Слайд 1Лекция 1.4.2. Структурированная кабельная система. Иерархия в кабельной системе. Выбор
типа кабеля.
Астрахань, 2018
Александр Александрович Олейников
Компьютерные и телекоммуникационные сети
Слайд 2Крупные локальные сети не могут строиться без специального структурообразующего оборудования:
кабелей, повторителей, концентраторов, мостов и коммутаторов. Некоторые из этих устройств,
такие как повторители и концентраторы, предназначены для изменения физической конфигурации сети, при которой пути информационных потоков не изменяются, другие — мосты и коммутаторы — влияют на структуру логических связей.
Слайд 3Структурированная кабельная система
Кабельная система является фундаментом любой сети: локальной, глобальной,
компьютерной, телефонной или первичной. Как при строительстве нельзя создать хороший
дом на плохо построенном фундаменте, так и сеть, отлично работающая на плохой кабельной системе, — это явление из области ненаучной фантастики. Если в кабелях ежедневно происходят короткие замыкания, контакты разъемов то отходят, то возвращаются на место, добавление новой станции приводит к необходимости тестирования десятка контактов разъемов из-за того, что документация на физические соединения не ведется, то ясно, что на основе такой кабельной системы любое, самое современное и производительное оборудование будет работать из рук вон плохо. Пользователи будут недовольны большими периодами простоев и низкой производительностью сети, а обслуживающий персонал пребывать в постоянном напряжении, разыскивая места коротких замыканий, обрывов и плохих контактов. Причем проблем с кабельной системой становится намного больше при увеличении размеров сети.
Слайд 4Наиболее детально на сегодня разработаны стандарты кабельных систем зданий, при
этом иерархический подход к процессу создания такой кабельной системы позволил
назвать ее структурированной. На основе структурированной кабельной системы здания работает одна или несколько локальных сетей организаций или подразделений одной организации, размещенной в этом здании. Процесс стандартизации кабелей территориальных сетей менее детализирован, и для этого есть весомые причины — здание является гораздо более определенным объектом, нежели город с его запутанной кабельной системой или сельская или гористая местность, где какая бы то ни было кабельная система иногда вообще отсутствует.
Слайд 5Иерархия в кабельной системе
Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS)
— это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей
и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.
Структурированная кабельная система представляет своего рода «конструктор», с помощью которого проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию из стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых на стандартных кроссовых панелях. При необходимости конфигурацию связей можно легко изменить — добавить компьютер, сегмент, коммутатор, изъять ненужное оборудование, а также менять соединения между компьютерами и концентраторами.
Слайд 6При построении структурированной кабельной системы подразумевается, что каждое рабочее место
на предприятии должно быть оснащено розетками для подключения телефона и
компьютера, даже если в данный момент этого не требуется. То есть хорошая структурированная кабельная система строится избыточной. В будущем это может сэкономить средства, так как изменения в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей.
Структурированная кабельная система планируется и строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее (рис. 9.1).
Слайд 7Рис. 9.1. Иерархия структурированной кабельной системы
Слайд 8Эта система может быть построена на базе уже существующих современных
телефонных кабельных систем, в которых кабели, представляющие собой набор витых
пар, прокладываются в каждом здании, разводятся между этажами, на каждом этаже используется специальный кроссовый шкаф, от которого провода в трубах и коробах подводятся к каждой комнате и разводятся по розеткам.
К сожалению, в нашей стране далеко не во всех зданиях телефонные линии прокладываются витыми парами, поэтому они непригодны для создания компьютерных сетей, и кабельную систему в таком случае нужно строить заново.
Слайд 9Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системы (рис. 9.2) включает:
горизонтальные подсистемы
(в пределах этажа);
вертикальные подсистемы (внутри здания);
подсистему кампуса (в пределах
одной территории с несколькими зданиями).
Рис. 9.2. Структура кабельных подсистем
Слайд 10Горизонтальная подсистема соединяет кроссовый шкаф этажа с розетками пользователей. Подсистемы
этого типа соответствуют этажам здания. Вертикальная подсистема соединяет кроссовые шкафы
каждого этажа с центральной аппаратной здания. Следующим шагом иерархии является подсистема кампуса, которая соединяет несколько зданий с главной аппаратной всего кампуса. Эта часть кабельной системы обычно называется магистралью (backbone).
Слайд 11Использование структурированной кабельной системы вместо хаотически проложенных кабелей дает предприятию
много преимуществ.
Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной организации может стать
единой средой для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной сети, передачи видеоинформации и даже для передачи сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем. Это позволяет автоматизировать многие процессы контроля, мониторинга и управления хозяйственными службами и системами жизнеобеспечения предприятия.
Увеличение срока службы. Срок морального старения хорошо структурированной кабельной системы может составлять 10-15 лет.
Слайд 12Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения.
Известно, что стоимость кабельной системы значительна и определяется в основном
не стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке. Поэтому выгоднее провести однократную работу по прокладке кабеля, возможно, с большим запасом по длине, чем несколько раз выполнять прокладку, наращивая длину кабеля. При таком подходе все работы по добавлению или перемещению пользователя сводятся к подключению компьютера к уже имеющейся розетке.
Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система является модульной, поэтому ее легко расширять. Например, к магистрали можно добавить новую подсеть, не оказывая никакого влияния на существующие подсети. Можно заменить в отдельной подсети тип кабеля независимо от остальной части сети. Структурированная кабельная система является основой для деления сети на легко управляемые логические сегменты, так как она сама уже разделена на физические сегменты.
Слайд 13Более эффективное обслуживание. Структурированная кабельная система облегчает обслуживание и поиск
неисправностей по сравнению с шинной кабельной системой. При шинной организации
кабельной системы отказ одного из устройств или соединительных элементов приводит к трудно локализуемому отказу всей сети. В структурированных кабельных системах отказ одного сегмента не действует на другие, так как объединение сегментов осуществляется с помощью концентраторов. Концентраторы диагностируют и локализуют неисправный участок.
Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность, поскольку производитель такой системы гарантирует не только качество ее отдельных компонентов, но и их совместимость.
Первой структурированной кабельной системой, имеющей все современные черты систем такого типа, была система SYSTIMAX SCS компании Lucent Technologies (ранее — подразделение AT&T). И сегодня компании Lucent Technologies принадлежит основная доля мирового рынка. Многие другие компании также выпускают качественные структурированные кабельные системы, например AMP, BICC Brand-Rex, Siemens, Alcatel, MOD-TAP.
Слайд 14Стандарты кабелей для зданий и кампусов
В компьютерных сетях применяются кабели,
удовлетворяющие определенным стандартам, что позволяет строить кабельную систему сети из
кабелей и соединительных устройств разных производителей. Ниже перечислены наиболее употребительные на сегодня в мировой практике стандарты.
Американский стандарт EIA/TIA-568A был разработан совместными усилиями нескольких организаций: ANSI, EIA/TIA и лабораторией Underwriters Labs (UL). Стандарт EIA/TIA-568A объединил предыдущую версию стандарта — EIA/TIA-568 и дополнения к нему - TSB-36 и TSB-40A.
Международный стандарт ISO/IEC 11801.
Европейский стандарт EN50173.
Эти стандарты близки между собой и по многим позициям предъявляют к кабелям идентичные требования. Однако есть и различия, например, в международный стандарт 11801 и европейский EN50173 вошли некоторые типы кабелей, которые отсутствуют в стандарте EIA/TAI-568A.
Слайд 15До появления стандарта EIA/TIA большую роль играл американский стандарт системы
категорий кабелей Underwriters Labs, разработанный совместно с компанией Anixter. Позже
этот стандарт вошел в стандарт EIA/TIA-568.
Кроме этих открытых стандартов многие компании в свое время разработали свои фирменные стандарты, из которых до сих пор имеет практическое значение только один — стандарт компании IBM.
При стандартизации кабелей принят протокольно-независимый подход. Это означает, что в стандарте оговариваются электрические, оптические и механические характеристики, которым должен удовлетворять тот или иной тип кабеля или соединительного изделия — разъема, кроссовой коробки и т. п. Однако для какого протокола предназначен данный кабель, стандарт не оговаривает. Поэтому нельзя приобрести кабель для протокола Ethernet или FDDI, нужно просто знать, какие типы стандартных кабелей поддерживают протоколы Ethernet и FDDI.
Слайд 16В ранних версиях стандартов определялись только характеристики кабелей без соединителей.
В последних версиях стандартов появились требования к соединительным элементам (документы
TSB-36 и TSB-40A, вошедшие затем в стандарт 568А), а также к линиям (каналам), представляющим типовую сборку элементов кабельной системы, состоящую из шнура от рабочей станции до розетки, самой розетки, основного кабеля (длиной до 90 м для витой пары), точки перехода (например, еще одной розетки или жесткого кроссового соединения) и шнура до активного оборудования, например концентратора или коммутатора. К сожалению, различные стандарты и даже различные версии одного и того же стандарта оперируют отличающимися понятиями линии и канала.
Слайд 17Кабели на основе неэкранированной витой пары
Медный неэкранированный кабель UTP в
зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на категории (Category
1 - Category 7). Кабели категорий 1 и 2 были определены в стандарте EIA/TIA-568, но в стандарт 568А уже не вошли как устаревшие. В стандарте 568А термин «категория» применяется как для компонентов кабельной системы — кабелей и разъемов, так и для линий и каналов. В международном стандарте 11801 термин «категория» употребляется только для компонентов, а линии и каналы, собранные из компонентов соответствующей категории, делятся на классы. Далее используется общий термин «категория» для обозначения соответствующего компонента — кабеля.
Слайд 18Кабели категории 1 применяются там, где требования к скорости передачи
минимальны. Обычно это кабель для цифровой и аналоговой передачи голоса
и низкоскоростной (до 20 кбит/с) передачи данных. До 1983 года это был основной тип кабеля для телефонной разводки.
Кабели категории 2 были впервые применены фирмой IBM при построении собственной кабельной системы. Главное требование к кабелям этой категории — способность передавать сигналы со спектром до 1 МГц.
Кабели категории 3 были стандартизованы в 1991 году, когда был разработан стандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий (EIA-568), на основе которого затем был создан действующий стандарт EIA-568A. Стандарт EIA-568 определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частот в диапазоне до 16 МГц, поддерживающих, таким образом, высокоскоростные сетевые приложения. Кабель категории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса. Шаг скрутки проводов равен примерно три витка на один фут (30,5 см). Кабели категории 3 сейчас составляют основу многих кабельных систем зданий, в которых они используются для передачи и голоса, и данных.
Слайд 19Кабели категории 4 представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории
3. Кабели категории 4 обязаны выдерживать тесты на частоте передачи
сигнала 20 МГц и обеспечивать повышенную помехоустойчивость и низкие потери сигнала. Кабели категории 4 хорошо подходят для применения в системах с увеличенными расстояниями (до 135 м) и в сетях Token Ring с пропускной способностью 16 Мбит/с. На практике используются редко.
Кабели категории 5 были специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов. Поэтому их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. Большинство новых высокоскоростных стандартов ориентируются на использование витой пары категории 5. На этом кабеле работают протоколы со скоростью передачи данных 100 Мбит/с — FDDI (с физическим стандартом ТР-PMD), Fast Ethernet, l00VG-AnyLAN, а также более скоростные протоколы — ATM на скорости 155 Мбит/с и Gigabit Ethernet на скорости 1000 Мбит/с (вариант Gigabit Ethernet на витой паре категории 5 стал стандартом в июне 1999 года). Кабель категории 5 пришел на замену кабелю категории 3, и сегодня все новые кабельные системы крупных зданий строятся именно на этом типе кабеля (в сочетании с волоконно-оптическим).
Слайд 20Наиболее важные электромагнитные характеристики кабеля категории 5 имеют следующие значения:
полное
волновое сопротивление в диапазоне частот до 100 МГц равно 100
Ом (стандарт ISO 11801 допускает также кабель с волновым сопротивлением 120 Ом);
величина перекрестных наводок NEXT в зависимости от частоты сигнала должна принимать значения не менее 74 дБ на частоте 150 кГц и не менее 32 дБ на частоте 100 МГц;
затухание имеет предельные значения от 0,8 дБ (на частоте 64 кГц) до 22 дБ (на частоте 100 МГц);
суммарное переходное затухание на ближнем конце (PS NEXT) — не менее 27,1 дБ;
защищенность на дальнем конце (ELFEXT) — не менее 17 дБ;
активное сопротивление не должно превышать 9,4 Ом на 100 м;
емкость кабеля не должна превышать 5,6 нФ на 100 м.
Слайд 21Существует так называемая «улучшенная» (enhanced) категория 5е, разработанная специально для
поддержки протокола Gigabit Ethernet, передающего данные одновременно по всем четырем
парам. Эта категория отличается несколько более жесткими требованиями к затуханию на дальнем конце, а также к некоторым другим параметрам. Однако диапазон частот, для которого предназначены кабели категории 5е, остается тем же, что и для категории 5 — до 100 МГц.
Все кабели UTP независимо от их категории выпускаются в 4-парном исполнении. Каждая из четырех пар кабеля имеет определенный цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две — для передачи голоса.
Для соединения кабелей с оборудованием используются вилки и розетки RJ-45, представляющие собой 8-контактные разъемы, похожие на обычные телефонные разъемы RJ-11.
Слайд 22Особое место занимают кабели категорий 6 и 7, которые промышленность
начала выпускать сравнительно недавно. Для кабеля категории 6 характеристики определяются
до частоты 250 МГц, а для кабелей категории 7 — до 600 МГц. Кабели категории 7 обязательно экранируются, причем как каждая пара, так и весь кабель в целом. Кабель категории 6 может быть как экранированным, так и не экранированным. Основное назначение этих кабелей — поддержка высокоскоростных протоколов на отрезках кабеля большей длины, чем кабель UTP категории 5. Некоторые специалисты сомневаются в необходимости применения кабелей категории 7, так как стоимость кабельной системы при их использовании получается соизмеримой со стоимостью сети на волоконно-оптических кабелях, характеристики которых лучше.
Кабели категорий 6 и 7 стандартизованы во втором издании спецификации ISO 11801, которое вступило в силу с третьего квартала 2002 года. В новой версии американского стандарта 568-В вводятся только кабели категории 6.
Слайд 23Кабели на основе экранированной витой пары
Экранированная витая пара STP хорошо
защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а также меньше излучает
электромагнитные колебания вовне, что, в свою очередь, защищает пользователей сетей от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку, так как требует качественного заземления. Экранированный кабель применяется только для передачи данных, голос по нему не передают.
Основным стандартом, определяющим параметры экранированной витой пары, является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы: Туре 1, Туре 2, ..., Туре 9.
Слайд 24Основным типом экранированного кабеля является кабель Туре 1 стандарта IBM.
Он состоит из двух пар скрученных проводов, экранированных проводящей оплеткой,
которая заземляется. Электрические параметры кабеля Туре 1 примерно соответствуют параметрам кабеля UTP категории 5. Однако волновое сопротивление кабеля Туре 1 равно 150 Ом (UTP категории 5 имеет волновое сопротивление 100 Ом), поэтому простое «улучшение» кабельной проводки сети путем замены неэкранированной пары UTP на STP Туре 1 невозможно. Трансиверы, рассчитанные на работу с кабелем, имеющим волновое сопротивление 100 Ом, будут плохо работать на волновое сопротивление 150 Ом. Поэтому при использовании STP Type 1 необходимы соответствующие трансиверы. Такие трансиверы имеются в сетевых адаптерах Token Ring, так как эти сети разрабатывались для работы на экранированной витой паре.
Слайд 25Некоторые другие стандарты также поддерживают кабель STP Type 1, например
l00VG-AnyLAN, а также Fast Ethernet (хотя основным типом кабеля для
Fast Ethernet является UTP категории 5). В случае если технология может использовать и UTP, и STP, нужно убедиться, что приобретаемые трансиверы соответствуют имеющемуся типу кабеля. Сегодня кабель STP Type 1 включен в стандарты EIA/TIA-568A, ISO 11801 и EN50173, то есть приобрел международный статус.
Экранированные витые пары используются также в кабеле IBM Type 2, который представляет собой кабель Туре 1 с добавленными двумя парами неэкранированного провода для передачи голоса.
Для присоединения экранированных кабелей к оборудованию используются разъемы конструкции IBM.
Не все типы кабелей стандарта IBM относятся к экранированным кабелям — некоторые определяют характеристики неэкранированного телефонного кабеля (Туре 3) и оптоволоконного кабеля (Туре 5).
Слайд 26Коаксиальные кабели
Существует большое количество типов коаксиальных кабелей, используемых в сетях
различного типа — телефонных, телевизионных и компьютерных. Ниже приводятся основные
типы и характеристики этих кабелей.
RG-8 и RG-11 — «толстый» коаксиальный кабель, разработанный для сетей Ethernet 10Base-5. Имеет волновое сопротивление 50 Ом и внешний диаметр 0,5 дюйма (около 12 мм). Этот кабель имеет достаточно толстый внутренний проводник диаметром 2,17 мм, который обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики (затухание на частоте 10 МГц — не хуже 18 дБ/км). Зато этот кабель сложно монтировать — он плохо гнется.
Слайд 27RG-58/U, RG-58 A/U и RG-58 C/U — разновидности «тонкого» коаксиального
кабеля для сетей Ethernet 10Base-2. Кабель RG-58/U имеет сплошной внутренний
проводник, а кабель RG-58 A/U — многожильный. Кабель RG-58 C/U проходит «военную приемку». Все эти разновидности кабеля имеют волновое сопротивление 50 Ом, но обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем. Тонкий внутренний проводник 0,89 мм не так прочен, зато обладает гораздо большей гибкостью, что удобно при монтаже. Затухание в этом типе кабеля выше, чем в «толстом» коаксиальном кабеле, что приводит к необходимости уменьшать длину кабеля для получения одинакового затухания в сегменте. Для соединения кабелей с оборудованием используется разъем типа BNC.
Слайд 28RG-59 — телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Широко
применяется в кабельном телевидении.
RG-62 — кабель с волновым сопротивлением 93
Ом, использовался в сетях ArcNet, оборудование которых сегодня практически не выпускается.
Коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом («тонкий» и «толстый») описаны в стандарте EIA/TIA-568. Новый стандарт EIA/TIA-568A коаксиальные кабели не описывает, как морально устаревшие, для кабельной системы зданий.
Слайд 29Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем
Большинство проектировщиков начинает разработку структурированной
кабельной системы с горизонтальных подсистем, так как именно к ним
подключаются конечные пользователи. При этом они могут выбирать между экранированной витой парой, неэкранированной витой парой, коаксиальным кабелем и волоконно-оптическим кабелем. Возможно использование и беспроводных линий связи.
Слайд 30Горизонтальная подсистема характеризуется очень большим количеством ответвлений кабеля (рис. 9.3),
так как его нужно провести к каждой пользовательской розетке, причем
и в тех комнатах, где пока компьютеры в сеть не объединяются. Поэтому к кабелю, используемому в горизонтальной проводке, предъявляются повышенные требования к удобству выполнения ответвлений, а также удобству его прокладки в помещениях. На этаже обычно устанавливается кроссовая панель, которая позволяет с помощью коротких отрезков кабеля, оснащенного разъемами, провести перекоммутацию соединений между пользовательским оборудованием и концентраторами/коммутаторами.
Рис. 9.3. Структура кабельной системы
этажа и здания
Слайд 31Медный провод, в частности неэкранированная витая пара, является предпочтительной средой
для горизонтальной кабельной подсистемы, хотя, если пользователям нужна очень высокая
пропускная способность или кабельная система прокладывается в агрессивной среде, для нее подойдет и волоконно-оптический кабель. Применение коаксиального кабеля в локальной сети — это устаревшая технология, которой следует избегать, если только она уже широко не используется на предприятии.
При выборе кабеля принимаются во внимание следующие характеристики: полоса пропускания, расстояние, физическая защищенность, электромагнитная помехозащищенность, стоимость. Кроме того, при выборе кабеля нужно учитывать, какая кабельная система уже установлена на предприятии, а также какие тенденции и перспективы существуют на рынке в данный момент.
Слайд 32Экранированная витая пара, STP, позволяет передавать данные на большее расстояние
и поддерживать больше узлов, чем неэкранированная. Наличие экрана делает ее
более дорогой и не дает возможности передавать голос. Экранированная витая пара используется в основном в сетях, базирующихся на продуктах IBM и Token Ring, и редко пригодна для остального оборудования локальных сетей.
Неэкранированная витая пара UTP по характеристикам полосы пропускания и поддерживаемым расстояниям также подходит для создания горизонтальных подсистем. Но так как она может передавать данные и голос, она используется чаще.
Однако и коаксиальный кабель все еще остается одним из возможных вариантов кабеля для горизонтальных подсистем. Особенно в случаях, когда высокий уровень электромагнитных помех не позволяет использовать витую пару или же небольшие размеры сети не создают больших проблем с эксплуатацией кабельной системы.
Слайд 33Толстый Ethernet обладает по сравнению с тонким большей полосой пропускания,
он более стоек к повреждениям и передает данные на большие
расстояния, однако к нему сложнее подсоединиться и он менее гибок, то есть с ним сложнее работать, и он мало подходит для горизонтальных подсистем. Однако его можно использовать в вертикальной подсистеме в качестве магистрали, если оптоволоконный кабель по каким-то причинам не подходит.
Тонкий Ethernet — это кабель, который должен был решить проблемы, связанные с применением толстого Ethernet. До появления стандарта 10Base-T тонкий Ethernet был основным кабелем для горизонтальных подсистем. Тонкий Ethernet проще монтировать, чем толстый. Сети на тонком Ethernet можно быстро собрать, так как компьютеры соединяются друг с другом непосредственно.
Слайд 34Главный недостаток тонкого Ethernet — сложность обслуживания. Каждый конец кабеля
должен завершаться терминатором 50 Ом. При отсутствии терминатора или утере
им своих рабочих свойств (например, из-за отсутствия контакта) перестает работать весь сегмент сети, подключенный к этому кабелю. Аналогичные последствия имеет плохое соединение любой рабочей станции (осуществляемое через Т-коннектор). Неисправности в сетях на тонком Ethernet сложно локализовать. Часто приходится отсоединять Т-коннектор от сетевого адаптера, тестировать кабельный сегмент и затем последовательно повторять эту процедуру для всех присоединенных узлов. Поэтому стоимость эксплуатации сети на тонком Ethernet обычно значительно превосходит стоимость эксплуатации аналогичной сети на витой паре, хотя капитальные затраты на кабельную систему для тонкого Ethernet обычно ниже.
Слайд 35Основные области применения оптоволоконного кабеля — вертикальная подсистема и подсистемы
кампусов. Однако если нужна высокая степень защищенности данных, высокая пропускная
способность или устойчивость к электромагнитным помехам, волоконно-оптический кабель может использоваться и в горизонтальных подсистемах. С волоконно-оптическим кабелем работают протоколы Apple-Talk, ArcNet, Ethernet, FDDI и Token Ring, а также новые протоколы 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet, ATM.
Стоимость установки сетей на оптоволоконном кабеле для горизонтальной подсистемы оказывается весьма высокой. Эта стоимость складывается из стоимости сетевых адаптеров (около тысячи долларов каждый) и стоимости монтажных работ, которая в случае оптоволокна гораздо выше, чем при работе с другими видами кабеля.
Слайд 36Преобладающим кабелем для горизонтальной подсистемы является неэкранированная витая пара категории
5 и 5е. Ее позиции еще более укрепятся с принятием
спецификации 802.3ab для применения на этом виде кабеля технологии Gigabit Ethernet.
На рис. 9.4 показаны типовые коммутационные элементы структурированной кабельной системы, применяемые на этаже при прокладке неэкранированной витой пары. Для сокращения количества кабелей здесь установлен 25-парный кабель и разъем для такого типа кабеля Telco, имеющий 50 контактов.
Рис. 9.4. Коммутационные элементы горизонтальной кабельной подсистемы для UTP
Слайд 37Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем
Кабель вертикальной (или магистральной) подсистемы,
которая соединяет этажи здания, должен передавать данные на большие расстояния
и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. В прошлом основным видом кабеля для вертикальных подсистем был коаксиал. Теперь для этой цели все чаще используется оптоволоконный кабель.
Для вертикальной подсистемы выбор кабеля в настоящее время ограничивается тремя вариантами.
Оптоволокно — отличные характеристики пропускной способности, расстояния и защиты данных; устойчивость к электромагнитным помехам; может передавать голос, видеоизображение и данные. Но сравнительно дорого, сложно выполнять ответвления.
Слайд 38Толстый коаксиал — хорошие характеристики пропускной способности, расстояния и защиты
данных; может передавать данные. Но с ним сложно работать, хотя
специалистов, имеющих подобный опыт работы, достаточно много.
Широкополосный кабель, используемый в кабельном телевидении, — хорошие показатели пропускной способности и расстояния; может передавать голос, видео и данные. Но с ним очень сложно работать, требует больших затрат во время эксплуатации.
Слайд 39Применение волоконно-оптического кабеля в вертикальной подсистеме имеет ряд преимуществ. Он
передает данные на значительно большие расстояния без необходимости регенерации сигнала.
Он имеет сердечник меньшего диаметра, поэтому может быть проложен в более узких местах. Так как передаваемые по нему сигналы являются световыми, а не электрическими, оптоволоконный кабель не чувствителен к электромагнитным и радиочастотным помехам, в отличие от медного коаксиального кабеля. Это делает оптоволоконный кабель идеальной средой передачи данных для промышленных сетей. Оптоволоконному кабелю не страшна молния, поэтому он хорош для внешней прокладки. Он обеспечивает более высокую степень защиты от несанкционированного доступа, так как ответвление гораздо легче обнаружить, чем в случае медного кабеля (при ответвлении резко уменьшается интенсивность света).
Слайд 40Оптоволоконный кабель имеет и недостатки. Он дороже медного кабеля, дороже
обходится и его прокладка. Оптоволоконный кабель менее прочный, чем коаксиальный.
Инструменты, применяемые при прокладке и тестировании оптоволоконного кабеля, имеют высокую стоимость и сложны в работе. Присоединение коннекторов к оптоволоконному кабелю требует большого искусства и времени, а следовательно, и денег.
Для уменьшения стоимости построения межэтажной магистрали на оптоволокне некоторые компании, например AMP, предлагают кабельную систему с одним коммутационным центром. Обычно коммутационный центр есть на каждом этаже, а в здании имеется общий коммутационный центр, соединяющий между собой коммутационные центры этажей. При такой традиционной схеме и использовании волоконно-оптического кабеля между этажами требуется выполнять достаточное большое число оптоволоконных соединений в коммутационных центрах этажей. Если же коммутационный центр в здании один, то все оптические кабели расходятся из единого кроссового шкафа прямо к разъемам конечного оборудования — коммутаторов, концентраторов или сетевых адаптеров с оптоволоконными трансиверами.
Слайд 41Толстый коаксиальный кабель также допустим в качестве магистрали сети, однако
для новых кабельных систем более рационально использовать оптоволоконный кабель, так
как он имеет больший срок службы и сможет в будущем поддерживать высокоскоростные и мультимедийные приложения. Но для уже существующих систем толстый коаксиальный кабель служил магистралью системы многие годы, и с этим нужно считаться. Причинами его повсеместного применения были широкая полоса пропускания, хорошая защищенность от электромагнитных помех и низкое радиоизлучение.
Хотя толстый коаксиальный кабель и дешевле, чем оптоволокно, с ним гораздо сложнее работать. Он особенно чувствителен к различным уровням напряжения заземления, что часто бывает при переходе от одного этажа к другому. Эту проблему сложно разрешить. Поэтому кабелем номер 1 для вертикальной подсистемы сегодня является волоконно-оптический кабель.
Слайд 42Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса
Как и для вертикальных подсистем,
оптоволоконный кабель является наилучшим выбором для подсистем нескольких зданий, расположенных
в радиусе нескольких километров. Для этих подсистем также подходит толстый коаксиальный кабель.
При выборе кабеля для кампуса нужно учитывать воздействие среды на кабель вне помещения. Для предотвращения поражения молнией лучше выбрать для внешней проводки неметаллический оптоволоконный кабель. По многим причинам внешний кабель производится в полиэтиленовой защитной оболочке высокой плотности. При подземной прокладке кабель должен иметь специальную влагозащитную оболочку (от дождя и подземной влаги), а также металлический защитный слой от грызунов и вандалов. Влагозащитный кабель имеет прослойку из инертного газа между диэлектриком, экраном и внешней оболочкой.
Кабель для внешней прокладки не подходит для прокладки внутри зданий, так как он выделяет при сгорании большое количество дыма.
Слайд 43Выводы
Кабельная система составляет фундамент любой компьютерной сети. От ее качества
зависят все основные свойства сети.
Структурированная кабельная система представляет собой набор
коммуникационных элементов — кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов, которые удовлетворяют стандартам и позволяют создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей.
Структурированная кабельная система состоит из трех подсистем: горизонтальной (в пределах этажа), вертикальной (между этажами) и подсистемы кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).
Для горизонтальной подсистемы характерно наличие большого количества ответвлений и перекрестных связей. Наиболее подходящий тип кабеля — неэкранированная витая пара категории 5.
Слайд 44Вертикальная подсистема состоит из более протяженных отрезков кабеля, количество ответвлений
намного меньше, чем в горизонтальной подсистеме. Предпочтительный тип кабеля —
волоконно-оптический.
Для подсистемы кампуса характерна нерегулярная структура связей с центральным зданием. Предпочтительный тип кабеля — волоконно-оптический в специальной изоляции.
Кабельная система здания строится избыточной, так как стоимость последующего расширения кабельной системы превосходит стоимость установки избыточных элементов.