Кабели, используемые для выстраивания инфраструктуры компьютерных сетей, выпускаются в широком спектре разновидностей. В числе самых популярных — коаксиальный, витая пара, а также оптоволокно. Какова специфика каждого из них? Каковы особенности монтажа самого распространенного - витой пары?
Типы кабелей: коаксиальный
В числе самых исторически ранних типов кабелей, используемых в сетевых подключениях, — коаксиальный. По толщине ему примерно соответствует питания для компьютера, рассчитанный на работу с розеткой на 220 В.
Структура коаксиальной конструкции такова: в самой середине — металлический проводник, окутан он толстой, чаще всего пластиковой изоляцией. Поверх нее — оплетка из меди или алюминия. Наружный слой — изолирующая оболочка.
Соединение сетевого кабеля рассматриваемого типа может осуществляться посредством:
BNC-коннектора;
BNC-терминатора;
BNC-T-коннектора;
BNC-баррел-коннектора.
Рассмотрим их специфику подробнее.
BNC-коннектор предполагает размещение на концах кабеля, используется для соединения с T- либо баррел-коннекторами. BNC-терминатор используется как изолирующий барьер, препятствующий движению сигнала по кабелю. Корректное функционирование сети без этого элемента в ряде случаев неосуществимо. кабель коаксиального типа предполагает использование двух терминаторов, один из которых требует заземления. BNC-T-коннектор задействуется для соединения ПК с основной магистралью. В его структуре присутствует три слота. Первый подключается к разъему компьютера, с помощью двух других осуществляется соединение разных концов магистрали. Еще один тип разъема для коаксиального кабеля — BNC-баррел. Он используется для того, чтобы соединить разные концы магистрали, либо для увеличения радиуса компьютерной сети.
В числе полезных особенностей коаксиальных конструкций — нет проблем с решением вопроса о том, как соединить два сетевых кабеля данного типа. Достаточно обеспечить надежный контакт проводящих жил, разумеется, при соблюдении технологии сопряжения изоляции и экранной сетки. Вместе с тем коаксиальный кабель довольно чувствителен к электромагнитным помехам. Поэтому в практике выстраивания компьютерных сетей он сейчас используется достаточно редко. Однако он незаменим в части организации инфраструктуры по передаче телевизионных сигналов — от тарелок или кабельных провайдеров.
Витая пара
Самые, вероятно, распространенные сегодня сетевые кабели для компьютера получили название «витая пара». Почему именно такое наименование? Дело в том, что в структуре кабеля данного типа присутствуют попарные проводники. Они изготовлены из меди. Стандартный кабель рассматриваемого вида включает 8 жил (всего, таким образом, 4 пары), но есть и образцы с четырьмя проводниками. Так называемая распиновка сетевого кабеля данного типа (соотнесение каждой жилы с той или иной функцией) предполагает использование изоляции определенного цвета на каждом проводнике.
Внешняя изоляция витой пары изготавливается из ПВХ, которая обеспечивает достаточную защиту проводящих элементов от электромагнитных помех. Есть рассматриваемого типа — FTP и STP. В первом выполняющая соответствующую функцию фольга располагается поверх всех жил, во втором — на каждом из проводников. Есть неэкранированная модификация витой пары - UTP. Как правило, кабели с фольгой дороже. Но их имеет смысл применять, только если есть необходимость в качественной передаче данных на относительно большое расстояние. Для домашних сетей вполне подходит неэкранированный вариант витой пары.
Выделяют несколько классов соответствующего типа конструкций, каждый из них обозначается как CAT с цифрой от 1 до 7. Чем выше соответствующий показатель, тем качественнее материалы, обеспечивающие передачу сигнала. Современные сетевые кабели для компьютера для обмена данными по протоколу Ethernet в домашних сетях предполагают соответствие элементов классу CAT5. В соединениях, где задействуется витая пара, используются разъемы, которые корректно будет классифицировать как 8P8C, но есть и неофициальное их наименование — RJ-45. Можно отметить, что кабели, соответствующие хотя бы классам CAT5 и CAT6, могут передавать данные на скоростях, приближенных к максимальным для рассматриваемого типа конструкций — до 1 Гбит/сек.
Оптоволокно
Возможно, самые современные и быстрые сетевые кабели для компьютера — оптоволоконные. В их структуре присутствуют светопроводящие элементы из стекла, которые защищены прочной пластиковой изоляцией. В числе ключевых преимуществ, которыми обладают данные сетевые кабели для компьютера, — высокая защищенность от помех. Также через оптоволокно можно передавать данные на расстояние порядка 100 км. Соединение кабелей рассматриваемого типа с устройствами может осуществляться посредством различного типа разъемов. В числе наиболее распространенных — SC, FC, F-3000.
Как выглядит данный высокотехнологичный сетевой кабель для компьютера? Фото оптоволоконной конструкции ниже.
Интенсивность практического применения оптоволокна ограничена достаточно высокой стоимостью оборудования, необходимого для передачи данных через него. Однако в последнее время многие российские провайдеры активно используют данный сетевой кабель для интернета. Как считают IT-эксперты, с расчетом на то, что соответствующие инвестиции окупятся в будущем.
Эволюция кабельной инфраструктуры
На примере трех отмеченных типов кабелей мы можем проследить некоторую эволюцию в аспекте выстраивания инфраструктуры компьютерных сетей. Так, изначально при передаче данных посредством стандарта Ethernet задействовались именно коаксиальные конструкции. При этом предельное расстояние, на которое мог быть отправлен сигнал от одного устройства к другому, не превышало 500 метров. Максимальная по коаксиальному кабелю составляла порядка 10 Мбит/сек. Использование витой пары позволило значительно повысить динамику обмена файлами в компьютерных сетях — до 1 Гбит/сек. Также появилась возможность передавать данные в дуплексном режиме (одно устройство могло как получать сигналы, так и отправлять их). С появлением оптоволокна IT-индустрия получила возможность передавать файлы со скоростью 30-40 Гбит/сек и более. Во многом благодаря данной технологии компьютерные сети успешно связывают страны и континенты.
Безусловно, при работе с ПК применяются многие другие виды кабелей, используемых при монтаже компьютерных сетей. Теоретически в подобных целях можно использовать, к примеру, USB-кабель, правда это будет не очень эффективно, в частности, в силу того, что в рамках стандарта USB данные можно передавать на небольшое расстояние - порядка 20 м.
Как подключить витую пару
Витая пара, как мы отметили выше, — сегодня самый распространенный при конструировании компьютерных сетей тип кабеля. Однако для ее практического использования характерны некоторые нюансы. В частности, они отражают такой аспект, как распиновка сетевого кабеля, о которой мы сказали выше. Важно знать, как правильно располагать жилы на участке их соприкосновения с разъемом RJ-45. Процедура, с помощью которой витая пара соединяется с соответствующим элементом, именуется обжимом, так как в ходе ее проведения задействуются особый инструмент, предполагающий силовое воздействие на конструкцию.
Нюансы обжима
В процессе этой процедуры разъемы надежно фиксируются на концах витой пары. Количество контактов в них соответствует числу жил — в обоих случаях таких элементов по 8 штук. Есть несколько схем, в рамках которых может осуществляться обжим витой пары.
Далее мы рассмотрим соответствующую специфику. Но для начала человеку, осуществляющему работу с кабелем, необходимо правильно взять разъемы в руки. Их следует держать так, чтобы металлические контакты располагались сверху.
Пластиковая защелка должна быть направлена в сторону того, кто осуществляет обжим. Слева в этом случае будет 1-й контакт, справа — 8-й. Нумерация — исключительно важный нюанс работы с витой парой. Итак, какие схемы обжима используются специалистами по сетевой инфраструктуре?
Во-первых, есть схема сетевого кабеля, получившая название EIA/TIA-568A. Она предполагает расположение жил соотносительно с металлическими контактами разъема в следующем порядке:
Для 1 контакта: бело-зеленая;
Для 2-го: зеленая;
Для 3-го: бело-оранжевая;
Для 4-го: синяя;
Для 5-го: бело-синяя;
Для 6-го: оранжевая;
Для 7-го: бело-коричневая;
Для 8-го: коричневая.
Есть и другая схема — EIA/TIA-568B. Она предполагает расположение жил в следующем порядке:
Для 1 контакта: бело-оранжевая;
Для 2-го: оранжевая;
Для 3-го: бело-зеленая;
Для 4-го: синяя;
Для 5-го: бело-синяя;
Для 6-го: зеленая;
Для 7-го: бело-коричневая;
Для 8-го: коричневая.
Как соединить сетевой кабель с разъемом, вы теперь знаете. Но полезно изучить специфику, касающуюся различных схем подключения витой пары к тем или иным устройствам.
Обжим и тип соединения
Так, при соединении ПК с маршрутизатором или коммутатором следует применять прямой метод подключения. Если есть необходимость организовать обмен файлов между двумя компьютерами без использования маршрутизатора, то можно задействовать перекрестный метод подключения. Разница между отмеченными схемами небольшая. При прямом методе подключения кабель нужно обжимать по одинаковой распиновке. При перекрестном один конец — по схеме 568A, другой — по 568B.
Высокотехнологичная экономия
Витая пара характеризуется одной интересной особенностью. При прямой схеме подключения устройство можно использовать не 4 пары проводников, а 2. То есть с помощью одного кабеля допустимо соединять с сетью 2 компьютера одновременно. Тем самым можно сэкономить на кабеле или осуществить подключение, если это очень надо сделать, а под рукой лишних метров витой пары нет. Правда, в этом случае предельная скорость обмена данными будет не 1 Гбит/сек, а в 10 раз меньше. Но для организации работы домашней в большинстве ситуаций приемлемо.
Как в этом случае распределить жилы? Соотносительно с контактами на разъемах для подключения :
1 контакт: бело-оранжевая жила;
2-й: оранжевая;
3-й: бело-зеленая;
6-й: зеленая.
То есть 4, 5, 7 и 8 жилы не используются при такой схеме. В свою очередь, на разъемах для подключения второго компьютера:
1 контакт: бело-коричневая жила;
2-й: коричневая;
3-й: бело-синяя;
6-й: синяя.
Можно отметить, что при реализации перекрестной схемы подключения необходимо всегда использовать все 8 проводников в витой паре. Также, если пользователю необходимо реализовать передачу данных между устройствами на скорости 1 Гбит/сек, распиновку необходимо будет осуществить по особой схеме. Рассмотрим ее особенности.
Перекрестное соединение на гигабитной скорости
Первый разъем кабеля следует обжать в соответствии со схемой 568B. Второй предполагает следующее сопоставление жил и контактов на разъеме:
1 контакт: бело-зеленая жила;
2-й: зеленая;
3-й: бело-оранжевая;
4-й: бело-коричневая;
5-й: коричневая;
6-й: оранжевая;
7-й: синяя;
8-й: бело-синяя.
Схема довольно похожа на 568A, но в ней изменено положение синей и коричневой пар проводников.
Соблюдение отмеченных правил соотнесения цвета жил и контактов на разъеме 8P8C — важнейший фактор обеспечения функциональности сетевой инфраструктуры. Человеку, проектирующему ее, необходимо быть внимательным при монтаже соответствующих элементов. Бывает, что компьютер не видит сетевой кабель — это часто связано как раз с некорректным обжимом витой пары.
Как правильно обжимать кабель
Рассмотрим некоторые технические нюансы. Основное приспособление, которое в данном случае задействуется, — кримпер. Он похож на клещи, но при этом адаптирован для работы именно с компьютерными кабелями соответствующего типа.
Конструкция кримпера предполагает наличие специальных ножей, предназначенных для обрезания конструкции. Также иногда кримперы оснащены небольшим приспособлением для зачистки изоляции витой пары. В центральной части инструмента — специальные гнезда, адаптированные к толщине кабельной конструкции.
Оптимальный алгоритм действий человека, обжимающего витую пару, может быть следующим.
- Прежде всего необходимо отрезать участок кабеля подходящей длины — потребуются, таким образом, его точные измерения.
- После этого следует снять внешнюю изоляцию — примерно на участке в 3 см на конце кабеля. Главное при этом - не повредить нечаянно изоляцию жил.
- Затем нужно расположить проводники соотносительно с рассмотренными выше схемами подключения к разъему. После ровно обрезать концы жил, так, чтобы длина каждой из них за пределами внешнего слоя изоляции была около 12 мм.
- Далее нужно надеть разъем на кабель так, чтобы жилы остались в том порядке, который соответствует схеме подключения, и каждая из них вошла в нужный канал. Следует двигать жилы до тех пор, пока не почувствуется сопротивление пластиковой стенки разъема.
- После соответствующего размещения жил внутри коннектора оболочка из ПВХ должна располагаться внутри корпуса разъема. Если так сделать не получается, возможно, следует вытащить жилы и немного укоротить их.
Как только все элементы конструкции будут расположены корректно, можно обжимать кабель, вставив разъем в специальное гнездо на кримпере и плавно нажав на рукоятку инструмента до упора.
По определению кабель «витая пара» строится из пар регулярно скрученных изолированных проводников, образующих симметричную (сбалансированную) линию передачи и заключенных в общую оболочку. На сегодняшний день стандартами TIA/EIA признаются категории 3, 5e, 6, 6A для офисных кабельных систем. Продукция категорий 7 и 7A существует, но официально американские стандарты эти категории не признавали, в таблице далее они отмечены знаком «*». В разработке находится категория 8 для кабельных систем в центрах обработки данных. Все категории подразумевают, что кабели содержат 4 пары, а кабели категории 3, кроме того, могут быть многопарными: как правило, 25 пар, либо количество, кратное 25.
Поддерживаемые приложения и гарантированные расстояния в среде медной витой пары
|
Класс ISO/IEC |
Потолок частот |
Строение кабеля |
Пропускная способность |
Гарантиро-ванное расстояние в канале |
Примечание |
||
|
На низких частотах, характерных для категории 3, в экране обычно нет необходимости. На сегодняшний день категория 3 используется для передачи аналоговой речи |
|||||||
|
UTP, F/UTP, F/FTP, S/FTP |
Экранированные решения 6A/E A предпочтительнее, поскольку устраняют межкабельные наводки |
||||||
|
Только экранированные системы. Вместо коннекторов RJ-45 применяются разъемы TERA, GG-45 |
|||||||
|
В разработке |
|||||||
|
UTP, F/UTP, F/FTP, S/FTP |
25 Гбит/с, 40 Гбит/с |
Только для центров обработки данных. |
|||||
Примечание 1: категория 8 не является логическим продолжением предшествующих категорий. Она рассчитана на центры обработки данных с их короткими расстояниями; за счет них и более высоких частот позволяет довести пропускную способность до 40 Гбит/с.
Примечание 2: все расстояния в таблице даны для канала - всего сегмента между данными передатчиком и приемником, включая фиксированный кабель, пассивное коммутационное оборудование на его концах и коммутационные шнуры.
Медная витая пара - де-факто стандартное решение в горизонтальной подсистеме в офисных зданиях. В мире категория 5e вытесняется старшими категориями, однако в России 5e - по сей день самая распространенная система. В обычной локальной сети 1 гигабита более чем достаточно для поддержки типовых пользовательских задач. Категория 6, продвигаемая фирменными производителями как замена 5e, принципиального преимущества по сравнению с ней не дает, поскольку 10 Гбит/с на полной длине канала 100 м не поддерживает - для этого нужна более дорогостоящая категория 6A. Потребность же в категории 6A в офисной среде сомнительна, по крайней мере, на ближайшие 5-7 лет, поскольку обычные пользовательские приложения в такой пропускной способности не нуждаются. Продвижение старших категорий фирменными разработчиками больше объясняется попыткой удержать рыночную нишу в борьбе с Noname-производителями, которые предлагают продукцию категории 5e по гораздо более низким ценам и вытесняют бренды с их позиций.
Телекоммуникационные стандарты говорят о витой паре, изготовленной из электротехнической меди. В последнее время на рынке появился омедненный кабель - его центральная часть сделана из алюминия, медь лишь покрывает поверхность проводников тонким слоем.
Такие кабели дешевле чисто медных, однако в сочетании с коммутационным оборудованием, основанным на врезных контактах (IDC, Insulation Displacement Contacts ), не способны дать характеристики даже категории 5e. При тестировании приборы выдают массовые результаты FAIL по всему семейству параметров NEXT и возвратным потерям Return Loss, и устранить эти сбои можно только путем замены кабеля на обычный медный. Возможно, в будущем под омедненные кабели удастся адаптировать коммутационное оборудование, чтобы в результате получить системы категории 5e или выше, однако на сегодня применение омедненного кабеля себя не оправдывает. Для поддержки передачи данных необходимо ставить медную витую пару категории 5e или выше.
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.
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:
- -BNC-коннектор. Устанавливается на концах кабеля и служит для подключения к T-коннектору и баррел-коннектору.
- -BNC T-коннектор. 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.
- -BNC баррел-коннектор. С его помощью можно соединить разорванные концы магистрали или доточить часть кабеля для увеличения радиуса сети и подключения дополнительных компьютеров и других сетевых устройств.
- -BNC-терминатор. 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.
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:
- -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 (SF/UTP, 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 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.
Любая локальная сеть состоит из нескольких составляющих: компьютеры, которые вы будете объединять; кабель, при помощи которого вы будете их объединять и центральное устройство, которое будет управлять передачей данных по сети (коммутатор). Это минимальный набор оборудования, необходимый для создания большинства локальных сетей. В том случае, если вы захотите объединить в сеть всего лишь два компьютера – коммутатор не понадобится. Но мы рассмотрим сегодня самый распространенный вариант построения локальной сети: с использованием топологии “звезда”, когда компьютеры подключаются к коммутатору кабелем “витая пара”.
Прежде, чем приступить к монтажу сети, вам необходимо четко представлять план своих действий. В сегодняшней статье мы рассмотрим процесс проектирования и монтажа небольшой локальной сети. В ней не будет использоваться монтажный шкаф с установленной патч-панелью; не потребуется нам и отдельная комната – серверная, в которой, как правило, и устанавливается монтажный шкаф или стойка. В нашем случае подключение активного сетевого оборудования сводится к простому подключению кабелей к портам на этом или других устройствах. Далее центральный узел сети (коммутатор) необходимо будет расположить в любом подходящем месте. Теперь обо всем по-порядку.
1. Для начала окиньте взглядом помещение, в котором будет проложена будущая сеть. Не лишним будет изобразить план помещения на обычном листке бумаги. Отметьте на нем места, где стоят компьютеры, принтеры, подсчитайте количество пользователей вашей сети. Возможно, вы захотите переставить компьютеры.
2. Выберите место, где будет расположен коммутатор. Учтите, чтобы расстояние от коммутатора до каждого компьютера было не более 90 метров, поскольку при расстоянии свыше 100 метров сигнал в витой паре будет затухать (в таком случае используются повторители). Коммутатор должен размещаться рядом с электрической розеткой и подальше от пользователей. Вы должны иметь доступ к коммутатору в любое время, поэтому не располагайте его далеко под столом или за шкафом.
3. Теперь необходимо отметить путь прокладки кабеля от коммутатора до каждого компьютера. Кабель должен идти вдоль стен. Можно просверлить в стенах отверстия при помощи дрели и протянуть кабель сквозь стены, если компьютеры расположены в нескольких комнатах. Чтобы скрыть кабель от посторонних глаз, можно купить специальные короба для кабеля. Использовать такие короба при монтаже небольшой локальной сети не обязательно, но все же я скажу о них несколько слов.
Короба бывают разные и отличаются в основном только своими размерами. Наибольший объем коробов потребуется при прокладке основных магистралей вдоль коридоров. Короба размерами поменьше используются для монтажа кабеля внутри одного помещения. Для того чтобы скрыть переходы между разнородными сегментами коробов, применяются разнообразные декоративные переходники и уголки соответствующего размера. Наиболее оптимальным вариантом размещения короба с малым количеством кабеля является нижняя часть стены, примерно 40-60 сантиметров от пола. Это позволяет максимально скрыть кабельную магистраль, поскольку большая часть стены всегда заставлена какой-нибудь мебелью.4. Теперь посчитайте длину (в метрах) витой пары, необходимую для соединения компьютеров с коммутатором. Лучше это сделать так: подойдите к первому компьютеру и измерьте рулеткой длину кабеля от данного компьютера до места, где будет располагаться коммутатор. Прибавьте еще 2-3 метра на всякий случай. Вот и получилась длина кабеля для соединения данного ПК с коммутатором. То же самое проделываете со вторым, третьим и т.д. компьютерами. В результате вы получите список длин витой пары для каждого компьютера. Сложите их вместе – вот вам и общая длина кабеля, которую необходимо приобрести.
Кстати, витую пару удобнее и дешевле покупать бухтой по 150-300 метров, конечно в том случае, если вам требуется столько кабеля. Бухта – это коробка, в которой находится кабель, намотанный на барабан:5. Затем осмотрите каждый компьютер на наличие в нем сетевой карты. Практически в любом современном компьютере имеется интегрированная в материнскую плату сетевая карта. Посмотрите на заднюю стенку системного блока и найдите разъём RJ-45:В ноутбуках тоже имеется такой разъем:Если в каком-то из компьютеров нет сетевой карты или встроенная – неисправна, то нужно будет ее приобрести и установить. Сетевая карта устанавливается в разъем PCI на материнской плате системного блока: При покупке сетевой карты к ней должен идти диск с драйверами. Запишите, сколько таких карт вам потребуется приобрести.
6. Также в список покупок нужно записать коннекторы RJ-45. Для каждого компьютера у вас будет свой отрезок кабеля, на обоих концах которого будут закреплены коннекторы RJ-45. Один из коннекторов вставляется в разъем сетевой карты, другой – в разъем коммутатора.
Итак, пришло время отправляться в компьютерный магазин. Какое оборудование нам необходимо приобрести:
- коммутатор;
- кабель витая пара категории 5E;
- коннекторы RJ-45 – по два коннектора на каждый компьютер;
- сетевые карты (если они не установлены в компьютере);
- обжимной инструмент для разделки кабеля и вставки его в коннекторы.
После того, как все необходимое будет закуплено – приступаем к монтажу оборудования и собственно прокладке сети.
Прежде всего, установите купленные сетевые карты в те компьютеры, где их не было. Затем не забудьте установить для них драйвера.
Теперь проверим работоспособность сетевых карт на всех компьютерах. Для этого включаем каждый компьютер – после загрузки системы находим на рабочем столе значок “Мой компьютер” и щелкаем по нему правой клавишей мыши – идем в “Свойства” – “Оборудование” – “Диспетчер устройств”. Здесь в разделе “Сетевые платы” должна отображаться установленная на компьютере сетевая карта. Выглядеть это будет также, как на скриншоте (только название платы у вас будет другим):Если же в “Диспетчере устройств” на названии сетевой карты стоит желтый вопросительный знак или вместо названия – надпись “Неизвестное устройство”, то необходимо установить (переустановить) драйвер устройства.
Если же в “Диспетчере устройств” вообще нет сетевой платы, значит она либо отключена в BIOS, либо неправильно установлена в разъеме на материнской плате, либо не исправна.
После того, как мы убедились, что сетевые карты на всех компьютерах исправны, переходим к обжиму кабелей. Как это делается, вы можете узнать из моей статьи “Как обжать витую пару”.
Обжатые кабели подключаем одним концом к разъемам сетевых карт всех компьютеров, а другим концом к разъемам коммутатора. Включаем все компьютеры и коммутатор, если до этого они были выключены.
После этого нам необходимо проверить работоспособность нашей сети на физическом уровне (уровне сигналов). Если с этим все в порядке, то можем переходить к настройке операционной системы компьютеров для работы в локальной сети. Об этом читайте в статье “Инструкция по настройке локальной сети в Windows XP”.
blogsisadmina.ru
Какое оборудование необходимо для создания локальной сети
В любой организации, где есть два и более компьютера, их целесообразно объединить в локальную сеть. Сеть позволяет сотрудникам быстро обмениваться между собой информацией и документами, служит для совместного использования общего доступа в интернет, оборудования и устройств хранения информации. Для объединения компьютеров нам понадобится определенное сетевое оборудование. В сегодняшней статье мы рассмотрим, какое оборудование применяется при создании проводной локальной сети.
Сетевое оборудование – устройства, из которых состоит компьютерная сеть. Условно выделяют два вида сетевого оборудования:
- Активное сетевое оборудование – оборудование, которое способно обрабатывать или преобразовывать передаваемую по сети информацию. К такому оборудованию относятся сетевые карты, маршрутизаторы, принт-серверы.
- Пассивное сетевое оборудование – оборудование, служащее для простой передачи сигнала на физическом уровне. Это сетевые кабели, коннекторы и сетевые розетки, повторители и усилители сигнала.
Для монтажа проводной локальной сети нам в первую очередь понадобятся:
- сетевой кабель и разъемы (называемые коннекторами);
- сетевые карты – по одной в каждом ПК сети, и две на компьютере, служащем сервером для выхода в интернет;
- устройство или устройства, обеспечивающие передачу пакетов между компьютерами сети. Для сетей из трех и более компьютеров нужно специальное устройство – коммутатор, который объединяет все компьютеры сети;
- дополнительные сетевые устройства. Простейшая сеть строится и без такого оборудования, однако при организации общего выхода в интернет, использовании общих сетевых принтеров дополнительные устройства могут облегчить решение подобных задач.
Теперь рассмотрим подробнее всё перечисленное выше оборудование:
Сетевые проводники
В эту группу входят различные сетевые кабели (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно).
Коаксиальный кабель – это первый кабель, который применялся для создания сетей. От его использования при построении локальных компьютерных сетей уже давно отказались.
Оптоволоконный кабель – наиболее перспективный в плане скоростных показателей, но и более дорогой по сравнению с коаксиальным кабелем или витой парой. К тому же монтаж оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля необходимо дорогостоящее оборудование. По этим причинам широкого распространения данный вид кабеля пока не получил.
Витая пара – самый распространенный на сегодняшний день вид кабеля, применяемый 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. Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 до CAT7. В локальных сетях стандарта Ethernet используется витая пара категории CAT5.
Для работы с кабелем витая пара применяются коннекторы RJ-45.
Сетевые карты
Сетевые карты отвечают за передачу информации между компьютерами сети. Сетевая карта состоит из разъема для сетевого проводника (обычно, витой пары) и микропроцессора, который кодирует/декодирует сетевые пакеты. Типичная сетевая карта представляет собой плату, вставляемую в разъем шины PCI. Практически во всех современных компьютерах электроника сетевого адаптера распаяна непосредственно на материнской плате.Вместо внутренней сетевой карты можно использовать внешний сетевой адаптер USB:Он представляет собой переходник USB-LAN и имеет схожие функции со своими PCI-аналогами. Главным достоинством сетевых карт USB является универсальность: без вскрытия корпуса системного блока такой адаптер можно подключить к любому ПК, где есть свободный порт USB. Также USB адаптер будет незаменим для ноутбука, в котором вышел из строя единственный встроенный сетевой разъем, или возникла необходимость в двух сетевых портах.
Сетевые коммутаторы
Не так давно для построения локальных сетей применялись сетевые концентраторы (или, в просторечии, хабы). Когда сетевая карта отсылает пакет данных с компьютера в сеть, хаб просто усиливает сигнал и передает его всем участникам сети. Принимает и обрабатывает пакет только та сетевая карта, которой он адресован, остальные его игнорируют. По сути, концентратор – это усилитель сигнала.
В настоящее время в локальных сетях применяются коммутаторы (или, как их называют, свитчи). Это более “интеллектуальные” устройства, где есть свой процессор, внутренняя шина и буферная память. Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то коммутатор анализирует адреса сетевых карт, подключенных к его портам, и переправляет пакет только в нужный порт. В результате бесполезный трафик в сети резко снижается. Это позволяет намного увеличить производительность сети и обеспечивает большую скорость передачи данных в сетях с большим количеством пользователей.Коммутатор может работать на скорости 10, 100 или 1000 Мбит/с. Это, а также установленные на компьютерах сетевые карты, определяет скорость сегмента сети. Другая характеристика коммутатора – количество портов. От этого зависит количество сетевых устройств, которые можно подключить к коммутатору. Помимо компьютеров, ими являются принт-серверы, модемы, сетевые дисковые накопители и другие устройства с LAN-интерфейсом.
При проектировании сети и выборе коммутатора нужно учитывать возможность расширения сети в дальнейшем – лучше приобретать коммутатор с несколько большим количеством портов, чем число компьютеров в вашей сети на данный момент. Кроме того, один порт нужно держать свободным на случай объединения с другим коммутатором. В настоящее время коммутаторы соединяются обычной витой парой пятой категории, точно такой же, которая используется для подключения каждого компьютера сети к коммутатору.
Коммутаторы бывают двух видов – управляемые и неуправляемые. Управляемые обладают дополнительной функциональностью. Так, появляется возможность управления коммутатором с помощью веб-интерфейса, объединения нескольких коммутаторов в один виртуальный со своими правилами коммутации пакетов и т.д. Стоимость управляемых коммутаторов гораздо выше стоимости неуправляемых, поэтому в малых и средних сетях используются неуправляемые коммутаторы.
Дополнительное сетевое оборудование
В локальной сети можно использовать различное дополнительное оборудование, например, чтобы объединить две сети или обеспечить защиту сети от внешних атак. Кратко рассмотрим сетевое оборудование, которое применяется при построении компьютерных сетей.
Принт-сервер, или сервер печати – это устройство, которое позволяет подключить принтер, не имеющий собственного сетевого порта к сети. Проще говоря: принт-сервер – это коробка, к которой с одной стороны подключается принтер, а с другой стороны - сетевой провод. При этом принтер становится доступным в любое время, поскольку не привязан к какому-либо компьютеру сети. Существуют принт-серверы с разными портами: USB и LPT; так же встречаются и комбинированные варианты.Повторитель предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путем усиления электрического сигнала. Если вы будете использовать в локальной сети кабель витая пара длиной более 100 метров, повторители должны устанавливаться в разрыв кабеля через каждые 100 метров. Питание повторителей обычно осуществляется по тому же кабелю. С помощью повторителей можно соединить сетевым кабелем несколько отдельно стоящих зданий.
Маршрутизатор (или роутер) – сетевое устройство, которое на основании информации о структуре сети по определенному алгоритму выбирает маршрут для пересылки пакетов между различными сегментами сети.
Маршрутизаторы применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам (например, для подсоединения Ethernet к сети WAN). Также маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя при этом функции межсетевого экрана.Маршрутизатор может быть представлен не только в аппаратном виде, но и в программном. Любой компьютер сети, на котором установлено соответствующее программное обеспечение, может служить маршрутизатором.
blogsisadmina.ru
Локальная проводная сеть (LAN) является основой домашнего информационного пространства и мультимедиа.. Критерии построения LAN.. Беспроводное подключение - плюсы и минусы.. Технология Fast Ethernet.. Структурная схема LAN-сети.. Сетевая топология «звезда».. Выбор оборудования LAN-сети.. Маршрутизатор (роутер).. Настройка роутера.. Встроенный ADSL-модем.. WI-FI точка доступа.. Коммутатор или концентратор?.. Характеристики D-Link DSL-6740U.. Характеристики D-Link DIR-615/K1A.. Кабель UTP Cat 5e (сдвоенная витая пара).. Техническое задание.. Пример проекта локальной сети.. Схема расстановки оборудования.. Монтажная схема LAN-сети.
Сегодня невозможно представить себе дом, квартиру или офис без многочисленных сложных приборов и устройств, общение с которыми в наше время уже становится проблемой.
Человек добровольно попадает в зависимость от компьютеров, интернета, аудио и видео систем, пультов, систем безопасности и других электронных устройств, которые дают нам новые возможности и удобства, но отнимают все свободное время. Чтобы справится с этой проблемой и сделать жизнь максимально удобной и комфортной, нужно ставить перед собой новые задачи, которые могут быть реализованы с помощью технологий «умного» дома.
Наиболее востребованными в современном доме являются следующие системы:
Проводная локальная сеть Мультимедиа Управление освещением Управление отоплением и микроклиматом Охранно-пожарная сигнализация Видеонаблюдение Домофон и контроль доступа. Реализация систем «умного» дома может быть комплексной (в случае капитального ремонта или строительства нового дома) или частичной. Все зависит от приоритетов выбора тех или иных систем и возможностей их реализации. Сегодня рассмотрим проводную локальную сеть.
Проводная локальная сеть (LAN)
Проводная локальная сеть (Local Area Network) служит для централизованного подключения к интернету и связи компьютеров и различных периферийных устройств в доме между собой. По сути, локальная сеть является основой домашнего информационного пространства и мультимедиа. Спроектировав и построив в своем доме компьютерную, телефонную и телевизионную сети, вы обеспечите необходимыми коммуникациями все мультимедийное и компьютерное оборудование в доме. Всегда имеет смысл рассматривать и проектировать эти сети вместе. Почему именно проводная.
Выбор всегда за вами. Я всего лишь подчеркиваю, что когда есть такая возможность, нужно выбирать проводные технологии. При всяком удобном случае стараюсь обосновывать этот выбор.
Проводное и беспроводное подключение: плюсы и минусы
Из плюсов беспроводного оборудования можно отметить большое количество подключений, которое ограничивается лишь скоростью передачи на одного пользователя. Еще – возможность подключения мобильных устройств (смартфоны, коммуникаторы, планшеты), а также свобода передвижения внутри помещения. Пожалуй, и все.
Минусы: беспроводные технологии, как правило, более сложные в устройстве и, соответственно, менее надёжны, чем проводные. Для неквалифицированного пользователя это может обернуться сложностями в процессе эксплуатации, в частности, в диагностике и устранении неполадок. Это особенно актуально при увеличении количества устройств.
Беспроводное подключение будет и менее скоростным. Никто не будет спорить, что технические показатели уровня сигнала по кабелю выше, чем радиосигнала. Скорость беспроводной связи уступает проводной почти в два раза как по объективным причинам (беспроводной протокол передачи данных более медленный), так и по причине внешних помех (металлическая арматура стен, помехи от домашней электроники и др.).В доме всегда найдется техника, требовательная к скорости и качеству соединения – например, те же мультимедийные HD-медиаплееры, информация с которых может быть затребована от нескольких устройств (компьютеров, телевизоров и пр.) Если возникнет желание посмотреть фильм качества BluRay на проекторе высокого разрешения, тогда скорости Wi-Fi с использованием даже современного оборудования может быть недостаточно.
По стоимости беспроводное оборудование обойдется раза в полтора дороже своих проводных аналогов.
Электромагнитное «загрязнение» и взаимные помехи беспроводного оборудования также никто ещё не отменял.
Поэтому, прежде чем использовать подключение к сети по беспроводной технологии Wi-Fi, необходимо взвесить все «за» и «против» и убедиться, что обойтись без беспроводного оборудования никак нельзя. По-возможности, лучше минимизировать вредные излучения в рабочем пространстве, где вы проводите значительную часть времени. На практике домашняя локальная сеть чаще всего является комбинированной. Например, стационарные компьютеры могут быть подключены к сети с помощью проводов по технологии Ethernet, а различные мобильные устройства (ноутбуки, планшеты, смартфоны) – через беспроводный стандарт Wi-Fi.
Критерии построения LAN
При выборе сетевого стандарта и топологии сети решающим фактором является скорость передачи данных и возможность дальнейшего расширения системы. Этим условиям в полной мере отвечает проводная технология Ethernet. Данный стандарт обеспечивает параллельную передачу данных. Это означает, что в Ethernet данные передаются не всем устройствам поочередно (как в RS-485), а непосредственно нужному устройству. Это существенно увеличивает скорость передачи информации. Кроме того, данный протокол обеспечивает совместимость с существующими сетевыми устройствами и будущими разработками. Используя протокол Ethernet, можно быть уверенным, что строящаяся локальная сеть сможет получить развитие в будущем. В настоящее время существуют три спецификации, различающиеся скоростью передачи:
Классический Ethernet (10 Мбит/c); Fast Ethernet (100 Мбит/c); Gigabit Ethernet (1 Гбит/c).
Для домашней информационной сети наиболее оптимальной по соотношению цена/ качество/сложность - является топология «звезда» и сетевой стандарт 802.3 100Base-TX. Это 100-мегабитный Ethernet на сдвоенной витой паре, который по соотношению цена/производительность пока вне конкуренции. Основой сети является коммутатор, к которому сетевые устройства подключаются кабелями с максимальной длиной 100м.
Большой плюс топологии «звезда» – ее масштабируемость, то есть дальнейшее расширение, а именно это очень важно в домашних сетях. Достигается это тем, что каждый компьютер (или иное устройство) подключается к выделенному для него Ethernet-порту концентратора или коммутатора. Т. е. один порт коммутатора – один компьютер. Обычно количество Ethernet-портов коммутатора выбирается с запасом, поэтому всегда есть возможность подключения нового устройства к запасному порту. Соответственно, каждый компьютер должен быть снабжен сетевым адаптером с разъемом RJ-45.
Задача облегчается тем, что все современные компьютеры и ноутбуки уже имеют встроенный разъем Ethernet-порта.
Критерии выбора оборудования
Все домашние локальные сети устроены по одному принципу: компьютеры пользователей, оборудованные сетевыми адаптерами, соединяются между собой через специальные коммутационные устройства. В этом качестве могут выступать маршрутизаторы (роутеры), концентраторы (хабы), коммутаторы (свитчи), точки доступа и модемы.
Основным компонентом домашней локальной сети является маршрутизатор или роутер, который представляет собой многофункциональное устройство со встроенной операционной системой, имеющий не менее двух сетевых интерфейсов: 1. LAN (Local Area Network) – служит для создания внутренней (локальной) сети, которая состоит из ваших компьютерных устройств. 2. WAN (Wide Area Network) – служит для подключения локальной сети (LAN) к всемирной глобальной сети – Интернету.
Маршрутизаторы делятся на два класса по типу внешнего подключения: Ethernet или ADSL. Соответственно, они имеют WAN-порт или ADSL-порт для подключения кабеля провайдера и до четырех портов LAN для подсоединения сетевых устройств по технологии Ethernet.
Маршрутизатор для подключения к линии ADSL имеет встроенный ADSL-модем.
Беспроводные роутеры, кроме всего прочего, имеют встроенную Wi-Fi точку доступа для подключения беспроводных устройств. Количество оборудования, получающего одновременный доступ к сети с помощью технологии Wi-Fi, может, в принципе, исчисляться десятками. С учетом того, что полоса частот канала делится между всеми подключенными клиентами, пропускная способность канала связи уменьшается с увеличением их количества.
Когда количество подключаемых компьютеров не превышает четырех, роутер оказывается единственным компонентом, который необходим для построения локальной сети, так как в остальных попросту нет нужды.
При выборе роутера для домашней сети предпочтительнее роутер с использованием технологии IEEE 802.11n, которая обеспечивает лучшую производительность и покрытие сигнала. Кроме того, эти роутеры поддерживают режим VPN пользователя и имеют встроенный USВ-порт, который можно использовать для подключения флешки, принтера или внешнего жесткого диска (NAS).
Перед покупкой роутера нужно заранее уточнить у провайдера, какой тип подключения вы будете использовать, и какое дополнительное оборудование вам для этого понадобится. В комплект поставки маршрутизаторов должны входить внешний адаптер питания и кабель RJ-45, а для моделей с ADSL портом дополнительно кабель RJ-11 и сплиттер.
Полезно проконсультироваться с технической поддержкой провайдера на предмет технических требований к оборудованию клиента, в плане совместимости его с серверами провайдера. Получив профессиональную информацию, можно более осмысленно делать свой выбор из доступных в продаже моделей роутеров.
О количестве оборудования. Если вы проектируете локальную сеть для 2-х или 3-х этажного коттеджа, то одним Wi-Fi роутером вам не обойтись. Для обеспечения достаточного уровня беспроводного сигнала придется строить распределенную Wi-Fi сеть, состоящую из нескольких роутеров или точек доступа. Для снижения нагрузки на беспроводную сеть и увеличения скорости передачи данных можно Wi-Fi доступ оставить только для мобильных устройств, а компьютеры (возможно, и ноутбуки) организовать на проводном доступе.
Еще один момент: сегодня покупать роутер без поддержки Wi-Fi просто бессмысленно. Разница в стоимости хорошего проводного роутера и его беспроводного аналога совсем небольшая. Даже если вы в ближайшее время не планируете использовать модуль Wi-Fi в роутере, то его можно отключить. Когда же у вас возникнет такая потребность (например, дома появится устройство с Wi-Fi связью), вы всегда сможете включить в роутере Wi-Fi модуль и начать пользоваться беспроводным интернетом.
В интернете достаточно много рекомендаций по настройке роутеров, включая и подробные инструкции по конкретным моделям. Здесь хочу отметить следующее: Учитывая интересы пользователей, разработчики уже давно облегчили настройку параметров маршрутизаторов с помощью встроенного ПО для пошаговой настройки, сделав ее доступной даже для новичков.
В большинстве случаев, во время первого входа в меню роутера, происходит запуск мастера, который предлагает быструю пошаговую настройку его основных параметров. Это избавляет начинающих пользователей от поисков нужных опций среди многочисленных разделов меню.
При необходимости мастер установки можно запустить и вручную с помощью пункта меню в разных вариантах: Quick Setup (Быстрая настройка), Setup Wizard (Мастер установки) и т. д.
Следует только учесть, что в определённых ситуациях подключение к интернету может требовать особых настроек, возможность ввода которых попросту отсутствует в режиме мастера. В этих случаях придется обратиться к ручному режиму установки параметров.
Коммутаторы
Если требуется построить более разветвленную проводную сеть, то четырех LAN–портов роутера будет недостаточно. В этом случае к одному из портов роутера подключается дополнительное коммутационное устройство – концентратор (hub) или коммутатор (switch).
В отличие от роутера, свитчи и хабы имеют только один сетевой интерфейс – LAN и используются только для масштабирования (расширения) локальных сетей.
Для создания проводной сети Ethernet лучше использовать коммутатор (свитч), а не концентратор (хаб). Коммутатор анализирует исходящий от компьютеров трафик и направляет его только тому, кому он предназначен. Концентратор же просто повторяет любой трафик на все порты. В итоге производительность сети Ethernet на концентраторах сильно зависит от общей загруженности. Сеть на коммутаторе свободна от этого недостатка.
Раньше приходилось выбирать: или цена, или производительность, поскольку концентраторы стоили существенно дешевле, чем коммутаторы. Сейчас оба вида устройств практически сравнялись в цене, поэтому выбор в пользу коммутатора не вызывает сомнений.
Какой коммутатор выбрать?
В настоящее время существует множество моделей и типов сетевых коммутаторов, их цена и функции очень различаются. При выборе необходимо исходить из минимальной стоимости устройства, которое будет отвечать вашим требованиям к скорости передачи данных и количеству портов. Также определенное значение могут иметь габариты коммутатора.
Скорость работыДля домашней локальной сети по соотношению цена/производительность оптимальным пока остается Fast Ethernet (100 Мбит/c).
Количество портов
Этот показатель характеризует количество сетевых устройств, которые можно к данному коммутатору подключить. Во многом данный параметр определяет и цену устройства.
Выбор зависит от количества пользователей вашей будущей сети. К количеству пользователей необходимо прибавить 1-2 порта про запас.
В моделях, ориентированных на домашнее использование, количество Ethernet-портов обычно равняется 5 или 8. Если в какой-то момент для подключения всех устройств количества портов коммутатора перестанет хватать, к нему можно подсоединить еще один свитч. Таким образом, можно расширять домашнюю сеть сколько угодно.
В качестве среды передачи 100Base-TX (Fast Ethernet) применяется неэкранированный кабель UTP Cat 5e (сдвоенная витая пара), причем одна пара используется для передачи данных, а вторая - для их приема. Возможно применение кабеля Cat 5e типа 100BASE-T4 (счетверенная витая пара): две резервные пары можно в дальнейшем использовать для модернизации сети до уровня 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet).
Экранированные кабели (FTP, STP, SFTP) применяются при прокладке магистральных линий и в производственных помещениях с большими электромагнитными полями. В домашних локальных сетях, как правило, используется неэкранированный кабель UTP.
Для телефонной сети применяется кабель UTP Cat 3 (сдвоенная витая пара).
Можно ли использовать для разводки телефона в целях экономии одну из пар четырехпарного кабеля, применяемого для компьютерных сетей?
Можно, но вряд ли нужно. Зачем создавать себе дополнительные проблемы с монтажом. Лучше всего применять отдельную не экранированную проводку витой парой, так как это существенно повышает помехозащищенность телефонной связи. Кроме того, резервная витая пара кабеля Cat 3 в будущем может пригодиться для ремонта поврежденной пары или для подключения дополнительного аппарата.
Жилы витых пар в кабелях бывают двух видов, из одиночного проводника и многожильные. Диаметр жил в одножильных витых парах составляет 0,51 мм. Кабели с одножильными проводниками применяют для монтажа сетей в коробах, кабель-каналах и по стенам. С многожильными проводниками кабель применяют только там, где он может подвергаться частым изгибам, например, для соединения компьютера с розеткой RJ45 (патч-корд).
В соответствии с топологией «звезда» все кабели от сетевых устройств сходятся к коммутатору, а на противоположных концах кабелей устанавливаются розетки с гнездами RJ45. Как кабели, так и розетки должны быть категорий 5е или 6.
Все отрезки кабеля должны быть не более 100 метров - только в этом случае гарантируется устойчивая работа сети. Необходимо учитывать тот факт, что требование к максимальной длине сегмента кабеля в 100 м включает в себя всю длину кабеля, соединяющего компьютер с коммутатором. Если кабельная разводка заканчивается на стороне компьютера настенной розеткой, а на стороне коммутатора - кросс-панелью, то в длину сегмента необходимо включить коммутационные кабели, соединяющие компьютер с розеткой и кросс-панель с коммутатором. Рекомендуется брать максимальную длину для сегмента кабеля внутренней разводки, равной 90 м, оставляя 10 м для коммутационных кабелей. Разумеется, все кабели должны быть цельными, не допускается никаких «скруток». Пример проекта локальной сети Основой создания любого проекта является техническое задание (ТЗ). В идеале, развернутое техническое задание на проектирование должен предоставлять заказчик. На практике, особенно для частных домовладений, проектировщику по факту приходится участвовать в сборе исходных данных и разработке ТЗ, поскольку без полного понимания особенностей объекта и консультаций с заказчиком невозможно выполнить проект.
Примерная последовательность действий проектировщика при составлении технического задания на проектирование «умного» дома была подробно рассмотрена в статье «От классической электрики к умному дому».
Рассмотрим действия проектировщика на основании согласованного с заказчиком ТЗ на проектирование локальной сети для двухэтажного загородного дома площадью 200м2. Как отмечалось, компьютерная, телефонная и телевизионная сети объединены в одном проекте. Исходные данные 1. Имеется поэтажный план дома. 2. Скоростной доступ в интернет – по выделенной линии ADSL3. Режим доступа к городской АТС – импульсный4. Количество Ethernet розеток – 6 5. Количество телефонных розеток – 1 6. Должны быть также предусмотрены: WI-FI точки доступа для подключения беспроводных устройств. Запасной порт для дополнительного проводного подключения 1 компьютера.7. Телевидение: эфирное + спутниковое ТВ
8. Количество телевизионных розеток ТВ+SAT – 6
Расстановка оборудования
Хотя речь идет об относительно небольшой локальной сети, но с учетом оборудования телефонной и телевизионной сетей и двух уровней (этажей), имеет смысл использовать монтажные слаботочные шкафы, а для подключения сетевых устройств – соответствующие розетки. Сетевую розетку удобно использовать потому, что при изменении места расположения компьютера (или телевизора) не нужно удлинять весь кабельный сегмент – достаточно просто создать новый патч-корд, соединяющий устройство с розеткой. На плане дома определяются места предполагаемого размещения монтажных шкафов, компьютеров, телефонов и телевизионных приемников. Размещение оборудования на плане 1-го этажа показано на рис.1. 
Выбор оборудования
Подключение к интернету будет осуществляться по выделенному ADSL-каналу в телефонной линии, ведущей от АТС к дому. Это означает, что при выборе оборудования нам необходимо предусмотреть наличие в его составе ADSL- модема.
Для беспроводных устройств нужны, как минимум, две WI-FI точки доступа (2 этажа). Задача облегчается тем, что количество Net-розеток на каждом этаже не превышает трех. Это позволяет минимизировать количество оборудования, необходимого для построения локальной сети. Домашняя LAN-сеть для двухэтажного дома площадью 200м2 может быть выполнена на ADSL-маршрутизаторе и Ethernet-коммутаторе. Структурная схема сети показана на рис.2. 
Основные характеристики применяемых устройств: D-Link DSL-6740U Тип устройства: DSL модем, маршрутизатор, Wi-Fi точка доступа Поддержка: VDSL2, ADSL2Стандарт беспроводной связи: 802.11b/g/n, частота 2.4 ГГцМакс. скорость беспроводного соединения: до 300 Мбит/с (802.11n)Технология шифрования WPA/WPA2 Коммутатор: 4хLAN Скорость портов: 100 Мбит/секРазмеры (ШxГхВ): 228x175x40 ммВес: 460 гКомплектность: Маршрутизатор, адаптер питания, кабель RJ-45, кабель RJ-11, сплиттер, диск с ПО.
D-Link DIR-615/K1A
Тип устройства: Wi-Fi точка доступа, Коммутатор Макс. скорость беспроводного соединения, Мбит/с - 300 Стандарт беспроводной связи: 802.11n, частота 2.4 ГГц Шифрование данных: WPA, WPA2 Количество Ethernet портов - 4 Скорость портов: 100 Мбит/сек Размеры (ГхШxВ): 117x193х31 мм Вес: 940 г Комплектность: Маршрутизатор, сетевой адаптер, кабель RJ-45, 2 внешние антенны, диск с ПО.
Схема сетей
Монтажный (слаботочный) шкаф лучше всего размещать в таком месте, куда удобнее всего подвести кабели из всех комнат и обеспечивается надежное покрытие WI-FI точки доступа. В данном проекте – в холле первого этажа. Туда же нужно будет провести кабель от провайдера.
Второй монтажный шкаф установлен в холле второго этажа. В монтажных шкафах также предусматриваются электрические розетки для питания роутеров.
От слаботочного шкафа «звездообразно» расходятся кабели отдельно для Ethernet-сети, телефона и телевидения. На концах этих кабелей устанавливаются отдельные розетки для каждой системы: телефонная и компьютерная (симметричные) и телевизионная (коаксиальная). В гостиной установлена сдвоенная розетка (телефонная + компьютерная).
Таким образом, в здании формируется три кабельные системы и три вида розеток. Такая схема более надежна и удобна для монтажа – каждую кабельную систему можно монтировать практически независимо.
Схема разводки телефонной, телевизионной и Ethernet-сетей показана на рис.3. Рис.3 Монтаж оборудования
Установка и подключение маршрутизаторов не вызывает никаких трудностей. Главное – определить место в монтажном шкафу, где он будет расположен, и хорошо его закрепить. Для крепления в вертикальном положении в днище роутера имеются специальные фигурные пазы, за которые он подвешивается и фиксируется в шкафу или на стене. Некоторые модели комплектуются специальными подставками или панельками для вертикального расположения.
Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Продолжение – в статьях «Телефонная сеть в доме - вариант решения» и «Пример телевизионной SAT/ТВ сети».
vgs-design-el.blogspot.ru
Какие кабели используются в локальных сетях
На сегодняшний день, проводное соединение – однo из самых быстрых и надежных. Скорость передачи данных достигает 100 Мбит/с, хотя теоретически доступная скорость равна 200 Мбит/с. Чаще всего, в локальных сетях применяют кабель витая пара. Но если расстояние больше 100 метров, если повышена электромагнитная загрязненность, то лучше воспользоваться другими типами кабеля. Их существуют три вида: коаксиальный, витая пара и оптоволоконный.
Коаксиальный
Этот кабель состоит из двух изолированных проводников, где один – медная жила, а второй является оболочкой. Для локальных сетей его почти не применяют, хотя и встречается в низкоскоростных соединениях. Его можно увидеть в качестве антенных проводов.
Витая пара
Это одна и более пар изолированных проводников, свитых между собой. Такая конструкция уменьшает внешнее и внутреннее воздействие от наводящих токов.
Разделяется по степени защищенности:
- UTP (незащищенная);
- F/UTP (фольгированная);
- STP (защищенная);
- S/FTP (фольгированная экранированная);
- SF/UTP (незащищенная экранированная).
Также витая пара маркируется от CAT1 до CAT7. Более высокая категория означает более качественное изделие с лучшими показателями. Наиболее используемый, это кабель витая пара utp 5e, то есть улучшенная CAT 5e с частотой 125 МГц.
Оптоволоконный
Самый современный, быстрый и надежный способ передачи данных. Высокая скорость, теоретически до 200 Мбит/с. Кроме того, безразличен к электромагнитным помехам. Имеет две разновидности - одномодовый и многомодовый, отличающееся режимами прохождения фотонов. Цена комплектующих и сложность монтажа значительно снижают желание использовать оптоволокно в качестве кабеля для локальных сетей, но его популярность растет.
