За время развития локальных сетей появилось достаточно много видов кабелей, и все они - результат все более усложняющихся требований стандартов. Некоторые из них уже ушли в прошлое, а некоторые только начинают применяться, и благодаря им появилась возможность осуществить так необходимую нам высокую скорость передачи данных.
В сегодняшней статье я расскажу об основных видах кабелей и разъемов, которые получили распространение при построении проводных локальных сетей.
1)Коаксиальный кабель - один из первых проводников, использовавшихся для создания сетей. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, заключенного в толстую изоляцию, медной или алюминиевой оплетки и внешней изолирующей оболочки.
Для работы с коаксиальным кабелем используется несколько разъемов разного типа:
Коаксиальный кабель достаточно подвержен электромагнитным наводкам. От его использования в локальных компьютерных сетях уже давно отказались.
Коаксиальный кабель стал в основном применяться для передачи сигнала от спутниковых тарелок и прочих антенн. Вторую жизнь коаксиальный кабель получил в качестве магистрального проводника высокоскоростных сетей, в которых совмещается передача цифровых и аналоговых сигналов, например, сетей кабельного телевидения.
2)Витая пара в настоящее время является наиболее распространенным кабелем для построения локальных сетей. Кабель состоит из попарно перевитых медных изолированных проводников. Типичный кабель несет в себе 8 проводников (4 пары), хотя выпускается и кабель с 4 проводниками (2 пары). Цвета внутренней изоляции проводников строго стандартны. Расстояние между устройствами, соединенными витой парой, не должно превышать 100 метров.
В зависимости от наличия защиты - электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, существуют разновидности витой пары:
Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 доCAT7. Чем категория выше, тем более качественный кабель и тем лучшие показатели он имеет. В локальных компьютерных сетях стандарта Ethernet используется витая пара пятой категории (CAT5) с полосой частот 100 МГц. При прокладке новых сетей желательно использовать усовершенствованный кабель CAT5e с полосой частот 125 МГц, который лучше пропускает высокочастотные сигналы.
Для работы с кабелем витая пара используется разъем типа 8P8C (8 Position 8 Contact), называемый RJ-45.
3)Оптоволоконный кабель - самая современная среда передачи данных. Он содержит несколько гибких стеклянных световодов, защищенных мощной пластиковой изоляцией. Скорость передачи данных по оптоволокну крайне высока, а кабель абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптоволокном, может достигать 100 километров.
Различают два основных типа оптоволоконного кабеля - одномодовый и многомодовый. Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле. Для обжима оптоволоконного кабеля используется множество разъемов и коннекторов разной конструкции и надежности, среди которых наибольшую популярность получили SC, ST, FC, LC, MU, F-3000, E-2000, FJ и др: Применение оптоволокна в локальных сетях ограничено двумя факторами. Хотя сам оптический кабель стоит относительно недорого, цены на адаптеры и другое оборудование для оптоволоконных сетей достаточно высоки. Монтаж и ремонт оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля нужно дорогостоящее оборудование. Поэтому оптоволоконный кабель применяется в основном для объединения сегментов больших сетей, высокоскоростного доступа в интернет (для провайдеров и крупных компаний) и передачи данных на большие расстояния.
В проводных локальных сетях для передачи сигнала используется специальный кабель под названием «витая пара». Называется он так, потому что состоит из четырех пар свитых между собой медных жил, что позволяет снизить помехи от различных источников.
Рисунок 2 - Витая пара
Помимо этого витая пара, имеет общую внешнюю плотную изоляцию из поливинилхлорида, которая так же очень мало подвержена электромагнитным помехам. Более того, в продаже можно встретить как неэкранированный вариант кабеля UTP (Unshielded Twisted Pair), так и экранированные разновидности, имеющие дополнительный экран из фольги - или общий для всех пар (FTP - Foiled Twisted Pair), или для каждой пары по отдельности (STP - Shielded Twisted Pair).
Применять дома модификацию витой пары с экраном (FTP или STP) имеет смысл только при больших наводках или для достижения максимальных скоростей при очень большой длине кабеля, которая желательно не должна превышать 100 м. В остальных случаях сгодится более дешевый неэкранированный кабель UTP, который можно найти в любом компьютерном магазине.
Кабель витая пара разделяется на несколько категорий, которые маркируются от CAT1 до CAT7. Но не стоит сразу пугаться такого разнообразия, так как для построения домашних и офисных компьютерных сетей используется в основном кабель без экрана категории CAT5 или его несколько усовершенствованная версия CAT5e. В некоторых случаях, например, когда сеть прокладывается в помещениях с большими электромагнитными наводками, можно воспользоваться кабелем шестой категории (CAT6), имеющий общий экран в виде фольги. Все вышеописанные категории способны обеспечить передачу данных на скоростях 100 Мбит/c при использовании двух пар жил, и 1000 Мбит/с при использовании всех четырех пар.
Схемы обжима и типы сетевого кабеля (витой пары)
Обжимом витой пары называют процедуру закрепления специальных разъемов на концах кабеля, в качестве которых используются 8-контактные коннекторы 8P8C, которые обычно называют RJ-45 (хотя это несколько неверно). При этом разъемы могут быть как неэкранированными для кабеля UTP, так и экранированными для кабелей FTP или STP.
Рисунок 3 - Коннекторы
Избегайте покупки, так называемых коннекторов со вставкой. Они предназначены для использования с мягкими многожильными кабелями и для их установки требуется определенная сноровка.
Для укладки проводов, внутри коннектора нарезаны 8 маленьких канавок (по одной для каждой жилы), над которыми в конце располагаются металлические контакты. Если держать разъем контактами вверх и защелкой к себе, то слева будет располагаться первый контакт, а справа - восьмой. Нумерация контактов важна в процедуре обжима, так что запомните это.
Существует две основные схемы распределения проводов внутри разъемов: EIA/TIA-568А и EIA/TIA-568B.
Рисунок 4- Сетевой кабель
При использовании схемы EIA/TIA-568A провода с первого по восьмой контакт укладываются в следующем порядке: Бело-зеленый, Зеленый, Бело-оранжевый, Синий, Бело-синий, Оранжевый, Бело-коричневый и Коричневый. В схеме EIA/TIA-568В провода идут так: Бело-оранжевый, Оранжевый, Бело-зеленый, Синий, Бело-синий, Зеленый, Бело-коричневый и Коричневый.
Для изготовления сетевых кабелей, используемых при коммутации между собой компьютерных устройств и сетевого оборудования в различных сочетаниях, применяется два основных варианта обжима кабеля: прямой и перекрестный (кроссовый). С помощью первого, самого распространённого варианта, изготавливаются кабели, которые используются для подключения сетевого интерфейса компьютера и прочих клиентских устройств к коммутаторам или маршрутизаторам, а так же соединения между собой современного сетевого оборудования. Второй, менее распространенный вариант, используется для изготовления кроссового кабеля, позволяющего через сетевые карты соединить напрямую между собой два компьютера, без использования коммутационного оборудования. Так же перекрестный кабель вам может понадобиться для объединения старых коммутаторов в сеть через порты up-link. компьютер программный сеть
Что бы изготовить прямой сетевой кабель, необходимо оба его конца обжать по одинаковойсхеме. При этом можно использовать как вариант 568А, так и 568В (применяется гораздо чаще).
Рисунок 5 - Порядок обжима прямого кабеля (1 Гбит/с)
Стоит отметить, что для изготовления прямого сетевого кабеля совсем не обязательно использовать все четыре пары - будет достаточно и двух. В этом случае, с помощью одного кабеля «витая пара» можно подключить к сети сразу два компьютера. Таким образом, если не планируется высокий локальный трафик, расход проводов для построения сети можно уменьшить в два раза. Правда, учтите, что при этом, максимальная скорость обмена данными у такого кабеля упадет в 10 раз - c1 Гбит/с до 100 Мбит/c.
Рисунок 6 - Порядок обжима прямого кабеля (100 Мбит/с).
Как видно из рисунка, в данном примере используются Оранжевая и Зеленая пары. Для обжима второго разъема, место Оранжевой пары занимает Коричневая, а место Зеленой - Синяя. При этом схема подключения к контактам сохраняется.
Для изготовления кроссового (перекрестного) кабеля необходимо один его конец обжать по схеме 568А, а второй - по схеме 568В.
Рисунок 7 - Порядок обжима кроссового кабеля (100 Мбит/с)
В отличие от прямого кабеля, для изготовления кроссовера всегда требуется использовать все 8 жил. При этом перекрестный кабель для обмена данными между компьютерами на скоростях до 1000 Мбит/c изготавливается особенным способом.
Рисунок 8 - Порядок обжима кроссового кабеля (1 Гбит/с)
Один его конец обжимается по схеме EIA/TIA-568В, а другой имеет следующую последовательность: Бело-зелёный, Зелёный, Бело-оранжевый, Бело-коричневый, Коричневый, Оранжевый, Синий, Бело-синий. Таким образом, видим, что в схеме 568А местами поменялись Синяя и Коричневая пары с сохранением последовательности.
Заканчивая разговор о схемах, резюмируем: обжав оба конца кабеля по схеме 568В (2 или 4 пары), получаем прямой кабель для соединения компьютера с коммутатором или роутером. Обжав один конец по схеме 568А, а другой по схеме 568В, получаем кроссовый кабель для соединения двух компьютеров без коммутационного оборудования. Особняком стоит изготовление гигабитного перекрестного кабеля, где требуется специальная схема.
Обжим сетевого кабеля (витой пары)
Для самой процедуры обжимки кабеля нам понадобится специальный обжимной инструмент, называемый кримпером. Кримпер представляет из себя клещи с несколькими рабочими областями.
Рисунок 9 - Ножницы для обжима
В большинстве случаев, ближе к рукояткам инструмента, размещаются ножи для обрезания проводов витой пары. Здесь же в некоторых модификациях можно найти специальную выемку для зачистки внешней изоляции кабеля. Далее, в центре рабочей области, располагается одно или два гнезда для обжимки сетевого (маркировка 8Р) и телефонного (маркировка 6Р) кабелей.
Перед обжимкой разъемов, отрежьте под прямым углом кусок кабеля нужной длины. Затем с каждой его стороны снимите общую внешнюю изоляционную оболочку на 25-30 мм. При этом не повредите собственную изоляцию проводников, находящихся внутри витой пары.
Далее начинаем процесс сортировки жил по цветам, согласно выбранной схеме обжима. Для этого, расплетите и выровняйте провода, после чего разложите их в ряд в нужном порядке, прижав, плотно друг к другу, а затем обрежьте концы ножом кримпера, оставив приблизительно 12-13 мм от края изоляции.
Рисунок 10 - Кабель
Теперь аккуратно одеваем коннектор на кабель, следя за тем, чтобы жилы не перепутались, и каждая из них вошла в свой канал. Проталкивайте жилы до конца, пока они не упрутся в переднюю стенку разъема. При правильной длине концов проводников, все они должны зайти в разъем до упора, а изоляционная оболочка должна обязательно оказаться внутри корпуса. Если это не так, то вытащите жилы и несколько укоротите их.
Рисунок 11 - Правильный и неправильный обжим.
После того, как вы одели разъем на кабель, остается его только там зафиксировать. Для этого вставьте коннектор в соответствующее гнездо, расположенное на обжимном инструменте и до упора плавно сожмите рукоятки.
Конечно, хорошо, когда дома имеется кримпер, ну а что делать, если его нет, а обжать кабель очень нужно? Понятно, что снять внешнюю изоляцию можно с помощью ножа, а для обрезки жил использовать обычные кусачки, но как быть с самой обжимкой? В исключительных случаях для этого можно использовать узкую отвертку или тот же нож.
Установите сверху на контакт отвертку и нажмите на нее так, что бы зубцы контакта врезались в проводник. Понятно, что проделать эту процедуру необходимо со всеми восемью контактами. В заключении продавите центральную поперечную часть для закрепления в разъеме изоляции кабеля.
И напоследок дам небольшой совет: Перед первой обжимкой кабеля и коннекторов купите с запасом, так как хорошо выполнить эту процедуру с первого раза получается далеко не у каждого.
За время развития локальных сетей появилось достаточно много видов кабелей, и все они – результат все более усложняющихся требований стандартов. Некоторые из них уже ушли в прошлое, а некоторые только начинают применяться, и благодаря им появилась возможность осуществить так необходимую нам высокую скорость передачи данных.
В сегодняшней статье я расскажу об основных видах кабелей
и разъемов
, которые получили распространение при построении проводных локальных сетей.
Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель
– один из первых проводников, использовавшихся для создания сетей. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, заключенного в толстую изоляцию, медной или алюминиевой оплетки и внешней изолирующей оболочки:
Для работы с коаксиальным кабелем используется несколько разъемов разного типа
:
Устанавливается на концах кабеля и служит для подключения к T-коннектору и баррел-коннектору.
. Представляет собой своего рода тройник, который используется для подключения компьютера к основной магистрали. Его конструкция содержит сразу три разъема, один из которых подключается к разъему на сетевой карте, а два других используются для соединения двух концов магистрали.
. С его помощью можно соединить разорванные концы магистрали или доточить часть кабеля для увеличения радиуса сети и подключения дополнительных компьютеров и других сетевых устройств.
. Представляет собой своего рода заглушку, которая блокирует дальнейшее распространение сигнала. Без него функционирование сети на основе коаксиального кабеля невозможно. Всего требуется два терминатора, один из которых должен быть обязательно заземлен.
Коаксиальный кабель достаточно подвержен электромагнитным наводкам. От его использования в локальных компьютерных сетях уже давно отказались.
Коаксиальный кабель стал в основном применяться для передачи сигнала от спутниковых тарелок и прочих антенн. Вторую жизнь коаксиальный кабель получил в качестве магистрального проводника высокоскоростных сетей, в которых совмещается передача цифровых и аналоговых сигналов, например, сетей кабельного телевидения.
Витая пара
Витая пара в настоящее время является наиболее распространенным кабелем для построения локальных сетей. Кабель состоит из попарно перевитых медных изолированных проводников. Типичный кабель несет в себе 8 проводников (4 пары), хотя выпускается и кабель с 4 проводниками (2 пары). Цвета внутренней изоляции проводников строго стандартны. Расстояние между устройствами, соединенными витой парой, не должно превышать 100 метров.
В зависимости от наличия защиты – электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, существуют разновидности витой пары :
Unshielded twisted pair
(UTP
, незащищенная витая пара). Кроме проводников с собственной пластиковой защитой никаких дополнительных оплеток или проводов заземления не используется:
Foiled twisted pair
(F/UTP
, фольгированная витая пара). Все пары проводников этого кабеля имеют общий экран из фольги:
Shielded twisted pair
(STP
, защищенная витая пара). В кабеле этого типа каждая пара имеет свою собственную экранирующую оплетку, а также присутствует общий для всех сеточный экран:
Screened Foiled twisted pair
(S/FTP
, фольгированная экранированная витая пара). Каждая пара этого кабеля находится в собственной оплетке из фольги, и все пары помещены в медный экран:
Screened Foiled Unshielded twisted pair
, незащищенная экранированная витая пара). Характеризуется двойным экраном из медной оплетки и оплетки из фольги:
Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1
до CAT7
. Чем категория выше, тем более качественный кабель и тем лучшие показатели он имеет. В локальных компьютерных сетях стандарта Ethernet используется витая пара пятой категории (CAT5) с полосой частот 100 МГц. При прокладке новых сетей желательно использовать усовершенствованный кабель CAT5e
с полосой частот 125 МГц, который лучше пропускает высокочастотные сигналы.
Для работы с кабелем витая пара используется разъем типа 8P8C (8 Position 8 Contact), называемый RJ-45
:
Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель – самая современная среда передачи данных. Он содержит несколько гибких стеклянных световодов, защищенных мощной пластиковой изоляцией. Скорость передачи данных по оптоволокну крайне высока, а кабель абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптоволокном, может достигать 100 километров.
Различают два основных типа оптоволоконного кабеля – одномодовый
и многомодовый
. Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.
Для обжима оптоволоконного кабеля используется множество разъемов и коннекторов разной конструкции и надежности, среди которых наибольшую популярность получили SC, ST, FC, LC, MU, F-3000, E-2000, FJ и др:
Применение оптоволокна в локальных сетях ограничено двумя факторами. Хотя сам оптический кабель стоит относительно недорого, цены на адаптеры и другое оборудование для оптоволоконных сетей достаточно высоки. Монтаж и ремонт оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля нужно дорогостоящее оборудование. Поэтому оптоволоконный кабель применяется в основном для объединения сегментов больших сетей, высокоскоростного доступа в интернет (для провайдеров и крупных компаний) и передачи данных на большие расстояния.
Для создания единой сетевой системы, вне зависимости от ее размера, можно использовать различные способы. Наиболее простым является применение современных технологий Wi-Fi, инфракрасного порта или Bluetooth. Удобства применения данных методов объясняется наличием беспроводной связи, не требующей прямого соединения между компьютерами при помощи кабеля. Но эти технологии обладают ограниченной площадью действия, а также слабой защищенностью, так как подвержены взломам, в некоторых случаях слабым сигналом передачи данных. Именно поэтому большинство при создании единой компьютерной сети отдают предпочтение традиционному кабельному соединению – «перехватить» передачу данных в этом случае практически невозможно. Для создания подобной системы используется специализированный сетевой кабель.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/1-setevoi-kabel.jpg 700w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Сетевой кабель
Сетевой провод представляет собой специализированный кабель, необходимый для соединения компьютеров в единую сеть с возможностью передачи данных и доступа к общему серверу или друг другу. Практически каждый имеет представление, как выглядит современный сетевой кабель, ведь именно он используется для создания интернет-соединения в офисах и домах.
В зависимости от требуемой скорости передачи данных, протяженности и особенности сети, применяются различные кабельные системы, отвечающие заданным потребностям потребителя. Так, для создания единой компьютерной сети и интернет-соединения используют несколько вариантов систем:
Причем любой провод имеет свою разновидность, которая напрямую зависит от поставленных задач и масштабности проекта.
До 90-х годов прошлого века в качестве сетевого соединителя активно использовался коаксиальный кабель. Его можно отнести к наиболее ранней сетевой продукции, так как в развитых странах он пользовался спросом достаточно длительный период времени.
Конструкция коаксиального кабеля состоит из проводника на основе металла в пластиковой оплетке, поверх которой находится дополнительный медный или алюминиевый слой. В качестве защитного покрытия от механических повреждений выступает специализированная оболочка. Диаметр кабеля достаточно большой, порядка 7-10 мм, поэтому гибкость конструкции существенно снижена.
Для соединения коаксиального кабеля используются специальные разъемы BNC-коннекторы. Соединение в этом случае довольно простое, и обычно не возникает сложностей в его обеспечении, главное – надежно зафиксировать токопроводящие жилы. При этом требуется обязательное заземление компьютерного устройства.
Интересно. Первые интернет-соединения функционировали посредством коаксиального кабеля, но передача информации максимально могла производиться не более чем на 500 метров, со скоростью до 10 Мбит/сек.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/2-koaks.jpg 700w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Коаксиальный сетевой кабель
К минусам данного типа соединения можно отнести высокую чувствительность к внешним электромагнитным факторам. На сегодняшний день в качестве прокладки компьютерных сетей метод себя изжил, но эта система весьма актуально используется при передаче телевизионных каналов связи.
Витая пара представляет собой одножильный или многожильный проводник (состоит из большого количества волосков), где жилы попарно переплетены друг с другом в определенной последовательности. За счет подобной сложной структуры качество связи значительно улучшается, при этом достигается большая устойчивость к воздействию внешних факторов. Причем каждый проводник может иметь свою изоляцию либо общую. В отдельных случаях она может отсутствовать вообще. Кабеля с экраном относятся к группе FTP и STP, у них устойчивость к воздействию электромагнитного поля намного выше, нежели у неэкранированной продукции типа UTP.
Диаметр в среднем составляет порядка 5 мм. Витая пара с одножильным проводником используется только для монтажа в специальные коробы, она менее устойчива на перегиб, нежели многожильная жила. Капроновая нить, входящая в конструкцию, повышает надежность и защищает от механического воздействия, позволяет прокладывать трассы на незначительные расстояния без применения подвесов, а также легко разделить витую пару на жилы.
Кроме этого кабель выпускается различной цветовой гаммы, в зависимости от способа и места прокладки трассы. Светлые оттенки провода предназначены для монтажа только внутри помещения, оттенки черного цвета предназначены для эксплуатации на улицах – они адаптированы под воздействие погодных условий. Провода оранжевого цвета можно выделить в отдельную группу, поскольку они выпускаются как для наружных, так и внутренних работ и обладают дополнительной устойчивостью к возгоранию и могут функционировать при температуре до 70 градусов. Если в качестве изоляционного покрытия применяются полиэтиленовые добавки, то эксплуатация разрешена при температурном режиме от плюс 60 до минус 40 градусов. В случае добавок поливинилхлорида разрешено применение только в помещении.
Сегодня насчитывается порядка 10 разновидностей кабелей витая пара, которые выделяются в отдельные категории: Cat1, Cat2, Cat3, Cat4, Cat5, Cat5e, Cat6, Cat6a, Cat7, Cat7а. В зависимости от типа соединения, скорость может составлять от 10 до 1000 Мбит/сек.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/3-vitaea-para.jpg 700w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Сетевой кабель витая пара
Применение кабеля витая пара не только существенно повысило скорость и расстояние передачи данных, но и позволило одновременно работать одному устройству, как на прием, так и на передачу информации.
Оптоволоконные провода позволяют передавать информацию на значительные расстояния до 100 км, что объясняется их устойчивостью к электромагнитным полям, без снижения качества передачи. Оптоволокно способно отправлять данные на высокой скорости и в больших объемах, в домашних условиях эксплуатируется редко. Чаще всего этот тип системы применяется в крупных организациях за счет существенной стоимости продукции. Известные провайдерские компании используют оптоволокно для создания интернет-соединений, где передача данных осуществляется со скоростью порядка 30-40 Гбит/сек. Благодаря такой скорости существует возможность посредством интернета производить связь не только с другими странами мира, но и другими континентами.
В конструкцию оптоволоконного кабеля входят специальные добавки из стекла и надежное изоляционное покрытие. Соединение проводов возможно несколькими видами контактов типа FC, SC и др.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/4-optovolokno-768x602..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Оптоволоконный сетевой кабель
Помимо вышеперечисленных сетевых проводов, используется и ряд других, обладающих менее привлекательными свойствами, например, USB-кабеля. Они достаточно просты в монтаже, имеют доступный ценовой диапазон, но подходят для создания коммуникационных сетей не более 20 метров. Скорость передачи соединения также не отличается высокой производительностью. На сегодняшний день эта технология применяется крайне редко.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/5-usb-150x150..jpg 768w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/5-usb.jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Сетевой USB-кабель
Для создания небольших коммуникационных домашних и офисных сетей чаще всего используют витую пару. Тип кабеля при этом выбирается, исходя из масштабов будущей сети и места прокладки трассы. Рынок информационных технологий в любом случае предлагает массу вариантов соответствующего оборудования. Но выполнение всех монтажных работ лучше доверить специалисту в данной области. Это будет гарантировать высокую скорость и хорошую степень соединения.
Коммутация локальных вычислительных сетей и внедрение Fast Ethernet (Практическоеруководство)
Введение
Коммутация локальных вычислительных сетей (ЛВС) и технологии Fast Ethernet были разработаны в ответ на потребность в повышении эффективности функционирования сетей Ethernet. Путем повышения пропускной способности эти технологии могут устранять “узкие места” в сети и поддерживать приложения, требующие большой скорости передачи данных. Привлекательность этих решений состоит в том, что вам не нужно выбирать то или другое. Они являются взаимодополняющими, так что эффективность функционирования сети чаще всего можно повысить путем использования обеих технологий.
Данное руководство было подготовлено, для того чтобы помочь Вам решить, когда и как внедрить технологии коммутации и Fast Ethernet для достижения максимального эффекта. Оно делится на две части.
Коммутация локальных вычислительных сетей и технология Fast Ethernet
Часть 1 бегло знакомит с различиями между коммутацией ЛВС и технологией Fast Ethernet. Она заканчивается выводами по обеим технологиям.
Решение общих проблем эффективности функционирования
Коммутация локальных вычислительных сетей и технологии Fast Ethernet
Как выбрать нужную технологию
Если ваша сеть Ethernet нуждается в большей пропускной способности, вы можете добиться этого путем добавления 10-портового коммутатора Ethernet или концентратора Fast Ethernet. Каждое из этих устройств обеспечивает суммарную пропускную способность 100 Мбит/с, но разными путями. Поясним это с помощью следующей аналогии.
Предположим, что каждый пакет в сети Ethernet доставляется посыльным на велосипеде. Предположим, что максимальная скорость велосипеда составляет 10 миль в час и имеется однополосная велосипедная дорожка, которую должны делить между собой все посыльные. Пока транспортный поток невелик, каждый велосипед может поддерживать максимальную скорость 10 миль в час. Однако, когда транспортный поток увеличивается, велосипеды вынуждены снижать скорость. Один способ повысить скорость доставки сообщений - расширить велосипедную дорожку. Если мы обеспечим в итоге десять полос движения, то с максимальной скоростью смогут ехать десять велосипедов, каждый по своей полосе. Добавление полос движения на велосипедной дорожке подобно сегментации сети, т.е. добавлению коммутатора Ethernet. Сегментация и коммутация обеспечивают дополнительные полосы для увеличения транспортного потока. Однако, если транспортный поток продолжает увеличиваться, то и этих полос может не хватить и велосипедисты снова будут вынуждены снижать скорость.
Другой способ - дать каждому посыльному более быстроходное транспортное средство. Например, автомобили, максимальная скорость которых составляет 100 миль в час. Это аналогично внедрению в сеть высокоскоростной технологии Fast Ethernet. Подобно Ethernet, Fast Ethernet обеспечивает только одну полосу для транспортного потока. Когда транспортный поток невелик, сообщение может доставляться автомобилем в десять раз быстрее, чем велосипедом. Действительно, каждый посыльный на автомобиле может доставить десять сообщений за то время, которое затрачивает посыльный на велосипеде для доставки одного сообщения.
Транспортный поток резко снижается, поскольку для доставки того же количества сообщений требуется меньше автомобилей.
Подобно тому, как велосипед никогда не сможет достичь скорости автомобиля, Ethernet никогда не сможет достичь скорости Fast Ethernet, независимо от того, сколько добавлено полос, или коммутаторов. Делая выбор между двумя технологиями, вы должны определить, удовлетворяет ли скорость, с которой Ваша сеть передает пакеты, условия незначительного трафика. Если скорость в порядке, потребности Вашей сети в повышении пропускной способности обеспечит коммутация. Если, однако, вам нужно меньшее время ответа или вы опасаетесь, что можете выйти за рамки коммутируемого решения 10 Мбит/с, выбирайте Fast Ethernet. Эта высокоскоростная технология необходима для серверов и рабочих станций, выполняющих критичные к скорости передачи приложения.
Ниже следует краткое изложение обеих технологий.
Коммутация ЛВС - что это такое и как она работает?
Коммутаторы представляют собой высокоскоростные многопортовые мосты, способные полностью пропустить 10 Мбит/с при Ethernet или 100 Мбит/с при Fast Ethernet - через каждый порт. Подобно мостам, коммутаторы принимают интеллектуальные решения о том, куда направить сетевой трафик, исходя из адреса назначения пакета. В результате коммутаторы могут значительно снизить ненужный трафик.
Коммутация не требует изменений в инфраструктуре Ethernet. Коммутатор может быть добавлен к существующей сети Ethernet без изменения сетевой кабельной системы, адаптеров, драйверов или любых других программных средств.
Коммутаторы ЛВС микросегментируют сеть
Коммутаторы ЛВС микросегментируют сеть - делят ее на меньшие сегменты (collision domains), а затем соединяют эти сегменты, давая им возможность связаться друг с другом. Путем сокращения числа узлов в сегменте микросегментация сокращает число коллизий и увеличивает доступную пропускную способность в расчете на один узел. А путем соединения сегментов через коммутаторы формируется единая ЛВС с потенциальной пропускной способностью, во много раз превышающей пропускную способность первоначальной односегментной ЛВС.
Каждый порт коммутатора фактически является входом в отдельный сегмент ЛВС. Этот сегмент может совместно использоваться многими станциями, присоединенными к концентратору, или может быть выделен для одного устройства - сервера или рабочей станции.
Коммутаторы ЛВС поддерживают параллельный трафик
В разделяемой (shared) сети Ethernet трафик, как правило, происходит только между пользователем и сервером, а одновременно может иметь место только один такой “диалог”. Добавление коммутатора в сеть обеспечивает несколько одновременных диалогов. Однако допускается только один диалог на сегмент.
Коммутаторы ЛВС фильтруют сетевой трафик
Коммутаторы могут также сокращать ненужный сетевой трафик. Они “заучивают” МАС - адреса устройств и сохраняют их в таблице. Используя эту таблицу, коммутаторы принимают интеллектуальные решения о том, куда передать трафик, исходя из адреса назначения каждого пакета. Путем фильтрации пакетов, адрес назначения которых находится в том же самом сегменте, что и адрес источника, коммутаторы могут ограничить сетевой трафик соответствующим сегментом.Остальные пакеты передаются в другой сегмент.
Коммутаторы ЛВС могут поддерживать полнодуплексный режим
Помимо этого, некоторые коммутаторы поддерживают дуплексный режим. Этот режим также поддерживается некоторыми сетевыми адаптерами, но не концентраторами. Соединение устройств, способных работать в дуплексном режиме, исключает коллизии и эффективно удваивает пропускную способность этого сегмента.
Fast Ethernet - его отличия от Ethernet
Fast Ethernet - результат развития технологии Ethernet. Базируясь на том же протоколе CSMA/CD (коллективный доступ с опросом канала и обнаружением коллизий), устройства Fast Ethernet работают со скоростью, в 10 раз превышающей скорость Ethernet. 100 Мбит/с. Fast Ethernet обеспечивает достаточную пропускную способность для таких приложений как системы автоматизированного проектирования и производства (CAD/CAM), графика и обработка изображений, мультимедиа. Fast Ethernet совместим с 10 Мбит/с Ethernet, так что интеграцию Fast Ethernet в вашу ЛВС удобнее осуществить с помощью коммутатора, а не маршрутизатора.
Маршрутизаторы являются дорогостоящим решением и их производительность ниже, чем у коммутаторов.
Сходства
Подобно Ethernet, Fast Ethernet представляет собой технологию коллективного пользования, основанную на конкуренции. Fast Ethernet использует такие же приложения и такие же инструментальные программные средства для управления и диагностики неисправностей. Это дает Вам возможность защитить свои капиталовложения в оборудование и обучение сотрудников ЛВС.
Различия
Для Fast Ethernet вам потребуются сетевые адаптеры и концентраторы, специально разработанные для 100 Мбит/с ЛВС. Однако, некоторые из новейших сетевых адаптеров могут работать как в сети Ethernet, так и в Fast Ethernet. К другим различиям относятся сетевая кабельная система, число повторителей и ограничения на длину кабеля.
Среда передачи данных
В Fast Ethernet используется только кабель - витая пара и волоконно-оптические кабели; коаксиальный кабель не поддерживается. Подобно наличию спецификаций кабелей Ethernet - 10BASE-T для кабеля с витыми парами, 10BASE2 для тонкого коаксиального кабеля, 10BASE5 для толстого коаксиального кабеля, 10BASE-F для волоконно-оптического кабеля, - существуют спецификации и для каждого типа кабеля Fast Ethernet. Они перечислены в таблице:
Как и в Ethernet, все типы кабелей Fast Ethernet могут присутствовать в одной и той же сети. Если у Вас имеются четыре пары категории 3, мы рекомендуем Вам использовать спецификацию 100BASE-T4. Это значительно дешевле, чем повторно прокладывать кабель от настольной системы к технологическому шкафу. Для самого технологического шкафа, в котором относительно легко заменить кабель, идеальным вариантом является 100BASE-TX, поскольку он обеспечивает дуплексные соединения коммутатора с коммутатором и коммутатора с адаптером.
Кроме того, хотя разъемы для 100BASE-TX Fast Ethernet такие же, как и для 10BASE-T Ethernet, следует использовать кабель категории 5. Для 100BASE-T4 требуются четыре пары кабеля категории 3, 4 или 5. Три из них нужны для передачи или приема пакетов, в то время как четвертая пара предназначена для прослушивания канала. Поскольку невозможно выделить пары для передачи или приема данных, 100BASE-T4 не может обеспечивать дуплексный режим. Разъемы для обеих этих спецификаций представлены ниже.
Число повторителей
Концентраторы расширяют радиус действия сети путем ретрансляции сигнала. Их называют также многопортовыми повторителями. Однако даже при наличии повторителей в сети существуют ограничения расстояния передачи пакетов. Всякий раз, когда сообщение ретранслируется, оно считается одной пересылкой повторителя (repeater hop).
В сети Ethernet максимально возможны четыре такие пересылки между любой парой устройств - серверов или рабочих станций - в одном и том же сегменте. В случае Fast Ethernet этот максимум равен двум. Если сеть приходится расширять и дальше, следует использовать коммутатор, мост или маршрутизатор.
Кроме того, все повторители Ethernet могут передавать сигнал на одно и то же расстояние. В случае Fast Ethernet имеются два типа повторителей: класса (I) и класса (II). Как правило:
Ограничения на длину кабеля
В Fast Ethernet появляется еще и другое определение: максимальный диаметр сети - длина кабеля между двумя оконечными станциями в одном и том же сегменте (см. иллюстрации). Для кабеля - витая пара максимальный диаметр сети составляет 205 метров. Волоконно-оптический кабель, конечно, может иметь большую длину. Возможны также комбинации медного и волоконно-оптического кабеля. Они указаны в таблице в конце части 1.
Кроме того, имеются ограничения на максимальную длину кабеля. Для витой пары она ограничена 100 метрами - как и у 10BASE-T Ethernet.
Из-за этих ограничений наращиваемые концентраторы и коммутаторы ЛВС приобретают даже большую значимость для Fast Ethernet, чем для сетей на основе Ethernet. Эти устройства снимают ограничения с размера сети Fast Ethernet.
С помощью наращиваемых концентраторов одна рабочая группа может быть расширена для охвата большего числа пользователей. Даже если к стеку добавить дополнительные модули, весь стек все равно рассматривается как один логический повторитель. Поэтому рабочая группа Fast Ethernet, созданная вокруг наращиваемого концентратора класса (I), может поддерживать десятки пользователей.
С помощью коммутаторов ЛВС многие рабочие группы могут быть соединены между собой для формирования большой ЛВС. Недорогие коммутаторы работают лучше, чем маршрутизаторы, обеспечивая более высокую эффективность функционирования ЛВС. Рабочие группы Fast Ethernet, включающие в себя один или два концентратора, могут соединяться через коммутатор Fast Ethernet с целью дальнейшего увеличения числа пользователей, а также охвата более обширной площади.
Решение общих проблем увеличения пропускной способности ЛВС
Причины общих проблем повышения пропускной способности ЛВС
На повышение пропускной способности сетей может воздействовать ряд факторов, например, быстродействие персональных компьютеров (ПК) и серверов, тип метода хранения информации на дисках, а также сетевая архитектура. В настоящее время, вследствие изменения характера трафика решающее значение приобретает грамотная проработка сетевой архитектуры. В прошлом наибольшая часть трафика - фактически целых 80% - была локальной, ограниченной рабочей группой, в то время как по сетевой магистрали проходило всего лишь около 20% пакетов. Сегодня, при с распределенном характере приложений клиент-сервер, в сочетании с доступом к Internet/интрасети и приданием особого значения центральным серверам для улучшения администрирования, управления и безопасности, эти процентные соотношения изменились. В результате сегодняшние сети требуют более высокоскоростных сетевых магистралей.
Если эти факторы были учтены, а производительность ЛВС по-прежнему остается недостаточной, самое время проверить коэффициент использования пропускной способности сети. Когда этот коэффициент приближается к 40%, эффективность начинает снижаться. Это снижение производительности часто можно объяснить конкуренцией клиентов и/или тем, что сервер ЛВС становится “узким местом” в сети.
Если сеть является управляемой, вы можете добиться желаемого коэффициента при помощи программного обеспечения, основанного на протоколе SNMP (простой протокол управления сетью). Кроме того, некоторые из новейших концентраторов и коммутаторов содержат комплект световых индикаторов, позволяющих визуально определить коэффициент использования пропускной способности.
Что вызывает конкуренцию клиентов?
Ethernet является технологией коллективного использования канала. В типичной ЛВС пропускная способность 10 Мбит/с используется совместно всеми рабочими станциями и серверами. Если к ЛВС добавляется больше пользователей (клиентов), увеличивается сетевой трафик. Ключевыми факторами, способствующими росту сетевого трафика, являются такие приложения клиент/сервер, как Lotus Notes и служебный протокол SAP, программы доступа в Internet, а также приложения, использующие графические файлы. Они увеличивают конкуренцию в сети, снижая среднюю доступную пропускную способность в расчете на одного пользователя.
Даже несколько пользователей, одновременно обращающихся к стандартным офисным приложениям, как, например, Microsoft Office, могут “поглотить” пропускную способность 10 Мбит/с ЛВС коллективного пользования. При таком сценарии Fast Ethernet коллективного пользования, как правило, превзойдет коммутируемый Ethernet со скоростью 10 Мбит/с.
Что приводит к возникновению “узких мест”?
В сети клиент/сервер диалоги происходят только между пользователем (или клиентом) и сервером. Каждый сервер ставит в очередь запросы от многих клиентов и передает данные небольшими пакетами каждому из них по очереди.
Если сервер не успевает обрабатывать запросы своих клиентов, он становится “узким местом”, снижающим эффективность функционирования сети.
Как можно решить эти проблемы?
Конкуренция из-за увеличенного трафика может быть снижена путем сегментации сети. Пользователи, работающие с приложениями, требующими интенсивной пропускной способности, могут быть объединены в рабочие группы Fast Ethernet.
Как только сеть будет сегментирована, можно устранить “узкие места” путем соединения каждого сервера с выделенным сегментом Ethernet или Fast Ethernet (преимущественно в дуплексном режиме) или путем подключения серверов к небольшой рабочей группе Fast Ethernet, так чтобы они могли совместно использовать пропускную способность 100 Мбит/с этого сегмента.
Сценарии, иллюстрирующие эти проблемы, и их решения для сетей Ethernet различных размеров, представлены на последующих страницах.
Проблема 1: Высокий уровень конкуренции клиентов в малой сети
Малая сеть коллективного пользования состоит из нескольких рабочих станций и сервера, подключенных к двум концентраторам Ethernet 10BASE-T, соединенным в каскаду, как, например, 8-портовые концентраторы EtherEZ™ фирмы SMC.
Из-за интенсивного трафика время отклика очень велико.
Решение 1: Сегментирование через сервер и подключение мощных пользователей к сегменту Fast Ethernet
Установка в сервер двухканального сетевого адаптера создаст два независимых сегмента ЛВС.
Проблема 2: “узкие места” и конкуренция клиентов в небольшой сети
Небольшая сеть, показанная ниже, состоит из нескольких рабочих станций и пары серверов, соединенных с концентраторами Ethernet 10BASE-T, подключенными в каскаду, напр. EtherEZ™ фирмы SMC. Эта сеть включает в себя 16-портовый концентратор и два 8-портовых концентраторов.
16-портовый концентратор оснащен световыми индикаторами, показывающими степень использования пропускной способности и уровень коллизий. Из-за напряженного трафика индикаторы показывают, что пропускная способность приближается к 40% и число коллизий растет.
Решение 2: Сегментирование сети через коммутатор Ethernet и подключение серверов к выделенным сегментам Fast Ethernet
Сегментация сети уменьшает число пользователей в каждом сегменте и повышает среднюю доступную пропускную способность в расчете на одного пользователя. Подключение каждого сервера к выделенному каналу Fast Ethernet даст возможность быстрее обслуживать запросы.
Технология: коммутируемый Ethernet, введенный Fast Ethernet. Суммарная пропускная способность: 460 Мбит/с.
Проблема 3: Сервер становится “узким местом” в сети средних размеров
Сеть средних размеров состоит из нескольких рабочих станций и серверов, соединенных со стеком повторителей, напр., наращиваемых концентраторов TigerStack™ корпорации SMC. Эта сеть включает в себя четыре концентратора 10BASE-T: две 14-портовые модели и две 28-портовые модели.
Концентраторы TigerStack выпускаются также с разъемами для коаксиального и волоконно-оптического кабеля. Все модели могут объединяться в стек до восьми концентраторов.
Из-за растущего трафика время ответа в сети также растет, а при использовании приложений, требующих интенсивного обмена данных, серверы не успевают обрабатывать запросы.
Решение 3: Сегментирование сети через коммутатор Ethernet и подключение серверов и мощных пользователей к сегменту Fast Ethernet.
Сегментация сети уменьшает число пользователей на сегмент и повышает среднюю пропускную способность в расчете на одного пользователя. Подключение серверов и мощных пользователей к сегменту Fast Ethernet дает этим устройствам возможность совместно использовать пропускную способность 100 Мбит/с.
Проблема 4: “узкие места” сервера и конкуренция клиентов в большой сети совместного пользования
Сеть, показанная ниже, состоит из нескольких рабочих станций и серверов, подключенных к стеку концентраторов, напр., TigerStack фирмы SMC. Этот стек состоит из восьми концентраторов и имеет разъемы 10BASE-T, а также разъемы для коаксиального и волоконно-оптического кабеля.
Каждый отдельный концентратор TigerStack может быть разделен на два, три или четыре сегмента. Таким образом, максимальное число сегментов в стеке, состоящем из восьми концентраторов - 32 сегмента.
TigerStack также может управляться по протоколу SNMP. Благодаря этому, оптимальное использование пропускной способности может быть достигнуто при помощи любой программы управления на базе SNMP. Из-за напряженного трафика и применения приложений, требующих интенсивного обмена данными, коэффициент использования пропускной способности приближается к 40%.
Технология: Ethernet совместного пользования. Суммарная пропускная способность: 10 Мбит/с.
Решение 4: Внедрение сети Fast Ethernet для серверов и мощных пользователей, сегментирование обеих сетей и сегментов через коммутатор Fast Ethernet
Превращение серверов в выделенные сегменты Fast Ethernet обеспечит им подключение к отдельным каналам по 100 Мбит/с, что повысит скорость обслуживания запросов.
Технология: коммутируемый Ethernet и коммутируемый Fast Ethernet. Суммарная пропускная способность: 1160 Мбит/с.
Конкуренция клиентов может быть снижена посредством:
“узкие места” сервера могут быть устранены посредством:
План достижения успеха
При планировании интеграции Fast Ethernet в ЛВС Ethernet следует принимать во внимание ряд факторов. На первом этапе следует проверить свою сеть Ethernet.
Может ли она использоваться совместно с Fast Ethernet? Является ли коммутируемой? Управляемой? Следующий этап -систематизация причин, по которым Вы планируете внедрить Fast Ethernet в свою ЛВС Ethernet. Вы хотите повысить эффективность функционирования серверов? Поддержать высокоскоростные приложения? Снизить конкуренцию клиентов? Или вы просто хотите подстраховаться, прежде чем объем трафика превысит пропускную способность Вашей сети и изменения станут абсолютной необходимостью? В заключение требуется определить, сколько пользователей и серверов Fast Ethernet будут подключены к сети.
При разнообразии сетевых продуктов на сегодняшнем рынке интеграция Fast Ethernet в ЛВС Ethernet может выглядеть по-разному. Однако любое решение включает:
сегментацию сети для снижения конкуренции и обеспечения большей пропускной способности для серверов и мощных пользователей;
дополнительную коммутацию для подсоединения отдельных сегментов.
Надеемся, что методы, описанные настоящем руководстве, помогут Вам разобраться в проблемах Вашей ЛВС, так что вы сможете подойти к задаче выбора приемлемого решения профессионально и уверенно.
Любая инженерная коммуникация, в том числе и компьютерная сеть, состоит из различных компонентов и кабель локальной сети – один из основных, от которого напрямую зависит скорость прохождения сигнала и его сохранность от помех, затуханий, потерь пакетов данных.
Сейчас появились новые бескабельные технологии передачи данных, как Wi-Fi и Bluetooth, передающие пакеты данных через радиоволновые сигналы, однако эти технологии далеко не совершенны и имеют ограниченный радиус действия. Кроме того, скорость передачи данных меньше, часто-густо возникают помехи при передаче данных, посему большой популярностью пользуется локальная сеть через кабель как более надежная и скоростная.
Однако, кабель кабелю рознь: бывает кабель двухжильный и многожильный, витой и прямой, с цельной жилой или многожильный, с защитой от помех и без нее и т. д., и т. п. И от всех этих нюансов зависит скорость, надежность, длина пролегания кабеля без усилителя сигнала. На сегодняшний день можно выделить такие виды кабелей для локальных компьютерных сетей:
Все эти виды кабелей для локальных сетей имеют совершенно разную структуру и технологические параметры, но объединяет их то, что происходит с их применением, и это уже отдельная статья. Отдельным мастер-классом также является то, как присоединить кабель к штекеру в локальной компьютерной сети своими руками. Ну а далее мы рассмотрим все эти виды кабелей, их параметры, а также преимущества и недостатки.
Наиболее старый вид кабеля, который практически не используется в современных компьютерных сетях — Коаксиальный сетевой кабель. Его вымирание обусловлено дороговизной и малой скоростью передачи данных, все же если Вы решили проложить сеть из коаксиального кабеля, то наиболее удачной будет реализация ее топологией «шина». Также удачным выбором будет топология «звезда» и «пассивная звезда».
Состоит коаксиальный сетевой кабель из двух жил: центральная жила – цельная медная (в очень редком стандарте многожильная и/или выполненная из сплавов, медная с серебряным напылением), которая представлена сердцевиной кабеля, окутана в толстую изоляцию – диэлектрик, он представляет собой вспененный полиэтилен.
По этой изоляции идет плетение так называемого «внешнего» проводника, который состоит из меди, ее сплава или же алюминия. Он же именуется как экран. При этом могут быть разновидности кабеля с двойным экраном, когда одно плетение разделяется от другого дополнительным тонким слоем изоляции.
Защитная оболочка внешнего проводника выполнена в основном из полиэтилена или поливинилхлорида, устойчивых к ультрафиолету, но бывают дорогостоящие кабеля с тефлоновой оболочкой.
Виды коаксиальный кабель имеет разнообразные и их очень много, но конкретно коаксиальный кабель для локальной сети различается по двум стандартам передачи пакетных данных:
Стандарт 10BASE-5 реализуется с применением кабеля «толстый Ethernet», имеющий общее сечение равное 12мм и толстую цельную проводниковую жилу, 11-я категория имеет сопротивление 75 Ом, 8-я – 50. Кабеля данного стандарта могли передавать данные со скоростью 10 Мбит/сек на расстоянии впредь до 500 м.
Стандарт 10BASE-2 реализуется с применением кабеля «тонкий Ethernet», диаметром до 6 мм, с сопротивлением в 50 Ом. Его категория RG-58/U имеет монолитный (цельный) медный центральный проводник, 58A/U представлен с многожильным центральным проводником. Длина передачи данных кабелей этих категорий составляет в пределах 185 м при максимальной скорости передачи данных впредь до 10 Мбит/сек.
Преимущества коаксиального кабеля заключаются в его эффективном экранировании, что позволяет проводить его на дальние расстояния и исключает помехи, а также высокой прочности, которая уменьшает риск механического повреждения кабеля. Кроме того, коаксиальный кабель легко монтировать, присоединять штекеры, двойники и другие детали можно обыкновенными ручными инструментами своими руками.
Недостатки коаксиального кабеля заключаются в низкой пропускной способности при использовании в локальных компьютерных сетях, на фоне этого весомым недостатком является высокая стоимость самого кабеля и штекеров/двойников/переходников и других составных. Плюс сетевые платы для этого вида кабелей уже практически не выпускаются, коммутаторы и концентраторы для них считаются устаревшими.
Современный и наиболее часто используемый при проведении локальных компьютерных сетей — кабель с витыми парами. Применяется как в домашних, так и в административных локальных сетях с топологией «звезда» и имеет отличное соотношение цена/качество. То есть, сетевой кабель для локальной сети этого вида имеет сравнительно высокую скорость передачи данных по отношению к коаксиальному кабелю, при этом стоимость их не велика.
Состоит сетевой кабель витая пара для локальных сетей из четырех пар проводниковых монолитных медных жил сечением каждой в 0,4-0,6 мм. Толщина жилы такого кабеля составляет 0,51 мм с учетом толщины изоляции проводника – 0,2 мм. Материалом для изоляции служит в бюджетных вариантах кабеля поливинилхлорид (обозначение – PVX), в более дорогих кабелях применяется полипропилен и полиэтилен (обозначения – PP и PE) и самые высококачественные кабеля витой пары выполняются с изоляцией из вспененного полиэтилена или тефлона.
По степени защиты от помех бывает неэкранированный кабель и кабель с витой парой экранированный. Экранирование может быть выполнено из проволочных плетений, из алюминиевой фольги/алюминизированной пленки как отдельных пар, так и всего пучка вместе.
Существуют кабеля с такими типами экранирования:
При этом во всех обозначениях присутствует «TP» — это указывает на вид кабеля – twisted pair (с англ. — витая пара). Те буквы, которые идут впереди, собственно и указывают на наличие/отсутствие экранирования, тип экранирования, а также и материал, из которого выполнено экранирование. Так, буква U (Unshielded) указывает на отсутствие экранной защиты, F (Foiled) – обозначает наличие общей фольгированной общей экранной изоляции всего пучка пар, S (Shielded) – экран в виде проволочного оплетения каждой отдельной пары и (Screening) — экран в виде оплеток всего пучка витых пар.
В зависимости от длины и скорости передачи сигнала существуют различные категории витой пары (всего их 7), при этом предназначенный кабель для локальных компьютерных сетей начинается со второй категории, но на сегодняшний день применяют кабель с 5E категории начиная.
Основным отличием категорий кабелей витых пар ранее являлось количеством жил, но начиная с третей категории и до седьмой включительно, все кабеля имеют по четыре пары (8 жил). Так, основным отличием стало количество витков на единицу длины сечение жилы и сопротивление, что является решающим фактором на длину и скорость передачи данных.
Современные кабеля витой пары применяются в следующих стандартах технологий передачи пакетных данных:
Стандарт 100BASE-TX реализовывался с применением кабеля CAT. 5 (витая пара 5 категории), который был способен передать 100 Мбит/сек по двум парам и 1 Гбит – по четырем.
Стандарт 1000BASE-T на сегодняшний день самый распространенный, применяется во многих локальных компьютерных сетях. Для таких сетей применяется самой ходовой категории кабель — CAT. 5e, отличием которой от предыдущей является чуть большая пропускная способность высокочастотных сигналов и наличие модификаций с двумя (100 Мбит/сек) и четырьмя (1 Гбит) парами.
Стандарт 10GBASE-T , на котором построены сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, реализован с применением кабеля CAT. 6, который способен передать данные на скорости 10Гбит/сек с расстоянием 55 м. Gigabit Ethernet также могут быть реализованы на кабеле CAT. 6a и CAT. 7, что увеличивает длину передачи данных до 100м. При этом седьмая категория всегда имеет полное экранирование.
Стандарт 40GbE и 100GbE – самые современные и высокоскоростные технологии пакетной передачи данных, которые предназначены для сети Gigabit Ethernet с кабелем CAT. 7a. При скорости передачи данных 40 Гбит/сек длина передачи – 50 м, при 100 Гбит/сек – 15 м.
Все существующие на сегодня виды кабелей для локальных сетей уступают по всем характеристикам оптоволоконному сетевому кабелю. Однако, его стоимость и сложность в монтаже не дают ему широкого распространения, он в основном служит для соединения локальных сетей на дальних расстояниях.
Представляет собой оптоволоконный сетевой кабель проводник света. Свет передается в таком кабеле по стекольным или пластиковым жилам, отражаясь от внутренних стенок. Существует оптоволоконные виды кабелей компьютерных сетей, которые различают по диаметру сердцевины стекольного волокна, соответственно и по способу передачи световых сигналов:
Одномодовые оптоволоконные кабеля имеют диаметр сердцевины стекольного волокна, равный 7-10 микрон. В связи с таким тонким диаметром, волокно предназначено для прохождения одномодового излучения.
Многомодовые оптоволоконные кабеля имеют стекольные волокна с сердцевиной, диаметр которой по европейскому стандарту равен 50 микрон, 62,5 микрон – по японскому и североамериканскому стандартам. Соответственно, по таким сердцевинам проходят несколько мод под разным углом преломления.
Преимущества оптоволоконного кабеля состоят в том, что скорость передачи даны просто феноменальная – теоретически, не существует на сегодняшний день такого сетевого оборудования, которое могло бы поддержать такую скорость передачи данных, на которую способен оптоволоконный кабель. Кроме того, помехи для такого кабеля вовсе не страшны.
Недостатки оптоволоконного кабеля весьма весомы: высокая стоимость кабеля и вспомогательных, монтажных и сетевых элементов для него. Кроме того, монтаж такого кабеля требует специальных инструментов и квалификации мастера-кабельщика. Таким образом, выбор кабеля для локальной сети не целесообразно делать в пользу оптоволокна, соответственно, не будем рассматривать все его характеристики.
