При прокладке кабеля внутри одного здания наиболее высокую скорость передачи данных

Тема 2. типы кабелей и структурированные кабельные системы

В качестве среды передачи данных используются различные виды кабелей: коаксиальный кабель, кабель на основе экранированной и неэкранированной витой пары и оптоволоконный кабель. Наиболее популярным видом среды передачи данных на небольшие расстояния (до 100 м) становится неэкранированная витая пара, которая включена практически во все современные стандарты и технологии локальных сетей и обеспечивает пропускную способность до 100 Мб/с (на кабелях категории 5). Оптоволоконный кабель широко применяется как для построения локальных связей, так и для образования магистралей глобальных сетей. Оптоволоконный кабель может обеспечить очень высокую пропускную способность канала (до нескольких Гб/с) и передачу на значительные расстояния (до нескольких десятков километров без промежуточного усиления сигнала).

В качестве среды передачи данных в вычислительных сетях используются также электромагнитные волны различных частот – КВ, УКВ, СВЧ. Однако пока в локальных сетях радиосвязь используется только в тех случаях, когда оказывается невозможной прокладка кабеля, например, в зданиях. Это объясняется недостаточной надежностью сетевых технологий, построенных на использовании электромагнитного излучения. Для построения глобальных каналов этот вид среды передачи данных используется шире – на нем построены спутниковые каналы связи и наземные радиорелейные каналы, работающие в зонах прямой видимости в СВЧ диапазонах.

Очень важно правильно построить фундамент сети – кабельную систему. В последнее время в качестве такой надежной основы все чаще используется структурированная кабельная система.

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System – SCS) – это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

Преимущества структурированной кабельной системы.

— Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной организации может стать единой средой для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети.

— Увеличение срока службы. Срок старения хорошо структурированной кабельной системы может составлять 8-10 лет.

— Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения. Стоимость кабельной системы в основном определяется не стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке.

— Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система является модульной, поэтому ее легко наращивать, позволяя легко и ценой малых затрат переходить на более совершенное оборудование, удовлетворяющее растущим требованиям к системам коммуникаций.

— Обеспечение более эффективного обслуживания. Структурированная кабельная система облегчает обслуживание и поиск неисправностей.

— Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность, поскольку обычно производство всех ее компонентов и техническое сопровождение осуществляется одной фирмой-производителем.

Тема 3. Кабельные системы

Выделяют два больших класса кабелей: электрические и оптические, которые принципиально различаются по способу передачи по ним сигнала.

Отличительная особенность оптоволоконных систем – высокая стоимость как самого кабеля (по сравнению с медным), так и специализированных установочных элементов (розеток, разъемов, соединителей и т. п.). Правда, главный вклад в стоимость сети вносит цена активного сетевого оборудования для оптоволоконных сетей.

Оптоволоконные сети применяются для горизонтальных высокоскоростных каналов, а также все чаще стали применяться для вертикальных каналов связи (межэтажных соединений).

Оптоволоконные кабели в будущем смогут составить реальную конкуренцию медным высокочастотным, поскольку стоимость производства медных кабелей снижаться не будет, ведь для него нужна очень чистая медь, запасов которой на земле гораздо меньше, чем кварцевого песка, из которого производят оптоволокно.

Основные поставщики оптоволоконного кабеля для России – Mohawk/CDT, Lucent Technologies и AMP.

Тема 4. Типы кабелей

Существует несколько различных типов кабелей, используемых в современных сетях. Ниже приведены наиболее часто используемые типы кабелей. Множество разновидностей медных кабелей составляют класс электрических кабелей, используемых как для прокладки телефонных сетей, так и для инсталляции ЛВС. По внутреннему строению различают кабели на витой паре и коаксиальные кабели.

Кабель типа «витая пара» (twisted pair)

Витой парой называется кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание проводов уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю, а экранированные витые пары еще более увеличивают степень помехозащищенности сигналов.

Кабель типа «витая пара» используется во многих сетевых технологиях, включая Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring.

Кабели на витой паре подразделяются на: неэкранированные (UTP – Unshielded Twisted Pair) и экранированные медные кабели. Последние подразделяются на две разновидности: с экранированием каждой пары и общим экраном (STP – Shielded Twisted Pair) и с одним только общим экраном (FTP – Foiled Twisted Pair). Наличие или отсутствие экрана у кабеля вовсе не означает наличия или отсутствия защиты передаваемых данных, а говорит лишь о различных подходах к подавлению помех. Отсутствие экрана делает неэкранированные кабели более гибкими и устойчивыми к изломам. Кроме того, они не требуют дорогостоящего контура заземления для эксплуатации в нормальном режиме, как экранированные. Неэкранированные кабели идеально подходят для прокладки в помещениях внутри офисов, а экранированные лучше использовать для установки в местах с особыми условиями эксплуатации, например, рядом с очень сильными источниками электромагнитных излучений, которых в офисах обычно нет.

Кабели классифицируются по категории, указанным в таблице 6.1. Основанием для отнесения кабеля к одной из категорий служит максимальная частота передаваемого по нему сигнала.

Категория	Частота передаваемого сигнала, (МГц)
5+

Коаксиальные кабели используются в радио и телевизионной аппаратуре. Коаксиальные кабелимогут передавать данные со скоростью 10 Мбит/с на максимальное расстояние от 185 до 500 метров. Они разделяются на толстые и тонкие в зависимости от толщины. Типы коаксиальных кабелей приведены в таблице 6.2.

Тип	Название, значение сопротивления
RG-8 и RG-11	Thicknet, 50 Ом
RG-58/U	Thinnet, 50 Ом, сплошной центральный медный проводник
RG-58 А/U	Thinnet, 50 Ом, центральный многожильный проводник
RG-59	Broadband/Cable television (широковещательное и кабельное телевидение), 75 Ом
RG-59 /U	Broadband/Cable television (широковещательное и кабельное телевидение), 50 Ом
RG-62	ARCNet, 93 Ом

Кабель Thinnet, известный как кабель RG-58, является наиболее широко используемым физическим носителем данных. Сети при этом не требуют дополнительного оборудования и являются простыми и недорогими. Хотя тонкий коаксиальный кабель (Thin Ethernet) позволяет передачу на меньшее расстояние, чем толстый, но для соединений с тонким кабелем применяются стандартные байонетные разъемы BNC типа СР-50 и ввиду его небольшой стоимости он становится фактически стандартным для офисных ЛВС. Используется в технологии Ethernet 10Base2, описанной ниже.

Толстый коаксиальный кабель(Thick Ethernet)имеет большую степень помехозащищенности, большую механическую прочность, но требует специального приспособления для прокалывания кабеля, чтобы создать ответвления для подключения к ЛВС. Он более дорогой и менее гибкий, чем тонкий. Используется в технологии Ethernet 10Base5, описанной ниже. Сети ARCNet с посылкой маркера обычно используют кабель RG-62 А/U.

Оптоволоконный кабель (Fiber Optic Cable) обеспечивает высокую скорость передачи данных на большом расстоянии. Они также невосприимчивы к интерференции и подслушиванию. В оптоволоконном кабеле для передачи сигналов используется свет. Волокно, применяемое в качестве световода, позволяет передачу сигналов на большие расстояния с огромной скоростью, но оно дорого, и с ним трудно работать.

Для установки разъемов, создания ответвлений, поиска неисправностей в оптоволоконном кабеленеобходимы специальные приспособления и высокая квалификация. Оптоволоконный кабель состоит из центральной стеклянной нити толщиной в несколько микрон, покрытой сплошной стеклянной оболочкой. Все это, в свою очередь, спрятано во внешнюю защитную оболочку.

Оптоволоконные линии очень чувствительны к плохим соединениям в разъемах. В качестве источника света в таких кабелях применяются светодиоды (LED — Light Emitting Diode), а информация кодируется путем изменения интенсивности света. На приемном конце кабеля детектор преобразует световые импульсы в электрические сигналы.

Существуют два типа оптоволоконных кабелей – одномодовые и многомодовые. Одномодовые кабели имеют меньший диаметр, большую стоимость и позволяют передачу информации на большие расстояния. Поскольку световые импульсы могут двигаться в одном направлении, системы на базе оптоволоконных кабелей должны иметь входящий кабель и исходящий кабель для каждого сегмента. Оптоволоконный кабель требует специальных коннекторов и высококвалифицированной установки.

Статьи к прочтению:

Как делают кабель

Похожие статьи:

Base-T, 100Base-TX Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair – UTP) – это кабель из скрученных пар проводов. Характеристики кабеля: — диаметр…

Считается, что к данному этапу проектирования тип кабеля определен (сравнение различных вариантов приведено в разделах Выбор оборудования Лекция 15 и…

Источник

При прокладке кабеля внутри одного здания наиболее высокую скорость передачи данных

• (A) — оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала;

• (B) — внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;

• (C) — изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;

• (D) — внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п.

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), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).

Источник

Кабель для локальной сети

Беспроводные технологии безусловно начинают лидировать при организации домашних и офисных сетей, но они никогда не заменят проводные, а если это и случится, то не в скором будущем. Основная масса провайдеров монтируют свои провода непосредственно к клиенту, а уж только потом начинается работа WiFi маршрутизаторов. Существует несколько типов кабелей для локальной сети, они отличаются пропускной способностью канала, способом подключения к компьютеру, методом укладки и другими. Рассмотрим по порядку как менялись стандарты, какими они были, и что используется на сегодняшний момент.

Какой бывает кабель для локальной сети

Выбор проводника изначально всегда обусловлен топологией ЛВС, и самыми распространенными являются коаксиальные провода и витая пара. Сейчас широкое распространение находят оптоволоконные технологии, но это пока еще развивающийся стандарт, используемый в основном для прокладывания магистралей на дальние расстояния. Для подключения конечного пользователя применяется не очень широко. Итак, провод для локальной сети Ethernet бывает двух видов:

• Коаксиальный — представляющий собой одножильный провод с экраном, отделенные друг от друга изоляционным материалом или воздушной прослойкой. Очень сильно напоминает телевизионный провод сопротивлением 70 Ом.
• «Витая пара» — состоит из восьми жил, переплетенных между собой попарно. Каждая жила маркируется отдельным цветом для упрощения монтажа. Цвета закреплены и описаны спецификацией и все производители продукции придерживаются этих правил.
• Оптоволоконный или волоконно-оптический — имеет очень сложную конструкцию и довольно дорогой для монтажа. Сигнал в нем передается в виде световых импульсов через специальные световоды.

В 90-х годах прошлого века для построения локальных сетей применялся исключительно коаксиальный провод, и на его основе были разработаны такие известные топологии, как «шина» и «кольцо». Немногим позже появилась топология «звезда» на основе витой пары, которая до настоящего времени является наиболее востребованной и популярной архитектурой для локальной и глобальной сетей. Теперь время остановиться и описать каждый используемый кабель для локальной сети отдельно.

Коаксиальный кабель и используемые разъемы

Этот тип провода является наиболее старым из проводников. Этот шнур имеет одну несущую медную или алюминиевую жилу, которая покрыта толстым слоем изоляционного материала. Далее идет экран, выполненный в виде ленты, опоясывающей центральную жилу ил алюминия или меди. Верхним внешним слоем идет оболочка, защищающая жилы от повреждений, изготавливаемая из полиэтилена или поливинилхлорида. Существует несколько разновидностей такого кабеля, применяемого для ЛВС:

• 10Base 5 — толстая разновидность проводника, с сечением 12 мм и общим сопротивлением 50 Ом для 8-й категории и 75 Ом для 11-й. Скорость передачи данных не превышает 10 Мбит/с на расстояния между конечными узлами до 500 метров.
• 10Base 2 — тонкий, около 6 мм в диаметре, наиболее распространен для организации домашних или небольших офисных сетей. Его сопротивление 50 Ом, но максимальная длина составляет 185 метров при скорости 10 Мбит/с.

Благодаря хорошей изоляции сигнал в проводнике практически не гасится, т.е. пакеты не теряются, и не нужны дополнительные алгоритмы проверки, переданной или принятой информации. Единственным недостатком является довольно высокая стоимость производства и низкая скорость, поэтому впоследствии он был вытеснен «витой парой».

«Витая пара» — разновидности и способы обжима

Кабель для локальной сети «витая пара» получил свое название из-за того, что он состоит из восьми жил, попарно переплетенных между собой. Каждая жила имеет изоляцию строго закрепленного в спецификации цвета. В качестве внешнего изолирующего материала, защищающего сигнал от электромагнитных помех, используется поливинилхлорид или полиэтилен. Существует несколько разновидностей такого кабеля:

• UTP (Unshelded Twisted Pair) — не экранированная модификация, наиболее часто используемая для прокладки домашних или офисных сетей, когда не оказываются сильные помехи на передаваемый сигнал.
• FTP (Foiled Twisted Pair) — кабель с дополнительным экраном из алюминиевой фольги под внешней изоляцией.
• STP (Shelded Twisted Pair) — помимо общего экрана имеет дополнительный, для каждой пары по отдельности.

Витая пара имеет 7 категорий, и, чем больше номер категории, тем провод более защищен от электромагнитного излучения. Для сетей Ethernet применяется кабель 5-й категории (CAT5), который имеет полосу пропускания 100 МГц. Рекомендуется при монтаже новых объектов использовать более совершенную модификацию CAT5e для более высокочастотных сигналов с полосой в 125 МГц.

Витая пара используется для создания соединения на скоростях от 100 Мбит/с до 40 Гбит/с в зависимости от категории и качества самого кабеля и от его длины между конечными устройствами. Обычно длина сегмента не должна превышать 100 м.

Провод должен иметь разъем для подключения в сетевые устройства. Для витой пары используется разъем RJ-45 (8P8C — 8 position and 8 contacts). Внутри коннектора есть специальные канавки с контактами для каждой жилы. Есть несколько вариантов обжима сетевых кабелей: прямой и обратный (кроссовер). Прямой патч-корд применяется для соединения компьютера с маршрутизатором или коммутатором или для соединения активного сетевого оборудования между собой. Кросовый используется довольно редко и служит для соединения двух компьютеров между собой. В настоящее время практически все производители устанавливают «умные» сетевые карты, которым не важно расположение проводков в разъеме, но желательно придерживаться стандартов, и располагать жилы так, как написано в спецификации. Это поможет избежать коллизий в работе всей сети. Чтобы изготовить прямой провод для локальной сети жилы располагаются в следующем порядке на обоих концах:

• бело-оранжевый;
• оранжевый;
• бело-зеленый;
• синий;
• бело-синий;
• зеленый;
• бело-коричневый;
• коричневый.

Чтобы изготовить патч-корд для простоты работы используются специальные клещи — кримпер (или «обжимка» в простонародье). Кримпер позволяет не только равномерно зажать провод в коннекторе, но и правильно обрезать и зачистить изоляцию. В исключительных случаях можно использовать плоскую отвертку или нож, но тогда качество не будет удовлетворительным. Существуют разъемы, которые зажимаются без кримпера, но они предназначены для многожильных мягких проводов и для стандартной витой пары могут не подойти.

Оптоволоконный кабель

Оптоволокно — наиболее прогрессивная технология для передачи сигнала на большие расстояния на огромной скорости. Отличием в передаче сигнала является то, что в качестве импульса используется не электричество, а свет. Свет передается по жилам из стекольного волокна отражаясь от внутренних стенок проводника. Можно одновременно передавать несколько сигналов: они не будут пересекаться или гасить друг друга. Скорость передачи информации по такому кабелю ограничена возможностями только самих сетевых карт или адаптеров. Кабель не подвержен помехам, и выполняется из негорючих материалов.

Стоимость такого кабеля относительно низкая, по сравнению с другими проводниками, но его монтаж может проводиться только квалифицированными сотрудниками с применением высокоточного и дорогого оборудования, поэтому в домашних условиях его использовать практически невозможно. Зато такой проводник нашел широкое применение для прокладки магистралей, ведь расстояния между усилителями сигнала могут достигать сотен километров. Некоторые провайдеры уже предоставляют услугу по подключению оптики в дом, но конечные устройства все равно подключаются по витой паре, поэтому именно она и является основополагающим стандартом для организации сети.

Источник