Построим современные ЛВС (LAN, WLAN) на основе сетевой технологии локальных сетей Gigabit Ethernet, – обеспечивающей скорость передачи 1Гб/с.
Монтаж сетей, основной принцип.
Прокладка кабеля.| Эти меры позволяют уменьшить затухание сигнала в кабеле: | |
| как можно меньше изгибов с малым радиусом закругления; меньше соединений; |
|
| Основные правила прокладки кабеля определяются требованиями стандартов ISO/IEC 11801 и ANSI/TIA/EIA-568A.
Прокладка витой пары имеет ряд особенностей. Например: кабель витая пара UTP, имеет максимально допустимый радиус изгиба восемь внешних диаметров кабеля. Более сильный изгиб приводит к нарушению изоляции кабеля и увеличению интенсивности внешних наводок. |
|
Покупая кабель (витая пара), важно знать!
Почему важна медь? Примеры.
* Категории UTP, FTP, STP кабеля витых пар применяемых в сетях »
* Топологии локальных сетей »
* Разновидности пассивного оптоволоконного оборудования »
Технологии Ethernet в сетях.
| Уровни | Ethernet 10BASE-T | Fast Ethernet | Gigabit Ethernet |
| 1. Конечного пользователя (между устройством конечного пользователя и устройством рабочей группы) | Обеспечивают соединение: ▪ между устройствами конечного пользователя и коммутаторами уровня пользователя |
Предоставляют высокопроизводительным (PC) доступ к серверам со скоростью 100 Мбит/с | |
| 2. Уровень рабочей группы (соединение устройства рабочей группы с магистралью) | На этом уровне, как правило, не используются | Обеспечивают соединение: ▪ между конечным пользователем и рабочей группой; ▪ блоком серверов и магистралью |
Обеспечивают высокоскоростные каналы между: ▪ рабочей группой и магистралью; ▪ высокоскоростные каналы к блоку серверов |
| 3. Уровень магистрали | На этом уровне, как правило, не используются | Cоединения с приложениями, которым требуется небольшая или средняя ширина полосы пропускания (low to medium volume) | Обеспечивают соединения между высокоскоростными магистралями и сетевыми устройствами |
| В современных сетях, несмотря на возможность обеспечить соединения по технологии Gigabit Ethernet от магистрали вплоть до конечного пользователя, стоимость кабелей и портов коммутаторов могут сделать такое решение практически неосуществимым. Перед принятием решения в такой ситуации необходимо правильно определить потребности сети. Например, в сети, работающей с традиционными Ethernet скоростями, легко может возникнуть переполнение, если в ней будут работать программные продукты нового поколения: мультимедиа, графические приложения и системы управления базами данных. В целом Ethernet технологии могут быть использованы в территориальных LAN сетях несколькими приведенными ниже способами. |
На уровне пользователя достаточно высокая производительность может быть получена с использованием соединений Fast Ethernet. Технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet могут быть использованы для клиентов или серверов, которым требуется широкая полоса пропускания. |
Используйте репитер в качестве усилителя сигнала!
| Усиливаясь коммутатором, пакеты с данными постепенно затухают и искажаются. Поэтому, сигнал может пройти не более четырёх коммутаторов. Максимальное расстояние, на которое можно проложить витую пару, используя сетевые коммутаторы, составляет 900 метров. | |
 |
если расстояние, на которое необходимо протянуть сеть превышает возможности четырёх коммутаторов, необходимо использовать репитер. Репитер пересчитывает пакеты данных заново, что позволяет подключить ещё четыре коммутатора. применяя репитеры и сетевые коммутаторы, можно проложить витую пару практически на неограниченное расстояние; в ниже приведённой схеме использованы switch/hab, так как их так же возможно применять в роли репитера. |
Схема, - прокладываем ЛВС свыше 300 метров.
Схема локальной вычислительной сети для офиса.
Проверка (прозвонка) сетевого кабеля.
Если есть возможность, проложите сетевой кабель в металлической или пластмассовой трубе. Это защитит его от случайных повреждений, грызунов.
Как найти тот самый кабель, провод или жилу в куче проводов?
 |
Аналоговый генератор тона для отправки тоновых сигналов и отслеживания провода на неактивных сетях, и, в частности, для идентификации пар при помощи технологии SmartTone®. Зажимы с расположенными под углом иголками для прокола изоляции облегчают доступ к проводам, а соединитель RJ-11 идеально подходит для использования в телефонных гнездах. Мощный динамик на сетевом датчике позволяет слышать звук через гипсокартон, дерево и другие преграды, что ускоряет и упрощает поиск проводов. Вы можете послать мощный тоновый сигнал на расстояние до 16 километров, - практический любой кабель! |
| Генератор тона удобен в случае, когда прокладывается огромная сеть, где куча всяких кабелей и проводов, которые ко всему прочему еще и необходимо маркировать. Вот тут и приходит к нам в помощь этот "волшебный" приборчик! | |
Обжим витой пары.
 |
 |
 |
 |
| rj-45 cat.5 | crimper | stripper | twisted couple |
  |
 |
||
| rj-45 cat.6 (23AWG) | rj-45 cat.6, 6a, 7 (22/23AWG) | ||
Обжатый прямой патч-корд (интернет по двум витым парам)
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Кроссовер в компьютерных сетях (crossover) - обжатый коммутационный шнур по схеме EIA/TIA-568A - EIA/TIA-568B для прямого соединения сетевых плат (сетевая карта, сетевой адаптер или Ethernet-адаптер) двух компьютеров, т.е. - это коммутационный кабель или патч-корд соединяющий два компьютера в локальную сеть непосредственно между собой без использования сетевых концентраторов (хабов).
Витая пара (англ. twisted pair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), для уменьшения взаимных наводок при передаче сигнала, и покрытых пластиковой оболочкой. Один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, ARCNet и Token ring.
В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в установке, является самым распространённым для построения локальных сетей.
(между парами виден разделительный корд)
В зависимости от наличия защиты - электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:
Неэкранированная витая пара (UTP - Unshielded twisted pair)
Экранированная витая пара (STP - Shielded twisted pair)
Фольгированная витая пара (FTP - Foiled twisted pair)
Фольгированная экранированная витая пара (SFTP - Shielded Foiled twisted pair)
В некоторых типах экранированного кабеля защита может использоваться ещё и вокруг каждой пары, индивидуальное экранирование. Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
В дополнение к этому кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы, а во втором - из нескольких.
Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т.д. с последующим оконечиванием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для "врезания" в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше.
В свою очередь многожильный кабель плохо переносит "врезание" в разъемы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручиваниях. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (PatchCord), соединяющих периферию с розетками. Кроме того, многожильный провод оказывает меньшее сопротивление высокочастотному сигналу (Скин-эффект).
Кабели на основе витой пары медные неэкранированные делятся по своим электромеханическим свойствам на 5 категорий.
Кабель категории 1 применяется в случаях, где требования к скорости передачи данных минимальны. Обычно он применяется для аналоговой и цифровой передачи голоса и низкоскоростной передачи данных.
Кабель категории 3 стандартизирован в 1991 году. Тогда был разработан Стандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий (EIA-568), впоследствии на его основе создан стандарт EIA-568A. Этот стандарт определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частоты 16 МГц, что обеспечивает работу данного кабеля с высокоскоростными сетевыми приложениями. Кабель категории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса. Шаг скрутки проводов равен три витка на 30,5 см. На основе этого кабеля построено большинство кабельных систем офисных зданий, по которым осуществляется передача голоса и данных.
Кабель категории 4 - это улучшенный вариант предыдущей категории. Этот кабель должен выдерживать тесты на частоте передачи сигнала 20 МГц, при этом обеспечивать хорошую помехоустойчивость и низкие потери сигнала. Эта категория хорошо подходит для систем с увеличенным до 135 метров расстоянием, а также в сетях Token Ring с пропускной способностью 16 Мбит/с. Однако на практике почти не используется.
Кабель категории 5 специально разработан для поддержки высокоскоростных протоколов. Их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. На кабель категории 5 ориентированно большинство высокоскоростных стандартов. С ним работают протоколы со скоростью передачи данных 100 Мбит/с FDDI с физическим стандартом TP-PMD, Fast Ethernet, 100VG- AnyLAN и более скоростные протоколы АТМ со скоростью 155 Мбит/с, а также вариант Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. Вариант Gigabit Ethernet на основе витой пары с использованием 4-жильного кабеля UTP стал стандартом в 1999 году. Кабель категории 5 пришел на смену третьей категории, и в настоящее время кабельные системы крупных зданий строятся на этом типе кабеля в сочетании с волоконно-оптическим.
Кабели UTP выпускаются в 2- и 4-парном исполнении. Каждая пара такого кабеля имеет свой шаг скрутки и определенный цвет. В 4-парном исполнении две пары предназначены для передачи данных и еще две для передачи голоса.
Для соединения кабелей используются розетки и вилки RJ-45, которые представляют собой восьмиконтактные разъемы и внешне похожи на телефонные разъемы.
Основное назначение этого кабеля - поддержка высокоскоростных протоколов на отрезках кабеля большей длины, чем UTP-кабель категории 5, максимальная длина сегмента которого не должна превышать 100 метров. Кабель категории 7 вряд ли целесообразен к применению: стоимость сети на его основе близка к стоимости сети на оптоволокне, а характеристики оптоволоконных кабелей выше. Поэтому, вероятно, в ближайшем будущем он постепенно уйдет, оставшись только в истории развития кабелей.
Кабели на основе экранированной витой пары STP хорошо защищают от внешних помех передаваемые сигналы. Заземляемый экран, использующийся в этом типе кабеля, усложняет прокладку, так как требует качественного заземления и удорожает сам кабель. Экранированный кабель применяется только для передачи данных.
Основной стандарт, определяющий параметры экранированной витой пары, это фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы (Type 1-type 9). Из них основной - это кабель Type 1. Он состоит из двух пар проводов и экранирующей проводящей оплетки, которая заземляется. Кабель STP Type 1 включен в международные стандарты.
Экранированные пары используются также в кабеле Type 2 . Этот кабель аналогичен Type1, c добавленными в него двумя парами неэкранированных проводов для передачи голоса. К оборудованию эти кабели подключаются с помощью разъемов конструкции IBM.
Не все кабели стандарта IBM экранированные. Например, Type 3 определяет характеристики неэкранированного телефонного кабеля, а Type 5 - оптоволоконного.
В настоящее время это наиболее распространённый сетевой проводник. По структуре он имеет 8 медных проводников, перевитых друг с другом, и хорошую плотную изоляцию из поливинилхлорида (ПВХ). Обеспечивает высокую скорость соединения - до 100 мегабит/с (Около 10-12 Мб/Сек) или до 200Мбит в режиме full-duplex. При использовании гигабитного оборудования достижимы скорости до 1000 Мбит.
Существует неэкранированная (UTP) и экранированная (STP) витая пара, помимо обычной изоляции у второго типа витой пары существует защитный экран, по структуре и свойствам напоминающий фольгу. При соответствующем заземлении экранированная витая пара обеспечивает отличную защиту от электромагнитных помех, даже при проводке STP вблизи электрораспределительного щитка и линий высокого напряжения отмечалась стабильная работа сети на скоростях свыше 90 Мбит. В случае если STP кабель не заземлен то экран наоборот выступает, усиливает воздействие наводок выступая в качестве антенны.
Кабель легко ремонтируется и наращивается. Несмотря на то, что по стандартам восстановлению поврежденный участок не подлежит, даже имея многочисленные участки восстановленных разрывов, сеть на витой паре работает стабильно, хотя скорость связи несколько падает. Кроме этого, в основанных на витой паре сетях можно использовать различные нестандартные проводники, позволяющие получить новые характеристики и свойства сети.
Обычная витая пара не предназначена для проводки на улице. Перепады температур, воздействие влаги и других природных факторов могут привести к постепенному разрушению изоляции и снижению ее функциональных качеств, что, в конечном счете, приведет к выходу сегмента сети из строя. В среднем сетевой кабель выдерживает на открытом воздухе от 3 до 8 лет, причем скорость сети начнет падать задолго до полного выхода кабеля из строя. Для использования на открытом воздухе нужно использовать специальную витую пару для открытой проводки.
Достаточно хорошо подходит для проводки на открытом воздухе кабель полевой П-296. Помимо того, что его изоляция не боится воды, высоких и низких температур, кабель сам по себе очень прочный (выдерживает нагрузку до 200 килограмм) и его можно протягивать без поддерживающего троса на длину до 100 метров. Неоспоримым достоинством является то, что используя П-296, можно обеспечивать устойчивую связь на сегменте сети до 500 метров.
По своему происхождению, П-296 - кабель армейской связи. Имеет 4 изолированные жилы, экран, защитную стальную оплетку (сетка из каленой проволоки) и внешнюю пластиковую оболочку. Кабель по-военному неприхотлив: Максимальная длина соединения до 500 метров. Скорость передачи данных 10-100 Мбит/с.
Выдерживает максимум 200 кг на разрыв, поэтому его можно подвешивать без троса на расстояния 50-100 метров. Кабель допускает прокладку на длительное время в грунт, по земле, подвеску на опорах или местных предметах, а также прокладку через водные преграды глубиной не более 10 м.
Сравнительные характеристики сетевых проводников
| Тип кабеля
(10 Мбит/с = около 1 Мб в сек) |
Скорость передачи данных (мегабит в секунду) | Макс официальная длина сегмента, м | Макс неофициальная длина сегмента, м* | Возможность восстановления при повреждении наращивание длины | Подверженность помехам | Стоимость |
| Витая пара | ||||||
| Неэкранированная Витая пара | 100/10/1000 Мбит/с | 100/100/100 м | 150/300/100 м | Хорошая | Средняя | Низкая |
| Экранированная витая пара | 100/10/1000 Мбит/с | 100/100/100 м | 150/300/100 м | Хорошая | Низкая | Средняя |
| Кабель полевой П-296 | 100/10 Мбит/с | —— | 300(500)/>500 м | Хорошая | Низкая | Высокая |
| Четырехжильный телефонный кабель | 50/10 Мбит/с | —— | Не более 30 м | Хорошая | Высокая | Очень низкая |
| Коаксиальный кабель | ||||||
| Тонкий коаксиальный кабель | 10 Мбит/с | 185 м | 250(300) м | Плохая Требуется пайка | Высокая | Низкая |
| Толстый коаксиальный кабель | 10 Мбит/с | 500 м | 600(700) | Плохая Требуется пайка | Высокая | Средняя |
| Оптоволокно | ||||||
| Одномодовое оптоволокно |
100-1000 Мбит |
До 100 км | —- | Требуется спец оборудование |
Отсутствует | |
| Многомодовое оптоволокно |
1-2 Гбит | До 550 м | —- | Требуется спец оборудование |
Отсутствует | |
*- Передача данных на расстояния, превышающие стандарты, возможна при использовании качественных комплектующих.
Прокладываем сеть на большие расстояния
Устойчивая связь при использовании витой пары на скорости 100 Мбит сохраняется на расстоянии до 100 метров, 10 мегабит до 500.
Качественное сетевое оборудование позволят увеличить длину отрезка ещё на 30-50 метров.
Если в качестве сетевого проводника применять кабель полевой П-296 или аналогичный, дальность устойчивого может достигать 500 метров на скорости около 80 Мбит, и около 700 метров - 10 Мб.
Перед монтажом кабеля можно провести тестирование отрезка нестандартной длины, для этого просто соедините два стоящих рядом компьютера тем самым кабелем, что будете протягивать, и прогоните набор стандартных тестов. Таким образом, можно заранее определить характеристики будущей ветки сети до непосредственной проводки, это сэкономит много сил и средств. Конечно, нужно помнить, что кабель, мирно покоящийся у вас дома, не совсем то же самое, что тот же кабель, натянутый на тросе. Данный тест не учитывает электромагнитные помехи, и другие внешние факторы. Поэтому его результаты можно рассматривать только как ориентировочные.
Если же требуется проложить отрезок сети большей длины, например, для объединения 2 сетей в одну или подключения к удалённому, но чем-либо ценному компьютеру (например с выделенным каналом в Интернет), тогда можно установить коммутатор, чтобы он выступал в роли усилителя сигнала. Таким образом, длина отрезка увеличивается вдвое, при установке двух коммутаторов - втрое. Более наглядно топологию такой сети вы сможете увидеть на следующей схеме.
Оплетку кабеля необходимо заземлять, иначе она будет плохо выполнять свои функции. Из-за большей толщины проводников П-296 плохо поддается обжиму, поэтому к концам П-296 в любом случае необходимо будет присоединять участки витой пары для обжима. Поэтому П-296 лучше всего использовать именно на открытых участках, в офисах, квартирах или подъездах переходя на витую пару.
Компьютеры в локальной сети имеют свои локальные IP адреса, однако извне виден только один IP адрес сервера. Это может вызывать сбои в некоторых программах, например в MSN Messenger могут быть недоступны расширенные видео/аудио функции. Также, если один из пользователей вашей сети повел себя на сервере некорректно, то его IP будет заблокирован, а поскольку IP адрес у сервера один на всех, доступ будет закрыт всем пользователям. Особенно часто подобные ситуации возникают в крупных сетях. Решение этой проблемы лежит в контроле человеческого фактора и четкой проработке правил вашей ЛВС. При использовании NAT-маршрутизаторов некоторые Интернет провайдеры позволяют выделять индивидуальные IP адреса каждому пользователю сети, при подключении стоит обговорить данный вопрос.
Обжимаем витую пару
Многие считают, что это наиболее сложный этап прокладки сети. На самом деле все просто. Для обжима витой пары вам потребуются специальные клещи и пара коннекторов RJ-45
Обжимной инструмент RJ-45
Коннектор RJ-45
Последовательность действий при обжиме:
1. Аккуратно обрежьте конец кабеля, при этом лучше всего пользоваться резаком, встроенным в обжимной инструмент.
2. Снимите с кабеля изоляцию. Можно использовать специальный нож для зачистки изоляции витой пары, его лезвие выступает ровно на толщину изоляции, так вы не повредите проводники. Впрочем, если нет специального ножа, можно воспользоваться обычным или взять ножницы.
Нож для зачистки изоляции витой пары.
3. Разведите и расплетите проводки, выровняйте их в один ряд, при этом соблюдая цветовую последовательность.
4. Обкусите проводки так, чтобы их осталось чуть больше сантиметра.
5. Вставляйте проводники в разъем RJ-45
6. Проверьте, правильно ли вы расположили проводки
7. Убедитесь все ли провода полностью вошли в разъем и уперлись в его переднюю стенку.
8. Поместите коннектор с установленной парой в клещи, затем плавно, но сильно произведите обжим.
Совет: С помощью некоторых обжимных инструментов RJ-45 можно обжимать и телефонные RJ-12 разъемы.
Цветовая последовательность проводников
Существует два распространенных стандарта по разводке цветов по парам: T568A компании Siemon и T568B компании AT&T. Оба этих стандарта абсолютно равнозначны.
Схема обжима витой пары (и двух компьютеров напрямую*)
Просим Вас обратить Ваше внимание на коннектор, на рисунке указано, правильность расположения и начало первого провода.
Если Ваш кабель содержит только две пары:
Для восьмижильного кабеля (четыре пары). Выбор варианта заделки 568A или 568B зависит исключительно от принятого в вашей сети. Оба этих варианта эквивалентны. Рекомендуется использовать первый.
Два сетевых соединения на одном кабеле
С помощью одного кабеля можно подключить сразу 2 компьютера, это избавит вас от проводки ещё одной ветки покупки ещё одного коммутатора или дополнительной сетевой карты. Просто расплетите проводники и обожмите по ниже указанной схеме.
Важно понимать, что это просто два кабеля, ужатых в один.
Контакты бело-синий и синий можно использовать в ряде случаев для передачи электропитания.
За время развития локальных сетей появилось достаточно много видов кабелей, и все они - результат все более усложняющихся требований стандартов. Некоторые из них уже ушли в прошлое, а некоторые только начинают применяться, и благодаря им появилась возможность осуществить так необходимую нам высокую скорость передачи данных.
В сегодняшней статье я расскажу об основных видах кабелей и разъемов, которые получили распространение при построении проводных локальных сетей.
1)Коаксиальный кабель - один из первых проводников, использовавшихся для создания сетей. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, заключенного в толстую изоляцию, медной или алюминиевой оплетки и внешней изолирующей оболочки.
Для работы с коаксиальным кабелем используется несколько разъемов разного типа:
- -BNC-коннектор. Устанавливается на концах кабеля и служит для подключения к T-коннектору и баррел-коннектору.
- -BNC T-коннектор. Представляет собой своего рода тройник, который используется для подключения компьютера к основной магистрали. Его конструкция содержит сразу три разъема, один из которых подключается к разъему на сетевой карте, а два других используются для соединения двух концов магистрали.
- -BNC баррел-коннектор. С его помощью можно соединить разорванные концы магистрали или доточить часть кабеля для увеличения радиуса сети и подключения дополнительных компьютеров и других сетевых устройств.
- -BNC-терминатор. Представляет собой своего рода заглушку, которая блокирует дальнейшее распространение сигнала. Без него функционирование сети на основе коаксиального кабеля невозможно. Всего требуется два терминатора, один из которых должен быть обязательно заземлен.
Коаксиальный кабель достаточно подвержен электромагнитным наводкам. От его использования в локальных компьютерных сетях уже давно отказались.
Коаксиальный кабель стал в основном применяться для передачи сигнала от спутниковых тарелок и прочих антенн. Вторую жизнь коаксиальный кабель получил в качестве магистрального проводника высокоскоростных сетей, в которых совмещается передача цифровых и аналоговых сигналов, например, сетей кабельного телевидения.
2)Витая пара в настоящее время является наиболее распространенным кабелем для построения локальных сетей. Кабель состоит из попарно перевитых медных изолированных проводников. Типичный кабель несет в себе 8 проводников (4 пары), хотя выпускается и кабель с 4 проводниками (2 пары). Цвета внутренней изоляции проводников строго стандартны. Расстояние между устройствами, соединенными витой парой, не должно превышать 100 метров.
В зависимости от наличия защиты - электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, существуют разновидности витой пары:
- -Unshielded twisted pair (UTP, незащищенная витая пара). Кроме проводников с собственной пластиковой защитой никаких дополнительных оплеток или проводов заземления не используется:
- -Foiled twisted pair (F/UTP, фольгированная витая пара). Все пары проводников этого кабеля имеют общий экран из фольги:
- -Shielded twisted pair (STP, защищенная витая пара). В кабеле этого типа каждая пара имеет свою собственную экранирующую оплетку, а также присутствует общий для всех сеточный экран:
- -Screened Foiled twisted pair (S/FTP, фольгированная экранированная витая пара). Каждая пара этого кабеля находится в собственной оплетке из фольги, и все пары помещены в медный экран:
- -Screened Foiled Unshielded twisted pair (SF/UTP, незащищенная экранированная витая пара). Характеризуется двойным экраном из медной оплетки и оплетки из фольги:
Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 доCAT7. Чем категория выше, тем более качественный кабель и тем лучшие показатели он имеет. В локальных компьютерных сетях стандарта Ethernet используется витая пара пятой категории (CAT5) с полосой частот 100 МГц. При прокладке новых сетей желательно использовать усовершенствованный кабель CAT5e с полосой частот 125 МГц, который лучше пропускает высокочастотные сигналы.
Для работы с кабелем витая пара используется разъем типа 8P8C (8 Position 8 Contact), называемый RJ-45.
3)Оптоволоконный кабель - самая современная среда передачи данных. Он содержит несколько гибких стеклянных световодов, защищенных мощной пластиковой изоляцией. Скорость передачи данных по оптоволокну крайне высока, а кабель абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптоволокном, может достигать 100 километров.
Различают два основных типа оптоволоконного кабеля - одномодовый и многомодовый. Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле. Для обжима оптоволоконного кабеля используется множество разъемов и коннекторов разной конструкции и надежности, среди которых наибольшую популярность получили SC, ST, FC, LC, MU, F-3000, E-2000, FJ и др: Применение оптоволокна в локальных сетях ограничено двумя факторами. Хотя сам оптический кабель стоит относительно недорого, цены на адаптеры и другое оборудование для оптоволоконных сетей достаточно высоки. Монтаж и ремонт оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля нужно дорогостоящее оборудование. Поэтому оптоволоконный кабель применяется в основном для объединения сегментов больших сетей, высокоскоростного доступа в интернет (для провайдеров и крупных компаний) и передачи данных на большие расстояния.
В проводных локальных сетях для передачи сигнала используется специальный кабель под названием «витая пара». Называется он так, потому что состоит из четырех пар свитых между собой медных жил, что позволяет снизить помехи от различных источников.
Рисунок 2 - Витая пара
Помимо этого витая пара, имеет общую внешнюю плотную изоляцию из поливинилхлорида, которая так же очень мало подвержена электромагнитным помехам. Более того, в продаже можно встретить как неэкранированный вариант кабеля UTP (Unshielded Twisted Pair), так и экранированные разновидности, имеющие дополнительный экран из фольги - или общий для всех пар (FTP - Foiled Twisted Pair), или для каждой пары по отдельности (STP - Shielded Twisted Pair).
Применять дома модификацию витой пары с экраном (FTP или STP) имеет смысл только при больших наводках или для достижения максимальных скоростей при очень большой длине кабеля, которая желательно не должна превышать 100 м. В остальных случаях сгодится более дешевый неэкранированный кабель UTP, который можно найти в любом компьютерном магазине.
Кабель витая пара разделяется на несколько категорий, которые маркируются от CAT1 до CAT7. Но не стоит сразу пугаться такого разнообразия, так как для построения домашних и офисных компьютерных сетей используется в основном кабель без экрана категории CAT5 или его несколько усовершенствованная версия CAT5e. В некоторых случаях, например, когда сеть прокладывается в помещениях с большими электромагнитными наводками, можно воспользоваться кабелем шестой категории (CAT6), имеющий общий экран в виде фольги. Все вышеописанные категории способны обеспечить передачу данных на скоростях 100 Мбит/c при использовании двух пар жил, и 1000 Мбит/с при использовании всех четырех пар.
Схемы обжима и типы сетевого кабеля (витой пары)
Обжимом витой пары называют процедуру закрепления специальных разъемов на концах кабеля, в качестве которых используются 8-контактные коннекторы 8P8C, которые обычно называют RJ-45 (хотя это несколько неверно). При этом разъемы могут быть как неэкранированными для кабеля UTP, так и экранированными для кабелей FTP или STP.
Рисунок 3 - Коннекторы
Избегайте покупки, так называемых коннекторов со вставкой. Они предназначены для использования с мягкими многожильными кабелями и для их установки требуется определенная сноровка.
Для укладки проводов, внутри коннектора нарезаны 8 маленьких канавок (по одной для каждой жилы), над которыми в конце располагаются металлические контакты. Если держать разъем контактами вверх и защелкой к себе, то слева будет располагаться первый контакт, а справа - восьмой. Нумерация контактов важна в процедуре обжима, так что запомните это.
Существует две основные схемы распределения проводов внутри разъемов: EIA/TIA-568А и EIA/TIA-568B.
Рисунок 4- Сетевой кабель
При использовании схемы EIA/TIA-568A провода с первого по восьмой контакт укладываются в следующем порядке: Бело-зеленый, Зеленый, Бело-оранжевый, Синий, Бело-синий, Оранжевый, Бело-коричневый и Коричневый. В схеме EIA/TIA-568В провода идут так: Бело-оранжевый, Оранжевый, Бело-зеленый, Синий, Бело-синий, Зеленый, Бело-коричневый и Коричневый.
Для изготовления сетевых кабелей, используемых при коммутации между собой компьютерных устройств и сетевого оборудования в различных сочетаниях, применяется два основных варианта обжима кабеля: прямой и перекрестный (кроссовый). С помощью первого, самого распространённого варианта, изготавливаются кабели, которые используются для подключения сетевого интерфейса компьютера и прочих клиентских устройств к коммутаторам или маршрутизаторам, а так же соединения между собой современного сетевого оборудования. Второй, менее распространенный вариант, используется для изготовления кроссового кабеля, позволяющего через сетевые карты соединить напрямую между собой два компьютера, без использования коммутационного оборудования. Так же перекрестный кабель вам может понадобиться для объединения старых коммутаторов в сеть через порты up-link. компьютер программный сеть
Что бы изготовить прямой сетевой кабель, необходимо оба его конца обжать по одинаковойсхеме. При этом можно использовать как вариант 568А, так и 568В (применяется гораздо чаще).
Рисунок 5 - Порядок обжима прямого кабеля (1 Гбит/с)
Стоит отметить, что для изготовления прямого сетевого кабеля совсем не обязательно использовать все четыре пары - будет достаточно и двух. В этом случае, с помощью одного кабеля «витая пара» можно подключить к сети сразу два компьютера. Таким образом, если не планируется высокий локальный трафик, расход проводов для построения сети можно уменьшить в два раза. Правда, учтите, что при этом, максимальная скорость обмена данными у такого кабеля упадет в 10 раз - c1 Гбит/с до 100 Мбит/c.
Рисунок 6 - Порядок обжима прямого кабеля (100 Мбит/с).
Как видно из рисунка, в данном примере используются Оранжевая и Зеленая пары. Для обжима второго разъема, место Оранжевой пары занимает Коричневая, а место Зеленой - Синяя. При этом схема подключения к контактам сохраняется.
Для изготовления кроссового (перекрестного) кабеля необходимо один его конец обжать по схеме 568А, а второй - по схеме 568В.
Рисунок 7 - Порядок обжима кроссового кабеля (100 Мбит/с)
В отличие от прямого кабеля, для изготовления кроссовера всегда требуется использовать все 8 жил. При этом перекрестный кабель для обмена данными между компьютерами на скоростях до 1000 Мбит/c изготавливается особенным способом.
Рисунок 8 - Порядок обжима кроссового кабеля (1 Гбит/с)
Один его конец обжимается по схеме EIA/TIA-568В, а другой имеет следующую последовательность: Бело-зелёный, Зелёный, Бело-оранжевый, Бело-коричневый, Коричневый, Оранжевый, Синий, Бело-синий. Таким образом, видим, что в схеме 568А местами поменялись Синяя и Коричневая пары с сохранением последовательности.
Заканчивая разговор о схемах, резюмируем: обжав оба конца кабеля по схеме 568В (2 или 4 пары), получаем прямой кабель для соединения компьютера с коммутатором или роутером. Обжав один конец по схеме 568А, а другой по схеме 568В, получаем кроссовый кабель для соединения двух компьютеров без коммутационного оборудования. Особняком стоит изготовление гигабитного перекрестного кабеля, где требуется специальная схема.
Обжим сетевого кабеля (витой пары)
Для самой процедуры обжимки кабеля нам понадобится специальный обжимной инструмент, называемый кримпером. Кримпер представляет из себя клещи с несколькими рабочими областями.
Рисунок 9 - Ножницы для обжима
В большинстве случаев, ближе к рукояткам инструмента, размещаются ножи для обрезания проводов витой пары. Здесь же в некоторых модификациях можно найти специальную выемку для зачистки внешней изоляции кабеля. Далее, в центре рабочей области, располагается одно или два гнезда для обжимки сетевого (маркировка 8Р) и телефонного (маркировка 6Р) кабелей.
Перед обжимкой разъемов, отрежьте под прямым углом кусок кабеля нужной длины. Затем с каждой его стороны снимите общую внешнюю изоляционную оболочку на 25-30 мм. При этом не повредите собственную изоляцию проводников, находящихся внутри витой пары.
Далее начинаем процесс сортировки жил по цветам, согласно выбранной схеме обжима. Для этого, расплетите и выровняйте провода, после чего разложите их в ряд в нужном порядке, прижав, плотно друг к другу, а затем обрежьте концы ножом кримпера, оставив приблизительно 12-13 мм от края изоляции.
Рисунок 10 - Кабель
Теперь аккуратно одеваем коннектор на кабель, следя за тем, чтобы жилы не перепутались, и каждая из них вошла в свой канал. Проталкивайте жилы до конца, пока они не упрутся в переднюю стенку разъема. При правильной длине концов проводников, все они должны зайти в разъем до упора, а изоляционная оболочка должна обязательно оказаться внутри корпуса. Если это не так, то вытащите жилы и несколько укоротите их.
Рисунок 11 - Правильный и неправильный обжим.
После того, как вы одели разъем на кабель, остается его только там зафиксировать. Для этого вставьте коннектор в соответствующее гнездо, расположенное на обжимном инструменте и до упора плавно сожмите рукоятки.
Конечно, хорошо, когда дома имеется кримпер, ну а что делать, если его нет, а обжать кабель очень нужно? Понятно, что снять внешнюю изоляцию можно с помощью ножа, а для обрезки жил использовать обычные кусачки, но как быть с самой обжимкой? В исключительных случаях для этого можно использовать узкую отвертку или тот же нож.
Установите сверху на контакт отвертку и нажмите на нее так, что бы зубцы контакта врезались в проводник. Понятно, что проделать эту процедуру необходимо со всеми восемью контактами. В заключении продавите центральную поперечную часть для закрепления в разъеме изоляции кабеля.
И напоследок дам небольшой совет: Перед первой обжимкой кабеля и коннекторов купите с запасом, так как хорошо выполнить эту процедуру с первого раза получается далеко не у каждого.
Белорусский Государственный Университет
Информатики и Радиоэлектроники
Кафедра проектирования информационно-компьютерных систем
Отчет по лабораторной работе №1
«Аппаратные средства и оборудование ЛВС»
Выполнили: Проверил:
Цель работы: ознакомиться с основными аппаратными средствами и оборудованием ЛВС.
Ход работы:
1. Какие виды кабелей используются при создании ЛВС?
Коаксиальный (толстый/тонкий Ethernet), кабель на основе витой пары, оптоволоконный кабель(одномодовое/многомодовое).
2. Что такое коаксиальный кабель?
Коаксиальный кабель – электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана.
3. Какие виды коаксиальных кабелей вы знаете?
Толстый и тонкий Ethernet.
4. Что такое «Тонкий Ethernet» и для чего он предназначен?
Тонкий Ethernet распространен значительно шире, чем его «толстый» собрат. Принцип использования у него тот же, но благодаря гибкости кабеля он может присоединяться непосредственно к сетевой плате. Для подключения кабеля используются разъемы BNC (bayonet nut connector), устанавливаемые собственно на кабель, и Т-коннекторы, служащие для отвода сигнала от кабеля в сетевую плату. Разъемы типа BNC бывают обжимные и разборные.
5. Что такое «Толстый Ethernet» и для чего он предназначен?
Толстый Ethernet прокладывается по периметру помещения или здания, и на его концах устанавливаются 50-омные терминаторы.
Из-за своей толщины и жесткости кабель не может подключаться непосредственно к сетевой плате. Поэтому на кабель устанавливаются переходники – «вампиры» – специальные устройства, прокалывающие оболочку кабеля и подсоединяющиеся к его оплетке и центральной жиле. «Вампир» настолько прочно сидит на кабеле, что после установки его невозможно снять без специального инструмента. К «вампиру», подключается трансивер – устройство, согласовывающее сетевую плату и кабель. И наконец, к трансиверу подключается гибкий кабель с 15-контактными разъемами на обоих концах – вторым концом он подсоединяется к разъему AUI (attachment unit interface) на сетевой плате.
Все эти сложности были оправданы только одним – допустимая максимальная длина «толстого» коаксиального кабеля составляет 500 метров. Соответственно одним таким кабелем можно обслужить гораздо большую площадь, чем «тонким» кабелем, максимально допустимая длина которого составляет 185 метров. При наличии некоторого воображения можно представить себе, что «толстый» коаксиальный кабель - это распределенный в пространстве Ethernet-концентратор, только полностью пассивный и не требующий питания.
Других преимуществ у него нет. Из недостатков можно выделить: высокая стоимость самого кабеля, необходимость использования специальных устройств для монтажа, неудобство прокладки и т.п. Это постепенно привело к тому, что «толстый Ethernet» медленно, но верно сошел со сцены, и в настоящее время мало где применяется.
6. В чем различие UTP- и STP-кабелей?
7. Что такое «Т-коннектор»?
Т-коннектор – коннектор, служащий для отвода сигнала кабеля в сетевую плату.
8. Что такое патч-панель?
Патч-панель представляет собой группу розеток RJ-45,смонтированных на пластине шириной 19 дюймов. Это стандартный размер для универсальных коммуникационных шкафов – рэков.
9. Какие виды разъемов для витой пары вы знаете?
S110 – общее название разъемов для подключения кабеля к универсальному кроссу «110» или коммутации между вводами на кроссе;
RJ-11 и RJ-12 – разъемы с шестью контактами. RJ-11 применяются в телефонии общего назначения. RJ-12 используется в телефонных аппаратах, предназначен для работы с офисными мини-АТС.
10. Назовите последовательность цветовой расстановки для типа подключения «компьютер–хаб»?
Прямой обжим(соединение компьютер-хаб):
6-зеленый; бело-зеленый-3
5-бело-синий; синий-4
4-синий; бело-синий-5
3-бело-зеленый; зеленый-6
11. Назовите последовательность цветовой расстановки для типа подключения «компьютер – компьютер»?
Косой обжим(соединение компьютер-компьютер или хаб-хаб):
8-коричневый; бело-оранжевый-1 7-бело- коричневый; оранжевый-2
6-зеленый; бело-зеленый-3
5-бело-синий; синий-4
4-синий; бело-синий-5
3-бело-зеленый; зеленый-6
2-оранжевый; бело-коричневый-7
1-бело-оранжевый; коричневый-8
12. В чём разница подключения «компьютер–хаб» и «компьютер–ком-пьютер»?
«компьютер–хаб» используется прямой обжим
«компьютер–компьютер» используется косой обжим
13. Как скажется на работе устройств некорректная расстановка цветовой последовательность контактов?
При неправильной разводке помимо отсутствия соответствия номерам контактов на концах кабеля, легко выявляемого с помощью простейшего тестера, возможна более неприятная вещь – появление «разбитых пар» (spirited pairs). Для выявления такого брака обычного тестера недостаточно, так как электрический контакт между соответствующими контактами на концах кабеля обеспечивается и с виду все как будто бы нормально. Но такой кабель не сможет обеспечить нормальное качество соединения даже в 10-мегабитовой сети
на расстояние более 40 – 50 метров.
14. Как называется устройство для снятия изоляции и обжимки разъемов?
Используют специальный инструмент, лезвие резака которого выступает ровно на толщину внешней изоляции. Называется он «Обжимник».
15. Оптоволоконные кабели – это…?
Оптоволоконные кабели – наиболее перспективная и обеспечивающая наибольшее быстродействие среда распространения сигналов для локальных сетей и телефонии. В локальных сетях оптоволоконные кабели используются для работы по протоколам ATM и FDDI.
16. Принцип работы оптоволоконных кабелей?
Оптоволокно , как понятно из его названия, передает сигналы с помощью импульсов светового излучения. В качестве источников света используются полупроводниковые лазеры, а также светодиоды. Оптоволокно подразделяется на одномодовое и многомодовое.
17. Какие типы оптоволоконных кабелей вы знаете?
Оптоволокно подразделяется на одномодовое и многомодовое .
18. Достоинства, недостатки и область применения одномодового опто-волокна.
Одномодовое волокно очень тонкое, его диаметр составляет порядка 10 микрон. Благодаря этому световой импульс, проходя по волокну, реже отражается от его внутренней поверхности, это обеспечивает меньшее затухание. Соответственно одномодовое волокно обеспечивает большую дальность без применения повторителей. Теоретическая пропускная способность одномодового волокна составляет 10 Гбит/с. Его основные недостатки – высокая стоимость и высокая сложность монтажа. Одномодовое волокно применяется в основном в телефонии.
19. Достоинства, недостатки и область применения многомодовго оптоволокна.
Многомодовое волокно имеет больший диаметр – 50 или 62,5 микрона. Этот тип оптоволокна чаше всего применяется в компьютерных сетях. Большее затухание в многомодовом волокне объясняется более высокой дисперсией света в нем, из-за которой его пропускная способность существенно ниже – теоретически она составляет 2,5 Гбит/с. Для соединения оптического кабеля с активным оборудованием применяются специальные разъемы. Наиболее распространены разъемы типа SC и ST.
20. Кабель какого типа лучше использовать для «домашней сети», где количество компьютеров не превышает 30 шт?
Витая пара 5-й категории. Т.к. у нас сеть домашняя, то в соотношении цена качество приоритетно будет использование витой пары, так как оптоволокно будет дороже и не столь оптимальным вариантом, а Ethernet , будет являться не столь быстрым и удобным в использовании.
21. В чем заключается основное преимущество структурированной кабельной системы?
Структурированная кабельная система, построенная на основе витой пары 5-й категории, имеет очень большую гибкость в использовании. Ее идея заключается в следующем: на каждое рабочее место устанавливается не менее двух (рекомендуется три) четырехпарных розеток RJ-45 . Каждая из них отдельным кабелем 5-й категории соединяется с кроссом или патч-панелью, установленной в специальном помещении – серверной. В это помещение заводятся кабели со всех рабочих мест, а также городские телефонные вводы, выделенные линии для подключения к глобальным сетям и т.п. В помещении, естественно, монтируются серверы, а также офисная АТС, системы сигнализации и прочее коммуникационное оборудование.
Благодаря тому что кабели со всех рабочих мест выведены на общую па-
нель, любую розетку можно использовать как для подключения рабочего места к ЛВС, так и для телефонии, или вообще чего угодно.
22. Для чего используется цветовая маркировка проводов в кабелях UTP?
Для удобства. Чтобы при расключении в патч-корды с различных сторон кабеля, было легче правильно расключить провода витой пары.
Вывод: в ходе лабораторной работы изучен теоретический материал, а также даны ответы на контрольные вопросы.
