výběr kabelů je klíčovou součástí návrhu sítě. Požadovaná rychlost přenosu dat, náklady a vzdálenost určují rozsah možností pro každé připojení. Některá připojení vyžadují zřejmou možnost kabelu. Ale jiní si mohou vybrat z řady možných výběrů.
síťové služby, jako je sdílení souborů, přístup k internetu, tisk a e-mail, jsou dodávány koncovým uživatelům prostřednictvím síťové infrastruktury. Tato infrastruktura obvykle zahrnuje přepínače, směrovače a-což vše podporuje-síťovou kabeláž, jednu z nejstarších a nejdůležitějších součástí síťové architektury.
rychlá historie síťových kabelů
digitální komunikace není úplně nový nápad. V roce 1844 poslal Samuel Morse zprávu 37 mil-z Washingtonu, D. C., do Baltimoru-pomocí svého vynálezu The telegraph. To se může zdát jako daleko od současných počítačových sítí, ale principy jsou stejné.
Morseova abeceda je typ binárního systému, který používá tečky a pomlčky v různých sekvencích k reprezentaci písmen a čísel. Moderní datové sítě používají jedničky a nuly k dosažení stejného výsledku.
velký rozdíl mezi tím je rychlost přenosu dat. Telegrafní operátoři z poloviny 19. století mohli přenášet možná čtyři nebo pět teček a pomlček za sekundu. Počítače nyní mohou komunikovat rychlostí až 100 Gbps-nebo, jinak řečeno, 100 000 000 000 samostatných jedniček a nul každou sekundu.
ačkoli telegraf a teletypewriter byly předchůdci datové komunikace, počítače pokročily se stále rostoucími rychlostmi. Tento pokrok vedl k vývoji rychlejších síťových zařízení. V tomto procesu byly vyžadovány kabely s vyšší specifikací a připojovací hardware.
podívejme se na hlavní typy síťové kabeláže a různé možnosti dostupné s těmito kabely.
koaxiální kabel
koaxiální kabel nebo koaxiální kabel je jednou z možností síťové kabeláže. Vnitřní vodivé jádro je obklopeno vodivou, stínící vrstvou. Tato stínící vrstva je pak obklopena vnější ochrannou vrstvou.
jádro, které nese signály, je pevná měď, ocelový kabel stíněný mědí nebo pletená měď. Jádro a vodivé štíty pracují v diferenciálním režimu, aby se zabránilo jak emisi elektromagnetického rušení, tak vniknutí vnějšího rušení.
Coax má dlouhou historii. V polovině 19. století byl používán pro podmořskou kabeláž. Dnes se používá v široké škále aplikací, včetně rezidenčního širokopásmového připojení, telefonních linek a připojení k rozhlasovým a televizním vysílacím stanicím.
v datových centrech se koaxiální kabel často používá pro připojení optických kanálů mezi servery a diskovými jednotkami. Jeho odolnost vůči elektrickému hluku je cenná v hlučném prostředí, jako jsou průmyslová zařízení.
vývoj Ethernetu
první ethernetový standard používal koaxiální kabeláž. Ethernet byl vyvinut v polovině 70. let Robertem Metcalfeem a Davidem Boggsem ve Výzkumném centru Palo Alto Xerox v Kalifornii. V roce 1979 Digital Equipment Corp. a Intel spojily své síly s Xeroxem, aby standardizovaly systém Ethernet. První specifikace těchto tří společností, nazvaná Ethernet Blue Book, byla vydána v roce 1980. To bylo také známé jako standard DIX, po iniciálech společností.
tento standard požadoval rychlost až 10 Mbps – 10 Mbps se rovná 10 milionům jedniček a nul za sekundu. Standard Ethernet se spoléhal na velký koaxiální páteřní kabel běžící v celé budově, s menšími koaxiálními kabely odpojenými v intervalech 2,5 metru (m) pro připojení k pracovním stanicím. Větší koaxiální kabel, který byl obvykle žlutý, se stal známým jako silný Ethernet nebo 10Base-5.
níže je uveden rozpis termínu 10Base-5:
10 odkazuje na rychlost-10 Mbps.
Base odkazuje na systém základního pásma. Základní pásmo využívá veškerou šířku pásma pro každý přenos. Naproti tomu širokopásmové připojení rozděluje šířku pásma na samostatné kanály, které se používají současně.
5 označuje maximální délku kabelu systému-v tomto případě 500 m.
v roce 1983 vydal Institut elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE) oficiální standard Ethernet. To bylo nazýváno IEEE 802.3, za názvem pracovní skupiny odpovědné za její rozvoj.
verze 2, IEEE 802.3 a, byla vydána v roce 1985. Tato druhá verze je běžně známá jako tenký Ethernet nebo 10Base-2. V této verzi je maximální délka 185 m, i když 2 naznačuje, že by měla být 200 m. Od roku 1985 byly zavedeny různé standardy Ethernet.
kabel Twinax
kabel Twinax je podobný koaxiálnímu kabelu, ale místo jediného jádra se jádro twinax skládá ze dvou vodičů. Twinax nese vysokou přenosovou rychlost Ethernet za nižší cenu než vlákno.
pasivní twinax podporuje připojení na krátké vzdálenosti. Aktivní twinax obsahuje komponenty, které zvyšují sílu signálu, což umožňuje připojení na delší vzdálenosti.
kabely Triax a quadrax
kabely Triax a quadrax jsou také podobné koaxiálním kabelům. Nejčastěji se používají pro televizní připojení, ale mohou také přenášet Gigabit Ethernet.
jádro triax je podobné koaxiálnímu, ale má další izolační vrstvu a stínící vrstvu. Jádro quadrax má čtyři jednotlivé vodiče. Triax i quadrax mají navíc izolační a stínící vrstvy, které umožňují přenos dalších signálů nebo přenášení energie.
schéma různých typů síťových kabelů
kroucený pár
původně vynalezl Alexander Graham Bell pro přenos telefonních signálů, kabelová kabeláž s krouceným párem je nejčastější volbou pro síťovou kabeláž.
kroucený pár používá měděné dráty, které jsou, jak název napovídá, zkroucené dohromady ve dvojicích. Efekt zkroucení každého páru v kabelech zajišťuje, že jakékoli rušení prezentované nebo zachycené na jednom kabelu je zrušeno partnerem kabelu, který se otáčí kolem počátečního kabelu. Kroucení obou vodičů také snižuje elektromagnetické záření emitované obvodem.
kroucená párová kabeláž je dodávána ve dvou typech:
stíněný kroucený pár (STP)
nestíněný kroucený pár (UTP)
stíněný kroucený pár
v STP jsou měděné dráty nejprve pokryty plastovou izolací. Kovový štít, který se skládá z kovové fólie nebo opletení, obklopuje svazek izolovaných párů. Pokud je elektromagnetické záření vážným problémem, každý pár vodičů může být kromě vnějšího štítu Samostatně stíněn. Toto je známé jako fólie kroucený pár (FTP).
10 Mbps a 100 Mbps používají pro přenos Ethernetu dva páry kabelů. Gigabitová propustnost vyžaduje použití všech čtyř párů.
nestíněný kroucený pár
UTP kabel je nejoblíbenějším typem síťového kabelu. Je snadné s ním pracovat, instalovat, rozšiřovat a odstraňovat problémy. Kabely UTP obvykle obsahují čtyři páry měděných drátů, přičemž každý pár obsahuje dva dráty zkroucené dohromady. Tyto páry jsou pokryty plastovou izolací. Nemají žádné stínění a mají pouze vnější plášť.
většina kategorií kroucených párových kabelů je k dispozici jako UTP. Některé novější kategorie jsou však k dispozici také v kombinacích stíněných, fólie stíněné a nestíněné.
Kategorie kroucených párových kabelů
Americký Národní institut pro normalizaci a Mezinárodní elektrotechnická komise, součást mezinárodní organizace pro normalizaci, zavedly řadu norem nebo kategorií pro kroucené páry. Kategorie 1, nebo Cat1, a Cat2 nebyly oficiálně standardizovány, ale de facto se standardy vyvíjely v průběhu času. V současné době je k dispozici osm kategorií kabelů.
tyto kategorie specifikují Typ měděného drátu a konektorů. Číslo – 1, 3, 5 a tak dále-odkazuje na revizi specifikace a na počet zákrutů uvnitř drátu-tj.
Cat1
Cat1 se obvykle používá pro telefonní drát a hlasovou komunikaci. Tento typ drátu není schopen podporovat provoz počítačové sítě a není zkroucený.
telekomunikační společnosti mohou používat Cat1 k poskytování integrovaných služeb digitální sítě a služeb veřejné telefonní sítě. V takových případech se kabeláž mezi webem zákazníka a sítí telekomunikačního operátora provádí pomocí kabelu typu Cat1. Cat1 se nyní také používá pro některé sítě IoT s nízkou přenosovou rychlostí.
Cat2
Cat2 kabely jsou SPECIFIKACE síťového drátu, pomocí čtyř párů kroucených měděných vodičů. Tyto typy vodičů mohou podporovat počítačovou síť a telefonní provoz. Cat2 se používá hlavně pro token ring sítě a podporuje rychlosti až 4 Mbps. Pro vyšší rychlosti sítě-100 Mbps nebo vyšší-musí být použita Cat5e nebo vyšší.
Cat3
Cat3 kabely jsou čtyři páry kroucených měděných drátů. Cat3 byl použit pro podporu počáteční 10 Mbps Ethernet, typicky pro token ring sítě. Ačkoli rychlosti 10 Mbps jsou téměř zaniklé, některé nasazení stále používají Cat3.
použijte tento graf k porovnání různých kategorií kroucených párových kabelů.
cat4
cat4 kabely jsou čtyři páry kroucených měděných drátů. Stejně jako u kabelů Cat3 se Cat4 používá pro sítě tokenů. Zatímco Cat3 poskytuje podporu maximálně 10 Mbps, Cat4 posunula limit až na 16 Mbps. Obě kategorie mají limit délky 100 m. Cat4 není široce používán.
Cat5 a Cat5e
CAT5 kabely jsou čtyři páry kroucených měděných drátů. Cat5 má více zákrutů na palec než Cat3, takže může běžet při vyšších rychlostech a větších délkách.
populárnější drát Cat5 byl do značné míry nahrazen specifikací Cat5e. Cat5e poskytuje vylepšenou specifikaci přeslechů, což jí umožňuje podporovat rychlosti až 1 Gbps.
UTP-Cat5e je jedním z nejpopulárnějších UTP kabelů. Nahradil staré koaxiální kabely, které nebyly schopny držet krok s neustále rostoucí potřebou rychlejších a spolehlivějších sítí. Cat5e je celosvětově nejpoužívanějším typem specifikace síťové kabeláže a je nákladově efektivní. Na rozdíl od kategorií kabelů, které následují, je odpouštějící, když nejsou splněny pokyny pro ukončení a nasazení kabelů.
Cat5 a Cat5e jsou široce používány jak pro 10 Mbps, tak pro 100 Mbps Ethernet.
Cat6 a Cat6a
Cat6 wire byl původně navržen pro podporu gigabitového Ethernetu, i když jiné standardy umožňují gigabitový přenos přes kabel Cat5e. Cat6 je podobný drátu Cat5e, ale obsahuje fyzický oddělovač mezi čtyřmi páry pro další snížení elektromagnetického rušení.
žádný typ kabelu není vhodný všude.
Cat6 může podporovat rychlosti 1 Gbps pro délky až 100 m. podporuje také 10 Gbps pro délky až 55 m. Používá frekvence šířky pásma až 250 MHz.
při instalaci nových kabelů Cat6 je důležité si uvědomit, že všechny komponenty kabeláže-konektory, propojovací panely, propojovací kabely a podobně-musí být certifikovány Cat6. To vyžaduje, aby síťoví profesionálové byli opatrní při správném ukončení konců kabelů. Organizace provádějící instalace pomocí kabeláže Cat6 by měly požádat o důkladnou zprávu o zkoušce pomocí certifikovaného kabelového analyzátoru, aby bylo zajištěno, že instalace byla provedena podle pokynů a norem Cat6.
v roce 2009 byl Cat6a zaveden jako kabel s vyšší specifikací, který nabízí lepší imunizaci od přeslechy a elektromagnetického rušení. Nabízí lepší šířku pásma pomocí frekvencí až 500 MHz, Podporuje 10 Gbps a má délku kabelu až 100 m.
Cat7
Cat7 je SPECIFIKACE měděného kabelu navržená pro podporu rychlostí 10 Gbps v délkách až 100 m. k dosažení tohoto cíle používá kabel FTP pro čtyři jednotlivě stíněné páry plus další stínění kabelu pro ochranu signálů před přeslechy a elektromagnetickým rušením.
vzhledem k extrémně vysokým přenosovým rychlostem musí být všechny komponenty používané při instalaci síťové kabeláže Cat7 certifikovány Cat7. To zahrnuje patch panely, propojovací kabely,konektory a konektory RJ-45. Absence součástí certifikovaných Cat7 sníží celkový výkon a povede k selhání jakýchkoli certifikačních testů Cat7 – například pomocí kabelového analyzátoru – protože výkonnostní standardy Cat7 s největší pravděpodobností nejsou splněny.
Cat7 se obvykle používá v datových centrech pro páteřní připojení mezi servery, síťovými přepínači a paměťovými zařízeními.
Cat8
Cat8 je novější Kategorie kabeláže s kroucenými páry, která lépe konkuruje rychlosti a rozsahu optických vláken. Má maximální přenosovou rychlost 40 Gbps a používá konektory RJ-45. Využívá frekvenci 2 GHz-nebo 2 000 MHz -, což je nárůst z 600 MHz Cat7.
kabely Cat8 se obvykle používají v prostředích datových center. Jsou zpětně kompatibilní s předchozími standardy a podporují Power over Ethernet (PoE).
PoE eliminuje potřebu vést samostatný napájecí kabel k zařízením, jako jsou přístupové body instalované na stropě. Pro nízké rychlosti přenosu dat, kabely PoE napájejí pomocí párů, které Ethernet nepotřebuje. Pro vyšší rychlosti, kde se používají všechny čtyři páry, Poe přidává stejnosměrný proud do vodičů nesoucích signál, aniž by zasahoval do signálů.
optický kabel
datové rychlosti se v celé síti zvýšily a v některých případech je optická vlákna jedinou možností. Zatímco kabely s krouceným párem Cat8 mohou nést až 40 Gbps dat, fiber podporuje rychlost přenosu dat až 400 Gbps. V současné době probíhají práce na testování 800 Gbps.
kabely z optických vláken se skládají z tenkého optického vlákna obklopeného opláštěním. Opláštění je vyrobeno ze skla, které je méně čisté než jádro a má nižší index lomu než jádro. Rozdíl v indexech lomu způsobuje, že se světlo odráží na hranici. Další vrstvy, jako je vyrovnávací vrstva a vrstva pláště, obklopují plášť, aby zvýšily pevnost a chránily kabel před poškozením.
vlákno má nízkou chybovost. Síťová data jsou zakódována ve světelném paprsku. Na rozdíl od kabelů s kroucenými páry světelný paprsek nevytváří ani není ovlivněn elektronickým rušením. Kromě toho lze multiplexovat více frekvenčních datových toků přes jedno vlákno, aby se zvýšila celková rychlost přenosu dat.
Multimode fiber vs. single-mode fiber
typy vláken se liší průměrem vlákna. Multimodové optické vlákno se pohybuje od 50 mikronů do 100 mikronů (10-4 m). V jednomodovém kabelu má optické vlákno průměr pouze 8 mikronů až 10,5 mikronů.
Multimodový kabel je levnější na výrobu a instalaci než jediný režim, ale je omezen přenosovou rychlostí a vzdáleností. Zatímco multimode může nést 100 Gbps na 150 m, single mode může nést 400 Gbps až na 10 kilometrů a nižší sazby pro další vzdálenosti.
výkon se liší mezi multimodovým a jednomodovým vláknem kvůli tomu, jak světlo prochází každým. Větší vlákno použité v multimode způsobuje, že světelný paprsek se odráží od hranice vlákna a opláštění ve strmějším úhlu než tenčí jádro v jediném režimu. Tenčí jádro jednoho režimu způsobuje, že vzdálenost mezi odrazy je menší. Když jsou odrazy častější, ztráty jsou na hranici větší.
žádná volba není trvalá
žádný typ kabelu není vhodný všude. Pro každou aplikaci je třeba vzít v úvahu podporované rychlosti přenosu dat, instalované náklady a budoucí přiměřenost. Faktorem by měly být také průběžné náklady na údržbu.
nezapomeňte, že žádná volba není trvalá. Stejně jako organizace pravidelně nahrazují servery a pracovní stanice, mohou přehodnotit svůj výběr technologie připojení pro každou aktualizaci sítě.
Leave a Reply