Кабелі на основі витої пари

Вита пара (UTP / STP, unshielded / shielded twisted pair) в даний час є найбільш поширеною середовищем передачі сигналів в локальних мережах. Кабелі UTP / STP використовуються в мережах Ethernet, Token Ring і ARCnet. Вони розрізняються за категоріями (в залежності від смуги пропускання) і типом провідників (гнучкі або одножильні). У кабелі 5-ї категорії, як правило, знаходиться вісім провідників, перевитих попарно (тобто чотири пари) (Рис 5).

Рисунок 4 – Об’єднаний коаксіальний кабель з мережевим адаптером

 

Існує декілька різних категорій витих пар, кожна з яких створена для передачі даних на певній швидкості. При виборі витої пари вона буде названа в прайс-листі як кабель САТ 5, який є найпопулярнішим виглядом. Наступна таблиця показує п'ять найпопулярніших типів витих пар:

Категория Характеристики
САТ 1 Призначена для передачі голосу на невеликі відстані, не використовуються для даних.
САТ 2 Призначена для передачі даних на швидкості 4 Мегабіт/с; зараз використовується рідко.
САТ 3 Призначена для передачі даних на швидкості 10 Мегабіт/с; був широко поширений на початку 1990-х.
САТ 4 Призначена для передачі даних на швидкості 16 Мегабіт/с. Використовується в мережах типа Token Ring.
САТ 5 Призначена для передачі даних на швидкості 100 Мегабіт/с або більше. Є самим широко використовуваним виглядом витої пари.

Всі виті пари діляться на дві категорії:

Незахищена вита пара (UTP) – є найдешевшим кабелем, використовуваним в даний час. UTP зроблена з однієї або болем пара медніх дротів, в кожній з яких дві дроту свити в пару UTP зазвичай складається з чотирьох витих пар, відмічених різними кольорами. Єдиний недолік UTP в тому, що вона не використовується для передачі даних на великі відстані, оскільки сигнал слабшає з відстанню. Зазвичай без проблем можна передати інформацію на відстань до 100 метрів, а ось на більшій відстані можуть виникнути проблеми.

Захищена (екранована) вита пара (STP) – це кабель схожий з незахищеною витою парою з декількома звитими в пари кабелями, але вона включає також і захисний метал або фольгу, що покриває кабель під пластиковим покриттям. Захисний футляр захищає дроти від зовнішнього впливу, що допомагає забезпечити дані. Не дивлячись на те, що кабель STP дорожчий, ніж UTP, він має ряд переваг при його укладанні і проводці.

Кабель UTP

Структурована кабельна система, побудована на основі витої пари 5-ї категорії, має дуже велику гнучкість у використанні. Її ідея полягає в наступному. На кожне робоче місце встановлюється не менше двох (рекомендується три) четирехпарних розеток RJ-45. Кожна з них окремим кабелем 5-ї категорії з'єднується з кросом або патч-панеллю, встановленої в спеціальному приміщенні, - серверної. У це приміщення заводяться кабелі з усіх робочих місць, а також міські телефонні вводи, виділені лінії для підключення до глобальних мереж і т.п. У приміщенні, природно, монтуються сервери, а також офісна АТС, системи сигналізації та інше комунікаційне обладнання. Завдяки тому що кабелі з усіх робочих місць зведені на загальну панель, яку розетку можна використовувати як для підключення робочого місця до ЛКМ, так і для телефонії або взагалі чого завгодно.

Припустимо, дві розетки на робочому місці були підключені до комп'ютера і принтера, а третя - до телефонної станції. В процесі роботи з'явилася необхідність прибрати принтер з робочого місця і встановити замість нього другий телефон. Немає нічого простішого - патч-корд відповідної розетки відключається від концентратора і перемикається на телефонний крос, що займе у адміністратора мережі ніяк не більше декількох хвилин.

Розетка на 2 порта патч-панель (рис. 6), або панель з'єднань, являє собою групу розеток RJ-45, змонтованих на пластині шириною 19 дюймів. Це стандартний розмір для універсальних комунікаційних шаф - рековий (rack), в яких встановлюється обладнання (концентратори, сервери, джерела безперебійного живлення і т.п.). На зворотному боці панелі змонтовані з'єднувачі, в які монтуються кабелі. Крос на відміну від патч-панелі розеток не має. Замість них він несе на собі спеціальні з'єднувальні модулі. В даному випадку його перевага перед патч-панеллю в тому, що при його використанні в телефонії вводи можна з'єднувати між собою не спеціальними патч-корд, а звичайними проводами. Крім того, крос можна монтувати прямо на стіну - наявності комунікаційної шафи він не вимагає. У самому справі, немає сенсу купувати дорогий комунікаційний шафа, якщо вся ваша мережа складається з одного-двох десятків комп'ютерів і сервера.

Кабелі з багатожильними гнучкими провідниками (рис.7) використовуються як патч-кордів, тобто сполучних кабелів між розеткою і мережевою платою, або між розетками на панелі з'єднань або кросі. Кабелі з одножильний провідниками - для прокладки власне кабельної системи. Монтаж роз'ємів і розеток на ці кабелі абсолютно ідентичний, але зазвичай кабелі з одножильний провідниками монтуються на розетки робочих місць користувачів, панелі з'єднань і кроси, а роз'єми встановлюють на гнучкі сполучні кабелі.

 

 

Рисунок 7 - Кабелі з багатожильними гнучкими провідниками

Патч-панель

У патч-панелі (рис 8) можуть застосовуватися наступні види роз'ємів:

· S110 - загальна назва роз'ємів для підключення кабелю до універсального кросу "110" або комутації між вводами на кросі (рис 9);

· RJ-11 і RJ-12 - роз'єми з шістьма контактами (рис 10).

Перші застосовуються в телефонії загального призначення - можна зустріти такий роз'єм на шнурах імпортних телефонних апаратів. Другий зазвичай використовується в телефонних апаратах, призначених для роботи з офісними міні-АТС, а також для підключення кабелю до мережним платам ARCnet; RJ-45 - восьмиконтактний роз'єм, що використовується зазвичай для підключення кабелю до мережним платам Ethernet або для комутації на панелі з'єднань.

Рисунок 9 - Вид S110 Рисунок 10 - Вид • RJ-11

Роз'єм RJ-45

В залежності від того, що з чим потрібно комутувати, застосовуються різні пасивні роз’єми: "45 - 45" (з кожної сторони по роз'єму RJ-45), "110 - 45" (з одного боку S110, з іншого - RJ-45 ) або "110 - 110". Для монтажу роз'ємів RJ-11, RJ-12 і RJ-45 використовуються спеціальні обжимочне пристосування, різняться між собою кількістю ножів (6 або 8) і розмірами гнізда для фіксації роз'єму. На роз'ємі RJ-45 (рис 11) кольори провідників розташовуються як на рис 12:

Рисунок 12 - Розташування провідників в залежності від кольорів

Оптоволоконний кабель

Оптоволоконні кабелі (рис 13) - найбільш перспективна і забезпечує найбільшу швидкодію середовище поширення сигналів для локальних мереж і телефонії. У локальних мережах оптоволоконні кабелі використовуються для роботи по протоколах ATM і FDDI.

Оптоволокно, як зрозуміло з його назви, передає сигнали за допомогою імпульсів світлового випромінювання. В якості джерел світла використовуються напівпро-відникові лазери, а також світлодіоди. Оптоволокно підрозділяється на одно-і багатомодове. Одномодове волокно дуже тонке, його діаметр становить порядку 10 мікрон. Завдяки цьому світловий імпульс, проходячи по волокну, рідше відбивається від його внутрішньої поверхні, що забезпечує менше загасання. Відповідно одномодове волокно забезпечує велику дальність без застосування повторювачів. Теоретична пропускна спроможність одномодового волокна складає 10 Гбіт / с. Його основні недоліки - висока вартість і висока складність монтажу. Одномодове волокно застосовується в основному в телефонії.

Багатомодове волокно має більший діаметр - 50 або 62,5 мікрона. Цей тип оптоволокна найчастіше застосовується в комп'ютерних мережах. Більше загасання в багатомодовому волокні пояснюється більш високою дисперсією світла в ньому, через яку його пропускна здатність істотно нижче - теоретично вона становить 2,5 Гбіт / с. Для з'єднання оптичного кабелю з активним обладнанням застосовуються спеціальні роз'єми. Найбільш поширені роз'єми типу SC і ST. Монтаж з'єднувачів на оптоволоконний кабель - дуже відповідальна операція, що вимагає досвіду і спеціального навчання.

Установка кабелю

Після того, як вибрали відповідний вигляд кабелю, яким необхідно з'єднати комп'ютери, необхідно розпочати процес установки, який часто називають прокладкою кабелю. При прокладенні кабелю в будівлі зазвичай проводку поміщають під стіни, в підлогу або в стелю. Користувачі можуть дістати доступ до проводки через роз'єми в стінах, також як підключають телефон або кабельне телебачення.

Велика кількість електричних дротів, наприклад, флуоресцентних ламп, кондиціонерів, пристроїв, що фотокопіюють, може створити перешкоди кабелю. Необхідно прокласти кабель якнайдалі від таких пристроїв і інших джерел енергії.

Самий кращий спосіб прокласти кабель – це ізоляційна трубка, або короб. Короб – це порожниста труба, використовувана для захисту кабелю. Якщо в будівлі вже є короби, то можна провести кабель ним на деякій відстані від стіни, підлоги, і подалі від джерел енергії, які можуть викликати перешкоди.

Кабелі, прокладені у вентиляційних шахтах і трубах, повинні відповідати певним стандартам. Якщо стандартний комп'ютерний кабель попаде у вогонь, він почне виділяти токсичні відходи, які не повинні потрапляти у вентиляційну систему.

Якщо прокладається кабель через вентиляційну шахту, необхідно використовувати спеціальний кабель, який не дасть токсичних відходів навіть на випадок пожежі. За відсутності короба, простори в стіні або під стелею можна прокласти кабель старим способом уздовж плінтуса. якщо вибраний цей варіант, необхідно бути обережним, щоб дроти не попали під ноги людині, оскільки це небезпечно. Вам також необхідно скріпляти кабелі разом, щоб вони не бовталися.

Хаб (концентратор).

Хаб (концентратор) (hub) (рис. 14): центральний з'єднуєчий пристрій, до якого приєднуються всі мережеві кабелі. Не дивлячись на те, що традиційно вони використовувалися лише для мереж з шиною типа «зірка», зараз хаби використовуються в більшості мережевих конфігурацій.

Хаби отримують сигнали від одного елементу мережі, а потім поширюють його по всіх останніх елементах мережі. Хаб містить декілька гнізд, які називаються портами, куди підключаються кабелі від різних пристроїв. Кожен хаб може сполучати різну кількість комп'ютерів, зазвичай. 4, 8, 16 і 24. У випадку великої мережі можна об'єднати хаби для розширення мережі. Об'єднання декілька хабов називається зчеплення гірляндою.

Комутатори.

Комутатор (Switch): схожий на концентратор, але, отримавши інформацію з мережі, комутатор відправляє її в конкретне місце призначення в цій мережі. Комутатор можна використовувати лише в мережах Ethernet. На рисунку 15 показаний комутатор інформації до необхідного місця призначення, а на рисунку 16 показаний маршрутизатор.

Маршрутизатор перевіряє мережу і визначає повільно працюючі місця мережі або виявляє місця, де можуть виникнути проблеми. Якщо маршрутизатор виявив проблеми, він перенаправляє інформацію в обхід цього місця, таким чином інформація переміщається швидше.

Шлюзи

Шлюз використовують для сполучення комп'ютерних мереж (наприклад, локальною і глобальною), які використовують різні протоколи . Шлюз (gateway) (рис 17): пристрій сполучення, який дозволяє здійснювати обмін інформацією в мережах різного типу. Він отримує інформацію, переводить її в необхідний формат, а потім пересилає переведений формат інформації за місцем призначення.

Шлюз може виступати і як програмне забезпечення, яке передає інформацію, використовуючи різні протоколи передачі даних по одній мережі.