Кабели вычислительных сетей

 

Выбор кабельной подсистемы диктуется выбранной топологией и типом сети. Требуемые же по стандарту физические характеристики кабеля закладываются при его изготовлении, о чем и свидетельствуют нанесенные на кабель маркировки. В результате, сегодня практически все сети проектируются на базе UTP и волоконно-оптических кабелей, коаксиальный кабель применяют лишь в исключительных случаях и то, как правило, при организации низкоскоростных стеков в монтажных шкафах.

В проекты локальных вычислительных сетей (стандартных) закладываются на сегодня всего три вида кабелей:

1) коаксиальный (двух типов):

− тонкий коаксиальный кабель (thin coaxial cable);

− толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable).

2) витая пара (двух основных типов):

− неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair – UTP);

− экранированная витая пара (shielded twisted pair – STP).

3) волоконно-оптический кабель (двух типов):

− многомодовый кабель (fiber optic cable multimode);

− одномодовый кабель (fiber optic cable single mode).

И хотя общая номенклатура всех этих кабелей у многих производителей составляет даже не сотни, а тысячи наименований, выбирать кабель, как правило, приходится исходя не из характеристик конкретной марки, а из правил применения, что существенно облегчает жизнь проектировщику кабельной подсистемы ЛВС.

При проектировании и монтаже ЛВС, как указывалось выше, в качестве стандартных систем передачи данных можно использовать довольно ограниченную номенклатуру кабелей:

- кабель с витыми парами (UTP-кабель) категорий 3, 4 или 5 с различными типами экранов или без них (STP – экранирование медной оплеткой, FTP – экранирование фольгой, SFTP – экранирование медной оплеткой и фольгой);

- тонкий коаксиальный кабель (RG-58) с разным исполнением центральной жилы (RG-58/U – сплошная медная жила, RG-58A/U – многожильный, RG-58C/U – специальное /военное/ исполнение кабеля RG-58A/U);

- толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable);

- волоконно-оптический кабель (fiber optic cable single mode-одномодовый multimode-многомодовый).

При этом каждый вид кабельной подсистемы накладывает те или иные ограничения на проект сети.

Максимальная длина сегмента:

• у кабеля с витыми парами – 100 м;

• у тонкого коаксиального кабеля – 185 м;

• у толстого коаксиального кабеля – 500 м;

• у многомодового (mm) оптоволоконного кабеля – 1000 м;

• у одномодового (sm) оптоволоконного кабеля (с применением специальных средств до 40 – 70…90 км) – 2000 м.

Количество узлов на сегменте:

• у кабеля с витыми парами – 2;

• у тонкого коаксиального кабеля – 30;

• у толстого коаксиального кабеля – 100;

• у оптоволоконного кабеля – 2.

Возможность работы на скоростях выше 10 Мbit/sec:

• у кабеля с витыми парами и волоконно-оптического кабеля – да;

• у коаксиальных кабелей – нет.

Основные эксплуатационные характеристики кабелей на витой паре

Все кабели должны иметь витые пары проводов, применение кабелей с несвитыми попарно проводами не допускается. Это относится даже к коротким отрезкам плоского кабеля. При использовании экранированных кабелей на витой паре, сегменты последних рекомендуется заземлять на одном (и только на одном!) конце. На практике это удобнее производить на конце, подключенном к концентратору:

• минимальный радиус изгиба – 5 см;

• температура при работе и хранении:

– для кабеля в поливинилхлоридной оболочке –35...+60 °С;

– для кабеля в тефлоновой оболочке –55...+200 °С;

• температура при монтаже:

– для кабеля в поливинилхлоридной оболочке –20...+60 °С;

– для кабеля в тефлоновой оболочке –35...+200 °С;

• относительная влажность:

− для кабеля в поливинилхлоридной оболочке, допускается случайная конденсация –0...+100 %;

− для кабеля в тефлоновой оболочке – не реагирует на влажность, конденсацию и водяные брызги;

• возможность применения на открытом воздухе:

− для кабеля в поливинилхлоридной оболочке – запрещено;

− для кабеля в тефлоновой оболочке – разрешено;

• запрещено применение тонкого коаксиального кабеля для прокладки на открытом воздухе между двумя не связанными друг с другом зданиями (между зданиями, не имеющими общего контура заземления).

При установке новой сети целесообразно применять кабель с витыми парами в рабочей группе. Оптоволоконные кабели – на длинных магистралях и для связи между зданиями. Тонкие коаксиальные кабели наиболее оправдано применять для организации низкоскоростых магистралей внутри монтажных шкафов. Кабели на витой паре и оптоволоконные кабели позволяют модернизировать сеть, переводя ее с 10 на 100 Mbit-ные технологии.

Наиболее "подвижной" частью любой ЛВС являются подсистемы рабочей группы. Добавление новых пользователей, перемещение рабочих мест и их аннулирование, повреждения кабеля в рамках рабочей группы происходят гораздо чаше, чем изменения в магистральных каналах. Именно поэтому UTP-кабели наиболее удобны для организации подсистем рабочих групп.

На длинных магистралях безусловно наиболее предпочтительно оптоволокно, ибо он обеспечивает наибольшую допустимую длину сегмента, высокую безопасность и помехозащищенность.

Чтобы не иметь проблем с кабельной подсистемой, при ее проектировании можно воспользоваться следующими правилами (рекомендации даны для применения UTP-кабелей):

• если это сеть здания офисного типа (например, банк или собственно офисное здание), закладывайте один UTP кабель на каждые 3…4 м2 помещения. Рабочие места в зданиях такого типа подвержены наиболее частым переездам и очень плотному оснащению средствами вычислительной и оргтехники;

• если это сеть обычной фирмы или предприятия, удвойте потребность в средствах вычислительной техники, которую заявил Вам Заказчик;

• выполнив монтаж кабельной подсистемы обязательно проведите ее сертификацию на соответствие требованиям пятой категории (каждый линк и патч-корд). Даже если применяются качественные компоненты, факторы монтажа и окружающих условий могли вызвать ухудшение рабочих характеристик. Распечатайте и сохраните результаты испытаний;

• используйте соответствующие LAN-тестеры для проверки работоспособности соединительных кабелей.

Соблюдение этих правил позволит избежать проблем с расширением кабельной сети при переходах на новые технологии как в рамках собственно ЛВС, так и в телефонных коммуникациях.

Для подсистем на базе тонких коаксиальных кабелей такие рекомендации выработать нельзя, так как в таких подсистемах необходимо стараться решить другую задачу – минимизировать количество рабочих мест. Вообще говоря, тонкий коаксиальный кабель не рекомендуется для сетей рабочей группы, хотя проблема при его использовании заключается не собственно в кабеле. Дело в том, что проводка тонкого коаксиального кабеля выполняется открытой и пользователи имеют к ней доступ. Нередко пользователь некорректно отключает кабель, разрушая целостность кабельного сегмента. При этом выходит из строя вся сеть, может нарушиться работа сетевого программного обеспечения. К этим же последствиям приводит снятие терминатора с конца кабельного сегмента, применение отрезков кабеля с другим волновым сопротивлением. По этим причинам целесообразно применять тонкий коаксиальный кабель только в защищенных от несанкционированного доступа местах, например в монтажном шкафу.

Кроме того, шинная топология сетей на тонком коаксиальном кабеле затрудняет диагностирование, так как кабель является общим для множества узлов. Неисправность может быть вызвана любым узлом, любым отрезком кабеля или любым терминатором. Отыскать неисправность в таких сетях обычно довольно сложно.