Оптоволоконний кабель

Оптичний кабель представляє собою двошарове скляне волокно, по якому передаються світлові імпульси, що утворюються при модуляції джерела когерентного випромінювання (лазера або світлодіода). Список переваг волоконно-оптичних кабелів є досить великий. Серед них висока завадостійкість, що дозволяє їх використання в умовах сильних електромагнітних випромінюваннях. Використання світлової енергії забезпечує високий захист інформації та надійну електромагнітну сумісність. В конструкції кабелів майже повністю відсутні дорогі кольорові та дорогоцінні метали (мідь, срібло, тощо). Затухання сигналу в оптичних кабелях значно менше, ніж в електричних, тому значно скорочується кількість регенераторів, що відновлюють передаючий сигнал. Їх можна встановлювати не частіше, ніж через 70-100 км (В традиційних системах передавання регенератори необхідно було встановлювати через кожні 3-5 км). В основному оптоволоконні кабелі знаходять своє використання у побудові магістральних ліній зв’язку.

Існує два види оптоволоконних кабелів: багатомодовий і одномодовий.

Багатомодовий кабель

Із двох видів оптоволоконних кабелів багатомодовий дешевший й більш розповсюджений. Звичайно імпульси світла подає світловипромінюючий діод СД (LED, Light-emitting diode). Кабель називається багатомодовим, оскільки по ньому одночасно проходить кілька променів світла, що передають дані. Кожен промінь проходить через серцевину кабелю по своєму шляху. Звичайно багатомодові кабелі використовуються в кабелепроводах довжиною до 2000 метрів. З удосконалюванням технологій ця відстань постійно збільшується.

Одномодовий кабель

Конструкція одномодового оптоволоконного кабелю така, що промінь проходить через волокно тільки одним шляхом. Джерелом світла для таких кабелів є світлодіодний лазер, значно дорожчий від звичайних СД. Завдяки інтенсивності лазера досягається більша швидкість і дальність передачі даних. Одномодові кабелі передають дані приблизно на десятки кілометрів. Вони використовуються в магістральних кабелепроводах. З удосконалюванням технологій ця відстань також постійно збільшується. В таблиці 1.2 приведено порівняння показників типових середовищ передачі даних.

Таблиця 1.2.

Показники трьох типових середовищ передачі даних

Показники	Середовище передачі даних
	Кабель - вита пара	Коаксіальний кабель	Оптичний кабель
Ціна	Невисока	Відносно висока	Висока
Нарощування	Дуже просте	Проблематичне	Просте
Захист від прослуховування	Незначний	Добрий	Високий
Проблеми з заземленням	Немає	Можливі	Немає
Чутливість до завад	Існує	Існує	Відсутня

Стандарти прокладки кабелів.

Кабелі є невід'ємною частиною будь-якої мережі. Прокладаючи кабелі, важливо дотримуватися стандартів, розроблених для забезпечення певного рівня продуктивності мереж даних.

Стандарти прокладки кабелів являють собою набір специфікацій по установці й перевірці. Стандарти визначають типи кабелів, що використовуються у певному середовищі, матеріали провідників, схему розташування виводів, розміри проводів, екрани, довжину кабелів, типи роз’ємів і граничні значення продуктивності.

Створенням стандартів прокладки кабелів займаються різні організації. Багато з них діють тільки в обмеженій юрисдикції, інші пропонують стандарти, прийняті в усьому світі.

У світі є кілька організацій, що надають специфікації кабелів для ЛКМ.

Компанії Telecommunications Industry Association (TIA) і Electronic Industries Alliance (EIA) спільно розробили специфікації кабелів TIA/EIA для ЛКМ. Дві найпоширеніші специфікації TIA/EIA - стандарти 568-A й 568-B. Обидва звичайно передбачають використання однакового кабелю категорії 5 або 6, але з різними кольоровими кодами.

У мережах використовуються три різних типи кабелів "вита пара".

Прямий кабель – з'єднує різні пристрої, наприклад, комутатор і комп'ютер або комутатор і маршрутизатор.

Перехресний кабель – з'єднує подібні пристрої, наприклад, два комутатори або два комп'ютери.

Консольний кабель (або "інверсний") – з'єднує комп'ютер з портом консолі маршрутизатора або комутатора для налаштування початкової конфігурації.

Інший тип кабелю, що часто використовується в мережах - послідовний кабель. Звичайно таким кабелем маршрутизатор з'єднується з портом Інтернет. Це може бути з’єднання з телефонною компанією, кабельною компанією або приватною мережею постачальника послуг Інтернет.

По схемах T568A і T568B можна створити два типи кабелепроводів: прямий або перехресний кабель. Ці два типи кабелів зустрічаються в інформаційних центрах.

Прямий кабель

Прямий кабель зустрічається найчастіше. Його провід прикріплений до однакових контактів на обох кінцях кабелю. Інакше кажучи, якщо на одному кінці кабелю є роз’єм T568A, то й на іншому буде той же роз’єм. Якщо на одному кінці кабелю роз’єм T568B, на іншому теж роз’єм T568B. Це означає, що порядок підключення (схема виводів) проводів кожних кольорів по обидва боки збігається.

Схема використання прямого кабелю показана на рис. 1.2.

Рис.1.2. Прямий кабель типу “Вита пара”

Перехресний кабель

У перехресному кабелі використовуються обидві схеми прокладання. На одному кінці кабелю є роз’єм T568A, на іншому – роз’єм T568B. Це означає, що порядок підключення кінців кабелів не збігається.

Схема використання прямого кабелю показана на рис. 1.3

.

Рис.1.3. Перехресний кабель типу “Вита пара”

У прямого й перехресного кабелю в мережі є своє призначення. Вибір кабелю для з'єднання двох пристроїв залежить від того, які пари проводів використовуються для передачі й прийому даних.

З функціями передачі та прийому пов'язані певні контакти роз’ємів. Розташування приймального й передавального контакту залежить від пристрою.

Різнорідні пристрої

У роз’ємі RJ-45 ПК контакти 1 і 2 працюють на передачу даних, а контакт 3 і 6 – на прийом. У роз’ємі комутатора контакти 1 і 2 працюють на прийом, а контакти 3 і 6 – на передачу. Передавальні контакти ПК відповідають приймальним контактам комутатора. Отже, необхідний прямий кабель.

Провід на одному кінці кабелю, підключений до контакту 1 (передавальному) ПК, на іншому кінці кабелю підключається до контакту 1 (приймального) комутатора.

От ще кілька прикладів різнорідних пристроїв, для яких необхідний прямий кабель:

- порт комутатора й порт маршрутизатора;

- порт концентратора й ПК.

Однорідні пристрої

Якщо ПК безпосередньо підключається до іншого ПК, контакти 1 і 2 обох пристроїв є передавальними, а контакти 3 і 6 – приймальними.

При використанні перехресного кабелю зелений провід, що підходить до контактів 1 і 2 (передавальних) одного ПК з'єднується з контактами 3 й 6 (приймальними) іншого ПК.

Якщо взяти прямий кабель, то провід, який підходить до контакту 1 (передавального) ПК1, підключався б до контакту 1 (приймального) ПК2. Передавальний контакт не може приймати дані.

Ось ще кілька прикладів однорідних пристроїв, для яких необхідний перехресний кабель:

- порт комутатора та порт комутатора;

- порт комутатора та порт концентратора;

- порт концентратора та порт концентратора;

- порт маршрутизатора та порт маршрутизатора;

- ПК і порт маршрутизатора;

- ПК і ПК.

При використанні невідповідного кабелю зв'язку між пристроями не буде.

Деякі пристрої автоматично визначають передавальні й приймальні контакти й відповідно змінюють внутрішні з'єднання.

Кабелі UTP й STP звичайно закінчуються роз’ємами RJ-45. Роз’єм RJ-45 являє собою вставний роз’єм, прикріплений до кінця кабелю. Якщо дивитися на вставий роз’єм попереду, направивши металеві контакти вгору, контакт номер 8 буде ліворуч, а номер 1 – праворуч. Роз’єм RJ-45 на проводі вставляється в розетку.

У продажу є кабелі з уже встановленими роз’ємами RJ-45. Його можна встановити й вручну, за допомогою обжимного інструменту. При установці на кабель UTP роз’єм RJ-45 проводу потрібно розмотувати якнайменше, щоб звести наведення до мінімуму. Потрібно переконатись, що проводи повністю ввійшли в роз’єми і, що роз’єми RJ-45 притиснуті до ізоляції проводів. Це забезпечує гарний електричний контакт і підсилює з'єднання проводу.

В NOC мережеві пристрої звичайно підключаються до комутаційних панелей. Вони працюють як розподільні щити, що з'єднують проводи робочої станції й інші пристрої. Комутаційні панелі дозволяють швидко перерозподілити фізичні мережеві кабелі при додаванні або заміні обладнання. Спереду використовуються роз’єми RJ-45, що забезпечують швидке з'єднання, але зі зворотної сторони RJ-45 кабелі потрібно пробивати.

Раніше комутаційні панелі зустрічалися тільки в корпоративних мережах. Тепер вони є в багатьох невеликих компаніях і навіть вдома. Там вони працюють як центральна точка підключення кабелів даних, телефонних кабелів і навіть кабелів аудіосистем.

Мережеві стандарти Ethernet.

Ethernet (езернет, від лат. aether — етер) — базова технологія локальних обчислювальних (комп'ютерних) мереж з комутацією пакетів, що використовує протокол CSMA/CD (множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу.

Ethernet-мережі функціонують на швидкостях 10Мбіт/с, Fast Ethernet — на швидкостях 100Мбіт/с, Gigabit Ethernet — на швидкостях 1000Мбіт/с, 10 Gigabit Ethernet — на швидкостях 10Гбіт/с. В кінці листопада 2006 року було прийняте рішення про початок розробок наступної версії стандарту з досягненням швидкості 100Гбіт/с (100 Gigabit Ethernet).

Згідно із стандартами IEEE згадані чотири типи середовищ позначаються відповідними ідентифікаторами. Стандартний ідентифікатор складається із трьох частин. Перша частина містить число “10”, яке вказує, що швидкість передавання даних становить 10 Мб/с. Друга частина - слово “Base” - означає “основна смуга частот” (baseband), тобто вказує вид сигналів (не модульовані), які передаються через середовище. Третя частина позначає тип сегменту мережі або його довжину (заокруглене значення). Для товстого коаксіального кабеля (Thick Coax) цифра “5” означає максимальну можливу довжину окремого сегменту мережі, яка становить 500 м, для тонкого коаксіалу (Thin Coax) цифра “2” означає максимальну довжину окремого сегменту 185 м, заокруглену до сотень метрів (тобто до 200 м). Літери “T” або “F” відповідно позначають тип кабеля “скручена пара” (Twisted pair - T) або “оптоволоконний” (Fiber optic - F).

Ідентифікатори середовищ згідно із стандартом IEEE складаються із трьох частин. Цифра “100” означає швидкість передавання даних, рівну 100 Мб/с. Слово “Base” означає застосування основної смуги частот сигналу. Третя частина визначає вид середовища: “Т4” - кабель типу “скручена пара” телефонної якості (категорія 3), “TX” - кабель типу “скручена пара” для передавання даних (категорія 5), “FX” - оптоволоконний кабель із використанням двох оптичних волокон для передавання даних. Середовища TX і FX разом позначають як 100Base-X.