План-конспект занятия Линии связи

План-конспект занятия

Автор: Козлова Елена Ивановна

Название образовательного учреждения: ГБОУ РМ СПО «Саранский техникум энергетики и электронной техники имени А. И. Полежаева»

Должность: Преподаватель специальных дисциплин

Уровень образования: среднее профессиональное образование

Курс, специальность: 3 курс, специальность 230115 Программирование в компьютерных системах; 4 курс, специальность 230113 Компьютерные системы и комплексы

Дисциплины: Инфокоммуникационные системы и сети, Компьютерные сети

Тема занятия: Линии связи

Методы обучения: объяснение в сочетании с беседой, работа с конспектом, демонстрация различных видов кабелей, презентаций и видеофильмов, анализ результатов

Тип занятия: комбинированный урок

Продолжительность занятия: 90 минут

Цели и задачи занятия:

образовательные:

• освоить понятия: линии связи, канал связи, канал передачи данных, проводные линии связи, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель;

• расширить знания обучающихся о кабельных линиях и связи;

• сформировать представления об алгоритмах обжима коаксиального кабеля и витой пары, а также сварки волоконно-оптического кабеля;

развивающие:

• развивать познавательные способности - внимание, логическое мышление, способности сравнивать, выделять главное, делать выводы;

• развивать умения и навыки работы с различными типами кабельных линий связи;

воспитательные:

• воспитывать аккуратность, интерес к дисциплине, умение краткой записи, коммуникативные навыки;

• создать условия для развития внимательности, адекватной самооценки результатов деятельности, бережного отношения к оборудованию компьютерного класса, содействовать активизации творческих способностей учащихся;

методическая:

• обмен опытом работы по совершенствованию учебно-воспитательного процесса.

Межпредметные связи: Архитектура компьютерных систем, Технология разработки и защиты баз данных, Технология работы с аппаратным обеспечение и операционной системой персонального компьютера, периферийными устройствами и компьютерной оргтехникой.

Учебно-наглядные пособия и ТСО: мультимедиа проектор, компьютер, экран; мультимедиа презентации, видеофильмы «Коаксиальный кабель: правила разделки и обжима», «Обжим кабеля витая пара», «Сварка волоконно-оптического кабеля»; образцы коаксиального кабеля, кабеля «витая пара» и волоконно-оптического кабеля, FM-разъем, разъем RG-45, кримпер, раздаточный материал.

Используемые учебники и учебные пособия:

1. Кузин А. В. Компьютерные сети: учебное пособие/ А.В. Кузин. - 3-е изд., пераб. и доп. - М.: ФОРУС: ИНФРА-М, 2013. - 192 с.

2. Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети: учебное издание для студентов учреждений среднего профессионального образования. - М.: ФОРУМ, 2010. - 464 с.

3. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.: Питер, 2010 г. - 672 с.

4. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2009. - 992 с.

План занятия

Содержание занятия

I Организационный момент

Приветствие. Проверка отсутствующих.

II Проверка домашнего задания

Сегодняшнее занятие мы с вами проведем традиционно: опрос, изучение нового материала и закрепление. Проверка домашнего задания будет проведена в виде письменного опроса по карточкам.

Как вы уже заметили, у каждого на столе лежит бланк для ответов и карточка с вопросами, отвечать на которые можно в любом порядке. В строке «Студент» бланка ответов не забудьте указать свою фамилию и имя.

Варианты вопросов для письменного опроса:

Вариант 1:

1. Дайте определение компьютерной сети.

2. Перечислите способы соединения компьютеров для совместного использования файлов.

3. Классификация компьютерных сетей по способу управления.

4. Дайте определение протокола.

5. Дайте определение стека протоколов.

Вариант 2:

1. Дайте определение компьютерной сети.

2. Какие преимущества дает использование компьютерных сетей?

3. Классификация компьютерных сетей в зависимости от расстояния между рабочими станциями.

4. Дайте определение интерфейса.

5. Перечислите наиболее популярные стеки протоколов.

III Вступительная беседа

На прошлом занятии мы узнали: какая сеть называется компьютерной, какие преимущества дает использование компьютерных сетей, основные принципы взаимодействия между устройствами сети, а также способы соединения компьютеров для совместного использования файлов. Сегодня мы поговорим о некоторых видах линий связи, которые необходимы для построения компьютерных сетей.

Объявление темы и цели занятия

IV Объяснение нового материала

Линии связи или линии передачи данных - это промежуточная аппаратура и физическая среда, по которой передаются информационные сигналы (данные). В качестве физической среды в коммуникациях используются: металлы (в основном медь), сверхпрозрачное стекло (кварц) или пластик и эфир. Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель «витая пара», коаксиальные кабель, волоконно-оптический кабель и окружающее пространство.

В одной линии связи можно образовать несколько каналов связи (виртуальных или логических каналов), например, путем частотного или временного разделения каналов.

Канал связи - это средство односторонней передачи данных. Если линия связи монопольно используется каналом связи, то в этом случае линию связи называют каналом связи.

Канал передачи данных - это средства двухстороннего обмена данными, которые включают в себя линии связи и аппаратуру передачи (приема) данных. Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на проводные (воздушные), кабельные (медные и волоконно-оптические) и радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Недостатками проводных линий связи являются низкие скорость передачи данных и помехозащищенность, а также возможность простого несанкционированного подключения к сети. Поэтому в настоящее время проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии связи имеют достаточно сложную структуру. Они состоят из проводников, слоев экрана и изоляции. В некоторых случаях в состав кабеля входят разъемы, с помощью которых кабели присоединяются к оборудованию. Кроме этого, для обеспечения быстрой перекоммутации кабелей и оборудования используются различные электромеханические устройства, называемые кроссовыми секциями, кроссовыми коробками или шкафами.

В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам, что позволяет строить кабельную систему сети из кабелей и соединительных устройств разных производителей. Различают три типа кабелей: коаксиальный кабель, витая пара и волоконно-оптический кабель.

Выступление студента с докладом «Коаксиальный кабель», сопровождающимся показом презентации

Обобщая вышесказанное, можно сделать следующие выводы:

1. Коаксиальный кабель (coaxial cable) - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала, отделяющего центральный проводник от внешнего проводящего экрана (медной оплетки или слоя алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией и играет двоякую роль: он является экраном, защищающим внутреннюю жилу от внешних электромагнитных полей, а также по нему передаются информационные сигналы.

2. Различают два основных типа коаксиального кабеля:

• тонкий коаксиальный кабель (RG-58) - гибкий кабель диаметром около 6 мм (0,25 дюйма), прост в применении, способен передавать сигнал на расстояние до 185 м, волновое сопротивление 50 Ом, подключается непосредственно к палатам сетевого адаптера компьютера;

• толстый коаксиальный кабель (RG-8, RG-11) - относительно жесткий кабель с диаметром около 12 мм (0,5 дюйма), способен передавать сигналы на расстояние до 500 м, волновое сопротивление 50 Ом, для подключения к коннектору сетевой платы применяют внешний трансивер, кроме того этот вид кабеля плохо гнется, поэтому его сложно монтировать.

3. Коаксиальный кабель более помехозащищенный, чем витая пара и снижает собственное излучение. Его пропускная способность - 50-100 Мбит/с. Кроме того, несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре.

4. Коаксиальный кабель применяется, например, в локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа «общая шина».

5. Современные стандарты не считают коаксиальный кабель хорошим вариантом для построения структурированной кабельной системы зданий.

Для ускорения монтажа существуют готовые, изготовленные (заводским) промышленным способом, комплектные или подсобраные кабели. В случае необходимости применения нестандартного решения, недоступности готового комплектного изделия, монтажники прибегают к самостоятельной подготовке кабельной продукции и ее последующему подключению.

Оконцовки кабельной продукции, как правило, нуждаются в подготовке перед монтажом. Процесс подготовки кабеля к подключению называют разделкой кабеля. Чаще всего подразумевается удаление изоляции на требуемую длину, монтаж разъемов или кабельных наконечников, маркировка проводов, электро- и гидроизоляция оконцовок.

Просмотр видеофильма «Коаксиальный кабель: правила разделки и обжима»

Следующий тип кабеля, который мы рассмотрим, - витая пара.

Выступление студента с докладом «Кабель витая пара», сопровождающимся показом презентации

Итак:

1. Витая пара - кабель связи, который представляет собой скрученную пару или несколько пар проводников, заключенных в экранированную оболочку. Для подключения к сетевому адаптеру компьютера используется разъем RJ-45.

2. Различный шаг скручивания проводов снижает влияние внешних и взаимных помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю, поэтому витая пара является достаточно помехоустойчивой.

3. Различают четыре типа этого кабеля:

   • UTP - неэкранированная витая пара;

   • FTP - витая пара, экранированная общим внешним экраном из фольги;

   • STP - витая пара, экранированная внешним экраном из фольги и каждая пара дополнительно экранирована фольгой;

   • S/FTP - витая пара, экранированная внешним экраном из медной оплетки и каждая пара дополнительно экранирована фольгой.

4. Помимо типов существует семь категорий кабеля витая пара. В настоящее время на практике для построения локальных сетей и подключения к глобальной сети Internet повсеместно применяют кабель категории 5e, при этом данные передаются, как правило, только по двум парам (оранжевого и зеленого цветов).

5. Оболочка кабеля витая пара бывает трех цветов, которые обозначают область применения:

   • черный предназначен для прокладки вне помещений, при этом оболочка кабеля покрыта дополнительным слоем полиэтилена для защиты от внешних атмосферных воздействий;

   • серый предназначен для прокладки внутри помещений;

   • оранжевый цвет говорит о том, что оболочка выполнена из негорючего полимера.

6. Витая пара используется для передачи данных на скорости до 100 Мбит/с (категория 5), до 1000 Мбит/с (категория 6), до 50 Гбит/с (категория 7).

7. Достоинством кабеля является простота монтажа и невысокая стоимость, а недостатком - возможность простого несанкционированного подключения к сети.

Просмотр видеофильма «Обжим кабеля витая пара»

Последним представителем кабельных линий связи является волоконно-оптический кабель.

Выступление студента с докладом «Волоконно-оптический кабель», сопровождающимся показом презентации

На основании представленного доклада можно сделать следующие выводы:

1. Волоконно-оптический кабель - это кабель, состоящий из тонких (5-60 микрон) гибких стеклянных волокон, по которым распространяются световые сигналы. Волокна кабеля заключены в материал с низким коэффициентом преломления света, который закрыт внешней оболочкой.

2. Оптическое волокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон. На передающем конце оптоволоконного кабеля требуется преобразование электрического сигнала в световой, а на приемном конце обратное преобразование.

3. В зависимости от величины диаметра сердечника различают:

   • многомодовое волокно;

   • одномодовое волокно.

4. Волоконно-оптический кабель обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 20 Тбит/с), кроме того, он лучше других типов кабельных линий связи обеспечивает защиту данных от внешних помех. Несанкционированное подключение к волоконно-оптическому кабелю осуществить очень сложно. К недостаткам можно отнести сложность монтажа, небольшую механическую прочность и чувствительность к ионизирующим излучениям.

Просмотр видеофильма «Сварка волоконно-оптического кабеля»

Следует отметить, что из всех изученных на сегодняшнем занятии видов кабелей оптическое волокно считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной для передачи больших потоков информации на значительные расстояния.

V Закрепление материала

Тестовые задания по материалу занятия:

1. Определить по образцу кабеля его тип, дать ему краткую характеристику и описать алгоритм разделки данного типа кабеля.

2. Определить по образцу тип разъема, указать для какого кабеля может применяться данный разъем.

VI Подведение итогов. Оценка работы студентов

VII Домашнее задание

1. Кузин А.В. Компьютерные сети: учебное пособие/ А.В. Кузин. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2013. - с. 64-81.

2. Подготовка докладов и сообщений на темы:

   • Каналы передачи данных спутниковой связи;

   • Радиоканалы сотовой связи;

   • Радиоканалы передачи данных для локальных сетей;

   • Радиоканалы передачи данных Bluetooth.

VIII Заключительное слово преподавателя

На следующем занятии мы рассмотрим основные виды и характеристики радиоканалов наземной и спутниковой связи. Всем спасибо за работу. Урок окончен.

7