Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
СТРУКТУРОВАНІ КАБЕЛЬНІ СИСТЕМИ.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2008
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Системи та мережі передавання даних
Група:
КС
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра КСА
Звіт
про виконання лабораторної роботи №3
З дисципліни: “СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ”
На тему: СТРУКТУРОВАНІ КАБЕЛЬНІ СИСТЕМИ
Виконала:
ст. гр. КС-4
Львів-2008
Мета роботи – ознайомитись з принципами побудови структурованих кабельних систем (СКС), стандартами, які визначають всі вимоги для їх побудови та набути практичні навики при проектуванні СКС.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
СКС, основні положення. Історичні відомості.
До моменту появи СКС практично всі розробники мережних технологій розробляли продукти, що використовували специфічний тип кабеля та специфічний тип з'єднувача, властиві лише даній мережевій технології. Процес міграції при цьому від одної технології до іншої передбачав викидання усієї існуючої кабельної проводки і побудови нової проводки на її місці, яка часом могла коштувати дорожче, ніж саме мережеве обладнання.
Інші витрати, що стосувалися класичних (неструктурованих) кабельних систем, були пов'язані з витратами на переміщення, зміни чи доповнення цих систем після їх первинної установки. Проблеми, описані вище, є загальні для усіх неструктурованих монтажних систем.
У сучасному приміщенні кабельна система є основою інформаційної інфраструктури. Вона об'єднує всі пристрої, між якими відбувається обмін даними і сигналами. У процесі розвитку кабельна система будівлі пройшла шлях від хаотичного нагромадження проводок, що забезпечують функціонування всіляких служб, до структурованих кабельних систем (СКС), побудованих на базі відкритої архітектури. І особливу роль в формуванні ринку СКС зіграли локальні обчислювальні мережі (LAN). СКС зокрема забезпечують функціонування більшості підсистем будівлі, таких як підсистеми моніторингу і управління мікрокліматом, LAN, телефонних мереж, колекторів телевізійних сигналів, систем управління ліфтами, служби часу, моніторингу доступу, системи пожежної сигналізації. Ми зупинимося тільки на підсистемі LAN.
Основні стандарти, на основі яких будуються СКС
Стандарти окабелювання: відіграють суттєве значення для кабельних систем- забезпечення структури кабельної системи, незалежної від застосувань; наявність попереднього окабелювання будинку, коли вимоги застосувань ще невідомі; встановлення мінімальних вимог до виконання і стандартних інтерфейсів для підтримки поточних і майбутніх продуктів.
В липні 1991р. Асоціацією електронної промисловості (ЕІА) був запропонований перший стандарт для побудови телекомунікаційних кабельних систем під назвою EIA/TIA-568 (“Телекомунікаційний стандарт для будівель комерційного призначення”). Стандарт визначає мінімальні вимоги щодо телекомунікаційного монтажу всередині будинків включно з телекомунікаційними входами і між будинками в кампусі. Він визначає систему монтажу з рекомендованою топологією і рекомендованими відстанями. Він окреслює середовища за параметрами, які визначають властивості та особливості з’єднувачів та призначення їх контактів для забезпечення здатності до взаємних з’єднань.
У cерпні 1991р. був опублікований Бюлетень Технічних Систем TSB-36 з технічними умовами для кабелів UTP вищих категорій (Cat 4, Cat 5) . У cерпні 1992р. був опублікований бюлетень TSB-40, який передбачає кросове обладнання для UTP-кабелів вищих категорій. У cічні 1994р. TSB-40 був виправлений на TSB-40A з метою забезпечення використання UTP-патчкордів, і, для пояснення вимог до випробування модульних гнізд UTP.
У липні 1991р. стандарт EIA/TIA-568 був замінений на стандарт EIA/TIA-568A (“Телекомунікаційний стандарт для будівель комерційного призначення”). Цей стандарт вважається основним при проектуванні і побудові СКС і він включає або удосконалює технічні вимоги EIA/TIA TSB 36, TIA/EIA TSB 40 і TIA/EIA TSB 40A щодо додаткових специфікацій для UTP категрій 3, 4, 5 і сумісного з ними з’єднувального обладнання. Кабелі та з’єднувальне обладнання для категорій 1 і 2 не є частиною цього стандарту. Цей стандарт включає і вдосконалює технічний вміст чернетки TSB 53, який охоплює додаткові специфікації для кабелів STP з характеристичним опором 150 Ом і для відповідних з’єднувачів. Цей документ має першість перед технічним змістом TSB 36, TSB 40, TSB 40A і TSB 53. Включена нова специфікація для 62.5/125 мкм оптичного волокна і одномодових оптичних кабелів, з’єднувачів і кабельної практики. TSB 36, 40. 40A і 53 всі замінені цим документом, оскільки він містить додаткові специфікації і методи тестування, важливі для користувачів, виготовлювачів і тестування.
Також слід зазначити ще ряд промислових стандартів, які доповнюють вказані вище стандарти і подають правила проектування та встановлення кабельних систем: ANSI/TIA/EIA 569 (“Стандарт для телекомунікаційних магістралей і приміщень у будівлях комерційного призначення”), ANSI/TIA/EIA 606 (“Стандарт адміністрування телекомунікаційною інфраструктурою в будинках комерційного призначення”), ANSI/TIA/EIA 607 (“Вимоги до заземлення і під’єднання до нього для телекомунікацій в будівлях комерційного призначення”), TIA TSB-67 (“Специфікація характеристик передачі для польового тестування кабельних систем типу неекранованої скрученої пари”).
Організація ISO на даний момент розробляє міжнародний стандарт ISO/IEC 11801 (“Generic cabling for customers premise cabling”).
Розглянемо основні положення стандарту EIA/TIA-568A. Він описує телекомунікаційні кабельні системи для застосувань у будинках та групах близько розташованих будинків (кампусах) на площах до 1 млн. кв. м і при кількості користувачів до 50000. Основні риси цього стандарту полягають у тому, що він описує: передавальні середовища, які одинаково підводяться до всіх робочих станцій незалежно від застосувань; ієрархічну зіркоподібну топологію; специфікації експлуатаційних характеристик компонент; обмеження на відстані при проектуванні систем і вимоги до кабелів для горизонтального і магістрального окабелювання.
EIA/TIA-568A встановлює: мінімальні вимоги до телекомунікаційного окабелювання всередині офісного оточення; рекомендовані топологію та відстані; параметри середовищ з визначеними характеристиками; призначення провідників та контактів для забезпечення можливостей взаємного з’єднання.
Стандартом EIA/TIA-568A визначаються вимоги та параметри для шести складових СКС, а також специфікації кабелів та роз’ємів, які будуть розглянуті в наступних параграфах.
Основні фізичні компоненти СКС
1.3.1. Кабелі
Сучасні СКС є вельми складним комплексом, до складу якого входить всіляке активне і пасивне обладнання. В даній роботі зупинимося лише на пасивному обладнанні, такому як кабелі та кросове обладнання.
В СКС можуть використовуватися кабелі декількох типів:
коаксіальний;
вита пара (екранована і неекранована);
оптоволоконний (Fiber Optic Cable) (FOC).
Коаксіальний кабель майже зовсім витіснений з локальних мереж витою парою. Проте він може використовуватися для прийому телесигналів або, скажімо, для доступу до Internet.
Таблиця 1. Типи кабелів і максимальні відстані в магістралі
Примітка: Максимальні довжини магістральних кабелів залежать від застосування. Відстань 90 м для STP вживається для застосувань із спектральною шириною смуги від 20 Мгц до 300 Мгц. Відстань 90 м для UTP вживається для спектральної ширини смуги 5 Мгц - 16 Мгц для категорії 3, 10 Мгц- 20 Мгц для категорії 4 і 20 Мгц - 100 Мгц для категорії 5.
Системи з нижчими швидкостями передачі даних (IBM 3270, AS 400) та асинхронні (RS232, 422, 423 і т.п.) можуть діяти через середовища STP або UTP на значно більших відстанях (типовими є відстані до 330 м). Реальна відстань залежить від типу системи, швидкості передачі даних, специфікацій виробників для системної електроніки та застосованих системних компонент (симетризатори, адаптери, перехідники між лініями тощо).
В STP-кабеля сам кабель і кожна пара вміщені в захисний екран. Кабель STP 1, що використовується в мережах IBM Token Ring, характеризується смугою пропускання 300 MHz, цілком достатньою для підтримки сучасних прикладних задач. Основними його недоліками є висока вартість, складність прокладки, заземлення і з'єднання з кросовим обладнанням. Сьогодні, правда, існує "полегшений варіант" STP – вита пара з захисною оболонкою з фольги (Screened Twisted Pair (ScTP), або Foil Twisted Pair (FTP)). Вона більш завадостійка і забезпечує смугу пропускання 300 MHz.
UTP-кабель містить чотири виті пари. Аж до вересня 1997 р. існувало тільки п'ять категорій кабеля типу UTP. Кабель категорії 1 і 2 взагалі не придатний для цифрових технологій передачі даних. Категорії 3 і 4 підтримують дуже низьку для сучасних додатків частоту, а по вартості практично не відрізняються від UTP 5, смуга пропускання якого становить 100 MHz.
Кабель UTP 5 виявився вельми вдалим продуктом і дозволив без проблем перейти на технологію Fast Ethernet. У зв'язку з симплексним характером обміну даними (одна пара - для прийому і одна - для передачі) для нього сертифікувалися тільки два параметри. Це погонне затухання (Attenuation) і перешкоди на ближньому (відносно передавача) кінці лінії (Near-End CrossTalk) (NEXT), що викликаються високим рівнем вихідного сигналу по відношенню до вхідного (див. рис. 1). Ситуація радикально змінилася з появою стандарту 802.3 ab (1000Base-T), або Gigabit Ethernet по мідному кабелю. В гігабітовій технології істотним виявляється вплив передавача на приймач на дальньому відносно передавача кінці лінії - Far-End CrossTalk (FEXT). Це є наслідком багатопарної двонаправленої передачі (див. рис. 2). Ще один ефект, що виявляється при одночасній передачі по декількох парах, зумовлений неоднаковим часом поширення сигналу від передавача до приймача по різних парах. Він називається перекосом затримки (delay skew) і може вплинути істотним чином на правильність збору даних.
Рис.2 Перешкоди на дальньому (відносно передавача) кінці лінії (FEXT)
Рис.1 Перешкоди на ближньому (відносно передавача) кінці лінії (NEXT)
Отже, особливості технології 1000Base-T передбачають, що чотирипарна проводка UTP 5, крім стандартних для цього типу кабеля характеристик, повинна задовольняти вимогам до ряду інших електричних параметрів, вплив яких стає істотним при двонаправленій багатопарній передачі. Це спричиняє необхідність випробування проводки, що є, перед здійсненням переходу на стандарт 1000Base-T. При розгортанні гігабітної мережі на заново встановлюваній проводці Gigabit Ethernet Alliance рекомендує використати UTP 5e (Class D) (enhanced), яка виготовляється у відповідності з вимогами стандарту 1000Base-T.
Поправки до специфікації TIA/EIA-568A, які описують вимоги до кабеля UTP 5e (TIA/EIA-568A-5), були затверджені в кінці 1999 р. Однак ще у вересні 1997 р. підкомітет JTC 1/SC25 ISO/IEC ухвалив рішення про введення двох нових класів кабельного обладнання. До категорії 6 (UTP 6/Class Е) відноситься неекранована або із загальним екраном з фольги вита пара з граничною частотою 200 MHz, а категорія 7 (UTP 7/Class F) -- кабель з екрануванням як окремих пар, так і загальним екраном, здатний підтримувати частоту 600 MHz.
Оптоволоконний кабель виробляється двох основних типів: одномодовий і багатомодовий. Діаметр серцевини одномодового волокна становить 8,5 мкм, а відбиваючої оболонки - 125 мкм. По такому кабелю може розповсюджуватися без істотного затухання світлова хвиля дуже вузького діапазону частот (одна мода). При використанні лазерних передавачів відстань між вузлами досягає 50 км. Діаметр серцевини багатомодового волокна - 50 або 62,5 мкм. По такому кабелю можуть передаватися світлові хвилі декількох частот (мод). Максимальна відстань між вузлами досягає 2 км. Інформаційна місткість оптоволоконних каналів дуже висока, однак їх широкому поширенню перешкоджає трудомісткість монтажу, а також висока вартість самого кабеля і мережевих пристроїв.
1.3.2. Кросове обладнання
Кросове обладнання є центральним компонентом СКС з точки зору топології, саме до нього сходяться всі канали. Воно забезпечує комутацію проводки з портами активного мережевого обладнання (концентраторів, комутаторів, тощо). Добре спроектована кросова система дозволяє підключити практично будь-який вузол до потрібного сегменту або підмережі без його фізичного перенесення, або виконання додаткових робіт по прокладці кабеля і, навпаки, встановити робочу станцію в будь-якому місці, залишаючи її в тому ж фізичному сегменті.
Комутація портів може виконуватися механічно (вручну) або електронним способом. У разі механічної комутації потрібно розрізняти комутаційні панелі (patch panels) і кросові панелі (cross-connect panels). До перших постійно приєднані тільки кабелі, що йдуть до робочих місць, а активне обладнання підключається за допомогою з'єднувальних шнурів (patch cord). До других постійно підключені також порти активного обладнання, а перемикання виконується за допомогою кросування, тобто перенесення кросувального шнура.
Електронний кросовий комутатор називається комутаційною матрицею (switch matrix). З одного боку матриці підключаються порти активних мережевих пристроїв, а з іншого - проводка від робочих місць користувачів. Не треба плутати кросовий комутатор з комутатором для локальної мережі. У функції першого входить лише забезпечення фізичного з'єднання порта на одній стороні матриці з портом на іншій її стороні.
ЗАВДАННЯ
Ознайомитись зі стандартами, які використовуються при проектуванні, побудові та тестуванні СКС.
Вивчити шість основних компонентів СКС, їх ролі та характеристики.
Ознайомитись з особливостями проектування СКС. Придумати свій приклад такої мережі. Для даного прикладу зобразити структурну схему СКС із зазначенням усіх необхідних компонент, місце їх розташування. Обґрунтувати переваги СКС. Обґрунтувати своє рішення, аргументуючи необхідною кількістю портів підключення, їх місцем розташування, тощо.
Освоїти весь теоретичний матеріал по СКС. Вміти відповідати на питання викладача.
Cтруктура мережі кафедри КСА і її зображення на структурній схемі, зазначивши: пасивне обладнання та активне обладнання, типи LAN-технологій, що застосовуються.
Висновок:Виконавши дану лабораторну роботу,я ознайомилась з принципами побудови структурованих кабельних систем (СКС), стандартами, які визначають всі вимоги для їх побудови та набутла практичні навики при проектуванні СКС.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора