Technologie sítí

Napsal uživatel Tomáš Musil

Pondělí, 05 Listopad 2007 07:15

Strukturovaná kabeláž

Co je to strukturovaná kabeláž

- Podporuje přenos digitálních i analogových signálu (tj.přenos dat, hlasu, signál zabezpečovacích zařízení)

- Využívá kabelu se čtyřmi kroucenými páry a optických spojů
- Přípojné body i tam kde momentálně nejsou
- Předpokládá se dlouhá technická i morální životnost
- Správná funkčnost strukturované kabeláže je pro firmu stejně tak důležitá jako fungování elektrických rozvodů, topení a dalších prvků firemní infrastruktury.

Vznik strukturované kabeláže

Do 8O. let fungovala většina počítačových sítí podle modelu host/terminál - tj. aplikace a data byly uloženy centrálně na hostitelském počítači a jednotlivé terminály s nimi i tímto centralizovaným způsobem zacházely.

Propojení bylo na krátké vzdálenosti přes sériový kabel, na delší vzdálenosti přes telefonní linky s modemy.

Nadvláda střediskových počítačů pracujících v režimu host/terminál skončila v roce 1981, kdy společnost IBM uvedla na trh své první PC.

Tento způsob práce nastartoval opačný trend než v terminálových sítích - důsledek nového konceptu byla decentralizace.

IBM PC a jeho klony zaznamenaly masivní rozvoj.

V tomto případě bylo nutné najít mechanismy, které by umožňovaly sdílení souborů, software, databází a především nákladných periferií (např.tiskárny)

Postupně vznikalo několik různých řešení:
- DEC 3 párový UTP kabel
- FDDI 62,5 optický kabel a MIC konektor
- IBM S/3x a AS/400 100 Ohm Twinax a Twinax konektory
- IBM 3270 93 Ohm koax. kabel a BNC konektory
- IBM token ring 150 Ohm STP a IBM konektory
- HP 3000 RS-232 kabel a DB konektory
- Ethernet 50 Ohm koax. kabel a BNC popř.N konektory

Tato různost měla za následek nekompatibilitu síťového hardware.

Řešením odlišností bylo navrhnutí univerzálního kabelážního systému.

Na začátku 90.let státní instituce ANSI požádala organizace TIA a EIA o navrhnutí jednotného standartu pro kabeláží systémy.

Vítězně z toho vyšlo řešení americké společnosti AT&T StarLan, 1Base5, ze kterého byl později odvozen 10BaseT.

Strukturovaná kabeláž, jak byl tento systém nazván, tedy vznikl na základě telefonních rozovodů. (4 párový 100 Ohm UTP kabel)

Topologie počítačových sítí

- Sběrnicová (bus) topologie - fyzická
tuto topologii používá Ethernet realizovaný koaxiálním kabelem. Existují dvě specifikace, 10Base-2 a 10Base-5, rozdíl je dán typem použitého kabelu a jeho délkou. Protože jde o přežitek nehodný dnešní doby, spokojíme se s konstatováním, že tato topologie má několik nevýhod (např. obtížnou identifikaci příčin závad, topologickou omezenost počtu uzlů i vzdáleností mezi nimi, striktní sdílení pásma bez možnosti významněji ovlivnit tuto vlastnost použitím aktivních prvků atd.) a jedinou výhodu, kterou je cena řešení.

Všechny uzly se dělí o přenosovou kapacitu a tvoří jednu kolizní doménu
10Base5
RG-11, žlutý kabel těžko ohebný, 50 ohmů
Max. delka segmentů 500m
Max. 100 uzlů, min.vzdálenost 2,5m
Nutnost použití transceiverů
Nutnost použití ukončovacích členů

10Base2
RG-58 (4,9 mm), černý kabel, 50 ohmů
Lacinější a ohebnější
Maximální délka segmentu 185 m
Maximálně 30 uzlů, mn. Vzdálenost 0,5m
BNC T-konektory přímo do NIC
Transceiver již na síťové kartě
Nutnost použití ukončovacích členů

- Sběrnicová topologie - logická
10BaseT se od 10Base5 a 10Base2 liší jen typem použitého kabelu a fyzickou (ne logickou) topologii.

- Kruhová (ring) topologie
Někdy označovaná také jako prstencová.

propojuje počítače pomocí kabelu v jediném okruhu. Neexistují žádné zakončené konce. Signál postupuje po smyčce v jednom směru a prochází všemi počítači. Narozdíl od pasivní sběrnicové topologie funguje každý počítač jako opakovač, tzn. že zesiluje signál a posílá ho do dalšího počítače. Protože signál prochází všemi počítači, může mít selhání jednoho počítače dopad na celou síť.

typickými technologiemi používajícími topologii kruhu jsou Token Ring a FDDI. Jak Token Ring tak FDDI používají kruh logicky, ale fyzicky je topologie tvořena hvězdou s centrálním prvkem.

- Hvězdicová (star)topologie
Hvězda je dnes nejpoužívanější topologie pro ethernet. Je zde centrální prvek, který realizuje propojení zařízení, a do něj jsou připojena jednotlivá zařízení. Jako centrální prvek slouží hub nebo switch.

Hvězdicová topologie

Logicky stále sběrnice - 1Base5 a 10BaseT
4 páry UTP kabel 100 Ohmů
Dvoubodové spoje (vyšší spolehlivost) nelze vytvářet odbočky
1 Mbps resp. 10 Mbps
1Base5 - StarLAN, síť AT&T, později se již nepoužívala
10 BaseT (IEEE802.3i) - velmi rozšířený standart
Použití rozbočovačů/opakovačů
Max. delka segmentů 100m (včetně patch kabelů)

Logicky i fyzicky hvězda/strom - 100BaseT a 1000BaseT
4 párový UTP/FTP/SSTP kabel 100 ohmů
Opět dvoubodové spoje
10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps
Použití switchů
Maximální delka segmentů 100m (včetně patch kabelu)

Normy pro strukturovanou kabeláž

ANSI/EIA/TIA - Americké standardy, normy platné v USA
První standard, který vznikl r.1991 pro telekomunikační rozovody v administrativních budovách.
Společně s TSB-36 (typ kabelů) a TSB-40 (spojovací hardware) specifikuje základní přenosové požadavky kategorií 3,4, a 5

ISO/ IEC 11801 - normy platné celosvětově
Vznik normy červenec 1995

Cenelec EN 50173 - normy platné v Evropě
Paralelní se standartem ISO 11801
definuje pouze kategorii 3 a 5
Vstoupila v platnost 1.března 1996
Je zavázaná pro státy EU

Kategorie 5e
Schválená v roce 2000
Šířka pásma definovaná opět do 100 Mhz
Komerční označení CAT5E v normě EN 50173 označovaná pouze jako CAT5/Class
Nejvyšší rychlost 1 Gbps (1000BaseT)

Kategorie 6
Schválena v létě roku 2002
Šířka pásma definovaná 200 Mhz
Testovací frekvence do šířky pásma 250 MHz
Pro nové kategorie bylo nutno definovat nové požadavky na kvalitu kabelu a komponentů
Nejvyšší rychlost 1 Gbps (1000BaseT, 1000BaseTx)

Kategorie 6a
Šířka pásma 500 Mhz
Uvažovalo se o 625 MHz, v praxi stačí 400 MHz
CAT6a komponenty jsou vhodné především pro ethernetový protokol 10GBaseT
Specifikace pro kategorii 6a bude dokončena do roku 2007
Maximální rychlost 10 Gbps (10GBaseT)
Všechny nové instalace přenosu 10GBaseT musí používat komponenty CAT6a popř. vyšší
U nestíněného kabelu dochází k přeslechům.(nevhodný)

Kategorie 7
Poprvé zmíněna v roce 1997
Pracovní frekvence až do 600 MHz, testovací do 750 MHz
Definovaná pouze pro stíněnou kabeláž
Podporuje všechny protokoly, které jsou určeny pro metalické kabely včetně 10GBaseT

Kabel pro strukturovanou kabeláž
UTP - Unshielded Twistet pair
STP - Shielded Twisted pair (fólie každý pár samostatně)
FTP - Folied Twisted (fólie všechny páry)

Měděné jádro
Instalační kabel - pevné (solid)
Patch kabely - lanko (stranded)
Stoupání kroucení se u jednotlivých páru liší
Symetrické vedení - měří se rozdíl signálu na jednotlivých vodičích v páru (rozdílové napětí)
Některé CAT6 kabely používají tzv.spacer (plastový kříž) k oddělení jednotlivých párů a snížení vzájemného vlivu.
Vnější plášť - PVC, LSOH, LSZH, HFFR, FRNC
Izolace vodiče - Polyethylen

Pozn. U nekvalitních kabelů je tloušťka měděného vodiče příliš tenká a nesplňuje certifikační parametry.
Kroucený pár - je preferovaný kabel pro datové přenosy

Protože amplituda signálu má opačnou fázi jsou elektromagnetická pole emitovaná kolem drátu, eliminovaná jedno druhým a kabel má velmi nízké vyzařování.

Channel vs. Permanent link
Channel (kanál) - spojení od aktivního prvku v rozvaděči až po síťovou kartu v počítači, včetně propojovacích šňur. Maximální délka 100m
- patch cord (propojovací kabel) 5 m
- work area cord (šňůra pracoviště) maximální délka 20m

Permanent link (linka) - spojení od patch panelu k zásuvce , tj.to co je na strukturované kabeláži nejstálejší a nelze jednoduše rozebrat.Max. vzdálenost 90m.
U krimpování konektoru kabelu by se měla dodržet vzdálenost, kterou odizolovaného vodiče kabele do 14mm.

Měřené parametry strukturované kabeláže
Základní měřené hodnoty

NEXT (přeslech na blízkém konci)
Attenuation (útlum)
ACR (odstup přeslechu na blízkém konci)
Length (délka)
Wire Map (mapa zapojení)
Nové parametry pro CAT5E a CAT6
Fext (přeslech po celé délce segmentu)
Elfext (přeslech na vzdáleném konci)
Return Loss (zpětný odraz)
Delay Skew (rozdíl zpoždění signálu)
Propagation delay (zpoždění signálu)