Соединители коннекторы для различных типов кабелей компьютерные сети лекция
Обновлено: 01.07.2024
Аппаратура [1] локальных сетей обеспечивает взаимодействие сетевых абонентов. Выбор аппаратных средств имеет важнейшее значение на этапе проектирования сети, так как стоимость оборудования составляет существенную часть от стоимости сети в целом, а замена аппаратуры связана не только с дополнительными расходами, но и с трудоемкими работами. К аппаратуре локальных вычислительных сетей относятся:
- кабели для передачи информации;
- разъемы для присоединения кабелей;
Сетевые адаптеры (контроллеры, карты, платы, интерфейсы, NIC – Network Interface Card) – это основная часть аппаратуры локальной сети. Назначение сетевого адаптера – сопряжение (соединение) компьютера (или другого абонента) с сетью, то есть обеспечение обмена данными между абонентом и каналом связи в соответствии с принятыми протоколами обмена. Они реализуют функции двух нижних уровней модели OSI. Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде платы, вставляемой в слоты расширения системной магистрали (шины) компьютера (чаще всего PCI, ISA или PC-Card). Плата сетевого адаптера имеет один или несколько внешних разъемов для подключения к ней сетевого кабеля.
Сетевые адаптеры Ethernet могут выпускаться со следующими наборами разъемов:
- TPO – разъем RJ-45 (для кабеля на витых парах по стандарту 10BASE-T);
- TPC – разъемы RJ-45 (для кабеля на витых парах 10BASE-T) и BNC (для коаксиального кабеля 10BASE2);
- Combo – разъемы RJ-45 (10BASE-T), BNC (10BASE2), AUI;
- Coax – разъемы BNC, AUI;
- FL – разъем ST (для волоконно-оптического кабеля 10BASE-FL).
К основным функциям сетевых адаптеров относятся:
- гальваническая развязка компьютера и информационной среды локальной сети (используется передача данных через импульсные трансформаторы);
- преобразование логических сигналов в сетевые (световые или электрические) и обратно;
- кодирование и декодирование сетевых сигналов (прямое и обратное преобразование сетевых кодов передачи информации;
- селекция принимаемых сетевых пакетов (выбор из приходящих пакетов адресованных данному абоненту);
- преобразование параллельного кода в последовательный при передаче данных и обратное преобразование при приеме;
- накопление (буферизация) передаваемых и принимаемых данных в памяти сетевого адаптера;
- организация доступа к сети в соответствии с принятым методом управления обменом;
- вычисление контрольной суммы пакетов при передаче и приеме.
Стандартный алгоритм взаимодействия компьютера с сетевым адаптером происходит следующим образом. Если компьютеру необходимо передать пакет, то он сначала формирует этот пакет в своей оперативной памяти, затем пересылает его в буферную память сетевого адаптера и дает ему команду на передачу. Адаптер анализирует текущее состояние сети и при первой возможности передает пакет в сеть (выполняет управление доступом к среде передачи данных). При этом он производит преобразование информации из буферной памяти в последовательный вид для побитной передачи по сети, вычисляет контрольную сумму, кодирует биты пакета в сетевой код и через узел гальванической развязки выдает пакет в кабель сети.
Если по сети приходит пакет, то сетевой адаптер через узел гальванической развязки принимает биты этого пакета, производит их декодирование из сетевого кода и сравнивает сетевой адрес приемника из пакета со своим собственным адресом (адрес сетевого адаптера устанавливается его производителем). При совпадении адреса сетевой адаптер записывает пришедший пакет в свою буферную память и сообщает компьютеру (сигналом аппаратного прерывания) о том, что получен пакет и его обработать. Одновременно с записью пакета производится вычисление контрольной суммы, что позволяет к завершению процесса приема сделать вывод о наличии в нем ошибок. Буферная память позволяет освободить компьютер от непрерывного контроля сети и обеспечивает высокую степень готовности сетевого адаптера к приему информации. Сетевой адаптер выполняет функции двух нижних уровней модели OSI.
Все остальное аппаратное обеспечение локальных сетей (кроме адаптеров) имеет вспомогательный, дополнительный характер - это промежуточные сетевые устройства.
Приемопередатчики или трансиверы (TRANsmitter + reCEIVER) используют для передачи информации между адаптером и кабелем сети или между двумя сегментами (частями) сети. Трансиверы усиливают сигналы, преобразуют их уровни или преобразуют сигналы в другую форму (например, из электрической в световую и обратно). Трансиверами, кроме того называют встроенные в адаптер приемопередатчики.
Репитеры (repeater) или повторители в отличие от трансиверов выполняют более простую функцию. Они не преобразуют ни уровни сигналов, ни их физическую природу, а только восстанавливают слабые сигналы (их амплитуду и форму), приводя их к первоначальному виду. Цель такой ретрансляции сигналов состоит в увеличении протяженности сети.
Концентраторы (хабы, hub) используют для объединения в сеть нескольких сегментов. Концентраторы (или репитерные концентраторы) представляют собой несколько репитеров, они выполняют те же функции, что и повторители. Концентраторы иногда вмешиваются в обмен для устранения некоторых явных ошибок. Они работают на первом уровне модели OSI, так как имеют дело только с физическими сигналами, с битами пакета и не анализируют его содержимое, рассматривая пакет как единое целое. На этом же уровне работают трансиверы и репитеры.
Коммутаторы (свичи, switch, коммутирующие концентраторы), как и концентраторы, служат для объединения сегментов сети. Они выполняют более сложные функции, производя сортировку поступающих пакетов с данными. Коммутаторы передают из одного сегмента сети в другой не все поступающие на них пакеты, а те, которые адресованы компьютерам того сегмента. Пакеты, передаваемые между абонентами одного сегмента, через коммутатор в другой сегмент не попадают. При этом сам пакет коммутатором не принимается, а только пересылается. Интенсивность обмена в сети уменьшается из-за разделения нагрузки, поскольку каждый сегмент работает не только со своими пакетами, но и с пакетами, пришедшими из других сегментов, а коммутатор не пропускает лишних. Коммутатор работает на втором уровне модели OSI (подуровень MAC), так как анализирует МАС-адреса внутри пакета. Кроме того, он выполняет и функции первого уровня.
Мосты (bridge), маршрутизаторы (router) и шлюзы (gateway) служат для объединения в одну сеть нескольких разнородных сетей с разными протоколами обмена нижнего уровня: с разными форматами пакетов, методами кодирования, скоростью передачи и др. В результате их использования сложная и неоднородная сеть, содержащая в себе различные сегменты, с точки зрения пользователя выглядит обычной сетью. Все эти устройства гораздо дороже, чем концентраторы, так как они выполняют довольно сложную обработку информации. Реализуются они обычно на базе компьютеров, подключенных к сети с помощью сетевых адаптеров - они представляют собой специализированные абоненты (узлы) сети.
Мосты - наиболее простые устройства из трех перечисленных выше, служащие для объединения сетей с разными стандартами обмена, например, Ethernet и Arcnet, или нескольких частей (сегментов) одной и той же сети, например, Ethernet. В последнем случае мост, как и коммутатор, только разделяет нагрузку сегментов, повышая тем самым производительность сети в целом. В отличие от коммутаторов мосты принимают поступающие пакеты данных целиком и в случае необходимости производят их несложную обработку. Мосты, как и коммутаторы, работают на втором уровне модели OSI. В последнее время они вытесняются коммутаторами, которые становятся все более функциональными.
Маршрутизаторы осуществляют выбор оптимального маршрута для каждого пакета с целью избежание чрезмерной нагрузки отдельных участков сети и обхода ее поврежденных участков. Они применяются в сложных разветвленных сетях, имеющих несколько альтернативных маршрутов между отдельными абонентами. Маршрутизаторы не преобразуют протоколы нижних уровней, поэтому они могут соединять только сегменты одноименных сетей. Маршрутизаторы работают на третьем уровне модели OSI, так как они глубоко проникают в инкапсулированный пакет и анализируют не только физический адрес пакета, но и сетевой.
Шлюзы – это устройства для соединения сетей с различными протоколами, например, для соединения локальных сетей с глобальными сетями. Это сложное, дорогое и редко применяемое сетевое оборудование. Шлюзы реализуют связь между абонентами с четвертого по седьмой уровень модели OSI. Соответственно, они выполняют и все функции нижестоящих уровней.
[1] Кондратенко С., Новиков Ю. Основы локальных сетей [Электронный ресурс]
Калашников Р.Г. Компьютерные системы и сети 2019 Сетевые кабели Лекция 7 МИНИСТЕРСТВО образования и науки ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ «ЛУГАНСКИЙ КОЛЛЕДЖ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА»
Содержание Сетевые кабели коаксиальный кабель кабель витой пары оптоволоконный кабель Компьютерные системы и сети Введение из 34
Сетевые кабели В качестве среды передачи данных могут выступать кабель (медный или волоконно-оптический) радиоэфир (радиоканалы наземной и спутниковой связи) атмосфера или космическое пространство, допускающие распространение светового сигнала (инфракрасная и лазерная передача) В настоящее время подавляющее число сетей используют в качестве среды передачи кабельную систему. Существует большое количество типов кабелей (тысячи наименований), но в большинстве практических реализаций применяются кабели следующих типов коаксиальный кабель витая пара оптоволоконный кабель Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Структура… Коаксиальный кабель предназначен для построения сетей с топологией "шина" Он состоит из Внутреннего проводника изоляции металлической оплетки (экран) внешней изоляции (оболочка) Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Структура… Проводящая жила – медный провод или пучок медных проводов, по которым передается информация в виде электрического сигнала Изоляция – слой диэлектрика который отделяет проводящую жилу от металлической оплетки. В случае повреждения изоляции сигнал из оплетки проникает в жилу, что приводит к разрушению передаваемого по жиле информационного сигнала Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Структура Металлическая оплетка – защищает сигнал, распространяющийся в жиле, от внешних шумов и перекрестных помех В сильно зашумленных местах можно использовать кабель с двойной экранизацией (содержит металлическую оплетку и дополнительный экран из фольги) или кабель с учетверенной экранизацией (содержит два слоя оплетки и два слоя металлической фольги) Внешняя изоляция – наружный непроводящий защитный слой. По типу изоляции кабели разделяются на: Поливинилхлоридные кабели Пленумные кабели – изоляция выполнена из огнеупорного материала (тефлон). Такие кабели предназначены для использования в пленумных пространствах (над подвесные потолками и под фальшполами, в вентиляционных шахтах) Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Толстый коаксиальный кабель Разработан для применения в сетях Ethernet (спецификация 10Base-5) Описан в стандарте EIA/TIA-568 (стандарты RG-8 и RG-11) Новый стандарт EIA/TIA-568A его не описывает как морально устаревший Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Толстый коаксиальный кабель Характеристики Диаметр жилы – 1/12" ≈ 2,17 мм Диаметр кабеля – 1/2" ≈ 12 мм Волновое сопротивление – 50 Ом Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-5 Предполагает использование толстого коаксиального кабеля Максимальная длина сегмента – 500 м Сопротивление терминаторов – 50 Ом Максимальная длина сети определяется правилом "5-4-3" 5 сегментов могут быть соединены посредством 4 повторителей, при этом только 3 сегмента могут иметь нагрузку (содержать подключенные оконечные устройства) Максимальная длина сети – 2500 м Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-5 Подключение подразумевает использование внешнего трансивера Трансивер соединяется с проводящей жилой посредством специального острого коннектора, прокалывающего внешние слои кабеля (vampire tap, "зуб вампира") Трансивер соединяется с NIC интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface), состоящим из 4 витых пар Для подключения используется разъем DB-15 Максимальная длина кабеля AUI – 50 м Максимальное число подключений к сегменту – 100 Минимальное расстояние между подключениями – 2,5 м Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-5 Достоинства Хорошая защищенность кабеля от внешних и перекрестных помех Большой размер сети Использование внешних трансиверов с длинным кабелем AUI Возможность перемещать оконечные устройства Возможность замены трансивера при изменении типа основного кабеля Недостатки Высокая стоимость кабеля Сложность прокладки из-за его высокой жесткости Сложность изменения структуры сети Останов работы всей сети при возникновении проблем Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Тонкий коаксиальный кабель Разработан для применения в сетях Ethernet (спецификация 10Base-2) Описан в стандарте EIA/TIA-568 RG-58 /U – кабель со сплошной медной жилой RG-58 A/U – кабель с жилой из нескольких переплетенных проводов RG-58 C/U – специальное военное исполнение кабеля RG-58 A/U Новый стандарт EIA/TIA-568A его не описывает как морально устаревший Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Тонкий коаксиальный кабель Характеристики Диаметр жилы – 1/30" ≈ 0,85 мм Диаметр кабеля – около 5 мм Волновое сопротивление – 50 Ом Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-2 Предполагает использование тонкого коаксиального кабеля Максимальная длина сегмента – 185 м Сопротивление терминаторов – 50 Ом Максимальная длина сети определяется правилом "5-4-3" 5 сегментов могут быть соединены посредством 4 повторителей, при этом только 3 сегмента могут иметь нагрузку (содержать подключенные оконечные устройства) Максимальная длина сети – 925 м Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-2 Подключение устройства к сегменту на тонком коаксиальном кабеле использует трансивер NIC и производится с помощью BNC конекторов (British Naval Connector) В месте подключения кабель разрезается Концы кабеля обжимаются BNC-коннекторами BNC-коннекторы присоединяются к BNC T-коннектору, который, в свою очередь, присоединяется к BNC-разъему NIC Максимальное число подключений к сегменту – 30 Минимальное расстояние между подключениями – 0,5 м Компьютерные системы и сети Введение из 34 K BNC разъем сетевой карты BNC коннектор BNC т -коннектор
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-2 Семейство BNC-коннекторов, используемых для работы с тонким коаксиальным кабелем, включает BNC-коннектор BNC T-коннектор BNC терминатор BNC баррел-коннектор – используется для увеличения длины сегмента Компьютерные системы и сети Введение из 34 BNC баррел-коннектор BNC терминатор
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-2 Достоинства Достаточно хорошая защищенность кабеля от внешних и перекрестных помех (но хуже, чем в 10Base-5) Меньшая стоимость кабеля чем в 10Base-5 Простота прокладки и возможность изменения конфигурации сети Тонкий коаксиальный кабель достаточно гибкий Фактически, оконечные устройства попарно соединяются друг с другом, поэтому возможны вставка и удаление устройства и кабеля в любом месте сегмента Недостатки Останов работы всей сети при возникновении проблем Большое количество соединений ухудшает характеристики среды передачи и существенно понижает надежность Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Кабель витой пары предназначен для соединения двух устройств. Обычно он применяется для соединения центральных устройств с оконечными в топологиях "звезда" и "кольцо". Витая пара - это два провода, перевитых вокруг друг друга. Кабель витой пары - это несколько пар проводов (обычно 4), заключенных в одну защитную оболочку. Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Кабель неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP) не содержит дополнительных составляющих Кабель экранированной витой пары (Shielded Twisted Pair, STP) содержит экранирующую оболочку и имеет множество разновидностей в зависимости от способа экранирования, например Screened Twisted Pair (ScTP) – каждая пара заключена в отдельный экран Foiled Twisted Pair (FTP) – витые пары заключены в общий экран из фольги Pair in Metal Foil (PiMF) – каждая пара завернута в полоску металлической фольги, а все пары - в общий экранирующий чулок и т.д. Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Применяется в большом количестве приложений (Ethernet, Token Ring, ATM и т.д.) Стандарты EIA/TIA-568 и EIA/TIA-568A описывают категории UTP Фирменный стандарт IBM описывает типы кабелей (Type1, Type2 и т.д.) – часть из них являются кабелями UTP и STP Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Категории UTP… Категория 1 Используется для цифровой и аналоговой передачи голосовой информации и низкоскоростной (до 20 Кбит/c) передачи данных Категория 2 Кабели категории 2 были впервые применены IBM при построении собственной кабельной системы Обеспечивает передачу данных со скоростью до 4 Мбит/с Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Категории UTP Категория 3 (1991 г.) "Стандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий" (EIA-568) определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частот до 16 МГц Предназначен для передачи голоса и данных со скоростью до 10 Мбит/c Волновое сопротивление – 100 Ом Категория 4 (1993 г.) Определяет электрические характеристики кабелей для частот до 20 МГц Представляет собой улучшенный вариант кабеля категории 3 и способен передавать данные с большей скоростью (до 16 Мбит/с) и на большие расстояния Волновое сопротивление – 100 Ом Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Категории UTP Категория 5 Специально разработана для поддержки высокоскоростных технологий Определяет электрические характеристики кабелей категории 5 для частот до 100 МГц Каждая из четырех пар имеет собственный шаг скрутки Волновое сопротивление – 100 Ом Категория 6 Определяет электрические характеристики кабелей категории 6 для частот до 200 (или 250) МГц Категория 7 Определяет электрические характеристики кабелей категории 7 для частот до 600 МГц Кабель обязательно должен быть экранированным Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Соответствие цветов проводников контактам розетки EIA/TIA-T568B бело-зеленый зеленый бело-оранжевый синий бело-синий оранжевый бело-коричневый коричневый EIA/TIA-T568A бело-оранжевый оранжевый бело-зеленый синий бело-синий зеленый бело-коричневый коричневый Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Нумерация пар Стандарт EIA/TIA-568 также определяет 2 варианта нумерации пар проводников Компьютерные системы и сети Введение из 34
Кабель витой пары Прямые и перекрестные кабели Кабель витой пары предназначен для соединения двух устройств У прямого кабеля оба конца подключены к разъему одинаковым способом (T568A или T568B) Используется для подключения оконечных устройств к центральному в топологиях звезда и кольцо (б) У перекрестного кабеля концы подключены к разъему разными способами (один – T568A, другой – T568B) Используются для прямого подключения оконечных устройств или хабов через обычные порты Современные устройства способны самостоятельно определять, кабелем какого типа их соединили Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификация 10Base-T Предполагает использование кабеля неэкранированной витой пары категории 3 Максимальное расстояние между связанными устройствами – 100 м Максимальная длина сети определяется следующим правилом "4 хабов": максимальное число концентраторов между любыми двумя узлами сети не должно превышать 4 Максимальный диаметр сети (максимальное расстояние между двумя узлами) – 500 м Компьютерные системы и сети Введение из 34
Оптоволоконный кабель Оптоволоконный кабель предназначен для высокоскоростной передачи данных между двумя устройствами Он состоит из следующих компонент Световой элемент - чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, по которому распространяется сигнал оболочка жилы из вещества с иным коэффициентом преломления, чем у жилы (распространяясь по жиле, лучи света не выходят за ее пределы) Оптический модуль Гидроизоляция сердечника Промежуточная оболочка Броня из крупных стальных оцинкованных проволок внешняя оболочка (пластик, кевлар) Для подключения кабеля используются разъемы типов MIC, ST, SC и другие Компьютерные системы и сети Введение из 34
Оптоволоконный кабель В зависимости от распределения параметра преломления (от расстояния от центра жилы) и величины диаметра жилы различают одномодовое волокно имеет диаметр жилы 5-10 мкм способно передавать только один сигнал имеет полосу пропускания до сотен ГГц/км технологически сложно в изготовлении и использовании многомодовое волокно со ступенчатым или плавным изменением показателя преломления имеет диаметр жилы 50-60 мкм (два наиболее употребительных варианта: 50/125 мкм и 62,5/125 мкм) способно передавать одновременно несколько сигналов имеет полосу пропускания 500-800 МГц Компьютерные системы и сети Введение из 34
Оптоволоконный кабель Преимущества и недостатки Преимущества Высокая частота несущей, позволяющая передавать информацию с большой скоростью Для передачи информации используется свет с длиной волны 1,55 мкм, 1,3 мкм, 0,85 мкм Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание сигнала в оптоволокне Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного и недорогого материала (в отличие от меди) Компактность и легкость Устойчивость к электромагнитным помехам. Защищенность от несанкционированного доступа Долговечность – Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет Недостатки Для выполнения монтажа оптоволоконного кабеля требуется относительное дорогое оборудование Некачественное соединение резко снижает характеристики кабеля Компьютерные системы и сети Введение из 34
Коаксиальный кабель Спецификации 10Base-F Предполагает использование оптоволоконного кабеля (2 оптоволокна) Рекомендуется использовать многомодовый кабель с полосой пропускания 500-800 МГц на 1км Можно использовать одномодовый кабель Существующие спецификации FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) Максимальное расстояние между связанными устройствами – 1000 м Действует правило 4-х хабов Максимальный диаметр сети – 2500 м (это ограничение технологии, а не спецификаций физического уровня) 10Base-FL Максимальное расстояние между связанными устройствами – 2000 м Действует правило 4-х хабов Максимальный диаметр сети – 2500 м 10Base-FB Предназначен только для соединения повторителей Максимальное расстояние между повторителями – 2000 м Действует правило 5-и хабов (!) Максимальный диаметр сети – 2740 м Компьютерные системы и сети Введение из 34
Заключение В настоящее время для построения локальных сетей преимущественно используется кабель неэкранированной витой пары, при создании высокоскоростных сетей или прокладке магистралей – оптоволоконный Компьютерные системы и сети Введение из 34
Оптическое волокно состоит из световедущей сердцевины, окруженной оболочкой, у которых разные показатели преломления. Оба элемента производятся из высокочистого кварцевого стекла. Полученное в процессе вытяжки оптическое волокно затем покрывается одним или двумя слоями защитного пластикового покрытия, распространенным материалом для которого является акрилат. От покрытия зависит прочность волокна. В основе распространения света по сердечнику лежит принцип полного внутреннего отражения, который реализуется за счет того, что коэффициент преломления сердечника выше коэффициента преломления оболочки. На входе волоконно-оптического тракта модулируемый источник света преобразует входные электрические сигналы в модулированный (как правило по интенсивности) свет, который распространяется по волокну, связанному с источником. На другом, принимающем конце линии оптические сигналы преобразуются фотодетектором обратно в электрические сигналы. На линиях большой протяженности иногда используются регенераторы, состоящие из приемника, усилителя и передатчика. В современных Волоконно Оптических Линиях Связи также находят применение оптические усилители.
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. (ВикипедиЯ)
Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет 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 часто называют RJ45.
2) Маршрутизатор или роутер (прочтение слова англ. router как транслитерированного) — сетевое устройство, пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети и принимающее решения на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. (ВикипедиЯ)
Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.
Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных и т. д.
Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.
В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство, так и обычный компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько пакетов программного обеспечения (на основе ядра Linux, на основе операционных систем BSD) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор, например, Quagga, IPFW или простой в применении PF.
3) К онцентратор или хаб (жарг. от англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. (ВикипедиЯ)
Хаб работает по следующему принципу: копирует все полученные пакеты во все порты. При этом может возникнуть проблема, при которой по двум и более портам приходят пакеты в одно и то же время. Другая проблема — безопасность — все пакеты доходят до всех компьютеров сети, поэтому существует возможность несанкционированного доступа к информации. И, наконец, ещё одной проблемой является то, что копирование пакетов повышает нагрузку на сеть, причём весьма существенно — весь трафик сегмента сети поступает к каждому из компьютеров и тем самым загружает сеть.
Назначение концентраторов - объединение отдельных рабочих мест в рабочую группу в составе локальной сети. Для рабочей группы характерны следующие признаки: определенная территориальная сосредоточенность; коллектив пользователей рабочей группы решает сходные задачи, использует однотипное программное обеспечение и общие информационные базы; в пределах рабочей группы существуют общие требования по обеспечению безопасности и надежности, происходит одинаковое воздействие внешних источников возмущений (климатических, электромагнитных и т.п.); совместно используются высокопроизводительные периферийные устройства; обычно содержат свои локальные сервера, нередко территориально расположенные на территории рабочей группы.
4) Т очка доступа беспроводной сети - это беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания новой беспроводной сети. (ВикипедиЯ)
Беспроводные точки доступа используются для предоставления доступа мобильным устройствам (ноутбуки, принтеры и т.д.) к стационарной локальной сети, для создания так называемых «горячих точек» — областей, в пределах которых клиенту предоставляется, как правило, бесплатный доступ к сети Интернет.
Точки доступа призваны выполнять самые разнообразные функции, как для подключения группы компьютеров (каждый с беспроводным сетевым адаптером) в самостоятельные сети (режим Ad-hoc), так и для выполнения функции моста между беспроводными и кабельными участками сети (режим Infrastructure).
Для режима Ad-hoc максимально возможное количество станций — 256. В Infrastructure-режиме допустимо до 2048 беспроводных узлов.
Следует учитывать, что точка доступа — это обычный концентратор. При нескольких подключениях к одной точке полоса пропускания делится на количество подключённых пользователей. Теоретически ограничений на количество подключений нет, но на практике стоит ограничиться, исходя из минимально необходимой скорости передачи данных для каждого пользователя.
С помощью точки доступа можно легко организовать роуминг при перемещении мобильного компьютера пользователя в зоне охвата большей, чем зона охвата одной точки доступа, организовав «соты» из нескольких точек доступа и обеспечив перекрытие их зон действия. В этом случае необходимо обеспечить, чтобы в предполагаемой зоне перемещения мобильного пользователя все точки доступа и мобильные компьютеры имели одинаковые настройки (номера каналов, идентификаторы и др.).
Подключение домашней электроники, обычно, сводится к одному — провод в розетку и поехали. Компьютерная техника достаточно «поумнела», чтобы не требовать от пользователя диплома физико-математика. Когда-то сложные, требующие спецподготовки действия, перестали пугать современного домашнего пользователя: не важно, переустановить операционную систему на рабочей машинке или настроить роутер для домашнего пользования. Вместе с электроникой поумнел и юзер — теперь можно открыть сайт, почитать инструкцию и повторить все на практике. Например, любители «балуются» настройкой домашних серверов, файлохранилищ или видеонаблюдения, где устройства соединяются с помощью витой пары. А поэтому в таких «развлечениях» приходится часто обжимать провода. Хотя на рынке есть готовые решения, они все приведены к стандарту и вряд ли пригодятся для уникальных задач конкретного пользователя, поэтому любому домашнему энтузиасту приходится делать витые пары своими руками. Тем более для этого есть все, что нужно: инструмент, запчасти и провода. Остается только найти инструкцию и смело приступать к экспериментам.
Витая пара — это несколько проводников, которые «завиты» в определенном порядке как между собой, так и вместе. Так как цифровая техника понимает только цифровой язык, по проводам приходится передавать огромное количество разнообразных сигналов: с разной длиной волны, разным напряжением и формой. Все это кодируется и декодируются специальными «приемниками» как с одной стороны, так и с другой. На качество и целостность битов в проводе могут влиять разные факторы. Например, любые источники магнитных волн и радиосигналов — как микроволновые печи или роутеры с частотой 5 ГГц.
Вообще, передача данных по сети подчиняется не только законам физики, а поэтому имеет много смежных характеристик. Например, на сигнал и его дальнобойность влияет материал, из которого изготовлены проводники в кабеле и то, каким образом они расположены внутри оболочки. Мы говорили об этом подробно в материале о том, как работает витая пара и как происходит передача данных.
Для чего нужна витая пара
Несмотря на то, что беспроводные технологии давно окутывают корпоративные сети, старая добрая проводка все еще остается актуальной, если нужно создать безопасную, быструю и стабильную сеть. И даже в домашних условиях иногда «полезно» подключаться по кабелю. Например, чтобы провести быстрый канал на несколько этажей в большом доме или просто подключить умный телевизор по проводу, когда просмотр любимых кинофильмов прерывается из-за слабого WiFi-приемника. А если захочется организовать видеонаблюдение в доме и за его пределами — без витой пары и PoE просто физически не обойтись.
Веди куда хочешь и сколько хочешь — главное, чтобы хватило портов на роутере. Единственное, что может помешать новичку — это отсутствие практических навыков. Ведь для сборки своего патч-корда необходимо хотя бы один раз увидеть, как обжимается провод и какие мелочи при этом нужно учитывать.
Что нужно для работы
Стоит сказать, что на рынке сетевых устройств можно найти готовые витые пары. Их называют патч-кордами — такие кабели обычно выпускаются по стандартным лекалам и не отличаются большим ассортиментом по размеру или качеству. Тем более, что их не везде можно применить — готовый кабель с коннектором на конце не провести под крышей или через тонкое отверстие без повреждения коннекторов. Более того, готовые провода не могут предложить пользователю тот же уровень качества и стабильности, как у кабеля собственного изготовления. Ведь «для себя» можно выбрать самые лучшие комплектующие. Для создания топовой витой пары понадобится:
- Провод. Витая пара делится на категории, которые обозначают максимальные характеристики проводников. Для домашнего пользования выбирают модели категории 5e. Важно, чтобы жилы витых пар были сделаны из меди, а не омедненного алюминия или вовсе, чистого алюминия.
- Коннекторы. Они также делятся по типу и соответствуют обозначениям, которые применяются к кабелю. То есть, для провода 5e нужны коннекторы 5e. Качественные коннекторы имеют целиком позолоченные контакты – учитываем это при покупке. Потому что бывает бутафория — когда позолота есть только в месте соединения коннектора и контактов в принимающем устройстве.
- Кримпер. Выбор инструмента ограничен финансами и фронтом работы. Если необходимо обжать пару проводов в год, можно остановиться на самом простом кримпере. Если сборка витых пар станет работой на каждый день — смотрим получше и подороже.
- Нож. Если кримпер не имеет режущих кромок, то можно взять канцелярский или сапожный — любой, которым удобно очистить кабель от внешней оболочки.
- Отвертка. Секретный инструмент.
- Устройство для проверки. После обжима кабель необходимо проверить на качество сигнала и отсутствие короткого замыкания. Если это промышленные масштабы или, хотя бы, построение серьезной домашней сети — лучше использовать специальный тестер витых пар. Если подключение приставки к интернету — достаточно откатать новый кабель на заведомо рабочих устройствах и убедиться, что все работает.
Подготовка к обжиму
Перед обжимом нужно подготовить витую пару. Пусть это будет отрезок с небольшим запасом:
Обычного Cat. 5e кабеля с медными жилами и мягкой качественной оболочкой хватит для домашних задач с головой.
Даже опытный мастер может «запороть» процесс, поэтому коннектор — это расходный материал. Пусть и они тоже будут в запасе:
Простые коннекторы типа 5e — золотые и бутафорские.
Для реализма будем использовать самый простой кримпер из доступных на рынке:
Такого инструмента хватит для нужд домашнего мастера и даже специалиста.
Отвертка с плоским жалом:
Определяемся со способом обжима витой пары. Например, для соединения типа компьютер-компьютер раньше использовали перекрестное расположение пар в коннекторе. А для соединения компьютера с роутером — прямую распиновку. Сейчас вся техника автоматически перекидывает нужные пары местами и для стандартных задач можно всегда использовать прямой способ обжима:
Оба коннектора обжимаются идентично.
Подготовка провода и коннектора
Зачищаем провод примерно на полторы длины коннектора. Стараемся сделать максимально аккуратно, чтобы не повредить оболочку самих жил:
Каждая пара различается по цветам и скручена в определенном порядке. Необходимо раскрутить проводники, но так, чтобы скрытая часть провода под оболочкой оставалась в заводском скрученном виде. Это необходимо для сохранения помехоустойчивости на всех участках провода, вплоть до коннекторов. Не забываем распределить провода по цветам, как показано на схеме распиновки:
Примеряем провод к коннектору, чтобы определиться с нужной длиной проводников. Красными линиями на фото обозначены границы для оболочки и самих витых пар:
Чтобы удержать пучок в правильном порядке, можно прижать их пальцем возле края оболочки, а затем аккуратно перенести хлипкую конструкцию в коннектор. В нем есть специальные салазки для каждого провода — поэтому после того, как каждый проводник попадет на свою дорожку, просто вставляем кабель до упора. Не забываем отвести в сторону нейлоновую нить:
Обязательно следим, чтобы все пары достигли крайних точек в салазках и полностью накрылись ножами контактов:
Оболочка провода должна также достигнуть сужения в месте, где начинаются салазки, чтобы одноразовая защелка полностью накрыла своей плоскостью широкую часть провода:
Обжим
Убеждаемся в качестве подготовки конструкции и переносим ее в рабочий паз инструмента. В обжимной каретке присутствуют ограничитель и защита от неправильного положения коннектора — не спешим и делаем внимательно:
Когда коннектор окажется в правильном положении в инструменте, сжимаем ручки кримпера практически до упора, после чего будет слышен щелчок — сработает стопор оболочки в коннекторе:
Зубцы кримпера имеют одинаковый шаг и соответствуют контактам в коннекторе. При сжатии ручек они попадают в пазы с контактами и продавливают их через оболочку проводников:
Проверка качества
Вынимаем готовый провод и проверяем качество обжима. Во-первых, убеждаемся в том, что ножи полностью «врезались» в провода:
Во-вторых, проверяем качество фиксации оболочки провода в коннекторе:
Если один из контактов не достает до проводника, то можно сделать «контрольный» обжим в кримпере или использовать секретный инструмент.
Доработка
Нажимаем с силой, аккуратно, без ударов по отвертке, не расшатывая контакт, чтобы ножи прорезали оболочку проводника и соединились с медными проводниками. Впрочем, так можно обжать весь провод, если под рукой нет кримпера. Долго и неудобно, но осуществимо:
То же самое с защелкой для оболочки — давим до щелчка:
Проверяем работу
Для проверки можно использовать специальный тестер, который находит обрывы, короткое замыкание и проверяем распиновку обжима. Без спецтехники тоже можно обойтись — подключаем компьютер к роутеру с помощью нового кабеля и ждем подключения:
Затем проверяем качество интернета:
Тариф на месте, скорость соответствует заявленной — провод готов к труду и обороне.
Читайте также:
- Как закрыть группу в вк через компьютер
- Не могу зайти в планшет после сброса настроек требует аккаунт гугл
- Какое название дали стив джобс и стив возняк компьютеру который собрали в гараже
- Как сбросить моноблок леново до заводских настроек
- Укажите какое количество компьютеров находится в данный момент в локальной сети в кабинете