Обжим кабеля. 1 Типы применяемых медных кабелей в сетевой инфраструктуре
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
1) Типы применяемых медных кабелей в сетевой инфраструктуре 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.  Рис. 1 - BNC-коннектор 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.  Рис. 2 - BNC T-коннектор 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.  Рис. 3 - BNC баррел-коннектор 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. 2) Реализации методов защиты от ЭМП и РЧП в медных кабелях Для борьбы с нежелательными последствиями ЭМП и РЧП некоторые типы медных кабелей обёрнуты в металлическую защиту и требуют правильного заземляющего устройства. Для борьбы с нежелательными последствиями перекрёстных помех некоторые типы медных кабелей имеют провода с противоположным течением тока перекрученные между собой (говорят, что они образуют витую пару), что эффективно оберегает соединение от помех. Сопротивление медных кабелей к электрическому шуму может быть ограничено: выбором типа кабеля и категории, подходящих данной сетевой среде; проектированием инфраструктуры кабеля для предотвращения известных и потенциальных источников помех в структуре здания; использованием методов прокладки кабеля, которые подразумевают правильное обращение и обработку кабелей. 1. Кабели, особенно в контурах обратной связи, не должны быть слишком короткими во избежание сильных изгибов и слишком длинными, так как это приведет к повышению уровня шума, искажающего сигнал. Если кабели двигателей и приводов длиннее, чем необходимо, они излучают больше помех. Кабели должны быть короткими насколько это возможно. 2. Использование отдельных силовых кабелей и кабелей обратной связи снижает перекрестный шум между соединяющими двигатели с приводами сильноточными линиями, цепями с низковольтными сигналами обратной связи и другими аналоговыми и цифровыми линиями. Силовые и сигнальные кабели должны прокладываться, если это возможно, в разных каналах или находиться на расстоянии как минимум 10 см для токов до 20 А, 15 см для токов до 40 А и 20 см для токов до 80 А. Если силовые и сигнальные кабели скрещиваются, их нужно расположить строго перпендикулярно друг к другу. 3. Композитные кабели (силовые линии/обратная связь) позволяют сэкономить место и упростить разводку, но существенно увеличивают вероятность влияния электромагнитных помех от силовых линий на цепь обратной связи. Сигнальные линии качественных композитных кабелей объединены в витые пары с двойной экранировкой. 4. Многие производители серводвигателей поставляют готовые кабели вместе с системой. Эти кабели позволяют сэкономить время и обычно дают гораздо лучший результат по сравнению с кабелями собственного изготовления. 5. При длине кабелей более 25 метров рекомендуется использование общих фильтров на двигателях. 6. Когда применяются фильтры переменного тока питания, входы и выходы должны располагаться отдельно. 7. В аналоговых цепях дифференциальные входы гораздо менее восприимчивы к шуму по сравнению с одноконтактными. Сигналы должны передаваться по экранированным кабелям с заземленной на обоих концах оплеткой. Экраны силовых кабелей также должны быть заземлены со стороны двигателя и привода, чтобы не допустить проникновения помех от обмоток двигателя в цепи. 8. Экранировка кабелей в местах соединения должна быть полной. Не стоит оставлять «хвосты» оплетки для заземления, так как часть проводника остается открытой для электромагнитных помех. Не следует разделять кабели перед колодкой с терминалами. Все металлические части корпусов должны соединяться проводящими шнурами. Чтобы обеспечить хороший контакт, в местах крепления привода на панели следует удалить краску. 3) Структуры кабеля с экранированной витой парой Кабели на основе экранированной витой пары (STP) имеют повышенный уровень защиты в отличие от кабелей на основе незащищённой витой пары (UTP). При этом они обходятся значительно дороже и сложны в установке. Как и UTP, кабели STP используют разъём RJ-45. Кабели типа защищённая витая пара (STP) сочетают методы защиты от ЭМП и РЧП с перекручиванием проводов. Более того, такие кабели должны быть оконцованы специальными защищёнными разъёмами STP. Если кабель неправильно заземлён, экран может выступать в качестве антенны и принимать нежелательные сигналы. Доступны различные типы кабелей STP с различными характеристиками. При этом существуют два распространённых вида защищённых витых пар: STP защищает целую связку проводов фольгой, что устраняет практически все помехи. STP защищает весь пучок проводов, а также отдельные пары проводов фольгой, что устраняет все помехи.  Рис. 4 - экранированная витая пара (STP) Как показано на рисунке, STP использует четыре пары проводов, которые обертываются в металлическую оплетку или фольгу. Кабель STP экранирует всю связку проводов внутри кабеля, так же как и отдельные пары проводов. STP обеспечивает улучшенную защиту от шума по сравнению с кабельными соединениями UTP, однако по значительно более высокой цене. Много лет STP был структурой кабельных соединений, определенной для использования в установках сетей Token Ring. С уменьшением использования Token Ring потребность в кабельных соединениях посредством экранированной витой пары также пошла на убыль. Новый стандарт на 10 гигабит для Ethernet требует использования кабельных соединений STP. Это может возобновить интерес к кабельным соединениям с помощью экранированной витой пары. 4) Кабель на основе неэкранированной витой пары Основные достоинства неэкранированных витых пар - простота монтажа разъемов на концах кабеля, а также простота ремонта любых повреждений по сравнению с другими типами кабеля. Все остальные характеристики у них хуже, чем у других кабелей. Например, при заданной скорости передачи затухание сигнала (уменьшение его уровня по мере прохождения по кабелю) у них больше, чем у коаксиальных кабелей. Если учесть еще низкую помехозащищенность, то становится понятным, почему линии связи на основе витых пар, как правило, довольно короткие (обычно в пределах 100 метров). В настоящее время витая пара используется для передачи информации на скоростях до 100 Мбит/с и ведутся работы по повышению скорости передачи до 1000 Мбит/с. Согласно стандарту EIA/TIA 568, существуют пять категорий кабелей на основе неэкранированной витой пары (UTP): Кабель категории 1 — это обычный телефонный кабель (пары проводов не витые), по которому можно передавать только речь, но не данные. Данный тип кабеля имеет большой разброс параметров (волнового сопротивления, полосы пропускания, перекрестных наводок). Кабель категории 2 - это кабель из витых пар для передачи данных в полосе частот до 1 МГц. Кабель не тестируется на уровень перекрестных наводок. В настоящее время он используется очень редко. Стандарт EIA/TIA 568 не различает кабели категорий 1 и 2. Кабель категории 3 — для передачи данных в полосе часто до 16 МГц. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Кабель категории 4 - это кабель, передающий данные в полосе частот до 20 МГц. Используется редко, так как не слишком заметно отличается от категории 3. Стандартом рекомендуется вместо кабеля категории 3 переходить сразу на кабель категории 5. Кабель категории 4 тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Кабель был разработан для работы в сетях по стандарту IEEE 802.5. Кабель категории 5 - рассчитан на передачу данных в полосе частот до 100 МГц. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомендуется к применению в сетях Fast Ethernet. Кабель категории 6 - кабеля для передачи данных в полосе частот до 200 МГц. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомендуется к применению в сетях Gigabit Ethernet. Кабель категории 7 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 600 МГц. Кабель категории 8 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 1200 МГц. 4) Коаксиальный кабель, виды разъемов Коаксиальный кабель  Рис. 5 - Разъёмы коаксиальных кабелей Это английское изобретение известно еще с 19-го века. Основной конструктивной особенностью считаются два проводника, расположенные на одной оси и разделенные во внешней оболочке диэлектрическим материалом. В самом начале коаксиальный кабель применялся в общественных телевизионных антеннах для передачи сигнала к телевизорам. В дальнейшем он стал широко использоваться в компьютерных сетях, кабельном телевидении, системах видеонаблюдения и других инженерных радиотехнических комплексах. В настоящее время коаксиальный кабель постепенно вытесняется современными высокоскоростными беспроводными технологиями передачи данных, однако в своих традиционных областях он продолжает пользоваться стабильным устойчивым спросом. Устройство и принцип работы Простейшая конструкция коаксиального кабеля включает в себя медную жилу, заключенную в изоляцию, металлическую экранирующую оплетку и внешнюю оболочку. В некоторых модификациях дополнительно присутствует слой фольги, что означает двойную экранизацию. Наиболее сильные помехи преодолеваются кабелями, содержащими четыре экранизации, включающей два слоя фольги и два слоя металлической оплетки. Это наиболее простой ответ на вопрос, как выглядит данная конструкция и что содержит внутри. 6) Стандарты (категории) прокладки кабелей UTP Кабели UTP соответствуют требованиям стандартов, установленных организацией TIA/EIA. В частности, TIA/EIA-568A описывает коммерческие стандарты прокладки кабеля в локальных сетях. К указанным элементам относятся: • типы кабелей • длина кабелей • разъёмы • оконцовка кабелей • способы проверки кабелей Электрические характеристики медных кабелей определяются институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). IEEE классифицирует кабели незащищённых витых пар (UTP) в соответствии с производительностью. Кабели разделены на категории в соответствии с их возможностями передачи на более высокой скорости. Например, кабель категории 5 (Cat5), как правило, используется при установке FastEthernet 100BASE-TX. К другим категориям относятся: расширенный кабель категории 5 (Cat 5e), категории 6 (Cat6) и категории 6а. Кабели более высших категорий разработаны и сконструированы для передачи данных на более высокой скорости. По мере развития и внедрения новых технологий Ethernet для гигабитных скоростей передачи данных минимально допустимым типом кабелей является Сat5e, а Cat6 рекомендуется для прокладки новых сетей.  Рис. 6 - Виды кабелей UTP На схеме выделены различные категории кабелей UTP. Примечание: Некоторые производители завышают характеристики кабелей категории 6a TIA/EIA, указывая их как кабели категории 7. 7) Разъемы для кабелей UTP Кабели UTP и STP обычно заканчиваются разъемом RJ-45.  Рис. 7 - Разъем и слот RJ-45 Подключение кабеля типа UTP Разъем RJ-45 представляет собой вставной разъем, прикрепленный к концу кабеля. Если смотреть на вставной разъем спереди, направив металлические контакты вверх, контакт номер 8 будет слева, а номер 1 - справа. Парный охватывающий разъем устанавливается в сетевых устройствах, розетках или коммутационной панели. Разъем RJ-45 на проводе вставляется в розетку. В продаже есть кабели с уже установленными разъемами RJ-45. Его можно установить и вручную, с помощью обжимного инструмента. При установке на кабель UTP разъема RJ-45 провод нужно разматывать как можно меньше, чтобы свести наводку к минимуму. Убедитесь, что провода полностью вошли в разъем и что разъем RJ-45 прижат к изоляции провода. Это обеспечивает хороший электрический контакт при подключении кабеля UTP и усиливает соединение провода. 8) Типы кабелей UTP по подключению В различных ситуациях кабели типа UTP должны быть подключены в соответствии с различными правилами. Это означает, что отдельные провода кабеля должны быть подключены в разном порядке к различным наборам контактов в разъёмах RJ-45. Основные типы кабелей, которые используются согласно определённым правилам, перечислены ниже. Прямой кабель Ethernet: наиболее распространённый тип сетевого кабеля; как правило, используется для подключения узла к коммутатору и коммутатора к маршрутизатору. Перекрёстный кабель Ethernet: не распространённый тип кабеля; используется для соединения аналогичных устройств друг к другу, например, для подключения коммутатора к коммутатору, узла к узлу или маршрутизатора к маршрутизатору. Инверсный кабель: кабель, запатентованный компанией Cisco; используется для подключения к маршрутизатору или порту консоли коммутатора. Неправильное использование перекрёстного или прямого кабеля между устройствами не повредит устройствам, но при этом между ними не произойдёт соединения или связи. Такая ошибка часто встречается на практике. При отсутствии подключения сначала нужно проверить правильность подключения устройств. На рисунке показаны кабель типа UTP, связанные с ним стандарты и типичные способы применения этих кабелей. Также на рисунке изображены отдельные пары проводов для стандартов TIA 568A и TIA 9) Порядок оконцовки кабелей UTP 9.1) Определите необходимую длину кабеля. Если вы изготавливаете кабель для использования в реальной рабочей среде, рекомендуется сделать его длиннее примерно на 30 см. 9.2) Отрежьте кусок кабеля нужной длины и с помощью инструмента для снятия изоляции (стриппера) очистите от оболочки оба конца кабеля на 5 см. 9.3) На месте срезания оболочки плотно сожмите все четыре пары витых кабелей. Поменяйте пары кабелей местами в порядке, соответствующем стандарту проводного подключения 568-A. При необходимости обращайтесь к рисункам. Постарайтесь как можно меньше расплетать провода в кабеле, поскольку их переплетение снижает уровень помех. 9.4) Большим и указательным пальцами сплющите, выпрямите и выровняйте провода. 9.5) Убедитесь в том, что провода кабеля расположены в правильном порядке, соответствующем стандарту 568-A. С помощью кусачек обрежьте четыре пары в прямую линию на 1,25–1,9 см. 9.6) На конце кабеля установите разъем RJ-45, выступ которого на обратной стороне должен быть направлен вниз. Плотно вставьте провода в разъем RJ-45. Все провода должны быть видны в конце разъема на соответствующих местах. Если провода не достигают конца разъема, извлеките кабель, расположите провода соответствующим образом и вставьте их обратно в разъем RJ-45. 9.7) Если все сделано правильно, вставьте разъем RJ-45 с кабелем в обжимной инструмент. Сожмите кабель в инструменте достаточно сильно, так чтобы контакты на разъеме RJ-45 прошли сквозь изоляцию проводов и достигли медных жил.  Рис. 8 – Примеры оконцовки кабеля UTP Изготовьте разъем кабеля TIA/EIA 568-B и выполните его оконцовку. Повторите шаги 9.1–9.7, используя цветовую схему проводки 568-B, для другого конца. 10) Стандарты TIA 568A и TIA 568B для кабелей UTP При использовании прямого кабеля Ethernet, стандартом являются оба конца TIA 568A / TIA 568B. Таким образом он подключает сетевой узел к сетевому устройству, например, к коммутатору или концентратору. При использовании кроссового кабеля Ethernet, стандартом является один конец TIA 568A, другой конец TIA 568B. Такой кабель соединяет два узла сети и соединяет два сетевых промежуточных устройства (коммутатор к коммутатору или маршрутизатор к маршрутизатору) 11) Тестирование кабелей UTP Шаг 1: Большинство кабельных тестеров проверяют длину и расположение проводов. Если кабельный тестер имеет функцию проверки расположения проводов, он проверяет, к каким контактам на одном конце кабеля подключены контакты на другом его конце. Проверьте работоспособность кроссового кабеля. Если проверка прошла успешно, приступайте ко второму шагу. Шаг 2: Соедините два ПК с помощью сетевых плат и кроссового кабеля Ethernet. 11.1) Используя изготовленный вами кроссовый кабель, соедините два ПК через сетевые платы. 11.2) В командной строке PC-A выполните команду ping, указав IP-адрес PC-B. Примечание. Для выполнения команды ping может потребоваться временно отключить брандмауэр Windows. В этом случае снова включите межсетевой экран по завершении лабораторной работы. 11.3) Повторите процедуру и выполните на PC-B команду ping, указав адрес PC-A. Если проблем с IP-адресацией и межсетевым экраном нет, при правильном подключении кабелей команда ping будет выполнена успешно. 12) Безопасность медных кабелей Все три типа медных средств передачи уязвимы к огню и электрическому току. Угроза пожара может возникнуть из-за воспламеняемости кабельной изоляции и экранов. При строительстве учреждений или организаций, возможно, потребуется оговорить стандарты безопасности для установки кабелей и соответствующего оборудования. Опасность поражения током может возникнуть из-за того, что медные кабели могут проводить электричество там, где это нежелательно. Это может подвергнуть персонал и оборудование различным видам поражения электрическим током. Например, сетевое устройство с дефектом может передавать ток в корпуса других сетевых устройств. Кроме того, при подключении устройств, имеющих источники питания с различными нулевыми потенциалами, сетевые кабели могут создавать нежелательные уровни напряжения. Такие ситуации возможны при использовании медных кабелей для подключения сетей в различных зданиях или на разных этажах зданий, в которых установлено электрическое оборудование. Наконец, медные кабели могут передавать напряжение, вызванное ударами молнии по сетевым устройствам. В результате нежелательных уровней напряжения и тока могут быть повреждены сетевые устройства и подключённые компьютеры, или могут быть травмированы сотрудники. Поэтому, чтобы избежать потенциально опасных ситуаций, медные кабели должны быть правильно установлены, в соответствии со спецификациями и строительными нормами и правилами. На рисунке изображено правильное использование кабелей во избежание пожара или поражения током.  Рис. 9 – Правила эксплуатации кабелей |