Кабельные соединения

Наиболее часто в компьютерных сетях применяются кабельные соединения, выступающие в качестве среды передачи электрических или оптических сигналов между компьютерами и другими сетевыми устройствами. При этом используются следующие типы кабеля:

□ коаксиальный кабель (coaxial cable);

□ витая пара (twisted pair):

• неэкранированная (unshielded, UTP),

• экранированная (shielded);

□ волоконно-оптический, или оптоволоконный кабель (fiber optic).

Еще десять–пятнадцать лет назад при создании сетей в основном применялся именно коаксиальный кабель, состоящий из передающей сигнал медной или алюминиевой жилы, слоя изоляции, экранирующей оплетки из медных проводов или алюминиевой фольги и защитной внешней оболочки (рис.4.1). Для передачи сигнала в коаксиальном кабеле использовалась центральная жила, тогда как оплетка заземлялась, выступая в роли «электрического нуля».

При этом использовались два возможных типа кабеля – «тонкий» и «толстый».

Тонкий коаксиальный кабель – гибкий, диаметром около 0,5 см, позволял передавать данные без затухания на расстояния до 185 м (в реальных сетях – даже до 300 м).

Для подключения кабеля к сетевым устройствам применялись специальные разъемы типа BNC. На концах отрезков кабеля монтировались коннекторы.

На концах отрезков кабеля монтировались простые BNC-коннекторы. Сращивание этих отрезков производили с помощью BNC I-коннекторов (или «баррел-коннекторов»), а для соединения с сетевыми адаптерами и устройствами использовались BNC T-коннекторы.

Чтобы отраженный сигнал поглощался на концах кабеля, там устанавливали BNC-терминаторы, один из которых обязательно заземлялся (рис.4.2).

Толстый коаксиальный кабель – относительно жесткий, диаметром чуть больше 1 см. В нем медная жила была толще, чем у тонкого коаксиального кабеля и, следовательно, ее электрическое сопротивление было меньшим. Поэтому толстый коаксиальный кабель позволял передавать сигнал на расстояния до 500 м.

Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применялись специальные устройства – трансиверы (от «transmitter-receiver» – «приемо-передатчик») с довольно оригинальным названием «сетевой вампир». В качестве разъемов использовались AUI- или DIX-коннекторы (рис. 4.3).

Широкое распространение сетей, построенных на основе коаксиального кабеля, было вызвано двумя обстоятельствами: дешевизной (особенно для сетей на тонком коаксиальном кабеле) – расходы на кабель и коннекторы были минимальными, а больше для небольших сетей ничего и не требовалось, и простотой – достаточно было проложить магистральный кабель, установить на его концах терминаторы и подключить к нему все компьютеры, – и сеть готова (рис. 4.4).

Тем не менее сейчас коаксиальный кабель в большинстве сетей заменен витой парой или оптическими кабелями.

Витая пара – два скрученных друг с другом изолированных медных провода. Подавляющее большинство кабелей на основе витой пары состоит из четырех пар, перевитых с разным шагом для уменьшения электрических наводок со стороны соседних пар и внешних источников и покрытых пластиковой оболочкой (рис.4.5). В экранированной витой паре, кроме того, используется одна или несколько оплеток из алюминиевой или медной фольги, существенно повышающих помехозащищенность кабеля.

Такие кабели выпускаются в соответствии со стандартом EIA/TIA 568 («Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях») и подразделяются на категории. Кабели разной категории различаются, в первую очередь, шагом скрутки витых пар. Чем меньше шаг, тем выше категория и тем больших скоростей передачи данных можно достичь при его использовании (табл. 4.1).

Благодаря своей дешевизне, легкости в установке и универсальности (может использоваться в большинстве сетевых технологий), неэкранированная витая пара сейчас является самым распространенным типом кабеля, используемым при построении локальных сетей. Экранированная витая пара, несмотря на большую помехозащищенность, не получила широкого распространения из-за сложностей в установке – требуется заботиться о заземлении, да и кабель по сравнению с неэкранированной витой парой более жесткий.

Витая пара подключается к компьютерам и другим устройствам с помощью восьмиконтактного разъема RJ-45 (Registered Jack 45). Этот коннектор (рис.4.6) похож на применяемый в телефонных линиях коннектор RJ-11, только немного больше него. В табл.4.2 приведено описание способов заделки кабеля «витая пара» в коннектор RJ-45 в соответствии со стандартами EIA/TIA 568A и 568B; эта операция выполняется с помощью специального обжимного инструмента. (Если расположить разъем контактами вверх и от себя, то нумеровать их надо слева направо, от 1 до 8.)

Заметим, что кабели, применяемые для подключения компьютеров к концентраторам и коммутаторам, обжимаются с двух сторон одинаково, то есть по одному и тому же стандарту. При этом получается так называемый прямой кабель. Однако для непосредственного соединения сетевых адаптеров компьютеров либо для связи между концентраторами и коммутаторами используется перекрестный кабель («кросс-кабель»). С одной стороны такого кабеля витые пары при их заделке в разъем меняют местами: зеленый провод – на место оранжевого, а голубой – на место коричневого, и наоборот.

Оптоволоконный кабель (рис.4.7) отличается от других видов сетевой проводки тем, что передает световые, а не электрические импульсы. Он очень похож на коаксиальный, но вместо медной или алюминиевой жилы используется стекловолокно.

При этом могут применяться два вида оптоволоконных кабелей: многомодовый (multi-mode) или одномодовый (single-mode).

В относительно дешевом многомодовом кабеле центральное стекловолокно имеет диаметр 50 или 62,5 мкм, а оболочка – 125 мкм. Для передачи сигналов по многомодовому кабелю применяют недорогие светодиодные трансиверы с длиной волны 850 нм.

В высококачественном (но дорогом) одномодовом кабеле волокно тоньше – диаметром 9-10 мкм, а затухание светового сигнала в нем существенно меньше. Кроме того, для передачи сигналов по одномодовому кабелю используются лазерные трансиверы с длиной волны 1300 нм. В результате максимальное расстояние передачи светового сигнала при применении одномодовых кабелей и трансиверов гораздо больше, чем для многомодовых.

Для подключения оптоволоконного кабеля используются специальные коннекторы (рис.4.8). Коннекторы FC и ST сегодня считаются устаревшими, поэтому в новом оборудовании чаще всего применяются разъемы для коннекторов SC. Монтаж коннекторов (заделка оптоволоконного кабеля в коннектор) довольно сложен и требует специального оборудования. Правда, в последнее время появились наборы, позволяющие заделывать такие коннекторы и в домашних условиях. Однако их использование требует точности и терпения, поскольку производится путем вклейки оптического волокна в наконечник с последующей сушкой и тонкой шлифовкой.

По сравнению с электрическими кабелями оптоволокно обеспечивает непревзойденные параметры помехозащищенности и защиты передаваемого сигнала от перехвата. Кроме того, при его использовании данные удается передавать на существенно большие расстояния, да и теоретически возможные скорости передачи в оптоволокне намного выше. Недостатки оптоволокна – большая стоимость кабеля, сложность заделки коннекторов (при которой требуется сварка стекловолокна) и необходимость применения дополнительных трансиверов, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно. Все это заметно повышает общую стоимость развертывания сети, поэтому до сих пор оптоволокно в локальных сетях применяется реже, чем витая пара.

После выбора подходящего типа кабеля, которым вы собираетесь соединить компьютеры и сетевые устройства, и определения места коммутации и распределения можно приступать к прокладке кабеля. При прокладывании кабеля в здании проводку обычно заделывают в стены либо размещают в специальных пространствах под фальшполом или за навесным потолком, а затем выводят в настенные сетевые розетки.

Если проложить кабели в указанных местах невозможно, используются настенные (реже – напольные) кабель-каналы (коробы). Короб – это полая пластиковая сборно-разборная труба, обычно прямоугольной формы, в которой прокладываются сетевые кабели, чаще всего вместе с электрическими (рис. 4.9).

Дата добавления: 2014-11-25