Расчет проекта сети на основе коаксиального кабеля

В свою очередь многожильный кабель плохо переносит «врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручиваниях. Кроме того, многожильный провод обладает большим затуханием сигнала. [1] [2] Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (PatchCord), соединяющих периферию с розетками.

Конструкция кабеля витая пара.

Витая пара обычно состоит из четырёх пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,5 - 0,65 мм. Кроме метрической, применяется система AWG, в которой эти величины составляют 24 или 22 соответственно. Толщина изоляции - около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории - полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего уникальный рабочий диапазон температур.

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки - при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников.

Внешняя оболочка имеет толщину 0,5-0,6 мм, и обычно изготавливается из привычного поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, начинают применяться так называемые «молодые полимеры», которые не поддерживают горения, и не выделяют при нагреве галогенов (такие кабели маркируются как LSZH - Low Smoke Zero Halogen и обычно имеют яркую окраску внешней оболочки).

Самый распространенный цвет оболочки - серый. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки, который позволяет прокладывать линии в закрытых областях. В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании.

Маркировка включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки так же может быть различна. Чаще других применяется самая простая - круглая. Только для прокладки под половым покрытием, по очевидной причине, используется плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем, и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

1.5 Прокладка кабеля

Прокладка сетевого кабеля может быть простой, если надо просто купить в компьютерном магазине нескольких готовых кабелей и прикрепить их к плинтусу, или сложной в случае, когда необходимо соединить с сетевой магистралью тысячу рабочих станций в офисном здании с множеством помещений.

Прокладка кабеля - это часть процесса создания ЛВС, которая обычно поручается сторонним специалистам, но не из-за того, что это технически очень трудновыполнимая работа. Просто она утомительна и требует много времени. Однако, как и большинство профессионалов, укладчики кабеля с соответствующим инструментом и навыками могут сделать всю работу так, что со стороны будет казаться, что это легко и быстро.

Несмотря на то, что для небольшой сети может использоваться готовый кабель, скрытая внутренняя проводка (когда кабель спрятан в стены и потолки) использует кабель в бухте. Создание такой проводки (предполагается, что будет применен какой-либо общедоступный сегодня тип кабеля, такой как UTP или оптоволокно) должно включать в себя несколько основных этапов.

1. Продумать план, описывающий местоположение кабельных узлов, куда будут сходиться все кабели, и настенных розеток.

2. Проложить кабель через стены и потолки до каждой рабочей станции.

3. Установить настенную розетку рядом с каждой рабочей станцией и присоединить конец кабеля к контактам розетки.

4. В кабельном узле разместить на стене коммутационную панель и вставить каждый подведенный кабель в разъем панели.

5. Протестировать каждое соединение с применением соответствующего оборудования.

6. Используя готовые фабричные коммутационные кабели, соединить порты коммутационной панели с соответствующим концентратором, а компьютеры - с гнездами настенных розеток. Конечно, данное описание значительно упрощает процесс, ввиду чего стоит рассмотреть некоторые этапы более детально.

2.1 Отличие сетей на коаксиальном кабеле и витой паре

Чтобы облегчить задачу окончательного выбора между витой парой и тонким коаксиальным кабелем (именно они наиболее распространены), попробуем провести их сравнение по некоторым параметрам. Скорость передачи в сетях на коаксиальном кабеле не превышает 10 Мбит/с, а для витой пары предел 100 Мбит/с. Правда, производительность сети сильно зависит от количества работающих в ней компьютеров. В одном сегменте Thinnet может находиться до 30 рабочих точек. При этом протяженность сегмента не должна превышать 185 м, их количество 5, а расстояние между соседними точками не менее 50 см.

Используется тип кабеля RG-58/U или RG-58A/U. Для сравнения сеть на витой паре имеет следующие параметры:

1. Максимальное число узлов в сегменте не более 1024;

2. Тип кабеля от третьей категории до пятой (для 100-Мбит только пятая категория);

3. Число сегментов зависит от сети (для 10Base-T - 5 сегментов, для 100Base-TX и 100Base-T4 - 3 сегмента);

4. Максимальная длина сегмента 100 м;

5. Максимальная длина зависит от сети (для 10Base-T - 500 м, для 100Base-TX и 100Base-T4 - 205 м);

6. Для различных сетей используется витая пара с разным числом пар (для 10Base-T и 100Base-TX - 2, для 100Base-T4 - 4).

Важным отличием этих двух разновидностей Ethernet является то, что при повреждении коаксиального кабеля выйдет из строя вся сеть, а при повреждении витой пары сеть будет продолжать функционировать (естественно, за исключением компьютера, соединенного с концентратором неисправным кабелем). В жизни часто используется гибридный вариант. Группа близкорасположенных пользователей соединяется с помощью концентраторов витой парой, а между домами и группами, живущими на приличном расстоянии друг от друга, прокладывается коаксиальный кабель, которым также соединяются концентраторы.

2.2 Среды передачи сигналов

Среды передачи сигналов различаются, прежде всего, внешним видом, назначением, характеристиками и ценой. Коаксиальный кабель - не так давно был самым распространенным типом кабеля. По своей структуре и виду напоминает обычный телевизионный кабель (в центре находится центральная жила, окруженная изолятором, который в свою очередь окружен экранирующим проводником, а поверх всего этого находится внешний изолятор с защитной оболочкой), но отличается от него волновым сопротивлением. Если антенный имеет сопротивление 75 Ом, то кабель для ЛВС - 50 Ом (RG-58A, RG-58C, но не RG-59 и не RG-58). Используемые в ЛВС кабели тоже имеют свои отличия. Первое заключено в толщине. Если точнее, кабели делятся на толстый (около 1 см) и тонкий (около 0,5 см). Толстый используется в сети 10Base-5 (Thicknet), а тонкий в сети 10Base-2 (Thinnet).

Таблица 1.1. Разъемы для сетей Thinnet

Помимо толщины существуют и более значительные отличия. Например, сеть 10Base-2 потребует меньше дополнительных устройств, чем 10Base-5, обойдется чуть дешевле, но будет иметь несколько худшие характеристики, что связано с более низкими передающими характеристиками кабеля. В сети Thinnet отсутствуют внешние приемопередатчики (встраиваются в адаптер) и кабели AUI, а 15 - контактные разъемы заменены более маленькими BNC. Не допускается разветвление кабеля, уменьшена максимальная длина одного сегмента (185 м против 500 м в Thicknet), также уменьшилось максимальное число точек сегмента (30 против 100). Неизменной осталась скорость обмена данными (до 10 Мбит/с). Небольшое уточнение к значению длины сегмента в 10Base-2: 3Com обеспечивает длину до 300 м, но для этого вся сеть должна состоять из оборудования 3Com. [9]

Более совершенной и доминирующей на сегодняшний день средой передачи сигналов является витая пара (Twisted Pair). В продаже встречаются разновидности, состоящие из двух и четырех пар. В пределах одной оболочки провода каждой пары закручиваются друг относительно друга и одновременно вокруг других пар.

Каждая пара имеет свой номер и окраску. Помимо различного количества пар данная среда подразделяется на три типа (неэкранированная витая пара, экранированная витая пара и фольгированная витая пара), а по пропускной способности на пять категорий. Наиболее популярны витые пары UTP (неэкранированная) и STP (экранированная). Провода STP имеют экранирующую оболочку для уменьшения шума и взаимовлияния, а как следствие обладают лучшими передающими характеристиками.

2.3 Категории витой пары

Область применения:

1. Подходит только для передачи голосовых сообщений на скорости до 4 Мбит/с.

2. Подходит для передачи голоса и данных на скорости до 4 Мбит/с.

3. Подходит для передачи голоса и данных на скорости до 16 Мбит/с. Используется в сетях Ethernet, Token Ring.

4. Подходит для передачи данных на скорости до 20 Мбит/с.

5. Улучшенная 3-я категория. Подходит для передачи данных на скорости до 100 Мбит/с. Используется в сетях Fast Ethernet, Token Ring.

6. Подходит для передачи данных на скорости до 155 Мбит/с. Используется в сетях ATM.

Конечно такой кабель немного дороже. Для прокладки сети 10Base-T будет достаточно провода третьей категории (обычный телефонный провод), но для 100Base-T понадобится пятая. Так что если вы в настоящее время прокладываете 10-Мбит сеть на витой паре и планируете в дальнейшем увеличить пропускную способность до 100 Мбит/с, то необходимо покупать высококачественный кабель пятой категории. В витых парах могут использоваться как одножильные, так и многожильные провода. Первые предпочтительнее использовать для «магистральной» прокладки, а вторые - для «клиентской». За счет того, что для приема и передачи используются различные провода, витая пара в состоянии обеспечить полный дуплекс.

2.4 Расчет проекта сети на основе коаксиального кабеля и. витой пары на примере компьютерного класса ФГОУ CПО «Омского техникума мясной и молочной промышленности»

Ниже произведен расчет компьютерной сети на основе коаксиального кабеля и витой пары, на примере, компьютерного класса ФГОУ СПО «Омского техникума мясной и молочной промышленности», чтобы выявить какой кабель выгоднее и целесообразнее использовать в наше время.

1. Выполним расчет стоимости построения локальной сети на основе коаксиального кабеля (10Base-2):

10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 185 метров (без повторителей).

Таблица 2.1. Расчет стоимости построения локальной сети на основе коаксиального кабеля

2. Выполним расчет стоимости построения локальной сети на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP) (10Base-T).

10Base-T - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP).

Таблица 2.2. Расчет стоимости построения локальной сети на основе неэкранированной витой пары

По данным расчетам мы видим, что построение локальной сети на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP) (10Base-T), намного выгоднее, чем построение локальной сети на основе коаксиального кабеля (10Base-2), это видим из выражения: 62273,5417 руб. (10Base-T) - 44049,0984 руб. (10Base-2) = 18224,4433 руб.

Выгода составляет 18224,4433 руб., а так же обладает высокой производительностью работы.

Заключение

Не так давно коаксиальный кабель был самым распространенным типом кабеля. Это объяснялось двумя причинами. Во-первых, он был относительно недорогим, легким, гибким и удобным в применении. А во-вторых, широкая популярность коаксиального кабеля привела к тому, что он стал безопасным и простым в установке.

Кабель из витой (скрученной пары) пары является на сегодняшний день стандартом для ЛВС. По сравнению с коаксиальным кабелем он проще в прокладке, подходит для большого количества различных предметных областей и обеспечивает намного лучшую производительность. Однако, вероятно, самым большим преимуществом витой пары является то, что она уже используется бесчисленным количеством телефонных систем по всему миру. Это означает, что огромное число подрядчиков хорошо знакомы с процедурой монтажа такой проводки, и в новых зданиях разводка кабеля для ЛВС может осуществляться одновременно с прокладкой телефонного кабеля.

В отличие от коаксиального кабеля, который имеет только один проводник, переносящий сигнал, и «землю», кабели на основе витой пары (ТР, twisted pair), применяемые в структурированных кабельных сетях, имеют до четырех пар изолированных медных проводов в одной металлической оплетке или без нее (различают неэкранированный [UTP] и экранированный [STP] кабели). Каждая пара проводов для защиты от переходного затухания, вызванного электромагнитными помехами от соседних пар и внешних источников, скручивается с различным шагом - количеством витков на дюйм.

В ходе курсовой работы мы провели сравнительную характеристику коаксиального кабеля и витой пары. А так же провели исследование на основе компьютерного класса ФГОУ CПО «Омского техникума мясной и молочной промышленности» и убедились на примере, что в наше время, рентабельнее, дешевле и актуальней будет использование витой пары

В настоящее время коаксиальный кабель в основном используется в качестве проводника сигнала спутниковых тарелок и прочих антенн. В локальных сетях применяется двужильный кабель - витой пары, они не совместимы между собой. В современных компьютерных сетях использование коаксиального кабеля, как правило, не оправданно.

3. Кульгин М., Компьютерные сети. Практика построения / Кульгин М. - Питербург: СПб, 2003. - 462 с.

4. Погонин В.А., Сети и системы телекоммуникаций / В.А. Погонин, С.Б. Путин, А.А. Третьяков, В.А. Шиганцов. - М.: «Издательство Машиностроение-1». 2005. - 176 с.

Страницы: 1, 2