Почему коаксиальные кабели использовались для сетей?

Часто, если старые стандарты устаревают, это происходит потому, что они заменяются более новыми технологиями. В прошлом сетевое взаимодействие осуществлялось с использованием коаксиального кабеля вместо витой пары, используемой сегодня. Почему они использовали более дорогой коаксиальный кабель? Похоже, что технологии витой пары в то время не существовало, поэтому технологические достижения, похоже, не являются причиной.

Коаксиальный кабель использовался из-за его контролируемого импеданса, его полосы пропускания и его экранирующих свойств.

Конечно, витая пара существует очень давно, в основном она используется для передачи звуковых частот в телефонной проводке. Это не то, где технический прогресс требовался. Чтобы компенсировать потери в витой паре и проблемы с импедансом, потребовались серьезные технологические усовершенствования в электронике, используемой для взаимодействия с ней (например, высокоскоростные адаптивные эквалайзеры), чтобы сделать ее более рентабельной, чем коаксиальная.

Неэкранированная витая пара (телефонные кабели CAT1 и CAT2) в то время (в начале 80-х) не имела достаточной производительности, а для коаксиального кабеля (10Base2, 10Base5) не требовались концентраторы (которые тогда были довольно дорогими). Когда 10BaseT был ратифицирован (CAT3), цена на концентраторы (и переключатели впоследствии) снизилась из-за массового производства.

Проблема не в кабельной разводке. Проблема в относительной стоимости электроники по сравнению с кабелями. В то время существовала витая пара, так как она использовалась для телефонных линий в течение длительного времени.

Тем не менее, идея иметь отдельный аппаратный компонент, выполняющий переключение в середине, используя топологию «звезда», используемую сегодня для витой пары, добавит стоимость и сложность к технологии, которая уже была довольно сложной. Подсоединение коаксиального кабеля к каждой из машин и обращение с ним как с истинной средой означало, что вам нужно было установить только один сетевой интерфейс на каждом компьютере. В то время, когда интегральные схемы, транзисторы и печатные платы были относительно дороже, чем кабели, без использования центрального концентратора / коммутатора экономия затрат.

Неэкранированная витая пара существует до тех пор, пока существуют телефонные линии, но изначально она была разработана для подавления шумов на звуковых частотах. Он не был разработан с правильным количеством поворотов для подавления шума на высокоскоростных цифровых частотах Ethernet. Однако коаксиальный кабель долгое время использовался для различных радиочастотных применений, и его свойства подавления шума на этих частотах были хорошо поняты.

Кроме того, существующий коаксиальный кабель может обеспечивать межсоединение на расстоянии от 0,2 км до 0,5 км. Возможность передачи на большие расстояния без дорогостоящего ретранслятора имеет решающее значение при подключении большого здания или кампуса, которые были их первоначальными целями.

Первые инженеры, которые изобрели технологию Ethernet, просто обратились к кабельному продукту, который, как они знали, мог надежно выполнить свою работу. Сначала заставьте это работать, а потом заботьтесь о том, чтобы сделать его лучше.

Витая пара не существовала в «начале». Был толстый коаксиал ( 10base5 ), позже тонкий коаксиальный кабель ( 10base2 ) и даже позже UTP / FTP / STP (неэкранированная, фольгированная, экранированная витая пара) ( 10baseT, 100BaseT, 1000BaseT, 10GBaseT, ... ).

Витая пара намного дешевле, чем коаксиальная, и она учитывала звездную архитектуру, а не архитектуру шины. Преимущество звездной архитектуры состоит в том, что в случае отказа кабеля (или терминатора) будет затронуто только одно устройство, а остальные будут продолжать работать. И администрирование намного проще.

Установленная база для структурированных кабелей UTP огромна, и установка кабелей в зданиях часто является основной частью стоимости сети. Поэтому компании требуют, чтобы сетевые поставщики продолжали разрабатывать оборудование, которое можно использовать с уже имеющимся (структурированным) кабелем UTP. Сегодня вы видите переход от проводной сети к беспроводным сетям (WiFi), во многих новых офисных зданиях установлены очень ограниченные кабели передачи данных, часто только в центральные места, откуда питаются точки доступа WiFi (и потерянный телефон).

Не уверен, что оригинальная кабельная система ICS для Token Ring была ранним вариантом витой пары (вероятно, была), но она, безусловно, была более толстой и имела меньше проводов, чем то, что мы знаем как UTP.

Из истории Ethernet

И вот 22 мая 1973 года родился Ethernet. После нескольких месяцев усилий, основанных на идеях Меткалфа и помощи Боггса в разработке и отладке необходимого сетевого оборудования, 11 ноября был запущен первый работающий прототип Ethernet - система CSMA / CD со скоростью 2,94 Мбит / с, соединяющая более 100 рабочих станций по кабелю длиной 1 км. 1973. Основываясь на достигнутом успехе, Xerox в 1975 году запатентовал Ethernet.

В 1973 году модемы удаленного доступа с использованием витой пары имели скорость 0,0012 Мбит / с или 0,0003 Мбит / с, и 2400 (0,0024 Мбит / с) было ожидаемым максимально достижимым. Каждая витая пара поддерживает только 2 рабочие станции, по одной на каждом конце. Преимущество состояло в том, что на этих скоростях расстояния, намного превышающие 1 км, были достижимы по коммутируемой сети.

Поэтому, хотя «технология витой пары существовала тогда», вводить в заблуждение сравнение с ранним Ethernet вводит в заблуждение.

Другим важным достижением, которое позволило использовать UTP для сигналов низкого напряжения, является стоимость трансформаторов по сравнению с ИС, используемыми для дифференциальной балансировки, что значительно снижает требования к экранированию и изоляции. Все это железо и медь было дорого приобретать в качестве сырья и отправлять в виде готового продукта.