Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель (набор проводов, изолированных и защищённых оболочкой). Кабель имеет физические разъёмы. Кроме кабеля физической средой передачи данных может быть земная атмосфера или космическая пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.
В зависимости от среды передачи данных линии связи можно разделить на три группы:
1) Проводные (воздушные) линии связи — это провода без изолирующих и экранирующих оплёток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Они проводят телефонные и телеграфные сигналы. Скоростные свойства и помехозащищённость низкие. При отсутствии других каналов связи по ним передаются и компьютерные данные;
2) Радиоканалы земной и спутниковой связи — образуются с помощью передатчика и приёмника радиоволн. Может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там, где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно.
3) Кабельные — состоят из проводников, заключённых в несколько слоёв изоляции. В компьютерных сетях используют три основных типа кабеля:
а) Витая пара (скрученные пары медных проводников);
б) Коаксиальный кабель;
в) Оптоволокно.
Витая пара (Twisted pair) имеет до 4-х изолированных проводников в одной металлической оплётке или без неё. Каждая пара проводов для защиты от помех от соседних пар проводов и внешних источников скручивается с различным шагом – количеством витков на дюйм. Каждая пара состоит из провода (Ring) и провода (Tip). Каждая пара в оболочке имеет свой номер. Таким образом каждый провод можно идентифицировать как Ring1,Tip1, Ring2, Tip2.
Скорость передачи до 100мб/с. Кабель легко наращивается, однако отличается слабой устойчивостью к помехам, например, электронные шумы, создаваемые люминесцентными светильниками и движущимися лифтами. Различают два типа данного кабеля:
1) Экранированная (защищенная) витая пара — STP. Защита может осуществляться экранами двух типов:
2) Неэкранированная витая пара —UTP. Кабель UTP разделён на 5 категорий: чем выше категория кабеля, тем более эффективно он может передавать данные. Основное отличие категорий – кол-во витков каждой пары проводов.
Коаксиальный кабель состоит из двух проводников, окружённых изолирующими слоями:
1) центральный провод;
2) изолятор центрального провода;
3) экранирующий проводник;
4) внешний изолятор и защитная оболочка.
Различают два вида коаксиальных проводов:
а) толстый коаксиальный кабель (~10мм в диаметре), который обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики. Однако с ним связана трудность монтажа, так как он плохо гнётся;
б)тонкий коаксиальный кабель (~5мм в диаметре) обладает худшими, чем толстый характеристиками, но удобен в монтаже, хотя часто ломается в местах разъёма.
Оптоволоконный кабель – тонкие (от 5 до 15 микрон) волокна (стеклянные провода), по которым распространяются сигналы в виде световых импульсов.
Волоконно-оптические кабели обеспечивает наивысшую скорость передачи; они более надёжны, так как не подвержены потерям информации из-за электромагнитных помех. Являются наиболее перспективным типом кабельного соединения, так как имеют высокую скорость передачи (до 10 гигабит/с).
Недостатки оптоволокна в основном связаны со стоимостью его прокладки и эксплуатации, которые намного выше, чем для медной среды передачи данных.
Оптоволоконный кабель состоит из сердечника, сделанного из стекла (кварца), оболочки, окружающей сердечник, затем следует слой пластиковой прокладки и волокна из кевлара для придания прочности. Вся эта структура помещена внутрь тифлоновой или поливинилхлоридной «рубашки». Существует два типа оптоволоконных кабелей:
1) одномодовое;
2) многомодовое.
Основное отличие между ними заключается в толщине сердечника и оболочки. Одномодовый световод обычно имеет толщину порядка 8,3/125 мкр (сердечник/оболочка), многомодовый – 62,5/125 мкр.
Световой луч, распространяющийся по тонкому сердечнику одномодового кабеля, отражается от оболочки не так часто, как это происходит во многомодовом кабеле. Сигнал, передаваемый одномодовым кабелем, генерируется лазером, и представляет собой волну только одной длины, в то время как многомодовые сигналы, генерируемые световодом, переносят волны различной длины. Эти качества позволяют одномодовому кабелю функционировать с большей пропускной способностью и преодолевать расстояния в 50 раз длиннее по сравнению со многомодовым.