Лабораторна робота №1, Кабелі і робота з ними

« Назад

Мета: Оволодіти практичними навичками монтажу кабелів і кабельних систем.

Короткі теоретичні відомості

Для створення кабельних систем можуть використовуватися:

1. коаксіальний кабель

2. скручена пара категорії не менше 3

3. оптоволоконний кабель

4. плаский кабель

5. твінаксіальний кабель

В практиці користуються наступними поняттями кабельних систем:

Елемент кабелю ( cable element) – мінімальна конструктивна одиниця кабелю, достатня для передачі сигналу хоча б в одному напрямку ( коаксіальний кабель, одна пара проводів і т.п.)

Кабельна одиниця (cable unit) - конструкція з одного або декількох однотипних кабельних елементів (скручена пара), достатня для організації одного зв’язку.

Шнур (cord) - порівняно невеликий відрізок гнучкого кабелю з роз’єднувачами на кінцях. Шнури поділяють на наступні типи:

1. абонентський шнур – для підключення абонентів до розеток кабельної проводки;

2. мережевий шнур (equpment cord ) - підключення комунікаційного обладнання;

3. комунікаційний шнур ( path cord) - комутації портів комунікаційного обладнання;

Часто всі шнури називають патч-кордами, що по своїй суті не відповідає істині.

Перемички (jumper) - невеликий відрізок кабелю або кабельного елемента (проводу), котрий встановлюється між парою портів комутаційної панелі на відносно постійний час як правило за допомогою спеціального інструменту.

В даній практичній роботі буде розглянута робота з двома типами кабелів - коаксіальним та скрученою парою.

Коаксіальні кабелі

На початку розвитку локальних мереж коаксіальний кабель як середовище передачі був найбільш розповсюджений. Він використовувався і використовується переважно в мережах Ethernet і почасти ARCnet. Розрізняють “товстий” і “тонкий” кабелі.

“Товстий Ethernet”, як правило, використовується в такий спосіб. Він прокладається по периметру приміщення або будинку, і на його кінцях встановлюються 50-омні термінатори. Через свою товщину і твердість кабель не може підключатися безпосередньо до мережної плати. Тому на кабель у потрібних місцях встановлюються ТАР- адаптери або “вампіри” — спеціальні пристрої, що проколюють оболонку кабелю і приєднуються до його екрану та центральної жили. “Вампір” настільки міцно сидить на кабелі, що після встановлення його неможливо зняти без спеціального інструменту. До “вампіра” знизу, у свою чергу, підключається трансівер — пристрій, що містить прийомо - передаючі ланцюги і для приєднання абонентської апаратури (AUI-порту) має роз’єднувач DB-15 Р. На кінець, до трансівера підключається трансіверний кабель ( до 50 м) з 15-контактними роз’єднувачами на обох кінцях — другим кінцем він приєднується до роз’єднувачу AUI (attachment unit interface) на мережевій платі.Припустима максимальна довжина “товстого” коаксіального кабелю складає 500 метрів. Відповідно одним таким кабелем можна обслужити набагато більшу площу, чим “тонким” кабелем, максимально припустима довжина якого складає, як відомо, 185 метрів. При наявності деякої уяви можна уявити собі, що “товстий” коаксіальний кабель — це розподілений у просторі Ethernet-концентратор, тільки цілком пасивний і не потребуючий живлення. Інших переваг у нього немає, недоліків же хоч відбавляй — насамперед висока вартість самого кабелю (порядку 2,5 дол. за метр), необхідність використання спеціальних пристроїв для монтажу (25-30 дол. за штуку), незручність прокладки і т.п. Це поступово привело до того, що “товстий Ethernet” повільно, але вірно зійшов зі сцени, і в даний час мало де застосовується, хіба що в якості шини, але і звідти його повільно витісняє оптоволокно.

“Тонкий Ethernet” розповсюджений значно ширше, ніж його “товстий” побратим. Принцип використання в нього той же, але завдяки гнучкості кабелю він може приєднуватися безпосередньо до мережевої плати. Для підключення кабелю використовуються роз’єднувач BNC (bayonet nut connector), які встановлюють власне на кабель, і T- конектори, які служать для відводу сигналу від кабелю в мережеву плату. Роз’єднувачі типу BNC бувають з обтисканням та розбірні (приклад розбірного роз’єднувача — вітчизняний роз’єднувач СР-50-74Ф).

Для монтажу роз’єднувача на кабель вам буде потрібно інструмент для зачистки або ніж та або спеціальний інструмент для обтиску, або паяльник і плоскогубці.

Кабель необхідно підготувати в такий спосіб:

1. Акуратно відріжте так, щоб його торець був рівним. Надягніть на кабель металеву муфту (відрізок трубки), що поставляється в комплекті з BNC-роз’єднувачем.

2. Зніміть з кабелю зовнішню пластикову оболонку на довжину приблизно 20 мм. Будьте акуратні, щоб не пошкодити по можливості жоден провідник екрану.

3. Екран акуратно розплетіть і розведіть у сторони. Зніміть ізоляцію з центрального провідника на довжину приблизно 5 мм.

4. Вставте центральний провідник у сердечник, що також поставляється в комплекті з роз’єднувачем BNC. Використовуючи спеціальний інструмент, надійно обіжміть сердечник, фіксуючи в ньому провідник, або впаяйте провідник у сердечник. При пайці будьте особливо акуратні й уважні — погана пайка через якийсь час стане причиною відмовлень у роботі мережі, причому локалізувати це місце буде досить важко.

5. Вставте центральний провідник із встановленим на нього сердечником у тіло роз’єднувача до тріску. Тріск означає, що сердечник сів на своє місце в роз’єднувачі і зафіксувався там.

6. Рівномірно розподіліть провідники екрану по поверхні роз’єднувача, якщо необхідно, обріжте їх до потрібної довжини. Насуньте на роз’єднувач металеву муфту.

7. Спеціальним інструментом (чи плоскогубцями) акуратно обіжміть муфту до забезпечення надійного контакту екрану з роз’єднувачем. Не обжимайте занадто сильно — можна пошкодити роз’єднувач чи пережати ізоляцію центрального провідника. Останнє може привести до нестійкої роботи всієї мережі. Але й обжимати занадто слабко теж не можна — поганий контакт екрану кабелю з роз’єднувачем також приведе до відмовлень у роботі.

Слід зазначити, що вітчизняний роз’єднувач СР-50 монтується приблизно так само, за винятком того, що екран в ньому зашпаровується в спеціальну розрізну втулку і закріплюється гайкою. У деяких випадках це може виявитися навіть зручніше.

Кабелі та їх характеристики приведені в наступній таблиці 1.1.

Таблиця 1.1. Характеристики коаксіальних кабелів.

Примітка до таблиці 1.1. 1- одножильний провід, 2- багатожильний провід.

Кабелі на основі скрученої пари

Скручена пара (UTP/STP, unshielded/shielded twisted pair) у даний час є найбільш розповсюдженим середовищем передачі сигналів у локальних мережах. Кабелі UTP/STP використовуються в мережах Ethernet, Token Ring і ARCnet. Вони розрізняються по категоріях (у залежності від смуги пропускання) і типу провідників (гнучкі чи одножильні). У кабелі 5-й категорії, як правило, знаходиться вісім провідників, перевитих попарно (тобто чотири пари).

Структурована кабельна система, побудована на основі скрученої пари 5-й категорії, має дуже велику гнучкість у використанні. Її ідея полягає в наступному.

На кожне робоче місце встановлюється не менш двох (рекомендується три) чотирипарних розетки RJ-45. Кожна з них окремим кабелем 5-й категорії з'єднується з кросом чи патч - панеллю, встановленими в спеціальному місці – монтажній шафі. Від монтажної шафи кабелі далі ідуть в спеціальне приміщення – головний розподільчий вузол. У це приміщення заводяться кабелі з усіх робочих місць, а також міські телефонні введення, виділені лінії для підключення до глобальних мереж і т.п. У приміщенні, природно, монтуються сервери, а також офісна АТС, системи сигналізації та інше комунікаційне устаткування.

Завдяки тому що кабелі з усіх робочих місць зведені на загальну панель, будь-яку розетку можна використовувати як для підключення робочого місця до ЛОМ, так і для телефонії чи взагалі чого завгодно. Допустимо, щоб дві розетки на робочому місці були підключені до комп'ютера і принтера, а третя — до телефонної станції. У процесі роботи з'явилася необхідність забрати принтер з робочого місця й установити замість нього другий телефон. Немає нічого простішого — комунікаційний шнур відповідної розетки відключається від концентратора і переключається на телефонний крос, що займе в адміністратора мережі ніяк не більше декількох хвилин.

Патч - панель, чи панель з'єднань (комутаційна панель), являє собою групу розеток RJ-45, змонтованих на пластині шириною 19 дюймів. Це стандартний розмір для універсальних комунікаційних шаф — реків (rack), в яких встановлюється устаткування (концентратори, сервери, джерела безперебійного живлення і т.п.). На зворотній стороні панелі змонтовані з'єднувачі, у які монтуються кабелі.

Крос на відміну від патч - панелі розеток не має. Замість них він несе на собі спеціальні сполучні модулі. У даному випадку його перевага перед патч - панеллю в тому, що при його використанні в телефонії введення можна з'єднувати між собою не спеціальними абонентськими шнурами, а звичайними проводами. Крім того, крос можна монтувати прямо на стіну — наявності комунікаційної шафи він не вимагає. Справді, нема рації купувати дорогу комунікаційну шафу, якщо уся ваша мережа складається з одного-двох десятків комп'ютерів і сервера.

Кабелі з багатожильними гнучкими провідниками використовується як комунікаційний шнур, тобто для сполучення між розеткою і мережною платою, або між розетками на панелі з'єднань чи кросі. Кабелі з одножильними провідниками — для прокладки власне кабельної системи. Монтаж роз’єднань і розеток на ці кабелі зовсім ідентичний, але звичайно кабелі з одножильними провідниками монтуються на розетки робочих місць користувачів, панелі з'єднань і кроси, а роз’єднувачі встановлюють на гнучкі сполучні кабелі.

Як правило, застосовуються наступні види роз’єднувачів:

• S110 — загальна назва роз’єднувачів для підключення кабелю до універсального кросу “110” або комутації між вводами на кросі;

• RJ-11 і RJ-12 — роз’єднувачі із шістьма контактами. Перші звичайно застосовуються в телефонії загального призначення — ви можете зустріти такі роз’єднувачі на шнурах імпортних телефонних апаратів. Другий звичайно використовується в телефонних апаратах, призначених для роботи з офісними міні-АТС, а також для підключення кабелю до мережних плат ARCnet;

• RJ-45 — восьми контактний роз’єднувач, що використовується звичайно для підключення кабелю до мережних плат Ethernet або для комутації на панелі з'єднань.

Роз’єднувачі RJ-45

Для монтажу рознімань RJ-11, RJ-12 і RJ-45 використовуються спеціальні обтискні пристосування, що розрізняються між собою кількістю ножів (6 чи 8) і розмірами гнізда для фіксації роз’єднувача. Розглянемо монтаж кабелю 5-й категорії на роз’єднувачі RJ-45.

1. Акуратно обріжте кінець кабелю. Торець кабелю повинний бути рівним.

2. Використовуючи спеціальний інструмент, зніміть з кабелю зовнішню ізоляцію на довжину приблизно 20 мм і обріжте нитку, вмонтовану в кабель (нитка призначена для зручності зняття ізоляції з кабелю на велику довжину). Будь-які ушкодження (надрізи) ізоляції провідників абсолютно неприпустимі — саме тому бажано використовувати спеціальний інструмент, лезо різака якого виступає рівно на товщину зовнішньої ізоляції.

3. Акуратно розведіть, розплетіть і вирівняйте провідники. Вирівняйте їх в один ряд, при цьому дотримуючи колірного маркування. Існує два найбільш розповсюджених стандарти по розведенню провідників по парах: T568A (рекомендований компанією Siemon) і T568B (рекомендований компанією AT&T (AT&T258A) і фактично найбільш часто застосовуваний).

На роз’єднувачі RJ-45 кольори провідників розташовуються так:

Провідники повинні розташовуватися строго в один ряд, без накидів один на одного. Утримуючи їх однією рукою, іншою рівно обріжте провідники так, щоб вони виступали над зовнішнім кожухом на 8-10 мм.

4. Тримаючи роз’єднувачі фіксатором вниз, вставте в нього кабель. Кожен провідник повинний потрапити на своє місце в роз’єднувачі й упертися в обмежник. Перш ніж обжимати роз’єднувачі, переконайтеся, що ви не помилилися в розведенні провідників. При неправильному розведенні крім відсутності відповідності номерам контактів на кінцях кабелю, що виявляється легко з допомогою найпростішого тестера, можлива більш неприємна річ — поява “розбитих пар” (splitted pairs).

Для виявлення цього звичайного тестера недостатньо, тому що електричний контакт між відповідними контактами на кінцях кабелю забезпечується і на вид все начебто нормально. Але такий кабель ніколи не зможе забезпечити нормальну якість з'єднання навіть у 10- мегабітній мережі на відстань більш 40-50 метрів. Тому потрібно бути уважним і не квапитися, особливо якщо у вас немає достатнього досвіду.

5. Уставте роз’єднувачі в гніздо на обтискному пристосуванні й обіжміть його до упора-обмежника на пристосуванні. У результаті фіксатор на розніманні встане на своє місце, утримуючи кабель у розніманні нерухомим. Контактні ножі роз’єднувачі уріжуться кожний у свій провідник, забезпечуючи надійний контакт.

Аналогічним образом можна здійснити монтаж рознімань RJ-11 і RJ-12, використовуючи відповідний інструмент.

Для монтажу роз’єднувачі S110 спеціального обтискного інструменту не потрібно. Саме роз’єднувачі поставляється в розібраному виді. До речі, на відміну від “одноразових” рознімань типу RJ роз’єднувачі S110 допускають багаторазове розбирання і зборку, що дуже зручно. Послідовність дій при монтажі наступна:

1. Зніміть зовнішню ізоляцію кабелю на довжину приблизно 40 мм, розведіть у сторони пари провідників, не розплітаючи їх.

2. Закріпите кабель (у тій половинці роз’єднувача, на якій немає контактної групи) за допомогою пластмасової стяжки й відріжте “хвіст”, що вийшов за межі.

3. Акуратно укладіть кожен провідник в органайзер на розніманні. Не розплітайте пари на більшу, ніж потрібно, довжину — це погіршить характеристики всього кабельного з'єднання. Послідовність укладання пари звичайна — синя-оранжева-зелена-коричнева; при цьому світлий провід кожної пари укладається першим.

4. Гострим інструментом (бокорізами чи ножем) обрізайте кожен провідник по краю роз’єднувача.

5. Установіть на місце другу половинку роз’єднувачі і руками обіжміть її до потріскування усіх фіксаторів. При цьому ножі контактної групи уріжуться в провідники, забезпечуючи контакт. 

Завдання до виконання роботи

Кожному члену групи необхідно самостійно виконати виготовлення комутаційних шнурів на основі коаксіального кабелю та скрученої пари. Для скрученої пари слід виготовити прямий шнур, роловер та кросовер. Результати показати викладачу.

Увага! Обтискання кабелів не проводити, а тільки імітувати його, після показу результатів розібрати.

Номер контакту Колір по Т568В Колір по Т568А:

1. синій синій;

2. оранжевий зелений;

3. зелений оранжевий;

4. коричневий коричневий.