Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования 

Кубанский государственный технологический  университет 

(КубГТУ) 

      Кафедра компьютерных технологий, автоматизированных систем и защиты информации 
 

                    ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

                 к курсовому проекту (работе) 

     по предмету «Cети, ЭВМ, Телекоммуникации»

                                                     ^{наименование дисциплины}

     на  тему «Компьютерная сеть на тонком коаксиальном кабеле»

^{(тема курсового проекта (работы))}

     Выполнил  студент группы

_____________

^(ф.и.о.)

     Допущен  к защите______________________________________________ 

     Руководитель  проекта:

     Нормоконтролер _______________________________________________ 

     Защищен _____________________      Оценка _______________________

                                                            ^(дата)

Члены комиссии __________________________________________________

                                                                            ^{(подпись, дата, расшифровка подписи)} 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Краснодар

2011

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования 

Кубанский государственный технологический университет

(КубГТУ)

      Кафедра компьютерных технологий, автоматизированных систем

и защиты информации

   ^{(наименование кафедры)}

                                                          УТВЕРЖДАЮ

                            Зав. кафедрой ___________________

                                    _______________________________ 

        З А Д А Н И Е

         на курсовое проектирование

Студенту:             ^{(Ф.И.О.)     (№ группы и курса)}

факультета 

                              ^{(шифр  и наименование)}

Тема проекта: Компьютерная сеть на тонком коаксиальном кабеле 

Содержание задания: Разработать программу, реализующую кодирование с помощью кода Бодо, составить сеть для сегментов с различным волновым сопротивлением.

     Объем  работы:

а) пояснительная  записка к проекту _____________ с.

б) программы.

Рекомендуемая литература:_________________________________________ 

Срок выполнения проекта: с "___" ______по"___"____20__г.

Срок защиты:                                                   "___"____20__г.

Дата выдачи задания:                                      "___"____20__г.

Дата сдачи  проекта на кафедру:                      "___"____20__г.

Руководитель  проекта _________________________________

                                                                          ^{(подпись, ф.и.о., звание, степень)}

Задание принял студент _______________________________                                                                                          

^{(подпись,  дата)}

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования 

Кубанский государственный технологический  университет 

(КубГТУ) 
 
 

Реферат 
 

      Пояснительная записка курсового проекта (работы) 21 с., 1 рис., 1 табл., 4 источника. 
 

     КОМПЬЮТЕРНЫЕ  СЕТИ, КОД БОДО, МТК-2, КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ, ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ, КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ 
 

     Объектом  исследования является составление сети на основе коаксиального кабеля и кодирование с помощью кода Бодо.

     Цель  работы состоит в разработке программы  на языке C#, осуществляющей кодирование Бодо и решение уравнения при различных параметрах цепи и различных частотах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

 Введение           5

 Формулировка  задания        6

Теоретические сведения         7

 Код Бодо                    7

Аналитический раздел         10

Разработка программы                  17

Тестирование  программы        18

Заключение          19

Нормативные ссылки         20

Список использованной литературы      21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Период  времени с начала перехода страны к рыночным отношениям позволяет  сделать некоторые выводы относительно современных направлений, особенностей и перспектив развития.

     Локальные сети составляют один из быстроразвивающихся  секторов промышленности средств связи. Предполагается, что в ближайшем  будущем ЛВС станут одним из самых  распространенных средств обработки и передачи данных, поскольку по своим характеристикам и возможностям они наиболее полно отвечают потребностям значительной части учреждений и предприятий, занимающихся планированием, управлением и производством.

     К настоящему времени в различных странах мира созданы и находятся в эксплуатации многие десятки типов ЛВС с различными физическими средами, топологией, размерами, алгоритмами работы, архитектурной и структурной организацией.

     Достоинства компьютерных сетей обусловили их широкое  распространение в информационных системах кредитно-финансовой сферы, органов государственного управления и местного самоуправления, предприятий и организаций.

     Компьютерная  сеть – объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

     Компьютерные  сети и сетевые технологии обработки  информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер ныне следует рассматривать не как отдельное устройство обработки, а как «окно» в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей. 
 
 
 
 

Формулировка  задания

     Зашифровать кодом Бодо фамилию, число и месяц рождения используя регистр букв и цифр. Составить сеть на основе тонкого коаксиального кабеля с различным волновым сопротивлением. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Теоретические сведения

     Код Бодо

     Код Бодо́ (назван в честь Жана Мориса Эмиля Бодо, 1845 − 1903) — цифровой, первоначально синхронный, 5-битный код. Позже он стал международным стандартом CCITT-1. На его основе был разработан код CCITT-2, ставший стандартом в телеграфии.

     Первоначальный  код (позже International Telegraph Alphabet No. 1 (ITA1), CCITT-1) разработал Эмиль Бодо 1870 для своего телеграфа. Код вводился прямо клавиатурой, состоящей из пяти клавиш, нажатие или ненажатие клавиши соответствовало передаче или непередаче одного бита в пятибитном коде. Максимальная скорость передачи — чуть больше 190 знаков в минуту. (16 бит в секунду; 4 бода).

     В 1901 Дональд Мюррей переработал код, изменил порядок знаков и добавил некоторые дополнительные знаки. Это было связано с изобретением клавиатуры для телеграфного аппарата. Теперь порядок кодов был не связан с требованиями удобства оператора, и они были переупорядочены, чтобы минимизировать износ оборудования при переключениях. Общие принципы — пятибитная кодировка и использование буквенного и цифрового регистров — остались неизменными. Модификация нового кода была принята в 1932 как стандарт ITA2 или CCITT-2.

     В СССР была принята модификация CCITT-2 с дополнительным регистром для кириллицы — МТК-2.

     Оригинальный  код Бодо приведен на рисунке 1.

     Телеграфный трёхрегистровый код МТК-2 был принят в СССР в 1963 году. Код 5-битовый (всего 32 разных кода), поэтому используются 3 разных регистра (русский, латинский, цифры), переключаемые управляющими символами РУС, ЛАТ, ЦИФ. Букв Ъ и Ё нет; вместо буквы Ч использовали цифру 4. 

     Рисунок 1 – оригинальный код Бодо

     МТК-2 основан на международном телеграфном  коде № 2 (ITA2), рекомендованном Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии в 1932 году (в международном коде 00000 не используется).

     Соответствие между английским и русским регистрами, принятое в МТК-2, было использовано при создании компьютерных кодировок КОИ-7 и КОИ-8.

     Таблица 1 – код МТК-2

           1. Аналитический раздел

     1.1 Типы кабелей

     Типы кабелей – это некоторая обобщенная классификация кабельных изделий по ряду общих признаков.

     Любое кабельное изделие прежде всего  состоит из токоведущих жил, которые  в свою очередь являются либо однопроволочными, либо многопроволочными, в связи с чем различают типы кабелей с однопроволочными и многопроволочными жилами. Не откладывая далеко, нужно упомянуть, что у типов кабельных изделий (как и обычно) соответственно есть и подтипы.

     Для кабельных изделий с токоносителями в многопроволочном исполнение различаются подтипы в зависимости от числа проволок в жилах, а так же от материала из которого они изготовлены.

     Кроме числа проволок в отдельных токоносителях  различают и число жил в  самом кабеле, в связи с чем существуют одножильные и многожильные типы кабелей. Разделяя по подтипам, имеем – 1, 2, 3, 4 – жильные и. т.д. кабельные изделия.

     Жилы  кабельных товаров принято изготавливать  из различных металлов и сплавов. Поэтому различают типы кабелей – медные и алюминиевые (основные). Подтипы в данном случае зависят от марки сплава, который используется при изготовление жил кабеля.

     Поверх  каждой отдельно взятой жилы лежит  слой изоляции, который также изготавливается из различных материалов, определяя типы кабелей с различной изоляцией жил. Подтипы в этом случае определены химическим составом изоляционных оболочек отдельных жил.

     Пучок жил в оболочках в свою очередь  расположен в герметичном шланге, изготовленном из изоляционного  материала. Различаются типы кабелей, например, с резиновым герметичным покрытием и поливинилхлоридным герметичным покрытием. Подтипы также зависят от химсостава этих шлангов (например, резина с определенным процентом какого-либо из элементов).

     Для того чтобы герметичная оболочка не была повреждена коррозией – поверх нее располагается защитная оболочка, которая тоже изготавливается из разнообразных материалов. Различают типы кабелей в зависимости от материала изготовления.

     Часть кабельных изделий производится с броней поверх защитной оболочки, а часть без брони, определяя таким образом соответствующие типы кабелей. Подтипы в данном случае определяются типами брони (стальные ленты, плоская или круглая проволока). Там где возможны механические повреждения кабельной линии необходимо использовать вариант с броней.

     Броня сверху в свою очередь в некоторых случаях, в зависимости от марки покрывается защитным материалом. Различают типы кабелей с таким покрытием и без него. Если покрытия нет, то он называется голым. Подтипы определяются материалами изготовления защитного покрытия.

     По  предназначению различают: монтажные, контрольные и силовые типы кабелей.

     1.2 Основные группы  кабелей

     На  сегодняшний день подавляющая часть  компьютерных сетей использует для соединения провода или кабели. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами. Существует три основные группы кабелей: коаксиальный кабель, витая пара и оптоволоконный кабель.

     Коаксиальный  кабель подразделяется на два типа – тонкий и толстый. Оба они  имеют медную жилу, окруженную металлический  оплеткой, которая поглощает внешние шумы и перекрестные помех. Коаксиальный кабель удобен для передачи сигналов на большие расстояния. Он прост по конструкции, имеет небольшую массу и умеренную стоимость. В тоже время обладает хорошей электрической изоляцией, допускает работу на довольно больших расстояниях (несколько километров) и высоких скоростях.

     Витая пара может быть экранированной и  неэкранированной. Неэкранированная витая пара (UTP) делится на пять категорий, из которых пятая – наиболее популярная в сетях. Экранированная витая пара (STP) поддерживает передачу сигналов на более высоких скоростях и на большее расстояние, чем UTP. Витая пара, хотя дешева и широко распространена, благодаря наличию на многих объектах резервных пар в телефонных кабелях, плохо защищена от электрических помех, от несанкционированного доступа, ограничена по дальности и скорости подачи данных.

     Оптоволоконный  кабель имеет небольшую массу, способен передавать информацию с очень высокой  скоростью, невосприимчив к электрическим помехам, сложен для несанкционированного доступа и полностью пожаро- и взрывобезопасен (обгорает только оболочка), но он дороже и требует специальных навыков для установки.

     1.3 Назначение и структура коаксиального кабеля

     Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы (core), изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. Если кабель, кроме металлической оплетки, имеет и слой фольги, он называется кабелем с двойной экранизацией. При наличии сильных помех можно воспользоваться кабелем с учетверенной экранизацией. Он состоит из двойного слоя фольги и двойного слоем металлической оплетки.

     Некоторые типы коаксиальных кабелей покрывает  металлическая сетка – экран (shield). Он защищает передаваемые по кабелю данные, поглощая внешние электромагнитные сигналы, называемые помехами или шумом. Таким образом, экран не позволяет помехам исказить данные.

     Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по жиле. Жила-это один провод (сплошная) или пучок проводов. Сплошная жила изготавливается, как правило, из меди.

     Жила  окружена изоляционным слоем, который  отделяет ее от металлической оплетки. Оплетка играет роль заземления и защищает жилу от электрических шумов (noise) и перекрестных помех (crosstalk). Перекрестные помехи – это электрические наводки, вызванные сигналами в соседних проводах.

     Проводящая  жила и металлическая оплетка  не должны соприкасаться, иначе произойдет короткое замыкание, помехи проникнут  в жилу, и данные разрушатся. Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем – из резины, тефлона или пластика.

     Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре. Затухание (attenuation) – это уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю.

     Затухание сигнала приводит к ухудшению его качества Как уже говорилось, плетеная защитная оболочка поглощает внешние электромагнитные сигналы, не позволяя им влиять на передаваемые по жиле данные, поэтому коаксиальный кабель можно использовать при передаче на большие расстояния и в тех случаях, когда высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании.

     Существует  два типа коаксиальных кабелей:

1. тонкий коаксиальный кабель;
2. толстый коаксиальный кабель.

     Выбор того или иного типа кабеля зависит  от потребностей конкретной сети.

     Тонкий  коаксиальный кабель – гибкий кабель диаметром около 0,5 см (около 0.25 дюймов). Он прост в применении и годится практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера компьютеров.

     Тонкий (thin) коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м (около 607 футов) без его заметного искажения, вызванного затуханием.

     Производители оборудования выработали специальную  маркировку для различных типов  кабелей. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58, его волновое сопротивление равно 50 0 м. Волновое сопротивление (impedance) – это сопротивление переменному току, выраженное в омах. Основная отличительная особенность этого семейства – медная жила. Она может быть сплошной или состоять из нескольких переплетенных проводов.

     Толстый (thick) коаксиальный кабель – относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (около 0,5 дюймов). Иногда его называют «стандартный Ethernet», поскольку он был первым типом кабеля, применяемым в Ethernet – популярной сетевой архитектуре.

     Медная  жила толстого коаксиального кабеля больше в сечении, чем тонкого. Чем  толще жила у кабеля, тем большее  расстояние способен преодолеть сигнал. Следовательно, толстый коаксиальный кабель передает сигналы дальше, чем тонкий, – до 500 м (около 1 640 футов). Поэтому толстый коаксиальный кабель иногда используют в качестве основного кабеля [магистрали (backbone)], который соединяет несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле.

     Для подключения к толстому коаксиальному  кабелю применяют специальное устройство – трансивер (transceiver).

     Трансивер снабжен специальным коннектором, который назван весьма впечатляюще – «зуб вампира» (vampire tap) или «пронзающий ответвитель» (piercing tap). Этот «зуб» проникает через изоляционный слой и вступает в непосредственный физический контакт с проводящей жилой. Чтобы подключить трансивер к сетевому адаптеру, надо кабель трансивера подключить к коннектору AUI-порта сетевой платы. Этот коннектор известен также как DIX-коннектор (Digital Intel Xerox^), в соответствии с названиями фирм-разработчиков, или коннектор DB-15. [2]

     Оборудование  для подключения  коаксиального кабеля.

     Для подключения тонкого коаксиального  кабеля к компьютерам используются так называемые BNC-коннекторы (British Naval Connector, BNC). В семействе BNC несколько основных компонентов:

     BNC – коннектор.

     BNC – коннектор либо припаивается, либо обжимается на конце кабеля NC Т-коннектор.

     Т-коннектор  соединяет сетевой кабель с сетевой платой компьютера.

     BNC 6appeл – коннектор.

     Баррел-коннектор  применяется для сращивания двух отрезков тонкого коаксиального кабеля.

     BNC-терминатор.

     В сети с топологией «шина» для поглощения «свободных» сигналов терминаторы устанавливаются на каждом конце кабеля. Иначе сеть не будет работать.

Вспомним  основные ограничения  сети, построенной  с применением  коаксиального кабеля (стандарт Ethernet 10Base-2):

• длина сегмента не должна превышать 185 м;
• не более пяти сегментов;
• не более четырех репитеров между любыми двумя точками;
• не более трех используемых сегментов;
• не более 30 подключений на сегменте без репитера;
• не менее 50 см между двумя подключениями.
• Кроме того, при прокладке кабеля также необходимо придерживаться следующих правил, ведьименно кабель является главной составной частью сети.
• Обдуманно выбирайте место прокладки кабеля. Не забывайте, что при обрыве центрального кабеля вся сеть перестанет функционировать. Поэтому кабель должен быть проложен в месте, гарантирующем его максимальную защиту от действий пользователя и стихии.
• Не допускайте натяжения кабеля. Сеть не является цельной структурой, а представляет собой цепь соединенных кабельных отрезков, поэтому любое натяжение может негативно сказаться на одном из соединений. Наиболее критичные участки — места соединения кабеля с коннекторами.

Существует большое  количество типов коаксиальных кабелей, используемых в сетях различного типа - телефонных, телевизионных и  компьютерных. Ниже приводятся основные типы и характеристики этих кабелей.

• RG-8 и RG-11 - «толстый» коаксиальный кабель, разработанный для сетей Ethernet l0Base-5. Имеет волновое сопротивление 50 Ом и внешний диаметр 0,5 дюйма (около 12 мм). Этот кабель имеет достаточно толстый внутренний проводник диаметром 2,17 мм, который обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики (затухание на частоте 10 МГц - не хуже 18 дБ/км). Зато этот кабель сложно монтировать - он плохо гнется.
• RG-58/U, RG-58 A/U и RG-58 C/U - разновидности «тонкого» коаксиального кабеля для сетей Ethernet l0Base-2. Кабель RG-58/U имеет сплошной внутренний проводник, а кабель RG-58 A/U - многожильный. Кабель RG-58 C/U проходит «военную приемку». Все эти разновидности кабеля имеют волновое сопротивление 50 Ом, но обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем. Тонкий внутренний проводник 0,89 мм не так прочен, зато обладает гораздо большей гибкостью, удобной при монтаже. Затухание в этом типе кабеля выше, чем в «толстом» коаксиальном кабеле, что приводит к необходимости уменьшать длину кабеля для получения одинакового затухания в сегменте. Для соединения кабелей с оборудованием используется разъем типа BNC.
• RG-59 - телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Широко применяется в кабельном телевидении.
• RG-62 - кабель с волновым сопротивлением 93 Ома, использовался в сетях ArcNet, оборудование которых сегодня практически не выпускается. Коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом (то есть «тонкий» и «толстый») описаны в стандарте EIA/TIA-568. Новый стандарт EIA/TIA-568A коаксиальные кабели не описывает, как морально устаревшие.