logo

Адрес: 142432, М.О.,

г. Черноголовка, ул. Лесная, д. 9

Открыть каталог

16.10.2017 12:27

Кабельная продукция для компьютерных сетей. Коаксиальный кабель

Кабельная продукция для компьютерных сетей. Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель

Первая коммерчески успешная технология для ЛВС, появившаяся в 1971 году, использовала в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, одножильного или многожильного, и внешней экранирующей оплетки, являющейся вторым проводником. Многие виды медного кабеля имеют два отдельных проводника, таких как стандартный электрический кабель, но в большинстве из них провода расположены рядом друг с другом, но внутри изоляционной оболочки, которая разделяет и защищает их.

Коаксиальный кабель, наоборот, имеет круглое сечение с медным сердечником в центре, который представляет собой первый проводник.

Он и переносит настоящий сигнал.

Слой диэлектрика вокруг сердечника отделяет его от второго проводника из металлической сетки, который играет роль "земли". Как и в любом электрическом кабеле, проводник, переносящий сигнал, должен быть изолирован от заземления, иначе возникнет короткое замыкание, в данном случае приводящее к шумам в кабеле.

Наличие изолирующего слоя между проводниками уточняет определение коаксиального кабеля.

1- центральный провод (жила)

2- изолятор центрального провода

3- экранирующий проводник (экран)

4- внешний изолятор и защитная оболочка

Примечание:

Коаксиальный кабель может иметь сплошную и плетеную жилу.

Упомянутое различие отражается в его маркировке.

Маркировочный постфикс /U обозначает сплошную жилу, а А/U - плетеную.

Таким образом, сеть Thin Ethernet (" тонкий" Ethernet) может быть смонтирована как кабелем RG- 58/U, так и кабелем RG-58А/U.

В сетевых технологиях применяются несколько типов коаксиального кабеля, которые, несмотря на почти одинаковый внешний вид, отличаются друг от друга своими свойствами.

 

Тонкий интернет

По сравнению с витой парой, кабель "тонкий Ethernet" все еще неудобен и трудно скрываем по причине того, что каждая рабочая станция должна иметь два кабеля, подключенных Т-коннектором к сетевому адаптеру.

Вместо аккуратных настенных розеток с разъемами для коммутационных кабелей, в кабельной системе тонкого Ethernet для каждого компьютера из стены торчат два толстых, достаточно жестких отвода.

В результате, шина разделяется на отрезки кабеля произвольной длины, которые соединяют каждый компьютер со следующим, что является противоположностью шине толстого Ethernet, в идеале состоящей из одного длинного сегмента кабеля, проколотого "зубами" по всей его длине.

Это качество вносит большое отличие в функционирование сети, так как если одно из двух соединений, подведенных к каждому компьютеру, будет нарушено по любой из причин, то шина будет разорвана.

Когда такое происходит, нарушается сетевое взаимодействие между системами, расположенными по разные стороны от разрыва, а отсутствие терминаторов на концах кабеля приводит к повреждению всего сетевого трафика.

Кабель RG-58 использует BNC-коннекторы (Bayonet-Neil-Concelman) для сопряжения с Т-коннекторами и Т-коннекторы для подключения к сетевому адаптеру компьютера.

Даже на пике своей популярности кабель "тонкий Ethernet" обычно поставлялся в бухтах, и коннекторы к нему присоединял специалист, монтировавший сеть, или администратор.

Процесс присоединения BNC-коннектора начинается с удаления изоляции на конце кабеля с той целью, чтобы оставить оголенными "землю" и медный сердечник.

После этого по частям подстыковывается коннектор (кабель пропускается сквозь гильзу, клемма насаживается на сердечник) и обжимается гильза, так, чтобы зажать кабель и зафиксировать на нужном месте клемму. Для выполнения описанной операции служит специальный инструмент, похожий на плоскогубцы.

Он называется обжимными клещами (crimper).

Присоединение BNC-коннекторов (или терминатор) требует соответствующих навыков, которые приобретаются на практике. Неплотно обжатые коннекторы легко соскальзывают с кабеля или, хуже того, теряются, что приводит к нарушению электрического контакта.

В результате сеть работает с непостоянной производительностью и случайными перебоями, причину которых сложно выявить без соответствующего оборудования для тестирования кабеля. Из-за подобных нарушений соединений "тонкий Ethernet" приобрел репутацию капризной и временами ненадежной сети.

Терминатор это разъем (папа) с запаянный в нем, между центральным и внешним контактами, резистором. Сопротивление резистора должно равняться волновому сопротивлению кабеля.

Для сетей типа 10Base-2 или тонкий Ethernet эта величина составляет 50 Ом.

Только один терминатор в сегменте 10Base2 может быть заземлен (а может и вообще не заземляться).

Для заземления используется терминатор с цепочкой и контактом на ее конце. Для 10Base5 заземление одного и только одного из терминаторов (точнее, одной из точек сегмента) обязательно. Кабель RG-58 дешевле, чем RG-8, и имеет много разновидностей, но, несмотря на все эти факторы, "тонкий Ethernet" - "мертвая" технология.

Относительная сложность реализации топологии "шина" и ограниченная скорость передачи данных по коаксиальному кабелю делают непрактичным применение рассмотренной технологии в современных ЛВС.

Технология ARCNET ARCNET (Attached Resources Computing Network, вычислительная сеть с присоединенными ресурсами) - единственная отличная от Ethernet технология, использующая коаксиальный кабель.

Несмотря на все сходство с толстым Ethernet, в сетях ARCNET применяется кабель RG-62А/U с волновым сопротивлением 93 Ом, и кабели для двух этих сетей не взаимозаменяемы. ARCNET представляет собой сеть с передачей маркера, которая работает только на скорости 2,5 Мбит/с и может образовывать смесь из топологий "шина" и "звезда".

В настоящее время сетевое оборудование для ARCNET не производится, но в свое время она являлась достаточно работоспособным и недорогим сетевым решением. Кабельное телевидение Существующее положение, при котором коаксиальный кабель достаточно редко задействуется в ЛВС, еще не означает, что он полностью исчерпал свою полезность. Антенны, радио и, в особенности, кабельное телевидение до сих пор активно его применяют. Кабель, доставляющий телевизионный сигнал в дом, - коаксиальный RG-59 с волновым сопротивлением 75 Ом. Чаще всего он используется для широкополосной передачи (по одному кабелю передаются несколько частотно разделенных сигналов одновременно). Этот кабель похож на "толстый Ethernet", но имеет другие свойства и требует других коннекторов. F-коннекторы для кабельного телевидения выполнены в виде штекеров, в то время как BNC-коннекторы применяют байонетный механизм крепления. Многие поставщики кабельного телевидения применяют один и тот же коаксиальный кабель для обеспечения доступа абонентов в Интернет, а также для передачи телевизионных сигналов.

При таком подходе коаксиальный кабель подсоединяется к кабельному модему, который подключается к компьютеру Ethernet-кабелем 10BaseT. Однако, несмотря на то, что коаксиальный кабель может быть частью сети Ethernet, не путайте его с тонким Ethernet, использующим другой тип коаксиального кабеля и узкополосную передачу.

Кабели на основе витой пары

Кабель из витой (скрученной пары) пары является на сегодняшний день стандартом для ЛВС.

По сравнению с коаксиальным кабелем он проще в прокладке, подходит для большого количества различных предметных областей и обеспечивает намного лучшую производительность.

Однако, вероятно, самым большим преимуществом витой пары является то, что она уже используется бесчисленным количеством телефонных систем по всему миру.

Это означает, что огромное число подрядчиков хорошо знакомы с процедурой монтажа такой проводки, и в новых зданиях разводка кабеля для ЛВС может осуществляться одновременно с прокладкой телефонного кабеля.

В отличие от коаксиального кабеля, который имеет только один проводник, переносящий сигнал, и "землю", кабели на основе витой пары (ТР, twisted pair), применяемые в структурированных кабельных сетях, имеют до четырех пар изолированных медных проводов в одной металлической оплетке или без нее (различают неэкранированный [UTP] и экранированный [STP] кабели).

Каждая пара проводов для защиты от переходного затухания, вызванного электромагнитными помехами от соседних пар и внешних источников, скручивается с различным шагом - количеством витков на дюйм.

Кабель "Twisted Pair" - "Витая пара", состоит из "пар" проводов, закрученных вокруг друг друга и одновременно закрученных вокруг других пар, в пределах одной оболочки. Каждая пара состоит из провода, именуемого "Ring" и провода "Tip". (Названия произошли из телефонии).

Каждая пара в оболочке имеет свой номер, таким образом, каждый провод можно идентифицировать как Ring1, Tip1, Ring2, Tip2, и т.д.

Дополнительно к нумерации проводов каждая пара имеет свою уникальную цветовую схему:

  • Синий / белый с синей полосой для 1-ой пары; 
  • Оранжевый / белый с оранжевой полосой - для 2-й;
  • Зеленый / белый с зеленой полосой - для 3-й; 
  • Коричневый / белый с коричневой полосой - для 4-й. 
  • И так далее до 25 пар. 

Для каждой пары проводов Ring-пpовод окрашен в основной цвет с полосками дополнительного, а Tip-пpовод - наоборот.

Например, для пары 1 Ring1-пpовод будет синий с белыми полосками, а Tip1- провод - белый с синими полосками.

На практике, когда количество пар невелико (4 пары), часто не применяется окраска основного провода полосками цвета дополнительного.

В этом случае провода имеют цвет в парах: Синий и белый с синими полосками Оранжевый и белый с оранжевыми полосками Зеленый и белый с зелеными полосками Коричневый и белый с коричневыми полосками.

Для обозначения диаметра провода часто применяется американская мера - AWG (American Wire Gauge) (gauge-калибр, диаметр). Нормальный провод для использования в 10Base-T соответствует 22 или 24 AWG. Причем чем меньше диаметр провода, тем больше эта величина.

Согласно стандартам, провод делится на несколько категорий по своей "пропускной способности".

Обычно на проводе написано, к какой категории он относится.

Например: " ...CATEGORY 5 UTP..."

Международный стандарт ISO/IEC 11801 - эквивалентен EIA/TIA-568.

Неэкранированная витая пара (UTP)

Внешняя оболочка кабеля "витая пара" может быть либо сравнительно тонкой, как у неэкранированной витой пары (UTP, unshielded twisted-pair), либо толстой, как в экранированной витой паре (STP, shielded twisted-pair). Из этих двух типов кабеля более часто используется UTP. Большинство офисных сетей Ethernet построены на UTP. Кабель UTP использует медные проводники диаметром 22 или 24 по шкале AWG с характеристическим импедансом 100 Ом. Оболочка может быть пленумной и непленумной.

Помимо основных спецификаций, стандарт TIA/EIA-Т568-А определяет уровни производительности для кабеля UTP, согласно которым кабель разделяется на пять категорий. Чем выше категория кабеля, тем более эффективно он может передавать данные. Основное отличие между категориями кабеля заключается в количестве витков каждой пары проводов.

Кабель категории 3 традиционно используется в телефонии, также он пригоден для сетей Ethernet 10BaseT, которые функционируют на скорости 10 Мбит/с.

Категория 3 не подходит для полосы пропускания 100 Мбит/с сети Fast Ethernet, исключая случай 100BaseT4, который специально разработан в расчете на кабель этой категории.

Только 100BaseT4 (а также крайне малоуспешный протокол 100VG-AnyLAN) могут работать с этим кабелем, так как они задействуют все четыре пары проводов для передачи данных, в то время как стандартные технологии применяют только две пары. Кабель категории 4 обеспечивает незначительное увеличение производительности по сравнению с категорией 3, и одно время поддерживался сетями Token Ring. Большинство современных UTP-сетей построены на кабеле категории 5, так как он обеспечивает значительный прирост быстродействия и поддерживает передачу с частотой до 100 МГц.

Даже если на настоящий момент сеть использует 10BaseT, большинство администраторов предпочитают кабель категории 5, предвидя будущий переход на Fast Ethernet или другую высокоскоростную технологию. Примечание: Хотя деление на категории TIA/EIA относится в основном только к кабелю, другие сетевые компоненты, относящиеся к сетевой среде передачи данных, также разбиваются на категории.

Для создания кабельной системы, полностью совместимой с категорией 5, требуется, чтобы все коннекторы, настенные розетки, коммутационные панели и другие компоненты также соответствовали категории 5. Стандарты, следующие за категорией 5 В то время как кабель категории 5 успешно используется в сетях с пропускной способностью 100 Мбит/с, таких как Fast Ethernet, технология продолжает развиваться.

И сегодня доступны устройства для Gigabit Ethernet, обеспечивающего пропускную способность 1 Гбит/с (1000 Мбит/с). Чтобы приспособиться к этим ультравысоким скоростям, классификация кабеля UTP также продолжает расширяться. Однако процесс разработки и принятия стандартов TIA/EIA медленнее (намного), чем темпы развития технологии, в результате чего на рынке присутствуют виды кабеля, выходящие за границы самой высокой из действующих на сегодня категорий - категории 5.

Их статус еще не определен официальными стандартами. Компания Anixter, Inc., играющая видную роль в развитии стандартов TIA/EIA, разработала свою собственную классификацию кабеля. В ней кабель, в противоположность категориям, разбивается на уровни (levels). В табл. перечислены уровни, предлагаемые Anixter, которые следуют за текущей 5 категорией. Level 5 удваивает полосу частот, определенную категорией 5, до 200 МГц, чтобы соответствовать международному стандарту ISO 11801.

Кабели этого уровня обеспечивают пропускную способность до 1,2 Гбит/с, что позволяет использовать их для передачи информации в сетях Gigabit Ethernet. Оборудование, поддерживающее этот стандарт, ныне называется усовершенствованной категорией 5 (Category 5 Enhanced или Category 5Е). Помимо указанного существуют и другие названия. Level б увеличивает ширину полосы частот до 350 МГц, а Level 7 - до 400 МГц. Сейчас на рынке можно найти кабель, для обозначения уровня производительности которого принята данная классификация.

TIA/EIA также работает над расширением стандарта, которое, по всей видимости, не будет соответствовать уровням Anixter. Усовершенствованная категория 5 включает проверку на перекрестные наводки, для которых чаще используется термин "переходное затухание", а именно переходное затухание на ближнем конце (NEXT, near-end crosstalk), переходное затухание на дальнем конце (FEXT, far-end crosstalk) и потери на отражение ("обратное затухание) сигнала (RL, return loss).

Категория б введена, чтобы удвоить полосу частот категории 5 до 200 МГц, а категория 7 (стандарт которой находится еще только на ранних стадиях разработки) - до 750 МГц.

На настоящий момент оборудование, соответствующее этим спецификациям, еще не производится.

Схема расположения контактов коннекторов Кабель "витая пара" завершается на обоих концах коннекторами IU-45 (R3 - акроним для Registered 3ack, стандартный штекер) - это 8-контактная версия 4-контактного коннектора И-11 для стандартного телефонного кабеля.

Схема расположения контактов для коннекторов, которая также определяется в стандарте TIA/Е1А-T568-А, известна под названием назначение контактов 5б8А.

Однако другие стандарты, предшествующие Т1А/EIA- Т568-А, предусматривают альтернативную схему расположения выводов. Вилка "RJ-45" похожа на вилку от импортных телефонов, только немного большего размера и имеет восемь контактов.

1 - контакты 8 шт.

2 - фиксатор разъема

3 - фиксатор провода

 На новой, неиспользованной вилке, контакты выходят за пределы корпуса.

В процессе обжима, они будут утоплены внутрь корпуса, прорежут изоляцию провода и воткнуться в жилу.

Вилки делятся на экранированные и неэкранированные, со вставкой и без, для круглого и для плоского кабеля, для одножильного и для многожильного кабеля, с двумя и с тремя зубцами.

Полезно вместе с вилкой на кабель устанавливать защитный колпачок. Для защиты кабеля от возможного переломления в месте крепления вилки RJ-45 применяется защитный колпачок.

Выпускается различных цветов, что удобно для маркировки кабеля и бывает как разборного, так и неразборного типа.

Колпачок неразборного типа необходимо надевать на кабель до установки вилки. Разборный колпачок состоит из двух половинок с замком и его можно установить после монтажа вилки на кабель.

Вилка со вставкой Расплетенные и расположенные в соответствии с выбранным вами способом, провода кабеля вставляются во вставку до упора, лишнее обрезается, затем вставка вместе с кабелем вставляется в вилку. Вилка обжимается. При данном способе монтажа длина расплетения получается минимальной, монтаж проще и быстрее, чем при использовании обычной вилки без вставки. Такая вилка несколько дороже чем обычная. Стандарт USOC определяет оригинальную схему, применяемую в США для передачи речи. Такая конфигурация не подходит для передачи двоичных данных в ЛВС, так как, несмотря на то, что контакты 3 и 6 присоединяются к одной паре проводов, контакты 1 и 2 соединяются с разными парами.

Компания AT&T выявила этот недостаток, когда начала проводить исследования пригодности использования в локальных сетях существующей телекоммуникационной инфраструктуры. AT&T опубликовала в 1985 году свой стандарт, названный 258А.

Он предусматривает новую схему расположения контактов, в которой соответствующие выводы соединяются с одинаковыми парами. TIA/EIA, которая была образована в 1985 году после развала AT&T, опубликовала этот стандарт в 1995 в качестве приложения к TIA/EIA-T568-А. Он получил название Т568-В.

Таким образом, схема расположения контактов, сегодня известная как Т568-В, может показаться более новой, чем 568А, хотя на самом деле она более старая.

Схема Т568-В стала широко применяться в США еще до публикации стандарта TIA/EIA-T568-А.

Стандарт USOC использует другое расположение витых пар, в то время как схемы расположения контактов 568А и 568В одинаковы, за исключением переставленных местами зеленой и оранжевой витых пар.

Таким образом, два стандарта функционально идентичны и не один из них не имеет преимущества перед другим до тех пор, пока оба конца кабеля используют одинаковую схему расположения контактов. Готовый кабель промышленного изготовления совместим с любым из этих двух стандартов.

Кабель USOC также сейчас выпускается, но он не подходит для применения в ЛВС или других сетях передачи данных. В большинстве случаев кабель из витой пары монтируется прямо направленно, то есть так, чтобы каждый контакт одного коннектора соединялся с соответствующим ему контактом другого коннектора.

Тем не менее, в типичной сети компьютеры используют разные пары проводов для передачи и приема данных. При связи двух машин передаваемый сигнал, генерируемый каждым компьютером, должен быть подан на принимающие контакты другого компьютера. Это означает, что передающая и принимающая пары проводов должны быть перекрещены.

Кабели монтируются прямо направленно из-за того, что скрещивание может выполняться концентратором. Однако, если необходимо соединить два компьютера непосредственно, без помощи концентратора, то для этого используется кросс-кабель (crossover cable), иначе называемый перекрестным или разнонаправленным, в котором соответствующие пары проводов перекрещены.

Благодаря тому, что каждый контакт в прямом кабеле соединен с соответствующим ему контактом на другом конце, цвет провода не имеет значения.

В силу этого обстоятельства, когда приобретается готовый кабель, схемы расположения контактов 568А и 568В будут функционировать одинаково.

Применение кабеля из бухты является тем случаем, когда имеет значение, какой из стандартов взят за основу. Одинаковые цвета на разных концах кабеля надо соединять с одинаковыми контактами, - так будет получено прямонаправленное соединение. Выбор какого-либо одного стандарта и следование ему позволит избежать путаницы, которая может привести к неработающим соединениям.

Присоединение коннекторов к кабелю требует наличия обжимных инструментов, подобных используемым для коаксиального кабеля. За исключением того, что они более сложны, так как имеют дело с восьмью проводниками вместо двух.

Тем не менее, готовый фабричный кабель из витой пары встречается намного чаще, чем готовый кабель "тонкий Ethernet".

Администратор сети, не имеющий навыка работы с обжимными клещами, может легко приобрести кабель типа "витая пара" с заранее присоединенными коннекторами из широкого диапазона марок, длин и расцветок. Экранированная витая пара (STP) STP - это кабель с сопротивлением переменному электрическому току 150 Ом, поддерживающий дополнительное экранирование, которое защищает сигналы от электромагнитных помех (EMI), вызываемых электрическими двигателями, электропроводкой и другими источниками.

Изначально применяемый в сетях Token Ring, STP также предназначен для прокладки в тех местах, где кабель UTP не может обеспечить достаточной помехозащищенности. Экранирование в кабеле STP - не просто дополнительный слой изоляции, как полагают многие.

Напротив, провода внутри кабеля заключены в металлическую оплетку, которая имеет такую же проводимость, как и медные провода. Когда эта оплетка правильно заземлена, она, как антенна, преобразует окружающие шумы в электрический ток. Этот ток наводит равные по значению и обратные по направлению токи в витых парах. Противоположно направленные токи нейтрализуют друг друга, в результате помехи не воздействуют на сигнал, передаваемый по проводам. Баланс между противоположно направленными токами очень важен.

Если токи не совпадают полностью, то суммарный ток может быть интерпретирован как шум и сможет повлиять на качество сигнала, передаваемого по кабелю. Чтобы токи были сбалансированы, соединение, взятое в целом, должно быть экранировано и правильно заземлено. Это условие означает, что все компоненты, вовлеченные в соединение, такие как коннекторы и настенные розетки, должны быть также экранированы.

Также жизненно важно, чтобы кабель был проложен правильно, то есть, как следует заземлен, и экранирование было без разрывов и повреждений. Защита от электромагнитных помех в кабеле STP может осуществляться экранами двух типов: фольгой или металлической сеткой.

Металлическая сетка - более эффективный экран, но она увеличивает вес, диаметр и стоимость кабеля. Кабель, экранированный фольгой, иногда называется загороженной витой парой(ScTP, sctrrnrd twisted-pair) или фольгтрованной витой парой (FTP, foil twisted-pair).

Он тоньше, легче и дешевле, но вместе с тем менее эффективен, и его легче повредить.

В обоих случаях процесс монтажа STP сложнее по сравнению с UTP, так как надо стараться не перегнуть кабель слишком сильно, чтобы избежать повреждения экрана. Кабель также может быть подвержен повышенному затуханию и другим проблемам из-за того, что эффективность экранирования сильно зависит от множества факторов, включая материал и толщину экрана, тип и местоположение источника EMI, способ заземления Классификация кабелей STP была определена IBM в ходе разработки протокола Token Ring.

Согласно стандарту кабель STP делится на несколько типов: o Туре 1А. Две пары проводов 22 AWG, каждая из которых завернута в фольгу, с экранирующим слоем (фольги или металлической сетки) вокруг обеих пар и внешней защитной оболочкой из поливинилхлорида (PVC) или тефлона. o Туре 2А.

Две пары проводов 22AWG, по отдельности завернутых в фольгу, с экранирующим слоем (фольги или металлической сетки) вокруг обеих пар плюс четыре дополнительные пары проводов 26 AWG для передачи речи. Все это внутри поливинилхлоридной или тефлоновой оболочки. o Туре 6А.

Две витые пары 22 AWG с экраном из фольги или сетки вокруг обеих пар и внешней изоляцией РЧС или в пленумном исполнении (тефлона). o Туре 9А. Две витые пары 26 AWG с экраном из фольги или сетки вокруг обеих пар и внешней PVC или тефлоновой оболочкой.

Примечание:

Стандарт TIA/EIA-Т568-А признает только два типа кабеля STP из этого списка: Туре 1А, применяемый для магистралей и горизонтальной кабельной разводки, и Туре 6А для коммутационных кабелей. Сети Token Ring на базе STP используют большие, запатентованные коннекторы IDC (IBM Data Connector). Однако, в связи с отсутствием кабеля в бухтах и сложностью процесса прокладки большинство современных сетей Token Ring применяют совместно с ними стандартный кабель UTP из четырех пар вместо STP.