Zhrnutie na Základy informatiky a počítačových systémov

## Úvod Káblové a bezdrôtové prenosové médiá sú prostriedky, ktorými sa prenáša informácia medzi sieťovými zariadeniami. V tomto materiáli rozoberieme hlavné typy metalických a optických káblov, ich vlastnosti, typické konektory a zapojenia, a porovnáme ich s bezdrôtovými technológiami. Cieľom je poskytnúť jasné vysvetlenia, praktické príklady a jednoduché pravidlá pre výber média. > Definícia: Prenosové médium je fyzický alebo bezdrôtový prostriedok, ktorým sa nesú dáta medzi dva body siete. ## Metalické káble (Twisted Pair – TP) ### Typy žíl - **Solid (drôt)**: každá žila je tvorená jedným pevne vedeným vodičom. Použitie: pevné inštalácie v budovách, steny, strop. - **Stranded (lanko)**: každá žila pozostáva z viacerých tenkých vláskových vodičov. Použitie: flexibilné prepojky, patch káble. > Definícia: Twisted Pair (TP) je metalický kábel z dvoch vodičov skrútených okolo seba s cieľom znížiť elektromagnetické rušenie. ### Typické vlastnosti metalických káblov - Dáta posielané ako elektrické impulzy. - Výhody: lacné, jednoduchá inštalácia. - Nevýhody: obmedzená vzdialenosť, náchylnosť na rušenie. ### Druhy rušenia a riešenia - Elektromagnetické rušenie (EMI) a RFI: zdrojom sú elektromotory, vysoké napätia a iné silné elektrické zariadenia. - Prepočutie (crosstalk): vzniká medzi susednými vodičmi kvôli elektrickému alebo magnetickému poľu. - Riešenia: kovové tienenie, správne uzemnenie, krútená dvojlinka. ### Praktické pravidlo: dĺžka TP kábla - Maximálna povolená dĺžka TP vedenia medzi dvoma uzlami je vždy 100 metrov nezávisle od tienenia a vyhotovenia žíl. ### Využitie párov v TP kábloch - 10 Mbps a 100 Mbps Ethernet používajú 4 žily (2 páry): jeden pár pre vysielanie, druhý pár pre príjem. Zvyšné dva páry sú nevyužité alebo môžu slúžiť pre Power over Ethernet (PoE). - 1000 Mbps (Gigabit) Ethernet používa všetkých 8 žíl (4 páry) pre súčasný prenos aj príjem. ### Typy zapojenia (konektory RJ45) | Typ kábla | Popis | Použitie | |---|---:|---| | Priamy (straight-through) | Rovnaké zapojenie na oboch koncoch | PC ↔ switch, PC ↔ WiFi router, switch ↔ router | | Krížený (crossover) | Prekrížené TX/RX páry | PC ↔ PC, switch ↔ switch, router ↔ router | | Konzolový (rollover) | Zrkadlové poradie žíl na oboch koncoch | Prístup ku konzolovým portom Cisco (v spojení s redukciou RJ45→COM) | ### Kvalitatívne triedy TP kábľov (Category) - Cat3: minimálne pre 10 Mbps Ethernet. - Cat5e: minimálne pre 100 a 1000 Mbps Ethernet. - Cat6a: minimálne pre 10 Gbps Ethernet. Fun fact: Moderné ethernetové káble Cat6a sú navrhnuté tak, aby minimalizovali prepočutie a umožnili 10 Gbps prenosy až na dĺžke 100 metrov v správne nainštalovaných rozvodoch. ## Optické médiá (Fiber optic) ### Druhy podľa priemeru jadra - **Jednovidové (single-mode)**: priemer jadra ~9 \(\mu\)m. Prenáša len jeden mód šírenia svetla, čo znižuje disperziu a umožňuje dosahy rádovo desiatky kilometrov. - **Viacvidové (multimode)**: priemer jadra 50 \(\mu\)m alebo 62.5 \(\mu\)m. Prenáša viac módov svetla, má vyšší útlm a menší dosah (stovky metrov), ale je lacnejšie riešenie. > Definícia: Optické vlákno prenáša signál vo forme svetelných impulzov cez sklenené alebo plastové jadro. ### Plášť (cladding) - Plášť má vždy priemer 125 \(\mu\)m bez ohľadu na jadro. ### Výhody a nevýhody optiky - Výhody: veľmi nízky útlm, imúnita voči elektromagnetickému rušeniu, veľké vzdialenosti, vysoké priepustnosti. - Nevýhody: vyššia cena káblov a transceiverov, náročnejšia inštalácia a ukončenie. ### Praktické použitia optiky - Medzi budovami alebo v dátových centrách pre dlhé spoje. - Pri vysokorýchlostných spätných vedeniach (backbone) s potrebou veľkej priepustnosti. Did you know that single-mode vlákna sa bežne používajú v telekomunikačných sieťach na prenosy cez desiatky kilometrov bez opakovačov? ## Bezdrôtové médiá ### Základná idea - Prenos informácií prebieha ako elektromagnetické žiarenie v priestore bez fyzického vodiča. - Výhody: mobilita, rýchla nasaditeľnosť, plošné po