2.Типы используемых кабелей и сопутствующие им разъемы

2.1. Attachment Unit Interface (AUI)

AUI кабель – экранированный многопарный кабель, снабженный специальными разъемами типа DB15 (“папа” на одном конце и “мама” на другом). Он используется для подключения сетевых устройств Ethernet, имеющих порт DB15 “мама”, к трансиверам, снабженных портом DB15 “папа”. Ни для каких других целей этот кабель не пригоден.

AUI кабель представляет собой четыре свитые пары, каждая из которых окружена экраном и имеющие общий защитный экран. Двойная защита делает AUI кабель более устойчивым к внешним электрическим помехам по сравнению с другими типами кабелей, но приводит к повышенным линейным значениям затухания.

Рис.1. 1AUI кабель существует только в исполнении DB15 "папа-мама"

AUI Standard Cable. При изготовлении стандартного AUI кабеля используются провода сечения AWG20 или AWG22. Максимальная длина кабеля – 50 метров. Кабель толст, его диаметр около 1 см (0,42 inch) и, по причине наличия двойного экранирования, жесткий. На практике применяется только в тех случаях, когда этого требуют топологические условия.

AUI Office Cable. В ситуациях, когда приемопередатчики находятся на небольшом расстоянии от трансиверов, применяется офисный AUI кабель. При изготовлении кабеля используются провода сечения AWG28. Максимальная длина кабеля – 16,5 метров. Он значительно тоньше стандартного кабеля, его диаметр около 0,7 см (0,26 inch), не имеет наружного экрана и по этой причине более гибкий.

Сопутствующие AUI кабелю соединители. AUI кабель всегда на своих концах заканчивается разъемами DB15 (“мама” со стороны трансивера и “папа” со стороны порта Ethernet). Использование любого другого типа разъема для кабеля AUI является нарушением спецификации IEEE 802.3.

Внешний вид разъемов DB15 и назначение его контактов приведен ниже.

	Номер контакта	Назначение	Номер контакта	Назначение
	1	Logic Ref	9	Collision -
	2	Collision +	10	Transmit -
	3	Transmit +	11	Logic Ref
	4	Logic Ref	12	Receive -
	5	Receive +	13	Power (+12 Vdc)
	6	Power Return	14	Logic Ref
	7	No Connection	15	No Connection
	8	Logic Ref

Рис.1. 2 Назначение контактов AUI кабеля

2.2. Coaxial Cable

В течении примерно десяти лет с момента появления сетей Ethernet, это был единственный тип кабелей, который применялся для создания ЛВС. В настоящее время он используется только для создания низкоскоростных сетей с шинной магистралью и в некоторых специальных случаях. При этом возможно применение только двух типов коаксиальных кабелей, которые получили название “тонкого” и “толстого”. То, что в реальной жизни не редко применяют коаксиальные кабели, не описанные ниже (утверждая, что сеть и так работает), ни чуть не означает, что их можно применять. Просто проблемы, вызванные не правильным применением кабелей приходится решать совсем другим людям.

2.1.Thick Coaxial Cable.

Толстый коаксиальный кабель, известный еще как “толстый”, “желтый” Ethernet или кабель 10BASE-5, это кабель с одной центральной жилой и несколькими слоями изолятора и экрана (см. рисунок) и имеющий волновое сопротивление 50 Ом.

Рис.1. 3 Структура "толстого" коаксиального кабеля

При использовании этого типа кабеля для организации магистрали ЛВС, приемо-передатчики подключаются к кабелю через определенные промежутки друг от друга (2,5 м или кратное этой цифре), а с помощью AUI-кабелей соединяют эти приемо-передатчики (трансиверы) с сетевыми устройствами.

По причине высокого качества экранирования, данный вид кабеля чрезвычайно устойчив к внешним электромагнитным излучениям (помехам). Из-за своих физических характеристик, связанных с диаметром (11 мм или 0,405 дюйма) и жесткостью, определяемой большим количеством защитных слоев кабеля толстый коаксиальный кабель наиболее приспособлен для создания магистрали коридорного типа, с последующим подключением к ней сетевых потребителей.

Правильно проложенный “толстый коаксиал” позволяет создать магистраль длиной 500м и обеспечить подключение 100 трансиверов.

Соединители, используемые при применении “Толстого” коаксиального кабеля. Если мы произнесли слова “толстый”, “классический” или “желтый” Ethernet, это однозначно ведет за собой использование соответствующих типов соединительных элементов. Если же нет, то это является нарушением спецификации 802.3.

Разъемы “толстого” Ethernet-а это разъемы N-типа. Их внешний вид представлен на рисунках ниже. Полный спектр соединителей представляет собой разъемы типа “папа” и “мама” (служат для соединения отрезков кабеля между собой и являются составной частью всех прочих соединителей), терминаторы (устанавливаются на каждом конце кабельного сегмента) и трансиверы, обеспечивающие подключение рабочих станций к кабельному сегменту. Не буду утверждать, что все типы разъемов при этом одинаковы, но те, которые мне приходилось видеть, не припаивались к кабелю, а накручивались на его экран (примерно как в нашей местности производится прокладка телевизионных кабельных сетей фирмой Eurocable).

Рис.1. 4 Соединители "толстого" коаксиального кабеля

Подключение трансивера к кабелю осуществляется с помощью неразрушающего метода, смысл которого заключается в том, что механическое подключение осуществляется посредством трех игл. Две иглы прокалывают кабель справа и слева от его жилы и обеспечивают контакт экрана присоединяемого трансивера с экраном кабеля. Центральная игла, имеющая защитную оболочку, исключающую контакт с экранирующей оболочкой, обеспечивает контакт между информационным проводом трансивера и жилой кабеля. Все же механическое обрамление трансивера призвано обеспечивать надежное “прокалывание” кабеля и сохранение контакта по завершению монтажа. Жаргонное название этого типа соединения – вампир. Соединение же трансивера с Ethernet-портом (как правило, сетевым адаптером рабочей станции) осуществляется посредством AUI кабеля.

Достоинством данного типа трансиверов является то, что они обеспечивают возможность подключения Ethernet-устройств без остановки ЛВС.

Рис.1. 5 Трансиверы "толстого" Etherneta

Существуют трансиверы, подключаемые в разрыв кабельного сегмента. В этом случае оно представляет трансивер, собранный с “кабелепрокалывателем” в виде единого устройства, имеющего два разъема типа “мама” для подсоединения к кабельному сегменту. При проведении работ по подключению трансиверов подобной конструкции ЛВС приходится останавливать.

2.2.2. Thin Coaxial Cable

Тонкий коаксиальный кабель, также известный как “тонкий” Ethernet, кабель RG-58, BNC или кабель 10BASE-2, имеет то же самое волновое сопротивление (50 Ом ), но значительно более худшие защитные характеристики, чем у кабеля “толстого” Ethernet-а, связанные с его конструкцией: его сердцевину представляет многожильный проводник, он имеет один медный плетеный экран (иногда дополнительно экран – фольгу). Однако, сопутствующие этим недостаткам достоинства привели к тому, что он получил большее распространение: он тоньше (6 мм), более гибкий чем толстый коаксиальный кабель, с ним проще проводить монтажные работы, можно без каких-либо трудностей подвести непосредственно к рабочему месту.

Правильно проложенный “тонкий коаксиальный кабель позволяет создавать сегменты сетей общей протяженностью в 185 метров (606.7 футов) и установить до 30-ти Т-connector-ов, обеспечивающих подключение пользователей ЛВС к кабелю. Т-connector-ы должны устанавливаться не ближе чем 0,5 м друг от друга.

Соединители “тонкого” Ethernet-а Для соединения сегментов кабеля в сетях, построенных по технологии 10BASE-2, применяются разъемы серии BNC. В их состав входят следующие виды соединителей:

• BNC-соединитель (BNC-connector, который устанавливается на конце каждого кабельного сегмента и собственно обеспечивающий подключение к кабелю BNC)

• T-соединитель (T-connector, используемый для подключения активного сетевого оборудования), BNC-баррел соединитель (BNC barrel-connector или I-connector, используемый для соединения сегментов кабеля между собой),

• BNC-терминатор (BNC-terminator, устанавливаемый на каждом конце сегмента и служащий для “гашения” сигнала, достигшего конца кабеля). Терминатор представляет BNC-коннектор, с установленным в его корпус резистором на 50 Ом .

Аббревиатура “BNC” означает British Naval Connector. На территории СНГ широко применяются для этих же целей отечественные разъемы серии СР, но они требуют пайки при монтаже и поэтому не так удобны, хотя и обеспечивают (на мой взгляд) лучшее качество соединения.

I-коннекторы используются для соединения кабельных сегментов друг с другом, но они не так распространены и известны, как Т-коннекторы, которые позволяют их использовать для двух целей: как соединению кабельных сегментов друг с другом, так и для подсоединения сетевых устройств к кабелю.

Рис.1. 6 Структура кабеля и соединителей "тонкого" Ethernet – а

2.3. Unshielded Twisted Pair (UTP) / Shielded Twisted Pair (STP)

С точки зрения потребителя собственно сам STP кабель отличается от UTP кабеля только наличием экранной оплетки. А если в составе кабеля присутствует еще и фольга, в его маркировке появляется буква “F”: FTP, SFTP кабели. Поэтому все приведенные ниже сведения одинаково характерны для всех кабелей, построенных на основе “витой пары”. Инсталлятору кабельной подсистемы, в отличие от рядового потребителя, приходится знать еще одно различие между UTP и STP кабелями: у них разное волновое сопротивление (100 и 120 W соответственно). Поэтому сращивание или соединение разных типов кабелей друг с другом не приведет ни к чему хорошему. На практике это означает ухудшение качества связи, приводящее к потери 50-75% пакетов в таком сегменте сети при применении технологии 10Base-T, а что получится при применении технологии 100Base-TX я не проверял.

Не экранированная витая пара или UTP-кабель, или кабель 10Base-T или еще “жаргоннее”: кабель категорий 3, 4 или 5 представляет собой кабель состоящий из свитых попарно проводов и уложенных в общую оплетку. Обычно кабель выпускается в виде 2-х, 4-х или 25-ти пар следующих сечений: 22, 24, или 26 AWG.

Кабель категории 3 имеет сечение 24 AWG и на частоте 10 MHz при температуре +20°С ослабление сигнала не превышает 98 dB/km.

Кабель категории 4 имеет сечение 22 и 24 AWG и на частоте 10 MHz при температуре +20°С ослабление сигнала не превышает 72 dB/km.

Кабель категории 5 имеет сечение 22, 24 или 26 AWG и на частоте 10 MHz при температуре +20°С ослабление сигнала не превышает 65 dB/km.

Особенность в распространении Ethernet-сигналов в UTP кабеле заключается в том, что сигнал передается в инвертированном виде по обоим жилам, составляющих пару. В этом случае, воздействующие на сигнал помехи, которые по своей природе однополярны, могут быть компенсированы при сложении прямого и инвертированного сигналов. Это способ осуществления помехозащищенности передаваемых данных на многопарном кабеле, не имеющем экранной оболочки.

UTP-кабелю присуще понятие “категория”. На сегодня существуют категории 3, 4 и 5 (про категорию “6” пока умолчим). Чем выше категория, тем и качество кабеля выше. Кабели категории “3” предназначены для передачи данных с частотой не выше 10 MHz, категории “4” - 16 MHz и категории “5” - 100 MHz.

Т.к. UTP-кабель имеет от четырех до восьми жил, необходимо соблюдать правила установки разъемов на концах этого кабеля. Эти правила основываются на цветовой маркировке пар и оформлены в виде стандарта EIA/TIA 568. Существуют две спецификации этого стандарта, получившие наибольшее распространение: EIA/TIA-568A и EIA/TIA-568B. Они рассматривают UTP кабель как набор четырех пар согласно рисунка, приведенного ниже. Правда с точки зрения физики распространения сигнала разницы между этими стандартами нет. Надо лишь придерживаться одной и той же цоколевки в пределах всего объекта. Если не использовать одну и ту же спецификацию в рамках всей кабельной подсистемы проекта, возможны проблемы, связанные с обслуживанием ЛВС. Реально это приведет к тому, что возникнет эксплуатационная путаница между патч-кордами прямого и кроссового соединения, что вызовет несовместимость кабельных сегментов и в конце концов приведет к фатальным последствиям.

Рис.1. 7 Использование пар UTP кабеля при применении стандартов EIA/TIA-568A и EIA/TIA-568B

Считается, что спецификация 568В была разработана с целью устранения некоторых проблем при совместном использовании в рамках одной кабельной подсистемы сетей Ethernet, Token Ring и телефонии. Она отличается местоположением проводов, составляющих пары 2 и 3, но не изменяет назначение пар в пределах кабеля. Если честно, то мне не понятно, какие проблемы помогла решить эта спецификация, но она применяется гораздо чаще, чем 568А.

Для того, чтобы упростить себе жизнь, имеет смысл приобретать пассивные компоненты ЛВС (например такие как патч-панели и розетки), поддерживающие оба стандарта. Большинство производителей предлагают компоненты, поддерживающие обе спецификации.

2/4-х парный кабель

Типичный UTP кабель имеет 4 пары проводов и поли-винил-хлоридную оболочку (PVC), однако существуют кабели и с двумя и с 25-ю парами проводов и с негорючими оболочками (обычно тефлоновыми). Если мы говорим об Ethernet-е, это вроде бы как и не существенно, однако, в случае применения, например, 2-х парного кабеля, Вы принципиально отказываетесь от возможности применения в перспективе целого ряда других сетевых технологий (100Base-T4, 100VG-AnyLAN, CDDI и т.п.), использующих в своей работе более двух пар проводов. Особенно большую ошибку Вы совершите, если будете монтировать сеть масштабов здания с помощью кабеля с количеством пар менее 4-х: во-первых, кабель стоит дешевле, чем работы по его прокладке, во-вторых, перекладывать кабель еще дороже, в–третьих, кабельная подсистема способна просуществовать не менее 10-15 лет, а за это время наверняка появятся новые компьютерные технологии и было бы жаль не иметь к ним доступа.

Оболочки каждой жилы кабеля (не зависимо от того, кто производитель) выкрашены в следующие цвета: оранжевый, зеленый, синий, коричневый, а также в эти цвета в сочетании с белым. Обычно это прерывистая линия в виде базового цвета, но иногда белая полоса наносится вдоль жилы кабеля. В ряде случаев приходится сталкиваться с кабелем, в котором отмаркированы только жилы с основными цветами, а четыре оставшиеся жилы имеют белый цвет изоляции. Постарайтесь не покупать такой кабель только по той причине, что с ним не очень удобно работать.

Пары идентифицируют по базовому цвету – синяя, зеленая, оранжевая, коричневая (blue, green, orange, brown). Стандарты 10 и 100Base-T используют две пары – оранжевую и зеленую, которые нумеруются как пары 2 и 3 (см. таблицу). А из приведенной ниже таблицы видно, почему различие в спецификациях 568А и 568В не существенно для стандартов 10/100Base-T (передающая и приемная пары просто меняются местами).

Рис.1. 8 Сопоставление сигналов в кабеле по стандартам EIA/TIA-568A и EIA/TIA-568B

Соединители, применяемые при монтаже UTP кабелей Основным разъемом, используемым при работе с UTP кабелем является разъем RJ45, рисунок которого приведен ниже. При всей простоте своей конструкции, этот вид разъема достаточно надежен и позволяет производить многократные переключения. Однако для работы с ним необходим специальный инструмент (для работы с коаксиальным кабелем можно обойтись без специального инструмента).

Рис.1. 9 Разъем RJ-45

Конструкция разъемов RJ-45 отличается в зависимости от типа применяемого кабеля: одножильный или многожильный. Однако это отличие затрагивает только конструкцию контактов разъема со стороны кабеля (см. ниже). Приемы монтажа разъма RJ-45 на кабель остаются прежними.

Рис.1. 10 Принципиальное отличие в конструкции контактов для работы с одножильным (слева) и многожильным (справа) кабелем

2.4. 25-ти парный кабель(Twenty-Five Pair Cable)

25-ти парный кабель – расширенная конструкция стандартного UTP кабеля. Он значительно более толстый, как правило имеет экран (я не встречал этого варианта кабеля без экрана). Т.к. работать с ним не удобно, он имеет достаточно ограниченное применение – как соединительный кабель между двумя коммутационными узлами, а также для обеспечения подключения много портовых активных сетевых устройств к патч-панелям внутри коммутационных шкафов.

Как и в четырех парном кабеле, провода 25-парного кабеля идентифицируются цветом. Базовый набор цветов следующий: фиолетовый, зеленый, коричневый, синий, красный, оранжевый, желтый, серый, черный и белый (violet, green, brown, blue, red, orange, yellow, gray, black, and white). Все провода в кабеле идентифицируются двумя цветами. Первый цвет является базовым цветом изоляции, второй - цветом узких полос, нанесенных на базовый цвет.

25 пар кабеля достаточно для того, чтобы обеспечить 12 соединений типа Ethernet. В качестве раъемов для оконцовки кабеля используются разъемы типа Telco, известные еще как разъемы типа RJ-21.

Цветовая маркировка (цоколевка) проводов для этого типа кабеля приведена в таблице:

Таблица 1 Маркировка кабеля RJ-21

Port Number	Wire Use	Wire Color	RJ21 Pin Number	In Number	Out Number
1	RX+	White/Blue	26	A1	B1
	RX-	Blue/White	1	A2	B2
	TX+	White/Orange	27	A3	B3
	TX-	Orange/Wite	2	A4	B4
2	RX+	White/Green	28	A5	B5
	RX-	Green/White	3	A6	B6
	TX+	White/Brown	29	A7	B7
	TX-	Brown/White	4	A8	B8
3	RX+	White/Gray	30	A9	B9
	RX-	Gray/White	5	A10	B10
	TX+	Red/Blue	31	A11	B11
	TX-	Blue/Red	6	A12	B12
4	RX+	Red/Orange	32	A13	B13
	RX-	Orange/Red	7	A14	B14
	TX+	Read/Green	33	A15	B15
	TX-	Green/Red	8	A16	B16
5	RX+	Red/Brown	34	A17	B17
	RX-	Brown/Red	9	A18	B18
	TX+	Read/Gray	35	A19	B19
	TX-	Gray/Red	10	A20	B20
6	RX+	Black/Blue	36	A21	B21
	RX-	Blue/Black	11	A22	B22
	TX+	Black/Orange	37	A23	B23
	TX-	Orange/Black	12	A24	B24
7	RX+	Black/Green	38	A25	B25
	RX-	Green/Black	13	A26	B26
	TX+	Black/Brown	39	A27	B27
	TX-	Brown/Black	14	A28	B28
8	RX+	Black/Gray	40	A29	B29
	RX-	Gray/Black	15	A30	B30
	TX+	Yellow/Blue	41	A31	B31
	TX-	Blue/Yellow	16	A32	B32
9	RX+	Yellow/Orange	42	A33	B33
	RX-	Orange/Yellow	17	A34	B34
	TX+	Yellow/Green	43	A35	B35
	TX-	Green/Yellow	18	A36	B36
10	RX+	Yellow/Brown	44	A37	B37
	RX-	Brown/Yellow	19	A38	B38
	TX+	Yellow/Gray	45	A39	B39
	TX-	Gray/Yellow	20	A40	B40
11	RX+	Violet/Blue	46	A41	B41
	RX-	Blue/Violet	21	A42	B42
	TX+	Violet/Orange	47	A43	B43
	TX-	Orange/Violet	22	A44	B44
12	RX+	Violet/Green	48	A45	B45
	RX-	Green/Violet	23	A46	B46
	TX+	Violet/Brown	49	A47	B47
	TX-	Brown/Violet	24	A48	B48
Unused Pair	N/A	-	25	N/A	N/A
	N/A	-	50	N/A	N/A

Соединители 25-партного кабеля (RJ21 -Telco). При работе с 25-ти партным кабелем используются уже известные соединители RJ-45, а также широко используемые в телефонии разъемы Telco (см. рис. 1.11. и рис. 1.12.).

Рис.1. 11 Разъем RJ-21 ( "Telco"). Внешний вид.

Рис.1. 12 Разъем RJ-21 ("Telco"). Цоколевка.

Т.к. этот вид разъема очень компактный и позволяет на небольшой площади организовать 12 Ethernet-портов, он нашел широкое применение для организации много портовых устройств. Как вид разъема он распространен значительно меньше, чем разъем RJ45, ибо сопутствующий ему кабель значительно менее удобен в эксплуатации, чем обычный UTP. Цоколевка этого вида разъема также стандартизирована EIA/TIA по спецификации 568A (см. таблицу выше).

Не забывайте, разъем RJ-21 выпускается с тремя типами рубашки: "правым", "левым" и "центральным" (на Рис.1. 11 Разъем RJ-21 ( "Telco"). Внешний вид.) заходом кабеля. На практике наиболее удобен "центральный" вариант. В этом случае кабели не мешают установке разъемов на оборудование, особенно, когда их 4 и более на одном модуле..