Kapitel 6. Kablar och icke-kablar

Innehållsförteckning
Inledning
Kabelegenskaper
Kablar till periferiutrustning
Kablar till datornätverk
Trådlösa alternativ
Sammanfattning

Vi har tidigare tittat på hur man kan "förpacka" data för att skicka det på olika sätt i olika kablar. I detta kapitel skall vi titta mer på själva kablarna och lite på de trådlösa alternativ som finns.

Inledning

Det finns massor av olika kablar. De flesta kablar finns naturligtvis för att de är speciellt bra på någonting men det finns också de som finns för att de en gång i tiden var bra på något. Det vill säga vissa kablar finns kvar på grund av att de varit vanliga en gång i tiden. Idag finns det dessutom en hel del trådlösa alternativ såsom radio, IR och Mobiltelefonnätet. Jag kallar dessa trådlösa alternativ för icke-kablar. Detta för att de på många sätt påminner om kablar och gör ofta samma sak men en del av själva finessen med dem är att de just inte är kablar.

I detta kapitel tittar vi närmare på kablarna och icke-kablarna och deras egenskaper.

Kabelegenskaper

En kabel har en mängd olika egenskaper. Alla påverkar på olika sätt hur bra den är i olika sammanhang. En kabel för att leda starkström mellan ett kärnkraftverk och någon typ av ställverk eller mellan två kontinenter har vid en första anblick inte mycket gemensamt med en ledning mellan två olika delar i ett elektroniskt armbandsur. Men om man tänker efter så är flera olika saker direkt jämförbara även om deras mätvärden inte ens kommer i närheten av varandra.

Båda kablarna har som uppgift att leda en ström. Den gigantiska kabeln från kärnkraftverket eller mellan kontinenterna måste kunna leda en enormt stor ström. Den måste också tåla väder och vara utformad så att man inte kan skada sig på den. Kabeln i klockan skall också leda en ström. Denna ström är bara en bråkdel av strömmen i den stora kabeln. Kabeln i klockan måste i stället vara tillräckligt tunn för att rymmas i klockan, den måste dessutom vara utformad så att den tål eventuella stötar som klockan kan komma att utsättas för.

Även om dessa kablar inte liknar varandra ser vi att samma storheter spelar in på dem. De skall leda en viss ström (Ampere). De får inte ha för stort motstånd (Ohm) och så vidare.

En annan aspekt på kablar som man måste tänka på är brandfarligheten. Ofta när man drar nätverk i större hus så blir det väldigt tjocka kabelbuntar i väggar och på skenor under tak. Ur brandsynpunkt finns det två material att välja på. PVC och Plenum, PVC är mer brandfarligt och kan utveckla giftig rök när det brinner. Plenum däremt är mindre brandfarligt. Plenum-kablar är betydligt dyrare än PVC-kablar.

De kanske viktigaste egenskaperna för kablar när det gäller datorkommunikation är att de har rätt antal ledare, att de inte har för stort motstånd över den längd de är avsedda för och att de inte är störningskänsliga så att de klarar de frekvenser de kommer att utsättas för. Det finns en mängd olika kablar.

Kablar till periferiutrustning

För att ansluta periferiutrustning till en dator finns det idag i huvudsak tre olika kabeltyper. Seriekabel, parallellkabel och USB-kabel.

Parallellkabel

Parallellkabeln kallas också för skrivarkabel och används huvudsakligen för att ansluta skrivare till en dator. Man kan också använda den till att ansluta andra saker som till exempel flyttbara hårddiskar, skannrar, och annat. Man kan även koppla ihop två datorer med en parallellkabel för till exempel filöverföring. Man skall tänka på att en parallellkabel inte kan vara speciellt lång (se avsnittet Parallell kommunikation i kapitel 3).

Seriekabel

Seriekabeln används oftast för att ansluta modem men den kan även användas för en mängd olika saker, som till exempel att ansluta en digitalkamera eller överföra filer. Seriekablar kan vara väldigt långa.

USB-kabel

USB Universal Serial Bus är ett gränssnitt som blir allt vanligare. I många fall ersätter det både seriekablar och parallellkablar. Både modem, kameror och skrivare ansluts allt oftare via USB. Det finns flera skillnader mellan den vanliga seriekabeln och USB. Den största skillnaden är att USB, som namnet antyder, är ett bussystem. Det gör att man inte har en kommunikation bara mellan två punkter utan man kan koppla in flera enheter på samma uttag.

Kablar till datornätverk

Det blir allt vanligare att man kopplar ihop flera datorer i ett datornät. De allra flesta nya datorer idag har nätverkskort eller modem och ansluts till ett nätverk.

Fortfarande är kablar det vanligaste sättet att bygga ett datornätverk även om trådlösa alternativ kommer starkt.

Twisted-pair (TP)

Twisted-pair eller partvinnad kabel, kallas vardagligt för TP-kabel, är den vanligaste typen av kabel i installationer inom byggnader. TP-kabel är är lätt att dra i byggnader och är ekonomiskt fördelaktig.

I en vanlig TP-kabel finns det 4 par ledare. Det finns dem med bara två par också men de används inte så ofta för datornätverk utan används oftast bara till telefontrafik. Som namnet antyder är ledarna i varje par tvinnade om varandra. Man kan känna detta om drar fingrarna längs en TP-kabel och man ser det tydligt om man klipper upp en bit kabel. Anledningen till att man tvinnar dem är att minska känsligheten för störningar, både för störningar utifrån, så kallad interferens, och inre störningar i kabeln, så kallad crosstalk. Kanske minns ni från fysiken hur ett elektromagnetiskt fält vrider sig runt kabeln. Genom att tvinna två kablar tar dessa magnetfält ut varandra och minskar risken för störningar.

Det finns två typer av TP-kabel, skärmad och oskärmad. Den skärmade varianten kallas för STP och den oskärmade för UTP. TP-kabel klarar överföringar på 10 - 155 Mbit/s. Det finns även de som klarar 1000Mbit/s.

Oskärmad TP-kabel (UTP)

Oskärmad TP-kabel brukar kallas UTP. Det kommer från engelskans Unshielded Twisted Pair. Den har normalt 8 ledningar (4 par). UTP kabel är mycket mjuk och följsam vilket gör den lätt (och billig) att installera i en byggnad.

Skärmad TP-kabel (STP)

Skärmad TP-kabel kallas STP som i Shielded Twisted Pair. Trots att ledarparen är tvinnade så är UTP-kabel känslig för störningar. Därför finns STP. Den ser likadan ut som UTP men har en skärm mellan ledarna och ytterhöljet. Denna skärm består oftast av aluminiumfolie eller kopparväv. STP blir, tack vare skärmen, lite stelare och svårare att installera. Men den är ändå relativt lättinstallerad. STP är också dyrare är UTP.

Koaxialkabel (Koax)

Koaxialkabel är en kabel med en ledare i mitten. Runt denna finns en isolator och utanpå den en skärm. Ytterst finns ett skyddande och isolerade hölje. Ledningarnas centrumaxel sammanfaller vilket är bra eftersom den elektromagnetiska strålningen, som kan störa, blir minimal.

Koaxialkabel är styvare än TP-kabel och är därför svårare att installera. Svårare är i detta fall lika med dyrare.

Fiberoptisk kabel (Fiber)

Fiberoptisk kabel har en kärna av glas eller plast som släpper igenom ljus mycket bra. Ljus i ena änden på kabeln tar sig blixtsnabbt igenom kabeln och kan registreras på andra sidan.

Fiberoptisk kabel är billig och har en enorm kapacitet som vida överstiger de andra kablarna. Dock är fiberoptisk kabel svårare att hantera, till exempel behövs speciella verktyg för att skarva kabeln. Ledaren är extremt känslig, både för böjning och för slag. Fiberoptisk kabel skall installeras av proffs.

Fiberoptisk kabel är det vanligaste alternativet idag vid snabbare internetförbindelser.

Trådlösa alternativ

Kablar har många nackdelar. Till exempel så kostar de en hel del. Även om kostnaden för kabeln kanske inte är så stor så kostar den att installera. Vidare är kablar svåra att dölja vid en installation. Man vill ju inte ha kablar kors och tvärs överallt i en lokal. Kablar är inte heller så flexibla för användaren. Skall man gå från sitt skrivbord till soffan eller fika-bordet och vill ha sin laptop med sig blir det krångligt med sladdar. Har man trådlöst nätverk till sin dator underlättar det avsevärt.

Och sist men inte minst. Sladdar och kablar kan inte ligga still bredvid varandra utan att bilda trassel, bara det kan motivera ett byte till trådlösa alternativ. Man skall dock vara medveten om problemen.

Trådlös kommunikation kan låta som himmelriket men är förknippat med en hel del problem. För det första får man räkna med att kapaciteten minskar mot kabelalternativ och framför allt att säkerheten som regel minskar. Man måste ta detta i beaktande innan man beslutar sig för att upprätta en trådlös kommunikation.

Infrarött ljus (IR)

Infrarött ljus kan användas för att överföra data mellan olika enheter som stödjer detta. Vanligast är att det används för att föra över information mellan små enheter som till exempel handdatorer. Det är också vanligt att det används för att ansluta pereferienheter, framför allt skrivare, till bärbara datorer för att slippa hålla på med kablar. Det går också att använda IR för att föra över filer mellan bärbara datorer. En nackdel med IR är att det måste vara fri sikt mellan sändaren och mottagaren och att dessa är ganska riktingskänsliga. Det blir vanligare och vanligare att Bluetooth tar över där IR tidigare varit vanligt.

Radio

Radio är det vanligaste alternativet när det gäller att sätta upp trådlösa nätverk, så kallade Wireless LAN eller WLAN. Eftersom man oftast använder radio till dessa kallas de ibland för radio-LAN. De standarder som är vanligast inom detta område kommer från IEEE (http://www.ieee.org/) och är en familj av protokoll under namnet IEEE 802.11 (http://www.ieee802.org/11/). Kapaciteten beror på vilken standard man använder sig av. Vanligast idag är IEEE 802.11b som tillåter 11 Mbit/s men betydligt snabbare finns.

Till 802.11 togs en standard fram för att höja säkerheten. Den kallas WEP Wireless Equivalence Privacy och följer med de flesta produkter. Namnet antyder syftet med den, den är avsedd att höja säkerhetsnivån till den som motsvaras av ett kabelburet nätverk. Det vill säga, inte perfekt, men bra nog för de flesta. Tyvärr har det visat sig att den har stora brister varför WEP enbart inte räcker för att göra ett trådlöst nät speciellt säkert.

Bluetooth (Blåtand)

Bluetooth, eller Blåtand som det också kallas, är en standard som från början togs fram av Ericsson. Nu styrs standarden av ett större organ med över 100 medlemmar.

Bluetooth är inte direkt menat för datornätverk även om det idag kan användas till det. Bluetooth är avsett för det som brukar kallas personliga nätverk. Det vill säga nätverk som bara används av en person. Det kan vara till exempel mellan en telefon och ett headset, mellan en handdator/ljudspelare och hörlurar eller mellan en dator och en datormus. Eftersom det är avsett för dessa små nätverk har Bluetooth väldigt begränsad räckvidd. Upp till 10 eller 100 meter beroende på utrustning.

Bluetooth är idag mycket vanligt i till exempel mobiltelefoner och handdatorer. I vanliga datorer är det ännu inte lika vanligt men väntas komma där med.

Mobiltelefon

Ofta vill man komma åt sina nätverk var man än befinner sig. I dagsläget är det enda rimliga alternativet för detta att använda sig av mobiltelefonnätet. Det finns flera sätt att ansluta till ett datornätverk via mobiltelefonen. Till exempel kan man använda den som en helt vanlig telefon och ringa upp ett modem precis som med en vanlig telefon. Dock skall man tänka på att hastigheten i det fallet inte blir lika snabb som med en vanlig telefon eftersom mobiltelefonnätet inte förmedlar lika mycket information (bandbredd).

Eftersom man inte kan utnyttja mobiltelefonnätet så bra för datorkommunikation på traditionellt sätt så har nya tekniker tagits fram som nyttjar samma infrastruktur. Det vanligaste idag är GPRS. GPRS är ett paketförmedlat system som kan användas samtidigt som man talar i telefonen. Det har en hastighet på 9-160 kbit/s beroende på belastning i systemet.

I det nya mobiltelefonnätet UMTS, även kallat 3G. UMTS använder ett mycket större frekvensområde än dagens mobiltelefoner GSM och är bland annat mer lämpligt för datatrafik.

Sammanfattning

Det finns en mängd olika kablar som alla är bra på olika saker. Inom datorkommunikationen har vi flera olika alternativ. I dag är olika typer av TP-kabel och fiberoptisk kabel det vanligaste.