Конструкция витопарного кабеля

Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4—0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26AWG или 22AWG соответственно (чем меньше номер, тем толще диаметр проводника). В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника — около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории — полипропилен (PP), полиэтилен (PE).

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка 4-х парных кабелей имеет толщину 0,5—0,9 мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции (так называемых пленум-областях).

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей — серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Пример маркировки:

UTP4-24SR5D, где

UTP-неэкранированный,

STP-экранированный
4-количество пар
24-толщина

провода(AWG),соответствует_0,511мм
S-многожильный

R-круглый,

T-плоский
5-категория
D-модификация

 

Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

 

Категории кабеля

Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801.

• CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонный кабель, всего одна пара. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.
• CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях Token ring и Arcnet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.
• CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.
• CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.
• CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар.
• CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей.

• CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002 года.
• CAT6a (полоса частот 500 МГц) — применяется в сетях Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 гигабит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 гигабит/с. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года.

• CAT7 — спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до 600—700 МГц. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

 

Схемы обжимки

Существует два варианта обжимки разъёма на кабеле:

1. для создания прямого кабеля (прямой обжим)— для соединения порта сетевой карты со свитчем/хабом,
2. перекрёстного кабеля, имеющий инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей хабов/свитчей (uplink порт).

Разъем витой пары

8P8C (8 Position 8 Contact), часто ошибочно называемый RJ45 или RJ-45 — унифицированный разъём, используемый в телекоммуникациях, имеет 8 контактов и защёлку.

При монтаже кабеля витой пары должен выдерживаться максимально допустимый радиус изгиба (8 внешних диаметров кабеля) — сильный изгиб может привести к увеличению внешних наводок на сигнал или привести к разрушению оболочки кабеля.

При монтаже экранированной витой пары необходимо следить за целостностью экрана по всей длине кабеля. Растяжение или изгиб приводит к разрушению экрана, что влечёт уменьшение сопротивляемости наводкам. Дренажный провод должен быть соединен с экраном разъема.

Задание 1. Проведите сравнительную характеристику основных типов кабеля, применяемых для построения компьютерных сетей: витой пары и оптического кабеля по следующим критериям:

Параметры оценки кабеля	Витая пара	Оптический кабель
Физический принцип передачи информации
Используемы материалы проводника
Конструктивные особенности
Целесообразность использования в сетях различного масштаба
Особенности монтажа
Безопасность передаваемой информации
Финансовые затраты на инсталляцию системы

 

 

Задание 2. Ответьте на вопросы:

1. Почему у каждой пары проводников витой пары разный шаг скрутки (повива)? _________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Какой кабель толще: AWG22 или 26?_________________________________

3. Какой из всех типов кабеля наименее уязвим с точки зрения безопасности передаваемых данных? Почему? _____________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Назовите одну из наиболее частных причин нарушения однородности импеданса. _______________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Для чего в многопарном кабеле вводят понятие «разность задержки»?______

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Какая характеристика витой пары позволяет вычислить отношение мощности полученного на конце линии сигнала к мощности сигнала, поданного в линию? _______________________________________________

7. В чем принципиальное отличие параметра NEXT от FEXT?______________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Чем конструктивно отличаются кабели STP и FTP? _____________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Что такое «патч-корд»?_____________________________________________

_____________________________________________________________________________

10. Какой тип кабеля «витая пара» целесообразно использовать в помещении с высоким уровнем электромагнитного фона? Почему?___________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Почему нельзя использовать в помещении кабель, предназначенный для наружных работ? __________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Какие категории кабеля «витая пара» чаще всего применяются при построении локальных сетей в настоящее время? _______________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13. Приведите и расшифруйте маркировку кабеля «витая пара», использующего в локальной сети колледжа. _________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи) каналы связи

Радиоканалы наземной (радиорелейной и сотовой) и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн и относятся к технологии беспроводной передачи данных.

Радиорелейные каналы связи.

Радиорелейные каналы связи состоят из последовательности станций, являющихся ретрансляторами. Связь осуществляется в пределах прямой видимости, дальности между соседними станциями - до 50 км. Цифровые радиорелейные линии связи (ЦРРС) применяются в качестве региональных и местных систем связи и передачи данных, а также для связи между базовыми станциями сотовой связи.

Спутниковые каналы связи.

Спу́тниковая свя́зь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч км). Так как зона его видимости в этом случае — почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает — в большинстве случаев достаточно и одного.

В спутниковых системах используются антенны СВЧ-диапазона частот для приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. В спутниковых сетях используются три основных типа спутников, которые находятся на геостационарных орбитах, средних или низких орбитах. Спутники запускаются, как правило, группами. Разнесенные друг от друга они могут обеспечить охват почти всей поверхности Земли. Работа спутникового канала передачи данных представлена на рисунке

 

Целесообразнее использовать спутниковую связь для организации канала связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможности обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках. Пропускная способность высокая – несколько десятков Мбит/c.

Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и от спутника к земной станции не является произвольным. От частоты зависит, например, поглощение радиоволн в атмосфере, а также необходимые размеры передающей и приемной антенн. Частоты, на которых происходит передача от земной станции к спутнику, отличаются от частот, используемых для передачи от спутника к земной станции (как правило, первые выше).

 

Сотовые каналы связи.

Радиоканалы сотовой связи строятся по тем же принципам, что и сотовые телефонные сети. Сотовая связь - это беспроводная телекоммуникационная система, состоящая из сети наземных базовых приемо-передающих станций и сотового коммутатора (или центра коммутации мобильной связи).

Базовые станции подключаются к центру коммутации, который обеспечивает связь, как между базовыми станциями, так и с другими телефонными сетями и с глобальной сетью Интернет. По выполняемым функциям центр коммутации аналогичен обычной АТС проводной связи.

LMDS (Local Multipoint Distribution System) - это стандарт сотовых сетей беспроводной передачи информации для фиксированных абонентов. Система строится по сотовому принципу, одна базовая станция позволяет охватить район радиусом несколько километров (до 10 км) и подключить несколько тысяч абонентов. Сами БС объединяются друг с другом высокоскоростными наземными каналами связи либо радиоканалами. Скорость передачи данных до 45 Мбит/c.

 

Радиоканалы WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) аналогичны Wi-Fi. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Эксперты считают, что мобильные сети WiMAX открывают гораздо более интересные перспективы для пользователей, чем фиксированный WiMAX, предназначенный для корпоративных заказчиков. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

 

Радиоканалы MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System). Эти системы способна обслуживать территорию в радиусе 50—60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора является не обязательной. Средняя гарантированная скорость передачи данных составляет 500 Кбит/с — 1 Мбит/с, но можно обеспечить до 56 Мбит/с на один канал.

 

Радиоканалы для локальных сетей. Стандартом беспроводной связи для локальных сетей является технология Wi-Fi. Wi-Fi обеспечивает подключение в двух режимах: точка-точка (для подключения двух ПК) и инфраструктурное соединение (для подключения несколько ПК к одной точке доступа). Скорость обмена данными до 11 Mбит/с при подключении точка-точка и до 54 Мбит/с при инфраструктурном соединении.

Wi-Fi - это современная, одна из самых перспективных на сегодняшний день беспроводная технология передачи данных по радиоканалу. Технология Wi-Fi предоставляет свободу перемещения, как в пределах одной комнаты, так и по всему миру, с высокоскоростным доступом ко всем ресурсам локальной сети офиса и Интернет с КПК, ноутбука, карманного компьютера, Web-камеры или беспроводного IP-телефона в зоне покрытия сети Wi-Fi через так называемые точки доступа или хотспоты.

Wi-Fi сокращенно от английского словосочетания "Wireless Fidelity", в переводе с английского языка означает - точная беспроводная передача данных, беспроводная преданность, в беспроводном ключе. Технологией Wi-Fi так же называют протокол и стандарт IEEE 802.11(a-r) (диапазон 2,4 ГГц и 5 ГГц) на оборудование для широкополосной радиосвязи, предназначенной для организации локальных беспроводных сетей Wireless Local Area Network (WLAN). Логотип Wi-Fi обозначает совместимость конкретного изделия с сетями WLAN, но если на компьютере есть логотип Intel® Centrino™, он уже полностью готов для работы с Wi-Fi и никакие дополнительные устройства не нужны.

Wireless Local Area Network (WLAN)

WLAN - это вид локальной вычислительной сети, использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения. Установка таких сетей рекомендуется там, где монтаж кабельной сети невозможен или экономически нецелесообразен. Благодаря функции хендовера пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi без разрыва соединения. Это гибкая система передачи данных, которая применяется как расширение или альтернатива кабельной локальной сети внутри одного офиса, здания или в пределах определенной территории. Wi-Fi позволяет экономить средства за счет отсутствия необходимости прокладывания кабеля, а простота установки не отнимает время на сложные монтажные работы. Расширение и реконфигурация сети WLAN не является сложной задачей, пользовательские устройства можно интегрировать в сеть, установив на них беспроводные сетевые адаптеры. Беспроводные сети используют радиочастоты, поскольку радиоволны внутри помещения проникают через стены и перекрытия. Диапазон или область охвата большинства систем WLAN достигает 160 м, в зависимости от количества и вида встреченных препятствий. Беспроводные сети обычно более надежны, чем кабельные.

Скорость работы сравнима со скоростью кабельной сети. Точно так же, как и в обычной сети, пропускная способность сети WLAN зависит от ее топологии, загрузки, расстояния до точки доступа и т.д. Количество пользователей практически неограничено. Его можно увеличивать, просто устанавливая новые точки доступа. С помощью перекрывающихся точек доступа, настроенных на разные частоты (каналы), беспроводную сеть можно расширить за счет увеличения числа пользователей в одной зоне. Технология Wi-Fi обеспечивает одновременную работу в сети нескольких десятков активных пользователей, скорость передачи информации для конечного абонента может достигать 108 Мбит/с.

Основные режимы работы Wi-Fi

1. Ad-Hoc. Это когда - все компьютеры оснащены беспроводными карточками (клиентами) и соединяются напрямую друг с другом по радиоканалу.

2. Инфраструктурный.
Все компьютеры оснащены беспроводными карточками и подключаются к ТОЧКЕ ДОСТУПА. Которая, в свою очередь имеет возможность подключения к проводной сети.

3. Мост.
Все компьютеры объединены в ПРОВОДНУЮ сеть. ТД тоже в проводной сети, но между собой они соединены по РАДИО.
Этот режим предназначен для объединения ПРОВОДНЫХ сетей. Подключение беспроводных клиентов к ТД, работающей в режиме моста НЕВОЗМОЖНО! Разновидность этого-же режима "точка - многоточка" служит для объединения более чем 2-х сетей.

4. Клиентская точка.
В этом режиме ТД работает как клиент и может соединятся с ТД работающей в инфраструктурном режиме. Но к ней можно подключить только ОДИН!!! МАС-адрес.

5. Репитер.
ТД просто расширяет радиус действия другой ТД, работающей в инфраструктурном режиме.

Радиоканалы Bluetooht - Скорость передачи данных не превышает 1 Мбит/с. Bluetooth – технология передачи данных по радиоканалу. Для работы Bluetooth-канала используется диапазон 2,450 ГГц (он называется ISM – от англ. Industry, Science and Medicine), который предназначен для работы медицинских приборов, бытовой техники, беспроводных телефонов, беспроводных локальных сетей и для использования которого не требуется лицензии.

Каждому из Bluetooth-устройств присвоен уникальный серийный номер длиной 48 бит, который позволяет им «узнавать» друг друга. Для более эффективной передачи данных в технологии Bluetooth применяется скачкообразная перестройка частоты приемника и передатчика с расширением спектра сигнала по методу FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), который заключается в том, что каждые 625 мкс приемник и передатчик одновременно переключаются на новую общую частоту, причем последовательность переключения между частотами известна только этим приемнику и передатчику. В результате работающие рядом устройства не мешают друг другу, да и перехватить сигнал становится гораздо сложнее.

Приемопередающее Bluetooth-устройство помещается в крохотном чипе. Радиосоставляющая не требует настройки, пользователю необходимо лишь выбрать в меню устройства соответствующие параметры соединения (а при необходимости установить драйверы).

Независимо от версии существует три класса технологии Bluetooth с различным радиусом действия:

• Класс 1: передача с мощностью 100 мВт на расстояние до 100 м.
• Класс 2: мощность составляет 10 мВт, радиус действия – до 50 м. Технология часто используется в USB-адаптерах.
• Класс 3: для снижения энергопотребления большинство Bluetooth-устройств этого класса работают с мощностью 1 мВт и передают радиосигнал в радиусе до 10 метров. Практика показывает, что в большинстве случаев этого вполне достаточно. Преимуществом небольшого радиуса действия является постоянное наличие свободных каналов передачи данных. Передатчики третьего класса устанавливаются в мобильные устройства.

Стоит помнить, что во время работы гаджеты с Bluetooth-передатчиками создают друг другу помехи. Кроме того, так же, как и в случае с любыми, использующими радиоканалы устройствами, стены из железобетона, а также массивные металлические конструкции препятствуют распространению радиоволн Bluetooth и уменьшают радиус действия радиоинтерфейсов.

Задание 1. Изучить тему «Беспроводные каналы связи» и зарисовать схему, классифицирующую многообразие данного типа каналов связи.

 

 

Задание 2. Выписать и запомнить все основные термины данной темы: ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________