0

Кабеля для компьютерной сети Ethernet

Первая коммерчески успешная технология для ЛВС, появившаяся в 1971 году, использовала в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, одножильного или многожильного, и внешней экранирующей оплетки, являющейся вторым проводником.

Многие виды медного кабеля имеют два отдельных проводника, таких как стандартный электрический кабель, но в большинстве из них провода расположены рядом друг с другом, но внутри изоляционной оболочки, которая разделяет и защищает их. Коаксиальный кабель, наоборот, имеет круглое сечение с медным сердечником в центре, который представляет собой первый проводник. Он и переносит настоящий сигнал. Слой диэлектрика вокруг сердечника отделяет его от второго проводника из металлической сетки, который играет роль «земли». Как и в любом электрическом кабеле, проводник, переносящий сигнал, должен быть изолирован от заземления, иначе возникнет короткое замыкание, в данном случае приводящее к шумам в кабеле. Наличие изолирующего слоя между проводниками уточняет определение коаксиального кабеля.

Кабеля для компьютерной сети Ethernet, image0011

1- центральный провод (жила)

2- изолятор центрального провода

3- экранирующий проводник (экран)

4- внешний изолятор и защитная оболочка

Коаксиальный кабель может иметь сплошную и плетеную жилу. Упомянутое различие отражается в его маркировке. Маркировочный постфикс /U обозначает сплошную жилу, а А/U — плетеную. Таким образом, сеть Thin Ethernet (» тонкий» Ethernet) может быть смонтирована как кабелем RG-58/U, так и кабелем RG-58А/U.

В сетевых технологиях применяются несколько типов коаксиального кабеля, которые, несмотря на почти одинаковый внешний вид, отличаются друг от друга своими свойствами. В табл. 1 перечислены различные типы коаксиального кабеля. Протокол Канального уровня отвечает за выбор определенного типа кабеля, свойства которого обуславливаются спецификациями и ограничениями кабельной прокладки. Параметр затухания сигнала в кабеле, например, определяет возможную максимальную длину сегмента кабеля. Погонное затухание (attenuation) — это уменьшение мощности сигнала при распространении его по кабелю. Столбец «Затухание» в таблице отражает, насколько сильно уменьшается уровень (в децибелах) сигнала частотой 100 МГц на каждую сотню футов (около 30,5 м) кабеля. Меньшая величина означает и меньшее ослабление сигнала, свидетельствующее о том, что сигнал может быть передан на большее расстояние, прежде чем станет неразличим.

Толщина кабеля также оказывает большое влияние на процесс прокладки. Слои меди и изоляции внутри кабеля представляют собой сплошную массу, в отличие от витой пары, состоящей из отдельных проводов и воздушной прослойки между ними. Поэтому коаксиальный кабель сравнительно тяжелый и жесткий, и, естественно, чем толще кабель, тем он тяжелее и жестче. Эти свойства затрудняют укладку кабеля. Сети на основе коаксиального кабеля используют шинную топологию, образуемую компьютерами, которые присоединяются к сегменту кабеля по всей его длине. Каждый сигнал, переданный рабочей станцией по кабелю, распространяется в обоих направлениях до концов кабеля и достигает всех рабочих станций. На концах шины должны быть размещены резисторы (называемые терминаторами), которые поглощают принимаемый ими сигнал, снижая напряжение до нуля. Без терминаторов сигнал отражался бы от концов кабеля и возвращался обратно, вызывая повреждение данных. По сравнению с другими типами кабеля коаксиальный кабель сравнительно мало эффективен для передачи данных по сети. Сеть Ethernet, построенная на основе коаксиального кабеля, ограничена пропускной способностью 10 Мбит/с. Последующий переход на более высокую скорость передачи, как в случае с кабелем из витой пары и Fast Ethernet, для нее невозможен. Со случаями применения коаксиального кабеля можно столкнуться в сетях, развернутых несколько лет назад. В новых сетях Ethernet он фактически не применяется. В следующих ниже разделах рассматривается использование различных типов кабеля, и обсуждаются ограничения и преимущества, связанные с применением того или иного типа.

Кабеля для компьютерной сети Ethernet, image00211

Толстый Ethernet

Кабель RG-8/U обычно называется магистральным кабелем для толстого Ethernet (thick Ethernet trunk cable), что связано с его непосредственным использованием. RG-8/U, применяемый в сети «толстый Ethernet», обеспечивает наименьшее затухание среди всех видов коаксиального кабеля. Это свойство в большой мере связано с тем, что он толще всех остальных видов. Поэтому сеть «толстый Ethernet» может иметь сегменты длиной до 500 м, в то время как в тонком Ethernet они ограничены дистанцией 185 м.

Диаметр кабеля RG-8/U равен 0,405 дюйма (около 1 см). Кабель напоминает по внешнему виду садовый шланг, но только при этом он тяжелее и более жесткий, что затрудняет его укладку вокруг углов. Поэтому обычно такой кабель прокладывается по полу помещения. В спецификации Ethernet указано, что для подключения каждого компьютера к кабелю RG-8/U следует использовать кабель интерфейса подключаемых устройств (AUI, Attachment Unit Interface). Кабель RG-58А/U, применяемый в сети «тонкий Ethernet», напротив, тоньше, легче и гибче, что позволяет подключать его непосредственно к сетевому адаптеру. RG-8/U также намного дороже, чем другие виды коаксиального кабеля, и это может быть одной из причин его редкого использования сегодня. Для сравнения: бухта непленумного кабеля RG-8/U длиной 500 футов (около 152 м) у одного из поставщиков стоит 399 $, тогда как стоимость RG-58А/U такой же длины составляет 129 $. Пленумный кабель еще дороже: 1049 $ за 500 футов RG-8/U и 259 $ за RG-58А/U.

Кабель «толстый Ethernet» обычно желтого цвета (поливинилхлоридная оболочка) или оранжево-коричневого (тефлона), и через каждые 2,5 м на нем стоят черные метки в местах, куда предположительно должны подключаться рабочие станции. Для подключения рабочей станции к кабелю преимущественно применяется специальное приспособление, известное как «зуб вампира» (vampire tap). «Зуб вампира» — это зажим, который присоединяется к кабелю, после того как прокалывает отверстие в его оболочке. Он имеет металлические зубцы, которые вонзаются в проводящую жилу (рис. 4.3). «Зуб вампира» также включает трансивер (внешний по отношению к компьютеру), который размещается непосредственно на кабеле и подключается к сетевому адаптеру AUI-кабелем с 15-контактными коннекторами DB-15 на обоих концах.

Длина AUI-кабеля может достигать 50 метров, что является важным фактором при планировании конфигурации сети. В большинстве случаев магистраль «толстый Ethernet» проходит через комнату вдоль стены, и все компьютеры подключаются к ней. При таком способе соединения нет необходимости в разрезании кабеля «толстый Ethernet» в точке подключения каждой рабочей станции. Спецификация Ethernet рекомендует применять один непрерывный сегмент, когда это только возможно, и даже указывает места, где должны располагаться разрывы, если в последних есть необходимость. Для соединения концов кабеля «толстый Ethernet» в точках разрыва применяются N-коннекторы. Также на обоих концах шины используются специальные N-коннекторы с резисторами, играющие роль терминаторовПри подключении используется разъем (AUI) 15 pin:

Кабеля для компьютерной сети Ethernet, image0031 Кабеля для компьютерной сети Ethernet, image0044

1 Control In Circuit Shield

2 Control In Circuit A

3 Data Out Circuit A

4 Data In Circuit Shield

5 Data In Circuit A

6 Viltage Common

9 Control In Circuit B

10(A) Data Out Circuit B

11(B) Data Out Circuit Shield

12(C) Data In Circuit B

13(D) Viltage Plus

14(E) Viltage Shield Shell Protective Ground

3 Data Out Circuit A

10 Data Out Circuit B

11 Data Out Circuit

Shield

5 Data In Circuit A

12 Data In Circuit B

4 Data In Circuit Shield

2 Control In Circuit A

9 Control In Circuit B

1 Control In Circuit Shield

6 Viltage Common

13 Viltage Plus

14 Viltage Shield Shell Protective Ground

Разъем, расположенный на трансивере (папа):

Название «Transceiver» происходит от английских слов transmiter (передатчик) и receiver (приемник). Трансивер позволяет станции передавать в и получать из общей сетевой среды передачи. Дополнительно, трансиверы Ethernet определяют коллизии в среде и обеспечивают электрическую изоляцию между станциями. 10Base2 и 10Base5 трансиверы подключаются напрямую к среде передачи (кабель) общая шина. Хотя первый стандарт обычно использует внутренний трансивер, встроенный в схему контроллера и Т-коннектор для подключения к кабелю, а второй (10Base5) использует отдельный внешний трансивер и AUI-кабель или трансиверный кабель для подключения к контроллеру.10BaseF, 10BaseT, FOIRL также обычно используют внутренние трансиверы. Надо сказать, что существуют так же внешние трансиверы для 10Base2, 10BaseF, 10baseT и FOIRL, которыеподключаются к порту AUI или напрямую или через AUI-кабель.

Кабеля для компьютерной сети Ethernet, image005

Пример внешнего трансивера для 10Base2:

 

Из-за присущих ему недостатков, таких как высокая стоимость и жесткость и, несмотря на лучшую, чем у тонкого Ethernet производительность, «толстый Ethernet» никогда не употребляется для прокладки новых сетей Ethernet и очень редко встречается в уже существующих. Главное преимущество кабеля RG-58, применяемого для тонкого Ethernet, перед RG-8 — это его гибкость. Благодаря указанному достоинству упрощается процесс прокладки сети, и появляется возможность подвести кабель прямо к компьютеру, не используя для этого AUI-кабель. Однако, по сравнению с витой парой, кабель «тонкий Ethernet» все еще неудобен и трудно скрываем по причине того, что каждая рабочая станция должна иметь два кабеля, подключенных Т-коннектором к сетевому адаптеру. Вместо аккуратных настенных розеток с разъемами для коммутационных кабелей, в кабельной системе тонкого Ethernet для каждого компьютера из стены торчат два толстых, достаточно жестких отвода.

В результате, шина разделяется на отрезки кабеля произвольной длины, которые соединяют каждый компьютер со следующим, что является противоположностью шине толстого Ethernet, в идеале состоящей из одного длинного сегмента кабеля, проколотого «зубами» по всей его длине. Это качество вносит большое отличие в функционирование сети, так как если одно из двух соединений, подведенных к каждому компьютеру, будет нарушено по любой из причин, то шина будет разорвана. Когда такое происходит, нарушается сетевое взаимодействие между системами, расположенными по разные стороны от разрыва, а отсутствие терминаторов на концах кабеля приводит к повреждению всего сетевого трафика. Кабель RG-58 использует BNC-коннекторы (Bayonet-Neil-Concelman) для сопряжения с Т-коннекторами и Т-коннекторы для подключения к сетевому адаптеру компьютера. Даже на пике своей популярности кабель «тонкий Ethernet» обычно поставлялся в бухтах, и коннекторы к нему присоединял специалист, монтировавший сеть, или администратор. Процесс присоединения BNC-коннектора начинается с удаления изоляции на конце кабеля с той целью, чтобы оставить оголенными «землю» и медный сердечник. После этого по частям подстыковывается коннектор (кабель пропускается сквозь гильзу, клемма насаживается на сердечник) и обжимается гильза, так, чтобы зажать кабель и зафиксировать на нужном месте клемму. Для выполнения описанной операции служит специальный инструмент, похожий на плоскогубцы. Он называется обжимными клещами (crimper).Присоединение BNC-коннекторов (или терминатор) требует соответствующих навыков, которые приобретаются на практике. Неплотно обжатые коннекторы легко соскальзывают с кабеля или, хуже того, теряются, что приводит к нарушению электрического контакта. В результате сеть работает с непостоянной производительностью и случайными перебоями, причину которых сложно выявить без соответствующего оборудования для тестирования кабеля. Из-за подобных нарушений соединений «тонкий Ethernet» приобрел репутацию капризной и временами ненадежной сети. Терминатор Это разъем (папа) с запаянный в нем, между центральным и внешним контактами, резистором. Сопротивление резистора должно равняться волновому сопротивлению кабеля. Для сетей типа 10Base-2 или тонкий Ethernet эта величина составляет 50 Ом. Только один терминатор в сегменте 10Base2 может быть заземлен (а может и вообще не заземляться). Для заземления используется терминатор с цепочкой и контактом на ее конце. Для 10Base5 заземление одного и только одного из терминаторов (точнее, одной из точек сегмента) обязательно.

Кабель RG-58 дешевле, чем RG-8, и имеет много разновидностей, но, несмотря на все эти факторы, «тонкий Ethernet» — «мертвая» технология. Относительная сложность реализации топологии «шина» и ограниченная скорость передачи данных по коаксиальному кабелю делают непрактичным применение рассмотренной технологии в современных ЛВС.

Раздел: Автоматизация на базе ПЛК Метки: ,

Оставить комментарий

Отправить сообщение

CoDeSys GSM/GPRS модем Lectus OPC MasterSCADA Modbus MX110 Omron OPC-сервер owen owen logic PLC Configuration PROFIBUS s-200 SCADA scada системы siemens siemens plc SIMATIC Simplight SMS step7 TRACE MODE Динамизация ИП-320 МЭК 1131–3 ОВЕН ОВЕН ПЛК ОВЕН ПЧВ ПЛК ПЛК ОВЕН ПР 110 Панель оператора Программируемое реле Частотный преобразователь библиотека в CoDeSys визуализация диспетчеризация конфигурация панели программирование ПЛК серия NS сименс плк частотник частотное управление язык CFC язык ST
.