такие кабели прокладываются при постройке зданий для обеспечения телефонной связи. Однако использование телефонного провода, особенно когда он размещен в здании, может создать большие проблемы. Во-первых, незащищенные витые пары все же чувствительны к электромагнитным помехам, например электрическим шумам, создаваемым люминесцентными светильниками и движущимися лифтами. Помехи могут создавать также сигналы, передаваемые по замкнутому контуру в телефонных линиях, проходящих вдоль кабеля локальной сети. Кроме того, витые пары плохого качества могут иметь переменное число витков на дюйм, что искажает расчетное электрическое сопротивление. Важно также заметить, что телефонные провода не всегда проложены по прямой линии. Кабель, соединяющий два рядом расположенных помещения, может на самом деле обойти половину здания. Недооценка длины кабеля в этом случае может привести к тому, что фактически она превысит максимально допустимую длину.
Защищенные витые пары схожи с незащищенными витыми парами, за исключением того, что они используют более толстые провода и защищены от внешнего воздействия слоем изолятора. Распространенный тип такого кабеля, применяемого в локальных сетях, IBM тип-1 представляет собой защищенный кабель с двумя витыми парами непрерывного провода. Лучшим вариантом может быть кабель тип-2, так как он включает помимо линии передачи данных 4 незащищенные пары непрерывного провода для передачи телефонных переговоров. Таким образом, тип-2 позволяет использовать один кабель для передачи, как телефонных переговоров, так и данных по локальной сети. Защита и тщательное соблюдение числа оборотов на дюйм делают защищенный кабель с витыми парами надежным альтернативным кабельным соединением. Однако, эта надежность приводит к увеличению стоимости.
Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых импульсов по стеклянным волокнам. Большинство систем локальных сетей в настоящее время поддерживает волоконно-оптическое кабельное соединение. Волоконно-оптический кабель обладает существенными преимуществами по сравнению с любыми вариантами медного кабеля. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены потерям информационных пакетов из-за электромагнитных помех. Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Однако наиболее важно то, что только оптический кабель имеет достаточную пропускную способность, которая требуется для быстрых сетей. Пока еще цена волоконно-оптического кабеля значительно выше медного. По сравнению с медным кабелем монтаж оптического кабеля более трудоемок, поскольку концы его должны быть тщательно отполированы и выровнены для обеспечения надежного соединения. Однако ныне происходит переход на оптоволоконные линии, абсолютно неподверженные помехам и находящиеся вне конкуренции по пропускной способности. Стоимость таких линий неуклонно снижается, технологические трудности стыковки оптических волокон успешно преодолеваются.
БЕСПРОВОДНЫЕ РАДИОКАНАЛЫ.
Беспроводная связь на радиоволнах СВЧ диапазона может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там, где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные сегменты локальных сетей на расстояниях 3 - 5 км (с антенной типа волновой канал) и 25 км (с направленной параболической антенной) при условии прямой видимости. Организация беспроводной сети существенно дороже, чем обычной.
АДАПТЕРЫ СЕТИ.
Для связи компьютеров с помощью линий связи ЛС требуются адаптеры_сети_ (сетевые платы). Примеры адаптеров сети: ArcNet. Token Ring, Ethernet. Адаптер сети вставляется непосредственно в свободный слот материнской платы персонального компьютера и к нему на задней панели системного блока стыкуется линия связи ЛС. Адаптер, в зависимости от своего типа, реализует ту или иную стратегию доступа от одного компьютера к другому.