Контрольные вопросы Для чего в скс применяются телекоммуникационные разъемы Какие требования выдвигаются к тр
 Скачать 5.56 Mb.
|
 Практическая работа 1. Знакомство с инструментами для монтажа и тестирования кабельных системКонтрольные вопросы: Для чего в СКС применяются телекоммуникационные разъемы? Какие требования выдвигаются к ТР? С какой целью применяется маркировка и цветовое кодирование ТР? Для соединения каких элементов СКС и в каких подсистемах применяется ТР? Что должна обеспечивать конструкция ТР? Какие требования должны соблюдаться при монтаже ТР? Зачем нужна смена стандартов при соединении однородных устройств? Чем отличаются стандарты витой пары категорий 5, 5e, 6, 7? Заполнить таблицу параметров кабельных сегментов в соответствии с их типом и назначением:
Теоретический материал: Существуют различные типы кабелей, но на практике в большинстве сетей применяются только три основные группы: 1. Коаксиальный кабель (coaxial cable). 2. Витая пара (twisted pair). 3. Оптоволоконный кабель (fiber cable). Назначение и структура коаксиального кабеля. Коаксиальный кабель предназначен для передачи высокочастотных сигналов в различной электронной аппаратуре, особенно в радио- и ТВ-передатчиках, компьютерах, трансмиттерах.  Рисунок 1. Вид коаксиального кабеля Конструкция коаксиального кабеля состоит из медной жилы или стальной жилы плакированной медью, изоляции, ее окружающей, экрана в виде герметичного слоя фольги и металлической оплетки, внешней оболочки. При наличии сильных электромагнитных помех в месте прокладки сети можно воспользоваться кабелем с трехкратной (фольга + оплетка + фольга) или четырехкратной (фольга + оплетка + фольга + оплетка) экранизацией. Экран защищает передаваемые по кабелю данные, поглощая внешние электромагнитные сигналы - помехи или шумы. Таким образом, экран не позволяет помехам исказить данные. Трехкратный экран рекомендуется использовать в условиях сильного электромагнитного шума, например в городских индустриальных районах. Четырехкратный экран разработан для использования в местах с чрезвычайно высоким уровнем электромагнитного шума, например, вблизи от электрических машин, магистралей, в метро или поблизости от организаций оборудованных мощными радиопередатчиками. Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по жиле. Жила - это один провод (сплошная) или пучок проводов. Сплошная жила изготавливается, из меди или стали плакированной медью. Жила окружена изоляционным слоем, который отделяет ее от металлической оплетки. Оплетка играет роль заземления и защищает жилу от электрических шумов и перекрестных помех (электрические наводки, вызванные сигналами в соседних проводах). Проводящая жила и металлическая оплетка не должны соприкасаться, иначе произойдет короткое замыкание, помехи проникнут в жилу, и данные разрушатся. Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем - из резины, тефлона или пластика. Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре. Ввиду того, что плетеная защитная оболочка поглощает внешние электромагнитные сигналы, не позволяя им влиять на передаваемые по жиле данные, то коаксиальный кабель можно использовать при передаче на большие расстояния и в тех случаях, когда высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании. К распространенным типам коаксиальных кабелей относятся: Жесткий линейный коаксиальный кабель; Гибкий коаксиальный кабель; Полужесткий коаксиальный кабель; Формуемый коаксиальный кабель; Жесткий коаксиальный кабель; Двойной осевой кабель; Трехосный кабель. Как правило, чем толще кабель, тем сложнее его прокладывать. Тонкий коаксиальный кабель гибок, прост в установке и относительно недорог. Толстый коаксиальный кабель трудно гнуть, следовательно, его сложнее монтировать, это очень существенный недостаток, особенно в тех случаях, когда необходимо проложить кабель по трубам или желобам. Выбор того или иного типа коаксиальных кабелей зависит от места, где этот кабель будет прокладываться. Существуют поливинилхлоридные и пленумные классы коаксиальных кабелей. Жесткий линейный коаксиальный кабель использует центральный проводник, который изготовлен из таких материалов, как медь, серебро, алюминий или сталь, и этот тип кабеля обычно больше по диаметру, чем другие формы коаксиального кабеля. Эти типы кабелей могут быть использованы для передачи сигналов высокой мощности. Некоторые формы жесткой линии используют сжатый азот в качестве ингибитора проникновения влаги, а также для предотвращения образования дуги. Гибкий коаксиальный кабель – это самый распространенный тип коаксиального кабеля, знакомый каждому, кто видел его в использовании для подключения домашней видеотехники и телевизоров. Поливинилхлорид – это пластик, который применяется в качестве изолятора или внешней оболочки у большинства коаксиальных кабелей. Его прокладывают на открытых участках помещений. Однако при горении он выделяет ядовитые газы. Пленумные коаксиальные кабели – прокладываются в вентиляционных шахтах, между подвесными потолками и перекрытиями пола. Монтирование кабельной системы. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство – трансивер. Он снабжен специальным коннектором пронзающим ответвителем, который проникает через слой изоляции и вступает в контакт с проводящей жилой. Для подключения тонкого коаксиального кабеля используются BNC-коннекторы.  Рисунок 2. BNC-коннектор. Коаксиальный кабель (коаксиальный кабель) передает телевизионные и интернет-сигналы в дома и другие здания. Для подключения к таким устройствам, как телевизоры, и передачи сигнала на концах этих кабелей требуются разъемы. Зачистите провод и обнажите его внутренний проводник. Затем наденьте на него разъем и закрепите его на месте. В стесненных пространствах используйте разъем под прямым углом, чтобы избежать слишком сильного изгиба кабеля. Инструкция по обжимке провода: Выберите кабель и после выберите разъем, соответствующий типу вашего кабеля. Наиболее распространенным коаксиальным разъемом является разъем типа F. Получите по одному для каждого подключаемого кабеля. Существуют также разъемы типа N, хотя они гораздо реже встречаются в домашних установках. Разъемы типа F по-прежнему бывают разных типов, включая обжимные и скручивающиеся. Прорежьте резинку на расстоянии 1×2 дюйма (1,3 см) от конца кабеля. Используйте инструмент для зачистки проводов. Отмерьте 1 × 2 дюйма (1,3 см) от конца кабеля и обрежьте вокруг внешнего резинового слоя. Затем снимите его, чтобы обнажить сетку под ним. Не перерезайте кабель насквозь. Просто отрежьте внешнее резиновое покрытие. Слишком глубокий разрез может привести к повреждению соединения.  Рисунок 3. Обрезка проводов. Снимите проволочную сетку. Эта проволочная сетка является вторым слоем кабеля. Используйте пальцы или плоскогубцы и открутите сетку. Сложите его поверх резинового корпуса под первым разрезом, который вы сделали. Инструмент для зачистки проволоки может прорезать этот участок и удалить его, но будьте осторожны, если вы это сделаете. Не делайте глубоких разрезов, чтобы не повредить проводник в центре кабеля.  Рисунок 4. Проволочная сетка. Снимите проволочную сетку. Эта проволочная сетка является вторым слоем кабеля. Используйте пальцы или плоскогубцы и открутите сетку. Сложите его поверх резинового корпуса под первым разрезом, который вы сделали. Инструмент для зачистки проволоки может прорезать этот участок и удалить его, но будьте осторожны, если вы это сделаете. Не делайте глубоких разрезов, чтобы не повредить проводник в центре кабеля.  Рисунок 5. Прочистка проволки. Удалите все кусочки проволочной сетки, соприкасающиеся с проводником. Если какая-либо часть сетки касается проводника, это влияет на качество сигнала. Это называется stinger. Дважды проверьте, что вся проволочная сетка отсоединена, и никакие детали не касаются проводника. Подключение обжимного кабеля: Наденьте обжимное кольцо на кабель. Оставьте его ниже места, где вы вырезали, чтобы он не мешал, пока он вам не понадобится. Убедитесь, что сначала вы надеваете кольцо, иначе позже вам придется снимать разъем и начинать все сначала. Не все разъемы имеют отдельные обжимные кольца. К некоторым разъемам уже прикреплено обжимное кольцо. Проверьте, какой тип у вас есть.  Рисунок 6. Обжимное кольцо. Наденьте разъем на кабель так, чтобы выступал медный проводник. Держите кабель в одной руке, а разъем - в другой. Затем вставьте проводник в отверстие в центре разъема. Продолжайте нажимать, пока проводник не выступит чуть выше края разъема с другой стороны. Это потребует некоторого усилия, потому что разъем должен вклиниваться между резиновым корпусом и пластиковым слоем. Попробуйте немного покрутить разъем взад и вперед, чтобы закрепить его на кабеле. Если вы устанавливаете кабель на открытом воздухе, не забудьте использовать водонепроницаемый разъем. Они покрыты резиной.  Рисунок 7. Установка разъема на кабель. Обжимной инструмент полностью вдвигает обжимное кольцо внутрь разъема, закрепляя соединение. Выберите правильную матрицу или ширину для используемого кабеля. Затем вставьте кабель в обжимной инструмент. Сжимайте ручку до тех пор, пока не услышите щелчок, означающий, что обжим завершен. Некоторые обжимные инструменты работают по-разному. Следуйте инструкциям на конкретном инструменте, который вы используете.  Рисунок 8. Разъем и провод. Обрежьте проволочную сетку, выступающую из-под разъема. Эти металлические детали могут создавать помехи для вашего сигнала или проводки. Проверьте вокруг разъема, нет ли выходящих проводов. Если вы видите какие-либо, используйте кусачку и обрежьте их.  Рисунок 9. Обрезка проводов. Назначение и структура витой пары. Самая простая витая пара – это два перевитых изолированных медных провода. Согласно стандарту различают два вида витых пар: − UTP - кабель на основе неэкранированной медной пары; − STP - кабель на основе экранированной медной пары. Передача сигнала витой пары. Один компьютер задает вопрос, другой отвечает, и все это происходит с помощью передачи вольтажа через витые пары. Для передачи информации компьютер делит ее на биты. Затем они шифруются в двоичную систему и передаются по кабелю. В это время информация выглядит как простые электрические импульсы разной длительности (частоты) и с разным вольтажом. При этом передаются два сигнала: один с положительным напряжением, другой — с отрицательным. Принимая сигнал, дешифратор складывает напряжения и в сумме получает ноль. Таким образом, зная вольтаж, длительность импульса и разницу напряжений, сетевая карта понимает, какой код ей посылает собеседница.  Рисунок 10. Пример передачи данных. Для отправки кода «0 1» необходимо, условно, передать по проводу электрический импульс размером в 6 В и -6 В и длительностью 3 мс. За ним следуют другие коды, например, «1 1». Его компьютер зашифрует как импульс в 4 В и -4 В и 0.5 мс. Это можно представить в виде графика периодических сигналов:  Рисунок 11. Синусоидальный сигнал. С точки зрения простого человека без физико-математической корочки в кармане такое объяснение будет понятным и достаточным, чтобы представить, что творится в витой паре во время передачи сигнала. В информатике этот процесс называется манчестерским кодом и это находится на первом уровне OSI. Так называют 7 уровней движения информации от бита к понятному для человека изображению на экране. Движение электрических или световых сигналов это первый, «физический» уровень. Там и работает витая пара. Неэкранированная витая пара (UTP, unshielded twisted pair) - это кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание проводников уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю. Категории витой пары Категории витой пары определяются основными характеристиками провода: максимальная частота сигнала и толщина проводника. Чем выше допустимая частота в проводе, тем лучше его качественные показатели и способность удерживать скорость на протяжении десятков метров. В основном используются «5e» и «6» категории, хотя всего их 10. Кабель на основе неэкранированной медной пары различают по его пропускной способности, выделяя тем самым несколько категорий: Категория 3: Кабель этой категории имеет частоту передачи сигналов до 16 МГц и предназначен для использования в сетях скоростью до 10 Мбит/с. Категория 4: Кабель 4-й категории передает данные с частотой до 20 МГц, исполь- зуется в сетях Token Ring (скорость передачи до 16 Мбит/с) Категория 5:, Кабель этой категории предназначен для передачи сигнала с часто- той 100 МГц при на скорости 100М\бит 4 витые пары. Категория 5e Кабель этой категории предназначен для передачи сигнала с часто- той 100 МГц при на скорости 1000М\бит для сетей 1000BaseT, Gigabit Ethernet. Категория 6: Кабель этой категории является одной из наиболее совершенных сред передачи данных среди вышеперечисленных категорий. Его частота передачи сигна- ла доходит до 250 МГц, что почти в два раза больше пропускной способности категории 5е. Улучшена помехозащищенность.  Рисунок 12. Виды витой пары. UTP — самый простой кабель. Не защищен от внешних помех, а также не любит растягивание. Зато он мягкий сгибается. Подходит для дома и офиса. FTP — то же самое, но с дополнительным экранированием. То есть, все пары закутаны в фольгу. Имеет те же физические плюсы и минусы первого варианта, только более устойчив к помехам. Такие провода — минимум для использования в производственных помещениях с посторонними помехами. STP — все то, что есть в предыдущих, плюс защитная металлическая оплетка. SFTP — каждая пара завернута в собственную фольгу, а общий провод защищен металлической оплеткой. U/FTP — каждая пара в фольге, остальное все как у UTP. F/FTP — для каждой пары фольга, плюс общая для всего провода. SF/FTP — каждая пара экранирована, плюс весь провод защищен металлической оплеткой, а для жесткости добавляют стальную проволоку. Это провод для построения длинных трасс. Коннекторы RJ-45 Registered Jack — стандартизированный разъем. Как и витая пара, коннектор имеет разные категории и уровни качества.  Рисунок 13. Виды коннекторов. Для каждого типа витой пары применяется свой разъем. Для проводов категории 5 и 5e используют первый вариант. Он знаком каждому пользователю и способен переварить толщину проводников до 24 AWG. Для построения экранированных сетей используется джек категории 6. Он может зажимать провода до 23 AWG, а также имеет металлический корпус, который соединяется с фольгой в проводе и создает единый помехоустойчивый контур между устройствами. Для приема и передачи данных в проводе используется два способа расположения витых пар в коннекторах. Это прямой и перекрестный обжим. Для современных сетевых устройств нет разницы в распиновке, потому что устройства умеют делать это автоматически на уровне разъема. Поэтому в основном используется прямой обжим и соответствующая ему расшифровка пар:  Рисунок 14. В соединениях до 100 Мбит/с данные передаются только двумя парами: одна занимается отправкой сигнала (называют TX), другая приемом (RX). То есть, Transfer и Receive. Причем в каждой паре оба провода работают в одном направлении. Только по одному бежит положительное напряжение, а в другом — отрицательное. Остальные пары задействуются под нужды PoE (подключение IP-камер), телевидения или телефонии. Для работы высокоскоростных линий задействуют все четыре пары. Провода обозначают стандартными цветами, где каждая пара имеет свой основной цвет. Это сделано для удобства, так как прозванивать восемь одноликих проводов при каждом обжиме — занятие утомительное. Физической разницы между парами нет, главное, чтобы провод был обжат одинаково с обоих концов. По проводу передаются электрические импульсы с высокой частотой. В самом начале эти импульсы сильные и отчетливые, а к концу провода их амплитуда снижается. Это называется затуханием сигнала или «вносимыми потерями». Отношение силы выходного сигнала в начале провода к силе входного сигнала в конце измеряют в децибелах. Чем выше разница, тем хуже качество сигнала. Обычно сигнал портится на больших расстояниях, если спецификации витой пары не соответствуют заявленным или нарушаются правила построения сетей. Немалую роль в качестве сигнала играет материал проводников, их правильный обжим в коннекторе, а также защита от собственных и внешних наводок. Монтаж кабельной системы на основе витой пары. Прямая разводка – применяется, когда кабель соединяет ПК с концентратором или концентратор с концентратором. Кросс-разводка – применяется для соединения ПК друг с другом. Прямая разводка кабеля.  Рисунок 15. Разводка витой пары. После подключения коннекторов кабель следует проверить с помощью специаль- ного тестера, который определит, правильно ли проводники витых пар подсоединены к контактам коннекторов, а также целостность самого кабеля. |