तार वाले (गाइडेड) माध्यम
गाइडेड माध्यम में सिग्नल भौतिक केबल के साथ चलता है।
ट्विस्टेड पेयर केबल
दो कुचालक-ढके तांबे के तार आपस में ऐंठे हुए; एक केबल में कई जोड़े। ऐंठन पास के तारों का शोर (noise) घटाती है। प्रकार: UTP (बिना ढाल) और STP (ढाल वाला, कम शोर)। सस्ता और लगाने में आसान; LAN और टेलीफ़ोन में। कम दूरी (लगभग 100 m) और कम स्पीड।
कोएक्सियल केबल
तांबे का कोर, कुचालक परत, बुनी धातु की ढाल और बाहरी आवरण। ढाल बाहरी शोर रोकती है। केबल TV में। दूरी और स्पीड में ट्विस्टेड पेयर से बेहतर, पर मोटी और महँगी।
ऑप्टिकल फ़ाइबर
काँच या प्लास्टिक के पतले रेशे जो पूर्ण आंतरिक परावर्तन से डेटा को प्रकाश स्पंदों के रूप में ले जाते हैं। बहुत तेज़, बहुत दूर तक, बिजली का शोर नहीं, चुराना कठिन। पर महँगा, नाज़ुक और जोड़ना कठिन।
बेतार (अनगाइडेड) माध्यम
अनगाइडेड माध्यम में सिग्नल हवा या अंतरिक्ष से चलते हैं।
- रेडियो तरंगें (लगभग 3 kHz – 1 GHz): सब दिशाओं में फैलती हैं, दीवार पार करती हैं, दूर जाती हैं। FM रेडियो, Wi-Fi, मोबाइल में। इनमें दख़ल (interference) आसान।
- माइक्रोवेव (लगभग 1 – 300 GHz): सीधी रेखा (line of sight) में, इसलिए टावर एक-दूसरे को दिखने चाहिए। उपग्रह लिंक और लंबी दूरी के टावरों में। इमारत पार नहीं करतीं; बारिश का असर।
- इन्फ्रारेड (300 GHz – 400 THz): बहुत कम दूरी, सीधी रेखा, दीवार पार नहीं। TV रिमोट में। कमरे के बाहर से चोरी-छिपे सुनना कठिन।
ब्लूटूथ पास के उपकरणों के लिए कम दूरी की रेडियो तकनीक है।
कंप्यूटर को जोड़ने वाले उपकरण: मॉडेम, ईथरनेट कार्ड, RJ45, Wi-Fi कार्ड
- मॉडेम (MOdulator–DEModulator): कंप्यूटर डिजिटल सिग्नल देता है; टेलीफ़ोन और केबल लाइनें एनालॉग सिग्नल ले जाती हैं। भेजते समय मॉडेम डिजिटल को एनालॉग में मॉड्युलेट करता है, और पाते समय एनालॉग को डिजिटल में डिमॉड्युलेट।
- ईथरनेट कार्ड / NIC (Network Interface Card): कंप्यूटर में लगा कार्ड जो उसे तार वाले नेटवर्क से जोड़ता है। हर NIC का अनोखा 48-बिट MAC एड्रेस होता है।
- RJ45 (Registered Jack 45): ईथरनेट ट्विस्टेड-पेयर केबल के सिरे पर 8-पिन प्लग जो NIC पोर्ट में लगता है।
- Wi-Fi कार्ड: छोटे एंटीना वाला बेतार NIC जो रेडियो तरंगों से कंप्यूटर को Wi-Fi नेटवर्क से जोड़ता है।
डेटा ले जाने और दिशा देने वाले उपकरण: रिपीटर, हब, स्विच, राउटर, गेटवे
- रिपीटर: लंबी केबल पर सिग्नल कमज़ोर (attenuate) हो जाते हैं। रिपीटर कमज़ोर सिग्नल लेकर उसे फिर बनाता है और पूरी ताक़त से आगे भेजता है।
- हब: LAN में कई कंप्यूटर जोड़ता है। एक पोर्ट पर आया डेटा हर पोर्ट पर कॉपी होता है। सरल, पर फ़ालतू ट्रैफ़िक और टकराव। सक्रिय हब सिग्नल बढ़ाते हैं; निष्क्रिय नहीं।
- स्विच: यह भी कंप्यूटर जोड़ता है, पर गंतव्य MAC एड्रेस पढ़कर डेटा केवल सही पोर्ट पर भेजता है। कम ट्रैफ़िक, ज़्यादा सुरक्षित, हब से तेज़।
- राउटर: अलग-अलग नेटवर्क जोड़ता है (जैसे घर का LAN और इंटरनेट)। हर पैकेट का IP एड्रेस पढ़कर सबसे अच्छा रास्ता चुनता है।
- गेटवे: नेटवर्क का प्रवेश/निकास द्वार जो अलग प्रोटोकॉल वाले नेटवर्क जोड़ता है और उनके बीच अनुवाद करता है। घर का राउटर अक्सर इंटरनेट का गेटवे भी होता है।
करके देखें: घर या स्कूल में माध्यम और उपकरण पहचानिए
घर या कंप्यूटर लैब में घूमिए। ढूँढिए: RJ45 प्लग वाली नीली/धूसर ईथरनेट केबल, गोल TV केबल (कोएक्सियल), इंटरनेट कंपनी का फ़ाइबर डिब्बा, Wi-Fi राउटर के एंटीना, और TV रिमोट (इन्फ्रारेड)। तालिका बनाइए: वस्तु, तार या बेतार, क्या करती है। फिर 3D के आख़िरी कदम में हब, स्विच और राउटर से संदेश भेजकर देखिए किसे मिलता है।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- गाइडेड: ट्विस्टेड पेयर < कोएक्सियल < ऑप्टिकल फ़ाइबर (स्पीड और दूरी)
- अनगाइडेड: रेडियो (सब दिशाएँ) · माइक्रोवेव (सीधी रेखा) · इन्फ्रारेड (कम दूरी)
- हब → सब पोर्ट · स्विच → एक पोर्ट (MAC) · राउटर → नेटवर्कों के बीच (IP) · गेटवे → प्रोटोकॉल के बीच
- मॉडेम: डिजिटल ↔ एनालॉग
हल किए गए उदाहरण
1. 5 km दूर दो इमारतों को बहुत तेज़ स्पीड से जोड़ने के लिए कौन-सा माध्यम? क्यों?
ऑप्टिकल फ़ाइबर। यह लंबी दूरी तक बहुत तेज़ प्रकाश से डेटा ले जाता है और बिजली के शोर से प्रभावित नहीं होता।
2. TV रिमोट दूसरे कमरे से क्यों नहीं चलता?
यह इन्फ्रारेड उपयोग करता है, जो कम दूरी पर सीधी रेखा में ही चलता है और दीवार पार नहीं करता।
3. 4-पोर्ट हब पर कंप्यूटर A, C को डेटा भेजता है। किन्हें मिलेगा? स्विच हो तो?
हब: B, C, D सबको मिलेगा (हब हर पोर्ट पर कॉपी करता है); केवल C रखेगा। स्विच: केवल C को (स्विच C का MAC एड्रेस उपयोग करता है)।
4. स्कूल की LAN केबल दो लैबों के बीच 180 m चलती है और डेटा खो रहा है। कौन-सा उपकरण ठीक करेगा?
बीच में रिपीटर, क्योंकि ट्विस्टेड पेयर का सिग्नल लगभग 100 m के बाद कमज़ोर हो जाता है।
5. कौन-सा उपकरण स्कूल LAN को इंटरनेट से जोड़कर पैकेटों का रास्ता चुनता है?
राउटर (IP एड्रेस पढ़कर नेटवर्कों के बीच पैकेट भेजता है)।
6. टेलीफ़ोन लाइन वाले इंटरनेट में मॉडेम क्यों चाहिए?
कंप्यूटर डिजिटल सिग्नल भेजता है पर फ़ोन लाइन एनालॉग ले जाती है। मॉडेम डिजिटल को एनालॉग और वापस बदलता है।
आम गलतियाँ
- कहना कि हब केवल लक्ष्य को डेटा भेजता है; यह स्विच का काम है।
- राउटर और स्विच मिलाना: स्विच एक नेटवर्क के अंदर (MAC); राउटर अलग नेटवर्कों के बीच (IP)।
- सोचना कि माइक्रोवेव इमारतें पार करती हैं; उन्हें सीधी रेखा चाहिए।
- RJ45 को केबल कहना; यह केबल पर लगा प्लग (कनेक्टर) है।