Кабельные системы для передачи данных,
звука и видео
Глава 1. История систем телекоммуникации
История систем телекоммуникации насчитывает не более 150 лет, от разработки действующего телеграфа до современных волоконных и спутниковых сетей, охватывающих весь мир. Технологии обычно существуют задолго до практического ввода их в повседневное использование. Часто до того, как открытие войдет в широкое употребление, проходит двадцать — тридцать лет, хотя сейчас, кажется, проходит лишь несколько месяцев, и чудо техники становится предметом первой необходимости в домашнем хозяйстве. Сейчас скорость изменений, по-видимому, гораздо выше той, которая была на заре эры телекоммуникаций.
В какой-то момент, вскоре после того как Стефен Грей (Stephen Gray) продемонстрировал, что нить способна проводить электрический заряд, люди задумались о том, что сообщения можно было бы посылать электрическим путем. Нить заменили проволокой, а открытие принципов электромагнетизма, сделанное Хансом Кристианом Эрстедом (1819), и открытие гальванического элемента (который теперь называют батареей), сделанное Алессандро Вольта (1820), способствовали закладке теоретических основ телеграфа.
К этому времени разработка телеграфа производилась независимо на трех континентах, но только в 1837 году был получен первый патент на средство связи. Кук (Cooke) и Уитстоун (Wheatstone) из Англии получили патент на телеграф, представлявший собой систему из пяти игл, две из которых использовались для указания букв алфавита. Он был прост в обращении, но для него требовалось проложить шесть проводов — по одному для каждой иглы и общий провод. Из-за утечек тока и маломощных батарей длина первой линии ограничивалась приблизительно одной милей . Дальнейшие разработки упрощенной, двухигольной системы и использование системы усиления тока на линии позволили Куку и Уитстоуну создать более протяженную линию — 13 миль. Тем временем Гаусс (Gauss) и Вебер (Weber) из Германии разработали успешно работающий телеграф, использующий принципы электромагнитной индукции (1833).
Американец Самуэль Морзе (Samuel Morse), который начал работать над своим телеграфным аппаратом в 1832 году, был известен не как изобретатель, а как художник-портретист. Возвращаясь из Европы на корабле, он оказался в компании с Чарльзом Томасом Джексоном (Charles Thomas Jackson), ученым-физиком, который только что раздобыл кое-какое грубое электрическое оборудование. Их дискуссии навели Морзе на мысль начать разработку реально используемого телеграфа. Получив техническую и финансовую помощь, он подал заявку на патент, представил свой телеграф и получил патент в 1840 году. В это же время он разработал свою знаменитую теперь азбуку Морзе — сигналы из точек и тире, представляющие буквы при передаче их по телеграфу. В 1843 году Морзе получил от Конгресса 30 000$ на строительство экспериментальной линии между Вашингтоном и Балтимором. Передачи по линии были открыты в 1844 году хорошо известным теперь восклицанием: «What hath Got wrought!»
Телеграф дал людям возможность передавать импульсы, соответствующие буквам. Если эти буквы принимались и расшифровывались, это позволяло передавать сообщения на далекие расстояния. Естественно, что следующим шагом было подумать о том, нельзя ли как-нибудь передавать электрическим способом и звуки.
Честь изобретения телефона отдана Александру Грехэму Беллу (Alexander Graham Bell), хотя над этой концепцией независимо работали многие люди. Когда Белл работал над тональным телеграфом, он убедился, что речь можно передать электрически. Он знал, что для этого интенсивность тока нужно заставить колебаться так же, как это происходит с плотностью воздуха при образовании звука. Белл решил проблемы создания музыкального телефона, используя колебания тока, а не его разрывы. Он подал заявку на патент на свой «электрический речевой телефон» за несколько часов до того, как Элайжа Грей (Elisha Gray) подал свою заявку на телефон. Белл получил патент 7 марта 1876 года, и всего лишь через три дня по телефону были переданы и получены его знаменитые слова «Мистер Уотсон, зайдите ко мне, вы мне нужны».
Многие люди внесли свой вклад в совершенствование телефона, среди них - Элайжа Грей, Томас Эдисон (Thomas Edison), шведский инженер Эриксон (Ericson)
и Дэвид Эдвард Хьюз (David Edward Hughes), изобретший в 1878 году микрофон, который стал применяться во всех телефонах.
Использование телефонов распространялось с поразительной скоростью. Первоначально линии прокладывались между двумя местами, которые желал соединить заказчик. Первый экспериментальный коммутатор был установлен в Бостоне в 1877 году. Всего лишь через четыре года после открытия телефона в Соединенных Штатах работало 54 000 телефонов.
В 1884 году начала работать коммерческая линия между Нью-Йорком и Бостоном, а поскольку запросы быстро возрастали, в 1885 году была образована Американская телефонная и телеграфная компания (American Telephone and Telegraph, AT& T), с которой мы все прекрасно знакомы. Срок действия патентов Белла истек в 1893 и 1894 годах, вследствие чего появилось множество независимых телефонных компаний, хотя AT&.Т, которая позже породила Bell Systems, сохранила свое положение крупнейшего оператора телефонной сети Америки.
За последние двадцать лет в области телефонии произошло множество изменений, как с точки зрения технологий, так и с точки зрения бизнеса. Такие технологии, как цифровая передача, электронная коммутация и волоконная оптика, произвели существенные изменения в функционировании телефонной системы. Но даже еще большие изменения произошли в телефонном бизнесе — рост конкуренции, разделение AT&T и последующее слияние нескольких фирм, работающих на местном уровне. Слияние телефонных компаний с компаниями, занимающимися кабельным телевидением, показывает, что простая телефония развивается в мультимедийном направлении.
Беспроводная связь: радио и телевидение
После создания телеграфа и телефона начались эксперименты по связи без проводов. Первые работы Гильельмо Маркони (Giuglielmo Marconi) над беспроводным телеграфом привели к созданию радио.
Дальнейшее развитие концепции радио — телевидение — во времена Первой мировой войны было реальной, но еще непрактичной идеей. При разработке этой концепции последовательно применяли два подхода — использование механических сканеров и применение полностью электронных систем. Некоторые ранние механические сканеры оказались успешными и использовались при телевещании. Так, Британия с их помощью вела трансляцию коронации Георга VI.
Экспериментальное телевещание началось и в Соединенных Штатах, и, хотя технологии существовали, их использование жестко регулировалось правительством. Внедрение коммерческих станций не позволялось, разрешались только экспериментальные, и это продолжалось до разработки федеральной системы стандартов. Когда исследования продвинулись достаточно далеко, чтобы такую систему Можно было установить и начать ее регулярную работу, две станции получили лицензии на коммерческое вещание. Однако Вторая мировая война помешала появлению телевидения и в Соединенных Штатах и в Британии. После Второй мировой войны Федеральная комиссия по связи (Federal Communication Commission, FCC) выделила для коммерческого использования 13 VHF-каналов (very high frequency, очень высокая частота), и когда в 1949 году происходила инаугурация президента Трумена, то за телетрансляцией, по оценкам, наблюдали 10 млн человек.
В последующие годы в телевидение вносились усовершенствования — повышение возможностей настройки как UHF- (ultra high frequency, ультравысокая частота), так и VHF-каналов, создание приемников, которые могли принимать и черно-белое и цветное изображение. Спутниковое телевидение появилось в 1960 году, а коммерческое использование началось в 1965 году, возникла альтернатива коммерческим сетям.
Еще одной альтернативой явилось кабельное телевидение, которое первоначально ограничивалось приемом и ретрансляцией программ, передаваемых станциями, работающими в эфире. Например, существовали поселения, которые не могли принимать передачи, транслируемые станциями, либо из-за своей удаленности, либо из-за того, что они находились в «области тени», где сигнал был слишком слабый. Общая антенна для такого поселения устанавливалась в другом месте (например, на вершине близлежащего холма), и сигналы с нее подавались в дома по медным кабелям. В 1962 году кабельное телевидение получило от FCC право создавать программы и брать для трансляции рекламу. Данное постановление, наряду с прочими, внесло свой вклад в рост и распространение кабельного телевидения.
Огромную пользу кабельному телевидению принесли спутники связи, осуществляющие вещание внутри страны. Следующим логичным шагом явилось создание сетей, и первой из примерно дюжины сетей, созданных к концу десятилетия, стала сеть компании НВО. Используя посылку сигнала через спутник кабельным операторам по стране, сети разрастались, и были сформированы суперстанции (например, WTBS в Атланте и WGN в Чикаго).
Как и телефония, кабельное телевидение весьма выиграло от появления новых технологий. Спутники позволили расширить сети и вывести их на общемировой рынок, а волоконная оптика, в форме гибридных волоконно-коаксиальных сетей (HFC), позволила предоставлять новые типы услуг, такие, как выход в Интернет. В настоящее время цифровое телевидение обеспечивает потребителю высококачественное изображение и еще большее количество каналов.
Технология, которая используется в кабельном телевидении, привела к появлению дешевых компонентов, которые можно применять в замкнутых телевизионных системах слежения для обеспечивает безопасности и других целей. С помощью систем кабельного телевидения (CATV) последнего поколения через Интернет можно проводить даже видеоконференции, для которых требуется пропускная способность каналов, превышающая возможности обычных телефонных линий.
Появлению компьютера, каким мы его знаем сегодня, предшествовали многие разработки. Началом создания настоящих компьютеров считается разработка во время Второй мировой войны вычислительных систем для расчета баллистических траекторий. Компьютеры 1950-х годов, которые называются компьютерами первого поколения, представляли собой ламповые устройства, использующие идею хранимых в памяти программ. Первым компьютером первого поколения, поступившим в массовое производство, стал UNIVAC 1 (Universal Automatic Computer).
В компьютерах второго поколения использовались транзисторы, заменившие собой электронные лампы. Преимуществ у транзистора было много — созданные на их основе компьютеры были меньше, быстрее, надежнее, потребляли меньше тока и, следовательно, вырабатывали меньше тепла. Компьютеры третьего поколения, например System/360 компании International Business Machines (IBM), появились в 1964 году и использовали интегральные схемы. Непрерывное совершенствование этого небольшого куска кремния, на котором размещались транзисторы, которые значительно уменьшились в размерах, привело за период 60 — 70-х годов к значительному уменьшению размеров компьютеров и их стоимости.
Каждый, кто покупает новый персональный компьютер (PC), понимает, что новые разработки ведутся непрерывно. И все же многие разработки, которые пользователь современного компьютера принимает как должное, в свое время были революционными или почти революционными. Улучшенные методы хранения данных, их ввода и вывода, непрерывное совершенствование микроэлектронных схем, открытия в области компьютерных языков, создание гибких дисков, специализированных программ, мыши и графического интерфейса — вот лишь некоторые из постоянно продолжающихся разработок, которые способствуют тому, что компьютеры играют активную роль в повседневной жизни большинства населения.
С помощью нескольких методов компьютеры можно соединять друг с другом. Соединение позволяет совместно использовать и передавать информацию, увеличивая, таким образом, число ресурсов, доступных одному компьютеру. Это достигается путем прямого соединения компьютеров при помощи кабеля, соединением с локальной сетью (Local Area Network, LAN) или по телефону, при помощи модема. Ethernet, наиболее популярный вид локальных сетей, был разработан Бобом Меткалфом (Воb Metcalfe) и его сотрудниками в Xerox Palo Alto Research Center в начале 70-х годов, и начиналось все с рисунка на салфетке!
Компьютеры, соединенные в локальную сеть, могут совместно использовать оборудование, например принтеры, посылать электронную почту (е-mail) и файлы другому пользователю, находящемуся в той же сети. Можно объединить две и больше локальные сети в большую сеть. В некоторых случаях можно совместно использовать даже базы данных. Возникает необходимость проводить обслуживание общих файлов, контролировать общее оборудование. Делается это при помощи сетевого сервера или файлового сервера, роль которого выполняют один или два персональных компьютера.
Самым большим открытием последнего времени в области коммуникаций стал Интернет. Интернет — это общемировая сеть, состоящая из компьютерных сетей и позволяющая компьютерам по всему миру обмениваться сообщениями, файлами, изображениями и т. п. После разработки программ, позволяющих публиковать документы в Интернете, и браузеров, позволяющих легко обращаться к этим документам, все заговорили о World Wide Web (WWW или «Web»), которая сейчас является наиболее распространенным методом общения. При наличии соответствующего оборудования через Web можно передавать и голос, и данные, и видео. В работу с Интернетом включаются и компании кабельного телевидения, предлагающие высокоскоростные соединения при помощи кабельного модема, который обеспечивает доступ к Интернету при помощи мультиплексной передачи данных по кабелю в форме канала системы кабельного телевидения.
При наличии модема и соответствующего программного обеспечения любой компьютер может связаться через Интернет с другим компьютером, имеющим модем и программное обеспечение. При наличии такой связи можно использовать телекоммуникационные службы, при помощи которых операторы компьютеров могут посылать и получать электронные сообщения, получать доступ к информации в режиме онлайн, общаться в реальном времени с другими пользователями ит. п. Таким образом можно продавать акции, продукты и дома, обращаться в библиотеки и размещать объявления на общих досках объявлений. Можно узнать последние новости и погоду, и вам не придется ждать шестичасового выпуска новостей и выслушивать то, что вам не интересно. Сообщения пересылаются надежно, почти моментально, недорого и должным образом закодированными, что обеспечивает приватное общение компьютеров со всего мира, которые имеют необходимые для этого инструменты. Да, мы проделали большой путь от того времени, когда средством связи служили дымовые сигналы.
Сообщество производителей услуг связи охватила «конвергенция», когда традиционные телефонные компании предлагают доступ в Интернет и видео, а компании, занимающиеся кабельным телевидением, предлагают Интернет и голосовую телефонию, и даже местные коммунальные службы наряду с электричеством и газом предоставляют доступ к коммуникационным каналам. Все это приводит к необходимости связать каждый компьютер с сетью и Интернетом. Для подрядчиков это означает, что практически каждый офис и дом в конечном счете наряду с электрической проводкой будут иметь проводку для передачи звуковой и видео-информации и данных.
1. Что способствовало созданию телеграфа?
2. Чем Самуэль Морзе был известен больше, чем изобретением телеграфа?
3. Кто не смог получить патент на телефон из-за того, что подал заявку на не
сколько часов позже Александра Грехэма Белла?
4. Каким было первоначальное название радио, которое сейчас применяется для всех форм радиосвязи?
5. Что такое HFC-сеть?
6. Какие электронные компоненты характеризуют компьютеры первого, второго и третьего поколения?
7. Ethernet, наиболее популярный вид компьютерных сетей, был создан в компании, которую мы знаем за совершенно иные заслуги. Что это за компания?
Глава 2.Технология систем связи
В этой книге мы рассмотрим три главные технологии систем связи — передачу голоса, видео и данных. Сначала мы изучим основные телефонные технологии и телефонные сети, которые являлись первыми (за исключением телеграфа) системами связи и которые обеспечили основу для последующих технологий. Затем рассмотрим телевизионные и видеосистемы, которые, очевидно, являются одной из наиболее важных для нас технологий. И наконец, мы рассмотрим компьютерные сети, важность которых трудно переоценить.
В этом разделе книги мы разберем лишь основы этих технологий, после чего перейдем к кабельным технологиям. Сначала мы рассмотрим медные кабели, а затем волоконную оптику и дадим полное объяснение их функционирования и монтажа.
Современные телефоны работают на основе тех же принципов, которые были разработаны 100 лет назад. Используется одна пара проводов, которая соединяет телефон с источником питания. Когда телефоны соединяются, источник питания заставляет течь по цепи ток, модулируемый голосом в передатчике одной трубки, который возбуждает приемник в другой трубке (рис. 2.1).
Набор номера первоначально осуществлялся при помощи дискового номеронабирателя, который просто включал и выключал ток, создавая некоторое количество импульсов, соответствующее набираемому номеру. Сейчас набор номера осуществляется главным образом (хотя и не полностью) тональным способом.
Поскольку телефоны функционируют в общей цепи тока, все они могут питаться от центрального источника, а расширение сети происходит просто путем добавления новых проводов и параллельных телефонов. Сейчас большинство телефонов являются электронными (то есть используют полупроводники, а не электромеханические устройства), но в них по-прежнему применяется та же схема проводов, которую часто называют схемой токовой петли (current-loop). В офисных системах телефоны часто являются цифровыми и используют схему витой пары, как в компьютерных сетях, но имеющую меньшую скорость.
Схема телефонных проводов проста, поскольку пропускная способность (полоса пропускания) достаточно низка и, как правило, составляет 3000 Гц (циклов в секунду). Пропускную способность можно сравнить со скоростью — для низкой пропускной способности требуются низкие частоты, для высокой — высокие частоты. В компьютерных модемах используются сложные методы модуляции, которые позволяют посылать гораздо более быстрые цифровые сигналы через телефонные линии с низкой пропускной способностью. Из-за низкой пропускной способности и передачи по токовой петле телефонные линии легко прокладывать и тестировать. Можно спокойно выполнять монтаж, и если разрывов не будет, то все должно работать.
За пределами дома или офиса телефоны объединяются во всемирную телефонную сеть (рис. 2.2). Телефоны соединяются при помощи комбинаций медных и волоконно-оптических кабелей, которые ведут к коммутаторам, способным соединить друг с другом любые два телефона для обычного разговора или для передачи данных. Такие коммутаторы образуют сеть типа «коммутируемая звезда» (switched star), в которой каждый коммутатор знает, как можно найти любой телефон, соединяясь с другими коммутаторами. Когда телефонное соединение установлено, связь будет поддерживаться столько, сколько это нужно пользователям. При этом создается непрерывный действующий путь между двумя телефонами.
Телефонные кабели представляют собой простые 4-проводные кабели, прокладываемые внутри дома, или кабели из четырех пар незащищенных витых пар (UTP), прокладываемые в офисах. Соединения типа «абонент-цепь» с локальными
коммутаторами выполняются на многопарных кабелях, где в одном кабеле может быть до 4200 пар. Большинство кабелей с большим числом пар сейчас заменяется волоконной оптикой, поскольку эти 4200 пар медных проводов легко можно заменить одной парой одномодовых оптических волокон. Все волокна, используемые в телефонных сетях, относятся к одномодовому типу.
Телефонные соединения между локальными коммутаторами — «внутриофисные магистрали» — преимущественно делаются на основе волоконной оптики, и уже скоро все они будут оптоволоконными. Соединения, имеющие большую длину, являются оптоволоконными уже несколько лет. Исключения составляют лишь те области, где местность является труднопроходимой или изолированной. В таких случаях более рентабельной оказывается наземная или спутниковая радиосвязь. Для международного сообщения более выгодными, чем спутники, оказались даже подводные волоконно-оптические соединения, поскольку их пропускная способность велика и стоят они меньше, чем спутники.
Вероятно, легче всего объяснить основы видео- и телевизионной технологии на примере факс-аппарата. Факс-аппараты можно назвать телевидением медленного сканирования. Они посылают по телефонным проводам одно черно-белое изображение-кадр за раз. Мы все знакомы с этим процессом. Машина сканирует строки по очереди, интерпретируя их как набор черных и белых областей, преобразует эту информацию в форму электронных импульсов и передает ее получателю.
В черно-белом телевидении используется та же технология, что и в факс-аппарате, за тем исключением, что сканируется шестьдесят кадров в секунду, а вместо сканера используется камера. Каждая строка изображения сканируется и преобразуется в сложный видеосигнал. Обработка цвета происходит аналогично, но используется сигнал еще более сложный.
Из-за сложности телевизионного сигнала для его передачи требуется большая пропускная способность. Для стандартного телевизионного канала используется полоса пропускания 6 МГц (миллионов циклов в секунду). Иными словами, чтобы информация передавалась с достаточной скоростью, для сигнала требуется шесть миллионов циклов в секунду (где каждый цикл несет часть информации сигнала). Можно было бы посылать видео и с меньшей скоростью, но мы увидели бы замедленное изображение.
Замкнутые телевизионные системы (closed-circuit television, CCTV), применяемые в системах безопасности для наблюдения, используют единственный канал, передаваемый на монитор по прямому кабельному соединению. В крупных системах видеокоммутатор сканирует множество камер, что позволяет наблюдать за несколькими местами, но каждая удаленная камера соединяется с центральным монитором отдельным кабелем.
Чтобы можно было применять несколько каналов, каждый канал должен использовать отдельную частоту, в противном случае все сигналы перемешаются. Например, FCC выделила каналу 2 диапазон частот с 54 до 60 МГц, каналу 3— диапазон от 60 до 66 МГц, каналу 4 — диапазон от 66 до 72 МГц и т. д. (частоты UHF-(дециметровых) каналов достигают 890 МГц). Каждый канал передает свои программы в этом 6-мегагерцовом участке.
Вещательное телевидение передает свои программы в эфир, модулируя сигнал на передающей антенне, который потом принимается меньшей антенной на вашем доме или телевизоре. Кабельное телевидение работает так же, за тем исключением, что посылка сигнала производится по медному коаксиальному кабелю или по оптическому волокну, а не при помощи радиоволн.
Одно из самых пугающих слов в словаре телевизионного бизнеса — это модуляция. Модуляция — это когда просто берется базовый 6-мегагерцовый телевизионный сигнал и изменяется таким образом, чтобы он совпадал с одной из стандартных частот канала. Например, телевизионный сигнал, выходящий из камеры на вашей местной станции, использует частоту около 6 МГц. Если мы предположим, что вашей станции присвоен канал 13, то она должна посылать свои программы на частотах в диапазоне от 210 до 216 МГц. Таким образом, перед тем как посылать сигнал на антенну, нужно преобразовать 6-мегагерцовый сигнал в сигнал в диапазоне 210— 216 МГц.
Делает это специальное электронное устройство, называемое модулятором. В видеомагнитофоне есть встроенный модулятор. Поскольку нельзя производить ' запись на видеопленку со скоростями, используемыми для телевещания (в нашем примере использовалась частота 216 МГц), видеомагнитофон должен вести запись на тех частотах, которые будут слишком медленны для телевизионного тюнера. Когда вы включаете видеомагнитофон на воспроизведение, информация с пленки модулируется до, например, третьего или четвертого канала, который телевизионный приемник уже может воспроизводить.
Как только мы начинаем настраивать телевизионные системы в доме или офисе, модулятор становится очень важным устройством. Необходимо присвоить различным видеовходам конкретные каналы, чтобы телевизор мог правильно их отображать. Системы распределения видеосигналов позволяют вам передавать собственные телевизионные каналы. Обычно это делается в комбинации с системой кабельного телевидения. Хотя такие системы могут работать с более чем 100 станциями, очень немногие используют их все. Это позволяет владельцу передавать через неиспользуемые каналы и другие сигналы. Каналы присваиваются при помощи модулятора, который добавляет базовый телевизионный сигнал к любому каналу.
Для передачи телевизионных сигналов требуется гораздо большая пропускная способность, чем для телефонных сигналов. Когда эта технология была разработана впервые, единственным кабелем, который мог передавать такие высокоскоростные сигналы с приемлемыми потерями, был коаксиальный кабель. В коаксиальном кабеле (рис. 2.3) использован центральный проводник, окруженный слоем изолятора, затем внешней проводящей сеткой, которую называют экраном, и, наконец, пластиковой внешней оболочкой.
При таком строении кабеля, когда центральный проводник далеко и равномерно удален от внешнего проводника, достигается высокая пропускная способность. Кроме того, внешний проводник удерживает сигнал внутри кабеля, уменьшая его выход наружу, который мог бы вызвать влияние сигнала на другие электронные устройства, и препятствуя влиянию внешних источников на сигнал в самом кабеле.
Сигнал в коаксиальном кабеле представляет собой просто напряжение. Его можно вводить в кабель с любого его конца и даже в середине, откуда он попадет на оба конца. При любом его применении важно, чтобы характеристики передатчиков соответствовали характеристикам коаксиальных кабелей, а оба конца должны быть заделанными (затерминированными), чтобы избежать отражений, которые могут вызвать помехи.
Коаксиальные кабели нужно прокладывать аккуратно. Их нельзя растягивать или перегибать, поскольку при этом уменьшается пропускная способность. Разъемы также следует устанавливать аккуратно, чтобы избежать утечки сигнала (телевизионный термин, аналогичный потерям). Неиспользуемые концы нужно правильно заделать, чтобы избежать отражений.
Телевизионный сигнал передается путем вещания, то есть путем простой передачи одного сигнала во всех направлениях и всем пользователям сразу. Передача может происходить с наземных антенн на домашние телевизоры, может посылаться на спутник, а затем ретранслироваться на большие географические пространства или же может передаваться по коаксиальному кабелю системы кабельного телевидения.
В большинстве систем кабельного телевидения вещательный сигнал принимается со спутника в пункте, называемом главным узлом (headend), откуда сигнал пересылается по большому, имеющему низкие потери коаксиальному кабелю, который называется RG-8 и имеет около дюйма (2,5 см) в диаметре. Такие кабели заканчиваются на усилителях, которые ретранслируют сигнал на множество других кабелей к следующим усилителям, повторяющим ретрансляцию. Таким образом, система кабельного телевидения имеет вид древовидной структуры (tree-and- branch) (рис. 2.4), и именно этот термин применяется для описания такой сетевой архитектуры.
Очевидный недостаток систем такого типа — зависимость от аварии одного- единственного усилителя. Если любой усилитель выходит из строя, то все находящиеся за ним потребители теряют сигнал. Решение состоит в том, чтобы разделить сеть на несколько небольших сегментов, что позволит избежать крупных аварий.
В настоящее время большинство операторов кабельного телевидения переходит на смешанные волоконно-коаксиальные сети (HFC) (рис. 2.5), где волоконно-оптический кабель передает сигнал от главного узла на местные усилители в ответвлениях, откуда он распределяется в дома. При использовании волоконной оптики в соединениях главного узла можно уменьшить число последовательно соединенных усилителей примерно до четырех и уменьшить количество ответвлений, зависящих от аварии одного усилителя или от разрыва одного кабеля.
Волоконная оптика вводится в уже действующие кабельные системы путем «надстраивания», когда волоконный кабель привязывается к проложенному над землей коаксиальному или прокладывается рядом в тех же кабельных каналах. В больших системах волоконные кабели используются для передачи сигнала в разные города, поскольку оптоволокно может передавать сигналы на большие расстояния, что позволяет сэкономить на строительстве головных узлов.
В пределах дома сигнал кабельного телевидения передается по небольшим коаксиальным кабелям, соединяющим все телевизионные приемники. Такой кабель, хотя и имеет меньшие размеры, имеет гигагерцовую пропускную способность, позволяющую проводить до 100 и более программ.
В последние годы в компьютерной сфере нет тенденций столь же значительных и столь же важных, как сетевые технологии. Использование сетей в последние десять лет неизменно растет и непрерывно распространяется. Существует такое количество разных типов сетей, столько вариантов соединений, видов сигналов и т. п., что во всем этом очень легко запутаться. Мы будем рассматривать сети медленно и осторожно, описывая и разъясняя все их разнообразные части.
Цель сетевых технологий — обеспечить совместную работу нескольких компьютеров, обеспечить совместный доступ к информации, позволить оператору одного компьютера читать и использовать программы, находящиеся на другом компьютере.
Сети — очень важные технологии для офиса. Например, бухгалтеры выполняют свою работу на компьютерах в офисах, но если их компьютеры не будут соединены через сеть с компьютерами руководства, то руководство не сможет получить финансовую информацию о своей собственной компании, если только бухгалтеры не будут приносить им отчеты. И никто другой в компании, если не предпримет дополнительных усилий, не сможет получить нужную финансовую информацию из бухгалтерской системы. То же самое касается систем обработки заказов, отчетов о продажах, аналитических отчетов и прочих, нужных в бизнесе вещей. С помощью сети вся эта информация, за исключением той, доступ к которой будет запрещен специально (например, за исключением конфиденциальной финансовой информации), будет доступна для всех, кому она требуется, и в любое время.
Трудности в освоении сетевых технологий появляются, когда мы называем методы связывания компьютеров друг с другом и приводим новые названия разнообразных элементов, которые при этом используются. Ниже приводятся фундаментальные элементы сетей.
Цифровые компьютеры
Телефонные и телевизионные сети в основном передают аналоговую информацию. Они начинались с электрических сигналов переменного тока и напряжения, передаваемых по кабелю (рис. 2.б). Однако компьютеры являются цифровыми устройствами. Компьютерные данные представляют собой «единицы» и «нули», которые можно сохранять и которыми можно манипулировать при помощи цифровых преобразований. Все данные, графика и программы в компьютере представлены в цифровой форме.
Аналоговые сигналы подвержены искажениям и потерям из-за шума и ослабления. Цифровые сигналы не испытывают влияния шума и более устойчивы к ослаблению просто потому, что получателю нужно только отличать ноль от единицы, а не распознавать непрерывно меняющийся сигнал. Помимо компьютеров в цифровую форму переводится и большая часть телефонных сигналов, достигающих центрального узла телефонной компании. Это не только позволяет получить лучшее качество сигналов при передаче на большие расстояния, но также позволяет осуществлять мультиплексирование и сжатие цифровых данных в сигналы, требующие большой пропускной способности и несущие сразу несколько телефонных разговоров. По тем же причинам ближайшим будущим является и цифровое телевидение.
Соединение компьютера с сетью
Если будет существовать сеть, позволяющая компьютерам взаимодействовать друг с другом, то каждый компьютер должен иметь возможность подключиться к ней. Делается это при помощи сетевой интерфейсной карты (network interface card , NIC). Сетевая карта представляет собой печатную плату, которая в персональном компьютере вставляется в один из слотов расширения. Она является самым жизненно необходимым звеном между компьютером и сетью, интерпретирует информацию, проходящую между компьютером и сетью, и осуществляет ее ввод и вывод в той форме, в которой ее принимают компьютер и сеть.
Сетевая архитектура и протокол
Как компьютеры связываются друг с другом и на каком языке они общаются? Является ли один из компьютеров основой сети и, следовательно, самой важной ее частью, или же все компьютеры работают на равноправной основе? В большинстве сетей один из компьютеров (обычно самый мощный) является центром сети, а остальные компьютеры используют его как основное место для хранения и извлечения данных. Центральный компьютер обычно называют сервером или файловым сервером, а компьютеры-спутники называют клиентами или умами. Если все компьютеры в сети равноправны и делятся данными друг с другом, такую сеть называют одноранговой сетью (peer-to-peer).
Серверы и хосты
Большинство сетей имеет архитектуру клиент-сервер, где есть один центральный компьютер (сервер), служащий хранилищем всех файлов, находящихся в общем пользовании всех пользователей (клиентов).
Если мы говорим о файловых серверах, являющихся центром большинства сетей, важно сказать, к какому типу относятся эти компьютеры. Обычно, используя термин «сервер», мы имеем в виду высококачественный персональный компьютер или рабочую станцию, новую, современную машину. Однако, если мы слышим слово «хост», это означает, что в качестве центрального компьютера используется мейнфрейм или мини-ЭВМ .
Компьютеры-хосты обычно используются в больших сетях крупных компаний. В этих компаниях часто требуется выполнять централизованные операции, требующие больших объемов памяти и вычислительных возможностей, которые могут предоставить только мейнфреймы. Для таких компаний имеет смысл просто соединить свои сети с центральным источником информации, выполняющим большую часть операций.
В небольших компаниях, имеющих многообразные запросы, мейнфрейм редко является необходимым. В них почти всегда используются файловые серверы или же одноранговые сети, а не хост-компьютеры.
Сетевое программное обеспечение
Точно так же как в компьютере есть операционная система, управляющая аппаратной частью и позволяющая запускать на компьютере приложения, в сети есть операционная система, управляющая потоком информации, идущим по ней. Сетевая операционная система определяет, какие компьютеры находятся в сети, какое периферийное оборудование они предлагают для совместного использования и какой формат имеют передаваемые данные.
Поскольку через сеть часто пересылаются команды маршрутизации, программы, созданные не для сети (в которой будут подаваться эти неизвестные им команды), скорее всего, не будут в ней работать. У большинства наиболее популярных программ имеется «сетевая версия». Перед тем как устанавливать программу, очень важно убедиться, что программа совместима с вашей сетью. Законы об охране авторских прав также могут ограничивать использование программ в сети, и это зависит от лицензионного соглашения с производителем.
Сетевые протоколы
Это язык, который используют компьютеры для общения в сети. Он определяет, как кодируются передаваемые данные, как указываются адреса, как осуществляется доступ в сеть. Каждый тип сети в чем-то отличается от других, поэтому для взаимодействия между различными сетями требуются «мосты», осуществляющие «перевод» между протоколами.
Сетевая топология
Это схема соединения компьютеров в сеть. Существует несколько методов, позволяющих объединить компьютеры в сеть. Некоторые наиболее распространенные методы таковы.
1. Звезда. — Все компьютеры соединены с центральным компьютером или ядром сети.
2. Кольцо. — Все компьютеры соединены последовательно в кольцо.
3. Шина. — Все компьютеры подсоединены к одному кабелю.
При топологии шины все компьютеры соединены с одним центральным кабелем. Именно так делались первые сети Ethernet. Центральный кабель представлял собой толстый, жесткий коаксиальный кабель, и компьютеры подключались прямо к нему. Для этого в кабеле прорезалось отверстие при помощи специальногo «бура», и к кабелю подсоединялся трансивер (приемопередатчик). Кабели Ethernet были дороги, а монтаж сложен, но это было необходимо для обеспечения нужной производительности и надежности передачи. В более поздних сетях использовался тонкий коаксиальный кабель и разъемы с фиксацией поворотом (twist-lock), такой кабель был дешевле и легче прокладывался.
При топологии кольца компьютеры просто соединяются друг с другом в одно большое кольцо. Делается это либо при помощи волоконной оптики — витых пар, либо при помощи коаксиальных кабелей, но в двух наиболее популярных кольцевых типах сетей использовались экранированные двух парные кабели (Token Ring) и волоконная оптика (Fiber Distributed Data Interface, FDDI). Заметьте, что при такой топологии каждый компьютер имеет два кабеля — один от предыдущего, а другой — от следующего компьютера в цепи.
При топологии звезды все компьютеры сети соединяются с центральной точкой. Этой точкой может быть файловый сервер или главный компьютер, или это может быть концентратор или коммутатор. Концентратор (hub) играет роль коммуникационного центра, получая сигналы от всех присоединенных к нему компьютеров, ретранслируя их для всех прочих, соединенных с ним компьютеров и выполняя мультиплексирование сигналов для передачи сигналов к компьютерам и другим концентраторам по магистрали (backbone). Коммутаторы (switch) сходны с концентраторами, но они не осуществляют рассылку входящих сигналов во все направления, вместо этого они направляют их в пункт назначения, используя для этого информацию об адресе, предоставленную компьютером- отправителем.
От центрального компьютера или концентратора множество кабелей идут к станциям-спутникам (узлам). В реальной практике к каждому компьютеру присоединяется только один кабель, и все они сходятся в центральной точке, где находится файловый сервер или концентратор.
Выбор сетевой топологии зависит от того, какой тип сети вы хотите построить. Для одних целей требуются соединения одного типа, для других — другого. У всех типов есть свои преимущества и свои недостатки. Тем не менее все типы сетей эволюционируют в направлении наиболее распространенной звездообразной схемы расположения кабелей, аккумулирующей в себе все топологии.
Кабельные системы в сетях
Как только сетевая карта установлена, нужно с помощью какого-нибудь метода передать сигналы от одного компьютера сети в другой. Сделать это можно разными способами. Хотя вы можете использовать любой из приведенных ниже методов, первый элемент списка (кабели типа «витая пара»), несомненно, является наиболее распространенным.
1. Кабели UTP (unshielded twisted pair, незащищенная витая пара).
2. Защищенная витая пара (shielded twisted pair).
3. Коаксиальные кабели.
4. Оптоволоконные кабели.
5. Радиоволны.
6. Инфракрасный свет.
7. Электронные сигналы, посылаемые по цепям питания. Выбор сетевого кабеля (или коммуникационной среды, как его иногда называют) весьма важен, поскольку частота сигнала чрезвычайно высока. Посылка по проводу питания 60-герцового сигнала вряд ли породит трудности, но послать сигнал из 100 миллионов бит в секунду несколько сложнее. Поэтому и метод посылки сигналов, и материал, через который они посылаются, могут оказаться важными.
Тип сигналов, пересылаемых через сеть, и скорость их пересылки — чрезвычайно важные характеристики сети. Все части системы должны быть согласованы друг с другом, чтобы они могли посылать, переносить и принимать один и тот же тип сигналов. Обычно вам не придется принимать во внимание все эти детали, если все элементы вашей сети созданы или, по крайней мере, специфицированы одним производителем или разработаны в соответствии с одним промышленным стандартом.
Поскольку сетевые технологии развивались в течение нескольких десятилетий, было использовано много различных кабельных решений. Сегодня почти все кабельные системы основываются на UTP- или волоконно-оптическом кабеле, имеющем спецификацию соответствия стандарту TIA/EIA 568. Поскольку с новыми кабельными системами часто используется старое оборудование, существуют адаптеры, называемые симметрирующими устройствами (baluns), которые позволяют выполнить соответствующее соединение.
Ethernet, наиболее популярный тип сетей, начинался с большого коаксиального кабеля и структуры типа «шина», при которой каждый терминал соединялся напрямую с одним и тем же физическим кабелем (рис. 2.7). Терминал Ethernet прослушивал кабель шины, и, если никакой другой терминал не передавал данные, он мог начать свою передачу сообщения на любую другую станцию. Если обнаруживался конфликт (коллизия), когда два терминала одновременно передавали данные, оба останавливались, ожидали истечения случайно выбранного интервала времени и после этого возобновляли передачу. Такой протокол называется CSMA/CD (carrier sense multiple access, collision detection, множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов). Теперь в Ethernet используются провода типа «незащищенная витая пара», и этот протокол называется 10BaseT. При такой схеме все станции Ethernet связаны с концентратором, который повторяет сигнал для всех соединенных с ним станций, что позволяет дублировать функцию исходного магистрального коаксиального кабеля при помощи более простых и более дешевых кабелей.
Альтернативной схемой сетевых соединений является кольцевая схема, когда каждая станция соединяется с двумя другими станциями сети, образуя, таким образом, кольцо. Доступ к кольцу осуществляется при помощи маркера (token)— пакета данных, передаваемого последовательно от одной станции к другой. Получив этот пакет, дающий разрешение на пересылку, станция может начать передавать данные.
Самым первым широко используемым протоколом был Token Ring от IBM, но скоро его затмила популярность более простого протокола Ethernet. Тем не менее высокоскоростная модификация Token Ring, называемая FDDI, стала весьма популярна в высокоскоростных магистралях крупных сетей (рис. 2.8). В FDDI используются два кольца — одно активное и одно резервное, что обеспечивает устойчивость к аварии любого элемента сети.
Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
Прокладка кабелей для всех типов устанавливаемой сетевой архитектуры стандартизировалась. Ethernet начинался со сложного и дорогого коаксиального кабеля, а сети Token Ring выполнялись на кабелях типа «витая пара», где каждая пара имела отдельный экран. Сейчас почти во всех локальных сетях для подсоединения компьютеров используется кабель UTP, и во многих случаях в магистральных соединениях используется волоконная оптика (рис. 2.9).
Кабель UTP может обеспечивать работу большинства сетей, работающих со скоростями до 200 Мб/с (мегабит в секунду). Физические характеристики этого кабеля, особенно те, которые касаются скрутки пар проводов и изоляции, очень жестко контролируются, поскольку именно они определяют параметры работы кабеля на высоких частотах.
Обычно кабели, включающие пару проводов, не могут передавать сигналы со скоростью, достаточной для работы локальной сети. Кроме того, провода излучают сигнал как антенны, так что они могут мешать работе других электронных устройств. Однако некоторые разработки все же позволили использовать обычные провода для передачи высокоскоростных сигналов.
Первая разработка — это использование витых пар. Два проводника плотно скручиваются между собой (от одного до трех витков на дюйм), чтобы сигнал был привязан к этой паре проводов. Каждая пара проводов скручивается по-разному, чтобы свести к минимуму взаимные влияния. Для уменьшения электромагнитного излучения используется «симметричная передача» (рис. 2.10).
При симметричной передаче по двум проводам посылается одинаковый сигнал, но противоположной направленности. Получатель видит на выходе сигнал удвоенной амплитуды по сравнению с сигналом на каждом проводе. Хотя каждый провод при передаче сигнала излучает энергию, провода несут сигналы противоположной направленности, компенсирующие друг друга, что уменьшает помехи.
Если использовать эту технику и иметь две пары проводов, по которым сигналы передаются в противоположных направлениях, кабели UTP можно адаптировать для использования в сетях Ethernet и Token Ring. При более высоких скоростях сигналы сжимаются и кодируются, а для передачи в каждом направлении используется несколько пар. Это позволяет работать в сетях со скоростями 1000 Мб/с.
В кабеле UTP применяются четыре витые пары, две из которых используются для одновременной передачи сигналов в противоположных направлениях, формируя полностью дуплексную (двустороннюю) связь. В некоторых высокоскоростных сетях сейчас используются все четыре пары, что уменьшает требования, предъявляемые к пропускной способности одной пары. В некоторых кабелях гарантированно высокая пропускная способность обеспечивается толка для двух из четырех пар, но такие кабели могут создать проблемы при переходе на более высокоскоростную сеть. Хотя в большинстве сетей применяются только две пары из четырех возможных, другую пару нельзя использовать для телефонного или другого сетевого соединения из-за возможного взаимного влияния.
В настоящее время все кабельное обеспечение сетей переводится на топологию «физической звезды», когда все кабели выходят из одного центрального связующего узла. Такая топология специфицирована стандартом TIA/EIA 568 (рис. 2.11), о котором вы узнаете гораздо позже.
Таковы основы сетевых систем. Все трудные термины, относящиеся к сетям, просто описывают вещи, связанные с этими основами. Основные операции в сетях по своей сути довольно просты. Главная проблема состоит в методах, используемых для осуществления элементов этих базовых операций (кажется, что каждый из них имеет какое-то новое название). Пока мы будем вести дальше наше описание сетей, не забывайте о том, что все прочие детали, как бы ужасно ни звучали их названия, — это просто методы осуществления базовых операций, и не более того.
1. Современные телефоны, работают по тем самым принципам, которые были открыты 100 лет назад. Да или нет?
2. В цепи какого типа (параллельной или последовательной) работают телефоны?
3. Какова пропускная способность телефонных сигналов?
4. Какой аппарат имеет принцип работы? сходный с черно-белым телевидением, но работающий медленнее?
5. Какую полосу пропускания имеет стандартный телевизионный канал?
6. Как называется тип кабеля, который может передавать высокоскоростные сигналы с достаточно низкими потерями?
7. Перечислите четыре части коаксиального кабеля.
8.Если коаксиальный кабель не заделан с обоих концов, с какими проблемами вы можете столкнуться?
9.Что может случиться в древовидной системе с потребителями, находящимися за вышедшим из строя усилителем?
10. Если вы используете коаксиальный кабель, имеющий полосу пропускания 1 ГГц, сколько каналов вы сможете принимать дома?
11. Какие преимущества имеют компьютеры, объединенные в сеть?
12. Объясните разницу между сигналами в аналоговой и цифровой системе передачи. 13. Какой тип передачи используется в современном телевидении?
14. Что служит жизненно необходимым звеном между компьютером и сетью?
а. Ваши руки и голос.
б. Конфигурация выводов компьютера.
в. Сетевая интерфейсная карта.
г. Занятия по сетевым взаимодействиям.
15. Центральный компьютер сети обычно называется
16. Назовите три основных типа архитектур компьютерных сетей.
17. Что является центром в топологии звезды?
18. Какой кабель чаще всего используется для соединения настольного компьютера с локальной сетью?
19. Какой адаптер нужно иметь, чтобы соединить аппаратное обеспечение, использующее старую кабельную систему, например коаксиальный кабель, с новой системой, использующей кабель UTP?
20. Что используется в кольцевой сети типа FDDI для обеспечения отказоустойчивости?
21. При каком типе передачи выходной сигнал представляет собой сумму сигналов? 22. Поскольку в большинстве сетей используются лишь две из четырех пар кабеля UTP, почему другие пары нельзя использовать для сетевых соединений?
23. Какая сетевая топология специфицирована стандартом TIA/EIA 568?
Глава 3. Общий обзор кабельного монтажа
Некоторым монтажникам приходится выполнять все виды работ, в том числе проектирование сети и установку телекоммуникационного оборудования, тогда как другие только прокладывают все кабели или их часть по уже готовой схеме. В этой книге предлагается общий обзор всех видов работ, но особое внимание уделяется кабельному монтажу.
Никогда не будет лишним подчеркнуть следующее. Если вы не уверены полностью в том, как выполняется данная работа, перед тем как браться за нее, обязательно выясните, как это следует делать правильно. Хорошее обучение, работа с опытными людьми, телефонный звонок специалисту по применению в компании-производителе или распространителе компонентов — все это убережет вас от множества проблем.
Монтаж кабелей и все, что с ним связано, является наиболее трудоемкой частью установки телекоммуникационной системы. Мы рассмотрим кабельный монтаж достаточно подробно. Рассмотрение медных проводов мы начнем с телефонных систем, затем перейдем к видео и закончим сетями, поскольку в каждой системе используются свои компоненты. Почти во всех проектах, в которых используется волоконная оптика, применяются те же самые компоненты, поэтому мы рассмотрим их в одном разделе. Помните, что кабельный монтаж следует выполнять в соответствии с требованиями National Electrical Code (НЕС©) и требованиями местных электрических инспекций. Кроме того, существуют принимаемые на добровольной основе стандарты и руководства по монтажу телефонных сетей и сетей передачи данных, которые создаются группами производителей для возможности взаимодействия их продуктов, например TIA/EIA 568. Эти стандарты можно назвать руководствами по проектированию сетей. И наконец, последнее слово всегда остается за заказчиком. Как говорится в одной старой поговорке,
Клиент всегда прав!». Будете ли вы прокладывать кабель для передачи голоса, видеоинформации или данных, будут ли эти кабели медными или волоконными, существуют определенные правила, которым нужно следовать при любых монтажных работах, и они повысят ваши шансы на успешное проведение монтажа.
1. Работайте по правильной схеме. Убедитесь, что схема и все чертежи соответствуют требованиям заказчика, правилам NEC и прочим требованиям, необходимым для успешного прохождения инспектирования и других нужных технологических проверок. Следите за длиной кабелей, поскольку при превышении определенных пределов в сети могут возникать проблемы.
2. Правильно выбирайте компоненты. Убедитесь, что кабели соответствуют своему назначению (например, будете вы прокладывать данный кабель над фальшпотолком или в вертикальных каналах) и что они имеют соответствующую маркировку. Если в спецификации локальной сети указан кабель Cat 6, то используйте только те гнезда и вилки, распределительные панели и соединительные шнуры, которые предназначены для кабеля Cat 6 и могут поддерживать производительность его работы.
3. Никогда не нарушайте правила эксплуатации кабелей. Следите за усилием натяжения и радиусами изгибов как при самом монтаже, так и после. Вертикально прокладываемые кабели имеют особые ограничения, которые обязательно нужно соблюдать. Не переполняйте кабельный канал и избегайте излишнего провисания кабелей. Если вы используете кабельные стяжки, сделайте их плотными, а затем обрежьте хвосты.
4. Следите за наводками. Медные провода, несущие сигнал, держите вдали от кабелей питания, флуоресцентных ламп, электромоторов и прочих источников электромагнитных помех.
5. Учитывайте возможность обновления. Если пользователь планирует когда-нибудь выполнить крупное обновление своей сети, то если подумать об этом заранее, можно уберечься от огромных расходов в будущем. Если сразу проложить более высокоскоростной компонент, например кабель Cat 5, а не Cat 3, то при будущем расширении сети или увеличении ее скорости можно использовать ту же кабельную систему. Волоконно-оптические кабели, как с одномодовыми, так и с многомодовыми волокнами, требуют немного больше затрат, но они уберегут вас от нового монтажа кабелей в будущем, когда понадобится более высокая пропускная способность.
6. Учитывайте возможность перемещений и изменений. Даже в комитете разработки стандарта TIA/EIA 568 ведется работа над спецификацией зонных кабельных систем (zone cabling), позволяющей создавать локальные ответвления для примерно десяти пользователей на расстоянии от телекоммуникационного помещения. Если объединить кабели в зонный узел, можно снизить стоимость перемещений и изменений.
Установка оборудования средств телекоммуникации, в общем, дело достаточно простое. Его нужно правильно разместить, хорошо закрепить, подвести питание и должным образом защитить.
Телефонное оборудование
Изложение материала мы начнем с прокладки телефонных проводов. Эта технология является основой всех прочих коммуникационных технологий. (Настоящей основой, на самом деле, является телеграфная технология, но для наших целей мы будем считать основой телефонию.) После этого мы перейдем к передаче видеоинформации и закончим монтажом компьютерных сетей, наиболее сложным из всех.
Наиболее важными элементами телефонного оборудования, которое мы будем устанавливать, являются следующие.
Телефоны. Главное здесь — подсоединить нужный телефон в нужное место.
Соединительные блоки (punchdown block). Важно, чтобы соединительные панели надежно крепились, в противном случае будет трудно выполнять соединения и панель будет разбалтываться при терминировании.
Стенные розетки и модульные соединители. Здесь есть два момента. Во- первых, проводники должны быть присоединены в правильном порядке, и, во- вторых, гнезда и вилки нужно обезопасить, поскольку за время своего функционирования они могут столкнуться с нарушениями норм эксплуатации.
Стойки для размещения оборудования. Для крупных систем могут потребоваться стойки больших размеров. Их нужно не только обезопасить, но и устанавливать прямо и как следует выравнивать. Также может потребоваться правильное заземление.
Центральные пульты (central consoles). Центральные пульты нужно правильно разместить и расположить возле источника электроэнергии.
Видеооборудование
К наиболее распространенным элементам видеооборудования, которые вам придется устанавливать, можно отнести следующие.
Камеры и их крепеж. Существует много типов крепежа, и для каждой камеры нужен свой монтажный кронштейн. Прежде всего, камеру нужно закреплять надежно. Это особенно важно, потому что даже небольшой люфт крепежа камеры приведет к большим колебаниям изображения на экране монитора. Для крепежа панорамных камер и крепежа камер с дистанционным управлением нужно подвести питание, а для защиты крепежа от неосторожного обращения его надежности следует уделить особое внимание.
Мониторы. В целях безопасности мониторы обычно устанавливают в какой-нибудь каркас или корпус. Если вы правильно закрутили все винты, проблем быть не должно.
Оборудование. Такие элементы, как видеораспределители, секвенсеры, видео- магнитофоны, детекторы движения и прочее, должны быть надежно закреплены и правильно подключены. Здесь нет особых хитростей. Все, что нужно, — это хорошая квалификация.
Антенны, спутниковые ресиверы. Эти элементы должны быть достаточно надежны, чтобы выдерживать в течение многих лет ветер, дождь, снег и т. п. Особое внимание следует обратить на устойчивость к ветру и молниям (защита от повышенных напряжений и, в некоторых случаях, от ударов).
Оборудование для компьютерных сетей
К наиболее распространенным элементам сетевого оборудования, которые вы будете устанавливать, можно отнести следующие.
Персональные компьютеры. Очевидно, что эти машины нужно правильно разместить и правильно подключить. К ним также нужно подвести питание, обеспечить защиту от повышенного напряжения и, иногда, подключить источники бесперебойного питания.
Компьютерные платы. Вам придется устанавливать в компьютеры соответствующие платы, особенно если вы модифицируете уже существующую систему. Здесь требуется некоторый опыт обращения с компьютерами и определенная мягкость. Помните, что большинство микросхем компьютера можно необратимо повредить статическим электричеством. Используйте заземляющую ленту всегда, когда вы работаете с компьютером.
Мини-компьютеры и небольшие мейнфреймы. Для этих элементов требуется хорошо выполненное заземление (иногда с изолированными-заземляющими проводами) и питание, отвечающее определенным условиям. Иногда предъявляются особые требования к окружающей среде. При установке больших компьютеров соблюдайте максимальную осторожность и, перед тем как приступать к монтажу, убедитесь, что вы его полностью понимаете. В статье Articl,е 645, созданной NECO подробно описываются такого рода работы.
Концентраторы, мультиплексоры, маршрутизаторы. Главное здесь — защитить эти устройства от повреждений. Разнообразные соединения, подходящие к ним, можно разорвать с очень небольшими усилиями. Обеспечьте безопасность этих соединений при монтаже и при нормальной работе. Вы должны беспокоиться не только о том, чтобы не повредить эти элементы, но также о том, чтобы поместить их в такое место, где их не смогут повредить сотрудники или обслуживающий персонал.
Периферийные устройства. Сюда относятся модемы, принтеры, съемные диски и т. п. Главная забота — оградить это устройства от повреждения и неправильного использования.
Крупные центральные элементы. Это, конечно, специально выделенные компьютеры, подключенные к коммутирующим устройствам. При их установке есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание. Во-первых, нужно убедиться, что будет достаточно места для установки устройства и для доступа к нему в ходе установки и последующего обслуживания. Также нужно обеспечить устройство питанием и правильно заземлить. Для некоторых больших компьютеров существуют четкие рекомендации по системам охлаждения. Им, конечно, редко нужно жидкостное охлаждение, какое было в более ранних мейнфреймах, но для надежного функционирования им просто необходимо воздушное охлаждение.
Программное обеспечение. Для установки любой компьютерной сети требуется установить программное обеспечение сетевой операционной системы и сконфигурировать сетевое оборудование. Это не работа для любителей! Если для установки вашей сети нужно конфигурировать программы и сетевую конфигурацию, пригласите эксперта!
Техника безопасности при монтаже
Никогда не следует забывать о технике безопасности. Существует масса возможностей получить травму, и только бдительность позволит вам избежать несчастных случаев на работе.
1. Одевайтесь всегда правильно. Все время носите жесткий головной убор и очки, защищающие глаза. Перчатки предотвратят порезы при работе с листовым металлом. В местах проведения строительных работ можно даже рекомендовать носить ботинки с носами, обитыми металлом.
2. Определите местоположение электрической проводки и избегайте ее. Провода, которые вы прокладываете, — это проводники, и при коротком замыкании на источник напряжения можно получить удар током. Выявите все кабели, которые нужно обрезать и удалить. Знайте, где находятся все электрические кабели, и избегайте их. Электрические кабели в любом случае необходимо обнаружить, для того чтобы избежать их влияния на кабели, несущие сигнал.
3. Соблюдайте правила безопасности при работе на лестницах. Во многих случаях при монтажных работах нужно работать в области потолка, на стремянке. Соблюдайте предосторожности при такой работе.
Управление монтажными работами
Когда вы начинаете работу в проекте по установке системы коммуникации, важно знать, как нужно руководить работой своих людей. Привыкнув работать с кабелями питания, мы обычно думаем, что главная задача — сделать так, чтобы работа была выполнена вовремя. Правильность выполнения также принимается во внимание, но не занимает в нашей голове слишком много места. Однако при работе в телекоммуникационной отрасли сделать правильно гораздо труднее, чем сделать вовремя.
Проблема вот в чем. Ошибки при работе в данной отрасли (особенно при терминировании) трудно обнаружить. Ошибка, которая не даст системе работать, может никак не проявляться до тех пор, пока вся система не будет установлена и включена. Задумайтесь об этом на минуту. Ситуация жуткая.
Поэтому правильное руководство монтажом телекоммуникационной системы состоит в том, чтобы обеспечить правильность выполненной работы. Да, конечно, ее нужно сделать к сроку, но вовремя сделанная работа будет бессмысленной, если ее придется переделывать.
Задача номер один — убедиться в том, что все соединения сделаны правильно. Это, несомненно, самая важная часть руководства. Убедитесь, что ваши люди:
хорошо обучены,
имеют все нужные компоненты,
не торопятся,
имеют на рабочем месте хорошее освещение,
имеют средства тестирования и используют их.
Далее, убедитесь, что ваши люди помечают каждую кабельную трассу и соединение. Потратьте деньги на номерки и маркеры для кабелей. Потратьте время на составление письменной схемы кабелей и соединений. Знайте, куда ведет каждый кабель.
Заглядывайте через плечо своим людям при работе и проверяйте, все ли они делают правильно. Терминирование кабелей телекоммуникационной системы - это тонкая работа. Ваши люди должны напоминать ювелиров, а не плотников, делающих срубы.
Инспекции на монтажных работах в телекоммуникационной отрасли — дело непредсказуемое. Инспекторы по электротехническим работам не всегда проверяют монтаж телекоммуникационных систем. Тем не менее выберите время и свяжитесь со своими местными инспекторами, прежде чем производить работы, находящиеся в их юрисдикции. И конечно, вы должны знать требования, предъявляемые NEC к прокладке низковольтных проводов.
В большинстве случаев проверять вашу работу будет тот, кто заключил с вами контракт, хотя в некоторых случаях третьей стороной может быть инспектор. Узнайте, кто будет проверять вашу работу, перед тем как вы выставите клиенту окончательный счет. Вы должны знать, что будет ожидать от вас инспектор и что он будет смотреть. Будьте особенно осторожны с инспекторами, являющимися третьей стороной, поскольку им платят за то, чтобы они искали ваши ошибки.
Главный показатель качества монтажа — это качество и сила сигнала на обоих концах сети. Но будьте внимательны и к другим деталям, которые может заметить проверяющий. Наряду с прочим многие инспекторы обращают повышенное внимание на правильность маркировки кабелей, механическую защиту и вашу квалификацию. Принимайте во внимание все детали, которые может найти инспектор. И обязательно хорошенько подумайте об этом, перед тем как начинать проект или даже подавать заявку на участие в нем.
Новое положение, выдвинутое NEC в 2002 году (Article 800.52(В), требует удалять неиспользуемые кабели в целях противопожарной безопасности. Неиспользуемыми считаются кабели, неприменяемые в данный момент и не запланированные для применения в будущем. Это означает, что все ранние коаксиальные кабели, которые использовались в локальных сетях или компьютерных системах на основе мейнфреймов, все неиспользуемые кабели Cat 3 и Cat 5 и прочие, на смену которым пришли кабели новых поколений, следует удалять. Все эти кабели подвержены возгораниям, могут создавать задымление и, следовательно, являются предметами повышенного риска. Однако заметьте, что это требование относится только к доступным кабелям.
Хотя предполагается, что инспекторы должны включать удаление неиспользуемых кабелей в проверку монтажа новых систем, очень немногие монтажные работы по телефонным линиям и системам передачи данных действительно инспектируются, и инспекторы могут и не знать, как распознавать неиспользуемые кабели. Конечные пользователи также, по-видимому, не знают, как следует понимать данное положение NECO. В некоторых районах владельцы помещений сами становятся проводниками этого распоряжения и требуют, чтобы при установке новых кабелей удалялись неиспользуемые.
Нам всем доводилось наблюдать офисы, в которых над потолками и под полами тянулись многие слои кабелей, археологические останки многочисленных поколений медных кабелей, проложенных там за многие годы. Если при прокладке кабелей нового поколения нужно удалять старые, то это обойдется в круглую сумму и займет много времени. Удаление кабелей гораздо сложнее и требует больших затрат, чем их прокладка, но для противопожарной безопасности это очень важно.
1. Какой обязательный стандарт определяет инструкции по прокладке кабелей?
2. Медные провода, несущие сигнал, удаляют от кабелей питания, флуоресцентных ламп и электрических моторов, чтобы предотвратить
3. Каковы наиболее распространенные элементы телефонного оборудования?
4. Какие виды оборудования системы кабельного телевидения вы можете монтировать при установке системы безопасности?
5. Перечислите семь компонентов компьютерных сетей.
6. При выполнении проекта в телекоммуникационной отрасли, что является более важным, чем выполнение работы в установленный срок?
7. Что является главным показателем качества монтажа?
Глава 4. Структурированные кабельные системы
На разработку стандартизованных структурированных кабельных систем, предназначенных для создания сетей, очень сильное влияние оказали несколько факторов. Первым было разукрупнение. После разделения компании AT&T стандарты в области телекоммуникаций больше не разрабатываются в одном месте. На смену этой системе пришла менее влиятельная Bellcore и конкурентные законы рынка. По мере того как сети и системы коммуникации становились все более популярными и широко распространенными, производители поняли, что пользователям нужны стандартные кабельные системы, которые позволили бы использовать продукцию нескольких производителей и производить обновление без необходимости менять всю кабельную систему.
Модель такого структурированного стандарта кабельных систем появилась в результате создания и использования в компьютерных сетях разработчиками Ethernet дешевых кабелей UTP, а также в результате разработки стандарта производительности кабелей UTP поставщиком кабельных систем, компанией Anixter. Когда рынок и большинство производителей приняли кабели UTP в качестве варианта кабельной системы, они сначала стали фактическим стандартом на рынке, а потом получили юридический статус в соглашении между производителями.
В настоящее время большая часть коммуникационных кабельных систем создается в соответствии с указаниями, разработанными в ходе этого эволюционного процесса и публикуемыми комитетом TIA/EIA TR41.8. Хотя данный стандарт и не является обязательным, весьма разумно будет принять на добровольной основе стандарт взаимодействия, созданный разработчиками продукта на основе данного стандарта, поскольку это значительно упростит взаимодействия и процесс обновления.
Стандарты сетевых кабельных систем
Происхождение стандартов
Широта распространения любой технологии зависит от наличия приемлемых стандартов. Пользователи предпочитают платить деньги за «стандартные» решения проблем, поскольку они обеспечивают возможность взаимодействий и расширяемость в будущем. В стандарт должны входить: стандарт для компонентов, стандарт для сети, стандарт процедур установки, стандарт тестовых методик и хорошие стандарты калибровки. В стандарты также входит безопасность, единственный обязательный стандарт, которому, по определению NEC©, должны соответствовать все кабельные системы.
Данные стандарты разрабатываются в ходе совместной работы различных групп. Сетевые стандарты создаются такими организациями, как Bellcore, American National Standards Institute (ANSI), Institute of Electrical and Electronic Engineers (1ЕЕЕ), International Electrotechnical Commission (IEC), и другими группами по всему миру. Стандарты для компонентов и для систем тестирования создают некоторые из вышеперечисленных групп, к которым в Соединенных Штатах присоединяется Electronics Industry Alliance and Telecommunication Industry Association (TIA/EIA), а на международном уровне работают IEC, International Standards Organization (ISO) и другие группы по всему миру.
Базовые стандарты (такие, как «вольты» или «метры») и стандарты их перевода друг в друга разрабатываются национальными лабораториями стандартов, такими, как National Institutes of. Standards and Technology (NIST), бывшее Национальное бюро стандартов США (United States National Bureau of Standards). Такие лаборатории существуют почти во всех странах и занимаются регулированием стандартов мер. Чтобы обеспечить соответствие всех абсолютных стандартов по всему миру, осуществляется международное сотрудничество. Мы должны также обсудить фактические принятые стандарты (стандарты «de facto»), то есть общепринятые стандарты компонентов и систем, выработанные рынком, поскольку юридически оформленных стандартов еще нет и все просто принимают работу поставщика.
Главные стандарты de fakto
В любой быстро развивающейся технологической отрасли, такой, как компьютеры и коммуникации, всегда есть определенное сопротивление вводу стандартов. Критики говорят, что стандарт подавляют технологическое развитие. Некоторые критики возражают, потому что предлагаются стандарты, разработанные не ими, и в некоторых случаях никто по существу не знает, какие стандарты будут наилучшими. В таких обстоятельствах именно пользователи выбирают наилучшие решения для своих задач и продвигают их.
Стандарты de facto вводят наиболее влиятельные производители. В области сетевых кабельных систем компания Anixter, крупный поставщик кабельного и сетевого оборудования, разработала набор стандартов, которые были приняты промышленностью под маркой TIA/EIA с некоторыми модификациями, учитывающими нужды большого числа производителей, принимающих участие в процессе стандартизации.
Деятельность по созданию промышленных стандартов
В Соединенных Штатах деятельность по выработке стандартов координирует ANSI. Группа TIA/EIA, базирующаяся в Арлингтоне (Arlington), штат Виргиния, наиболее активно занимается разработкой стандартов кабельных систем для передачи видеоинформации и данных и имеет поддержку со стороны всех наиболее крупных производителей кабельного оборудования. Стандарт TIA/Е1А 568 является, вероятно, наиболее часто упоминаемым стандартом коммуникационных кабельных систем. Он распространился по всей кабельной промышленности и получил высокое признание среди производителей и потребителей. Комитеты TIA/EIA TR-42 разработали следующие стандарты, относящиеся к созданию кабельных сетей:
TIA/EIA 568 Commercial Building Telecommunication Wiring Standard;
TIA/Е1А 569 Telecommunication Wiring Pathways and Spaces;
TIA/EIA 570 Light Commercial and Residential Telecommunication Cabling;
TIA/EIA 606 Telecommunication Cabling System Administration;
TIA/EIA 607 Telecommunication System Grounding and Bonding Requirements. Как и все стандарты, стандарт 568 все время пересматривается. В него необходимо вносить обновления, отражающие крупные технологические изменения и условия, складывающиеся на рынке. Все это является необходимым для того, чтобы тот, кто разрабатывает и осуществляет монтаж сети, знал, что является допустимым на данный момент.
Кроме того, для разъяснения различных моментов, относящихся к стандартам, публикуются многочисленные информационные сообщения по системам телекоммуникации (telecommunication system bulletins, TSB). TSB непрерывно создаются и добавляются в исходные стандарты при их пересмотре, становясь, таким образом, ненужными. Если у вас возникает необходимость обратиться к стандарту, всегда обращайтесь к его последней версии.
Международные стандарты
Стандарты TIA/EIA 568 разрабатываются для рынка Соединенных Штатов. Международным эквивалентом TIA/EIA 568 является стандарт ISO/IEC 11801. Такие стандарты пишутся примерно так же, как это делает группа TR 42. Вот наиболее важные стандарты:
ISO/IЕС 11801 Cabling for customer premises;
ISO/IEC 14763-1 Administration, documentation;
ISO/ IEС 14763-2 Planning and Installation;
ISO/IEC 14763-3 Testing optical fiber cabling;
IEC 61935-1 Testing copper cabling.
Обязательный или рекомендуемый?
Большинство стандартов не являются обязательными, то есть они не являются необходимым юридическим требованием, предъявляемым в ходе инспектирования установленной сети. В большинстве случаев юридически необходимыми являются только правила NEC©, ,касающиеся противопожарной безопасности, и правила FCC, касающиеся излучения сигналов, влияющих на работу оборудования. Однако многие конечные потребители указывают в качестве требования соответствие схемы сети стандарту TIA/EIA 568, что является достаточно здравым подходом к созданию кабельной системы.
Помните, что большинство этих стандартов создавали группы, состоящие из производителей, а не потребителей, которые совместно обеспечивали совместимость своих продуктов. Ни один пользователь сегодня не станет полагаться на одного разработчика сетевых систем, поэтому он ожидает найти под вывеской стандартов совместимость. Очень немногие стандарты когда-либо достигают такого положения, когда они законодательно объявляются обязательными на местном или федеральном уровне.
Несмотря на то? что в определении стандартов участвуют все производители, в различных стандартах существуют конфликты. Например, стандарт 568 в некоторых пунктах конфликтует с положениями NEC©, и эти конфликты необходимо разрешить.
Создание кабельной системы в соответствии
со стандартом TIA/EIA 568
Стандарт 568 стал моделью построения большинства кабельных сетей, прокладываемых в зданиях, хотя ему редко следуют буквально. В нем определяется гибкая схема монтажа, которая позволяет проложить всю кабельную сеть без учета ее конечного назначения. Таким образом, правильно смонтированная сеть стандарта 568 будет поддерживать передачу и голоса, и данных (а иногда, не коротких расстояниях, даже видео), а также позволит выполнять перемещения и изменения. Проводить обновление типов сетей также будет проще. В стандарте 568 определяется прокладка кабелей в соответствии с моделью, показанной на рис. 4.1, являющейся типичной схемой монтажа в здании.
Электронное оборудование размещается в специальных комнатах, а основное оборудование сети — в помещении главного кросса. Возможно наличие «промежуточных кроссов», расположенных в каждом здании большой сети, охватывающей несколько зданий. Это оборудование находится в комнате, называемой в стандарте 568 «аппаратной». Телекоммуникационное помещение (telecommunication closet) — это место соединения магистрального кабеля и горизонтальных кабельных систем. Оно находится в непосредственной близости от конечных потребителей (которые часто называются «рабочими столами» (desktop). В этих трех местах в помещении главного и промежуточного кросса и в телекоммуникационных помещениях — находятся все коммутаторы, концентраторы и прочее сетевое оборудование. Прокладка всех кабелей осуществляется исходя из необходимости соединить эти места с рабочим столом конечного пользователя, который называется «рабочей областью» (work area).
В стандарте 568 «магистраль» определяется как кабель, соединяющий телекоммуникационные помещения и аппаратные с оборудованием, расположенным на входе сигнала в здание. Роль магистральных могут исполнять кабели UTP, а также мультимодовые или одномодовые оптоволоконные кабели.
Моделью стандарта 568 послужили руководства AT&T по монтажу коммуникационных кабелей, созданные на основе обзора 1982 года, охватывающего 79 предприятий, расположенных в Нью-Йорке, Калифорнии, Флориде и Арканзасе, и более чем десять тысяч проложенных кабелей. В то время кабели прокладывались почти исключительно от телефонов к коммуникационным помещениям и офисным АТС или же к локальным телефонным коммутаторам, но данный метод, заложивший основу спецификации длины кабелей, используется и в стандарте 568.
В обзоре AT&T 1982 года определялось, что 99,9% всех станций находились на расстоянии менее 300 футов (около 100 м) от коммуникационного помещения, и это стало одним из условий, входящих в стандарт 568. Однако, когда стало трудно обеспечивать работу UTP на гигабитных скоростях при такой длине кабеля, результаты обзора 1982 года, согласно которым 95% всех станций находились на расстоянии менее 50 м от коммуникационного помещения, позволили установить в ближайшем будущем стандарт на более короткие длины кабелей. В табл. 4.1 приводятся длины кабелей для передачи голоса и данных согласно стандарту 568.
Заметьте, что в стандарте 568 определяется несколько типов кабелей. Помимо обычного кабеля UTP есть кабель типа «защищенная витая пара» (STP), из кабельной системы, используемой в сетях IBM Token Ring; UTP-кабели для телефонов и два оптоволоконных кабеля — 62.5/125-микронное мультимодовое и одномодовое оптоволокно. Хотя в стандарте предлагается использовать любые из этих типов кабелей, UTP главным образом используется в горизонтальных соединениях от телекоммуникационного помещения к рабочей области, и, хотя его также можно использовать как магистральный, гораздо чаще для этого применяют мультимодовые оптоволоконные кабели.
В стандарте 568 упоминаются также многие другие кабели, используемые для построения телефонных сетей и сетей передачи данных. При прокладке телефонных кабелей в жилых домах часто используются кабели с четырьмя проводниками. Однако в настоящее время по правилам FCC для жилых домов нужно использовать как минимум 4-парный кабель Cat 3. В старых Ethernet-системах может использоваться старый толстый коаксиальный кабель (thicknet) или более тонкий RG59 (thinnet). За несколько лет одна компания IBM создала спецификации около десятка типов кабелей для сетей Token Ring, мейнфреймов, терминалов и прочих разнообразных соединений. В задачи данной книги не входит описание всех этих вариантов, в особенности потому, что общепринятым стал стандарт 568. Если вам приходится иметь дело с сетями другого типа, у поставщиков компонентов можно получить подробные сведения о них.
Компоненты
Одним из преимуществ «структурированной кабельной системы», примером которой может являться та, которая определяется в стандарте TIA/EIA 568, является стандартизация компонентов. В основном все вилки, гнезда, кабели и соединительные блоки (punchdown) одинаковы, и это облегчает изучение способов их использования и обслуживания.
Кабели
Основной компонент в стандарте 568 — это кабель. Для большинства горизонтальных соединений это будет кабель UTP. В качестве магистрали может использоваться либо UTP, либо волоконно-оптический кабель, который выбирается так, чтобы обеспечивать более высокую пропускную способность, сохранение сигнала на больших расстояниях и электрическую изоляцию. Спецификация волоконно-оптических кабелей детально разработана другим комитетом TIA/EIA под названием F02.2 и будет описана в следующем разделе этой книги.
Большинство кабелей UTP состоят из восьми одножильных медных проводов стандарта 24 AWG, скрученных в четыре пары, имеющие разные коэффициенты 1 (шаги) скручивания. Каждая пара имеет свою цветовую кодировку, позволяющую идентифицировать ее (рис 4.2). По производительности кабели делятся на категории— Category 3, 5Е и 6 — в зависимости от способности пропускать высокие частоты.
Существуют кабели, состоящие из двадцати пяти витых пар, используемые главным образом для телефонных соединений, хотя некоторые из них могут попадать в категорию Cat 5. Они применяются для уменьшения числа кабелей, проходящих между коммуникационными помещениями, и из-за того, что их гораздо легче терминировать на соединительных блоках. Некоторые производители подобных кабелей начинают предлагать версии, соответствующие спецификации Cat 5, с более высокой пропускной способностью. Начинают появляться даже 25-парные разъемы.
Однако в большинстве случаев по-прежнему используются 4-парные кабели, поскольку существует возможность взаимных влияний цифровых сигналов, проходящих по разным парам.
Происхождение деления кабелей UTP на категории. К концу 1980-х годов компьютерные сети росли с сумасшедшей скоростью. В большинстве сетей использовался патентованный коаксиальный кабель, имеющий адекватную для передачи данных пропускную способность. Однако производители начали обнаруживать, что улучшенный телефонный провод, называемый «незащищенная витая пара», можно использовать и для передачи данных. Каждый производитель создавал и тестировал свои кабели по-своему, поэтому сравнить один кабель с другим было сложно, если вообще возможно.
Когда появились кабели UTP, один из поставщиков, компания Anixter, совместно с производителями, системными интеграторами и крупными потребителями начала работу по стандартизации кабелей для передачи данных. В 1989 году компания Anixter разработала и опубликовала требования к поставляемым коммуникационным кабелям под названием «Cable Performance Level» (Уровни производительности кабелей).
Согласно исходной системе «уровней» Anixter существовало три уровня производительности кабелей, и клиент мог выбрать из них наиболее рентабельный в данных конкретных условиях. Эти три уровня были такие.
Уровень 1. Для обычных старых телефонных линий (plain old telephone service, «POTS»).
Уровень 2. Для низкоскоростных компьютерных терминалов и сетей (ARCNET). Уровень 3. Для Ethernet и 4/16-мегабитных сетей Token Ring.
В 1992 году были добавлены еще два уровня, отражающие новые достижения в технологиях высокоскоростных сетей:
Уровень 4. Для пассивных 16-мегабитных сетей Token Ring.
Уровень 5. Для сетей FDDI, работающих на скоростях 100 Мбит/с и использующих медные провода.
В начале 90-х годов производители обратились в группу TIA/EIA за помощью в разработке стандарта совместимости при построении сетей на основе кабелей UTP. Комитет TIA/EIA взял 3, 4 и 5-й уровни Anixter и дал им название Category 3, 4 и 5, которые затем были приняты по всему миру. Понимая необходимость стандарта производительности компонентов, сотрудники группы TIA/EIA создали еще один документ под названием TSB-67, в котором подробно описывались процедуры тестирования, а также спецификации, которым должны соответствовать продукты, входящие в каждую из категорий.
Конечно, в мире технологий ничто не стоит на месте. Поэтому сегодня нам нужно принимать во внимание АТМ2, fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Хотя используются определенные методы, позволяющие снизить требования сетей к пропускной способности кабелей (такие, как схемы кодирования в модемах и передача данных по нескольким парам), становится очевидным, что 100 МГц — это слишком мало для будущего UTP.
После Cat 5 кабельные технологии сконцентрировались на улучшении производительности кабеля на 100 МГц и на выходе на более высокие скорости. Сначала предполагалось, что гигабитный Ethernet потребует другого кабеля с более высокой пропускной способностью, но сложные схемы кодирования, объединенные с обработкой цифрового сигнала, позволяющей передавать данные по всем четырем парам в обоих направлениях, позволили использовать кабель с полосой пропускания 100 МГц. Однако потребовалось ввести в спецификации стандарта Cat 5 и протестировать несколько новых параметров, что привело к появлению улучшенного (enhanceg) стандарта Cat 5 или Cat 5Е. Производители кабелей и средств их соединения продолжили разработки витых пар с более высокой пропускной способностью и вышли на скорости 200 МГц (а для некоторых спецификаций — 250). Так появился новый стандарт кабелей, Cat 6. Некоторые производители разработали даже 600-мегагерцовый кабель, который получил название Cat 7.
За пределами Соединенных Штатов, в особенности в Европе, разработки кабельных систем велись в направлении создания витых пар, защищенных экраном из фольги, которые часто называются экранированными витыми парами (screened twisted pair, ScTP). Кроме того, был разработан более высокоскоростной кабель, Class F, с частотой по спецификации 600 МГц, но он не использует стандартный модульный разъем, применяемый в других кабелях на основе витых пар.
Тем не менее необходимость создания более высокоскоростных кабелей на ,основе витых пар находится под вопросом. Например, 10-гигабитный Ethernet работает только на волоконно-оптических кабелях, хотя существуют возможности использовать кабели UTP с характеристиками, выходящими за предел стандартных. Комитет TIA/ЕIА TR-42 не стал разрабатывать американские стандарты для кабелей, эквивалентных Cat 7, в связи с отсутствием интереса к ним.
Схема кабеля и области его применения. В настоящее время во всех областях обычно применяются только кабели Cat 3 и Cat 5Е/6. Фактически при построении новых систем везде применяется Cat 5Е. Его стоимость лишь немного выше, чем стоимость Cat 3, а прокладка одного такого кабеля упрощает управление кабельной системой и предоставляет возможность будущих обновлений г повышения производительности.
Частотная производительность кабеля главным образом зависит от числа витков в парах и от типа используемой изоляции. Основным параметр м спецификации для каждой категории является ограничение производительности в высоких частотах (табл. 4.2). Другие важные параметры — это затухание сигнала и перекрестные наводки (спецификация NEXT для перекрестных наводок на ближнем конце линии (near-end crosstalk), а для кабеля Cat 5 — десинхронизация из-за задержки (delay skew). Все эти параметры детально специфицированы в стандарте TIA/EIA 568 и будут подробно описаны в этой книге при рассмотрении тестирования. Производители, продающие кабели Cat 3 и Cat 5Е/6, при их изготовлении придерживаются этой спецификации.
В реальных задачах все четыре пары не используются. В большинстве локальных сетей задействованы только две пары, по одной для каждого направления, что обеспечивает дуплексное соединение, то есть одновременную передачу данных в обоих направлениях. Из-за ограничения пропускной способности и из-за испускания электромагнитного излучения, которое может вызвать помехи в работе других электронных устройств, в высокоскоростных сетях переходят на использование всех четырех пар (табл. 4.3).
Соединения
На концах кабелей находится либо гнездо, либо соединительная вилка, модульный 8-контактный элемент, называемый RJ-45 (рис. 4.3). RJ-45 — это название телефонных систем, и в частности тех, в которых используется 8-контактная модульная схема, специфическое расположение проводов и конкретная область применения, но сейчас это название стало общим термином, описывающим соединения в системах стандарта 568.
Версии Cat 3, Cat 5Е и Cat 6 существуют не только для кабелей, но для соединений. Если вы прокладываете сеть на основе стандарта Cat 5, вы должны везде использовать оборудование, соответствующее Cat 5. Если вы подключите кабель Cat 5 к оборудованию, рассчитанному на Cat 3, производительность соединения будет соответствовать Cat 3 и все вложения в кабель Cat 5 окажутся напрасными.
По стандарту 568 распайка четырех пар проводов может выполняться по нескольким схемам (рис. 4.4). Наиболее распространенной является схема Т568А, схема Т568В является стандартом AT&T для данного типа соединений, а схема USOC унаследована от телефонной системы, поскольку в гнездо USOC вставляется 6-контактная модульная вилка. На рис. 4.4 показан вид внутрь гнезда. Схемы Т568А и Т568В отличаются только перестановкой одной пары, которая может и не влиять на производительность, поэтому соединения с их использованием очень сходны. Однако эти схемы нельзя использовать в одном соединении, в противном случае две пары окажутся перекрещенными и соединение будет неверным. Нельзя смешивать эти схемы и со схемой USOC, это также будет неправильное соединение.
В некоторых сетях используются только две пары, но в высоко коростных сетях, как показано в табл. 4.3, уже начинают применять для передачи данных все четыре пары. При любом монтаже крайне важно правильно терминировать каждую пару и проверить правильность соединений. Это называется картированием проводов, и его следует проводить даже в том случае, если кабель в данный момент используется только для обычных старых телефонных линий (РОТЫ).
Все соединения в стандарте 568 называются «контакт сквозь изоляцию» (insulation displacement connections, IDC). Соединение выполняется так: провод вставляется в гнездо с острыми краями и разъем прорезает изоляцию до проводника, обеспечивая хороший электрический контакт. Прорезанная изоляция создает хорошее соединение, препятствуя разрыву контакта. Во всех модульных разъемах и соединительных блоках используется данных метод терминирования, поскольку он надеже; и его легко применять в полевых условиях.
При терминировании кабелей на модульных соединителях обязательно нужно сохранять крутку пар до расстояния 1/2 дюйма (13 мм) от разъема. Перекрестные наводки в кабеле зависят от скрутки, и излишнее раскручивание вблизи разъема приведет тому, что соединение не будет проходить тесты на перекрестные наводки.
Терминирование
Эти кабели соединяются между собой двумя способами — при помощи вилок и гнезд и при помощи соединительных блоков (punchdowns). Соединительные блоки применяются в качестве постоянных соединений в коммуникационных помещениях, хотя их можно также объединять с разъемами и коммутационными панелями (pach panels) и создавать, таким образом, гибкие соединения. Если используются соединительные блоки или коммутационные панели, то они для обеспечения нужной производительности должны соответствовать тому же стандарту, что и кабельные компоненты.
Существует несколько типов соединительных блоков: 110, 66, Krone и BIX. Наиболее популярным по причине своей гибкости является блок 110 (рис. 4.5). Он может быть комбинированным и объединять блоки, в которые можно вставить два кабеля путем врезания, и блоки, где один кабель можно присоединить при помощи специального соединительного разъема.
Блок 66 (рис. 4.6) являлся резервной системой в телефонных линиях, и только недавно стали появляться его варианты, соответствующие стандарту Cat 5Е. В отличие от блока 110 на нем находятся ряды из четырех расположенных рядом клемм, и две клеммы с каждой стороны соединены между собой. При использовании этого блока, все провода кабеля путем врезания соединяются с каждой парой клемм одного ряда, а затем при помощи кроссовых проводов соединяются между собой внутренние клеммы рядов. В качестве альтернативы можно использовать мостовые перемычки, если соединяемые провода находятся в одном ряду.
Как и в случае разъемов, пары проводов в кабеле на соединительном блоке нельзя раскручивать более чем на полдюйма, иначе производительность будет меньше указанной в спецификации.
Кабели, прокладываемые горизонтально и вертикально, а также соединительные кабели имеют одинаковую схему проводов на обоих концах, поэтому клемма 1 с одной стороны соединяется с клеммой 1 на другой. Исключением являются кабели перекрестного соединения (crossover patch). В них пары проводов перекрещиваются между собой, что позволяет соединять две станции Ethernet напрямую, без использования концентратора. Для выполнения такого прямого соединения пары проводов перекрещиваются по схеме, приведенной в табл. 4.4.
Как правило, гнезда и соединительные блоки созданы так, чтобы монтажник всегда врезал пары кабелей в стандартном порядке. На соединительных блоках цветовой код следующий: пара 1 (голубой), пара 2 (оранжевый), пара 3 (зеленый) и пара 4 (коричневый). Провод, помеченный белыми полосами, врезается первым, после чего идет равномерно окрашенный провод. В гнездах используется другая цветовая схема, соответствующая стандарту, к которому относится гнездо, — EIA-568А, 568В, USOC или другому.
Коммутационные панели. Коммутационные панели позволяют осуществлять в телекоммуникационных помещениях наиболее гибкий монтаж (рис. 4.7). Все входящие провода терминируются на задней стороне коммутационной панели (и снова следите за полудюймовой раскруткой витых пар). После этого соединение выполняется при помощи соединительных кабелей (патчкордов), вставляемых в соответствующие гнезда.
Терминирование к коммутационным панелям с задней стороны обычно осуществляется при помощи блоков типа 110, хотя у большинства производителей есть собственные методы терминирования. Соответствие стандарту обеспечивает правильная конструкция монтажного оборудования, в том числе внутренняя скрутка проводов, подходящих к гнездам.
К коммутационным панелям может подходить множество кабелей, поэтому организация этих кабелей сама по себе может быть трудной задачей (рис. 4.8). Важно, чтобы все кабели были аккуратно связаны и помечены, чтобы при необходимости их легко можно было переместить. Однако не менее важно обеспечить целостность кабелей, не давать им перегибаться и закручиваться до слишком малого радиуса, поскольку это может существенно повлиять на производительность.
Варианты прокладки кабелей
Структурированные кабельные системы весьма гибки. В пределах ограничений по длине и количеству соединений можно комбинировать соединения и получать множество схем. На рис. 4.9 приведены некоторые варианты.
Для соединения между собой разъемов и коммутационных панелей и для подсоединения сетевого оборудования используются соединительные провода (патчкорды). Верхний вариант (разъем к разъему) используется при соединении патчкордами оборудования в небольшом офисе или в доме, где расстояния малы и персональные компьютеры можно присоединять прямо к концентратору.
Очевидно, что чем меньше соединений, тем лучше. Каждое coeдинение несколько ухудшает производительность системы. Поэтому хорошими вариантами будут соединения гнездо-гнездо или гнездо-коммутационная панель. «Зонная кабельная система» (zone cabling) (показана на рис. 4.9) популярна в офисах, имеющих модульную структуру. Центр зоны (zone bох) соединяется с телекоммуникационным помещением (Telecommunication closet, ТС), например, 25-парным кабелем Cat 5Е, а локальные выходы в рабочую область выполняются с помощью патчкордов.
Адаптация оборудования к кабелям UTP
Широкое распространение кабелей UTP привело к тому, что многие другие схемы, рассчитанные на использование коаксиальных или STP-кабелей оказались несовместимы с современными системами. Различие в типах соединителей, симметричная и несимметричная передача, импенданс, характерный для разных типов кабелей, — все это означает, что оборудование, разработанное под другой тип кабеля, на данном кабеле работать не сможет. Однако появились адаптеры, называемые balun (сокращение от BALanced-Unbalanced function), которые выполняют необходимые преобразования. Они выполняют три различны: функции: преобразование несимметричной передачи в симметричную, выравнивание импенданса и приведение в соответствие соединителей.
Предлагаются адаптеры, дающие возможность большинству типов сетей работать с кабельными системами UTP, и даже такие, которые позволяют оборудованию, работающему в сетях на основе UTP, использовать проложенные в данном месте кабели других типов. При подборе и применении адаптеров обязательно укажите правильные параметры сети, чтобы адаптер был выбран правильно.
Волоконная оптика и структурированные кабельные системы
В исходном стандарте структурированных кабельных систем TIA/EIA 568 волоконные кабели упоминаются только как вариант. В ранних версиях стандарта 568 они упоминались только как вариант магистральных кабелей или при горизонтальной прокладке до 100 м, как кабели Cat 3 и Cat 5, с той же архитектурой и электроникой в телекоммуникационных помещениях. Единственным стандартным разъемом оптоволоконных кабелей по стандарту 568 был тип SC, что делало данный стандарт неподходящим, поскольку в большинстве случаев применялись разъемы типа ST.
В версии 568-В появился отдельный раздел, посвященный волоконной оптике (568В-3), в который были включены более реалистичные варианты, том числе централизованная оптическая архитектура, схема прокладки кабелей типа homerun (рис. 4.10), зонная кабельная система инварианты использования почти любых типов разьемов. Централизованная архитектура может быть очень рентабельной. Поскольку электроника переносится в главную компьютерную комнату, исчезает необходимость в специальном подводе питания, заземлении и вентиляции в телекоммуникационных помещениях. Так как большинство пользователей и монтажников предпочитают применять более дешевый разъем ST, а не SC, указанный в стандарте 568, или же новые разъемы малых форм-факторов, теперь в стандарте 568B-3 разрешается использовать любой разъем, соответствующий стандарту взаимозаменяемости оптоволоконных разъемов (FOCIS).
При монтажной схеме «внутренняя шина» каждая рабочая станция соединяется с разъемом коммутационной панели в локальных областях с помощью магистрального кабеля, ведущего к централизованному электронному оборудованию. Такая схема с пассивным распространением также называется «зонной кабельной системой», поскольку магистральные кабели с большим числом волокон прокладываются в локальные зоны, в которых небольшие кабели подходят к локальным выводам рабочих станций. Такую схему, хотя и в меньших масштабах, применяют и при использовании медных кабелей, поскольку упрощается прокладка кабелей оборудованию или офисам, имеющим модульное расположение. Если установить для локальных сетей оптимизированную волоконно-оптическую архитектуру, при которой вся электроника находится в одном помещении, а участки ,кабелей, ведущих к рабочей станции, могут быть гораздо длиннее (до 300 м), первоначальная стоимость окажется сравнимой с прокладкой медных проводов. Сетевое оборудование будет стоить меньше, поскольку при централизации более эффективно используются соединительные порты, что значительно упрощает организацию системы.
1.Какой тип медных кабелей стал стандартом на рынке локальных сетей?
2. Перечислите пять пунктов, которые обязательно должны входить в стандарты.
3.Какой стандарт чаще всего упоминают и используют при прокладке коммуникационных кабелей в зданиях?
4. Какие обязательные стандарты кабельного монтажа используются в большинстве стран?
5. Кто создает такие стандарты, как 568, пользователи или производители?
6.Назовите три места, в которых могут располагаться коммутаторы, концентраторы и прочее сетевое оборудование.
7.Какие три типа кабелей используются для создания магистралей?
8.Какая длина кабелей UTP указывалась в стандарте 568 (в футах и метрах)?
9. Кабели какого типа обычно соединяют телекоммуникационные помещения
с рабочей областью или рабочими станциями?
10. Какие четыре компонента были сделаны идентичными при стандартизации компонентов в TIA/EIA 568?
11. Какими цветами (наряду с белым) отмечаются четыре пары кабеля UTP?
12. Какая компания первой создала схему уровней производительности кабелей
UTP?
13. В какой спецификации учтены переходные наводки при использовании всех четырех пар проводов?
14. Какие факторы определяют частотные характеристики кабеля?
15. Как обычно называют вилку или гнездо, собственное название которого — модульный 8-контактный соединитель?
16. Какие пары проводов меняются местами в схемах Т568А и Т568В?
17. Насколько можно раскрутить пару в кабеле UTP Cat 5, чтобы она прошла тесты на перекрестные наводки?
18. Какой соединительный блок является наиболее распространенным в локальных сетях?
19. Блоки какого типа обычно используются с гнездами и в коммутационных панелях?
20. Какой продукт может позволить использовать старое электронное оборудование в структурированных кабельных системах на основе UTP и что конкретно этот продукт делает?
21. Какие оптоволоконные кабели разрешены к использованию в
структурированных кабельных системах стандарта 568В-3 и какова, согласно стандарту, их облает применения?
22. Какие оптоволоконные разъемы соответствуют стандарту 568В-3?
23. Как еще называется кабельная система со схемой home-run?
Глава 5. Телефонные провода
Вам, несомненно, знакома прокладка телефонных кабелей в жилых домах. В настоящее время почти каждый проводил новую телефонную розетку или, по меньшей мере, видел, как телефонные провода (подчас хаотично) проложены в домах, В новых зданиях просматривается больше логики. По большей части провода в них прокладываются по звездообразной схеме из одной центральной точки, что облегчает выявление неисправностей и расширение.
В небольших предприятиях, где количество линий и телефонов больше, иногда используются небольшие модульные системы на основе микропроцессорной технологии, которые выполняют те же функции, что и большие телефонные системы, но в меньшем масштабе. Такая аппаратура монтируется на стене офиса или коммуникационного помещения, соединяется с большим кабелем, по которому проходят внешние соединения, и с несколькими кабелями UTP, ведущими к каждой рабочей области.
Появление структурированных кабельных систем и широкое распространение в коммерческих системах стандарта монтажа телекоммуникационных кабелей TIA/EEIA 568 изменило строение офисных телефонных систем. Простые 2- и 4- жильные провода, разъемы или модульные выводы, а также типичная телефонная последовательная схема подключения сейчас распространены только в жилых домах. Хотя в данном разделе описывается типичная схема телефонной сети, помните, что в более крупных коммерческих схемах более распространенной является структурированная кабельная система, использующая UTP, и соответствующая стандарту 568.
Главным образом этот раздел посвящен кабельной системе жилого дома, но в нем есть и подраздел, посвященный телефонной сети небольшого офиса. Чтобы лучше понять монтаж коммерческой телефонной сети, обратитесь к главам 4 и 7, где описаны структурированные кабельные системы.
Внутренняя проводка — это все телефонные кабели, проложенные в помещении клиента телефонной компании и расположенные на клиентской стороне сетевого интерфейса (СИ). Данная проводка составляет подавляющее большинство всех телефонных проводов.
Сетевой интерфейс — это физическая и электрическая граница между внутренней проводкой и телекоммуникационной сетью. Сетевой интерфейс может представлять собой точку соединения любого типа, предоставляемого телефонной компанией. Обычно это что-то вроде небольшого ящика с разъемами и/или модульными гнездами внутри. Сетевой интерфейс почти всегда монтируется на внешней стене и может располагаться внутри или снаружи здания. В односемейных домах СИ чаще всего устанавливается снаружи, а в офисных помещениях и многоквартирных домах — внутри, в специальных шкафах или в подвале. Телефонная линия идет от дома или офиса к коммутатору местного телефонного узла. На телефонном узле линия соединяется с оборудованием, подключенным к национальной телефонной сети.
Как правило, точка входа телефонной линии в здание располагается в одном месте или неподалеку от точки входа электропроводки. Сетевой интерфейс размещается рядом с этой точкой входа. Если сетевой интерфейс отсутствует, то можно использовать любое модульное гнездо, предоставленное телефонной компанией, и соединить новую внутреннюю проводку клиента с существующей внутренней проводкой.
Сетевой интерфейс следует размещать внутри помещения и в доступном месте по нескольким причинам.
Соединение при помощи модульного разъема, предоставленного телефонной компанией, является требованием регистрационной программы Федеральной комиссии связи (FCC).
Использование разъема упрощает подключение и отключение оборудования клиента от телекоммуникационной сети.
Расположение разъемов внутри помещений не является обязательным, но это позволяет обеспечить конфиденциальность связи и помогает предотвратить несанкционированный доступ.
При использовании разъемов формируйся граница между сетью и началом внутренней проводки и оборудования. Это позволяет разделить кабели и определить, кто за что отвечает на случай возникновения проблемы.
Местоположение СИ определяет телефонная компания, и при строительстве нового здания вам нужно будет перед началом работ согласовывать местоположение СИ с их представителями.
Когда вы проложите провода, вам нужно будет вставить своей разъем прямо в сетевой интерфейс или в другое модульное гнездо, предоставленное телефонной компанией. При прокладке кабелей внутри жилого дома на конце вашего кабеля должен быть модульный разъем для соединения с СИ или модульным гнездом, предоставленным телефонной компанией. В офисных помещениях вам, скорее всего, придется врезать свои провода в соединительный блок СИ.
Если кабельная система уже существует, то телефоны могут подключаться к внутренней проводке одним из следующих способов.
Модульный разъем. Телефоны, установленные в последнее время, соединяются с проводкой при помощи модульной системы, которая в случае настольных телефонов состоит из миниатюрной вилки на конце телефонного провода и соответствующего ей гнезда на стене или плинтусе.
Соединительный блок. Настенные телефоны имеют на обратной стороне пару направляющих и скользящую модульную вилку (рис. 5.2). Телефон прикрепляется к «соединительному блоку» на стене, на котором расположены два выступа, соответствующие направляющим, а также модульное гнездо, в которое вставляется модульная вилка, расположенная на обратной стороне телефона.
Постоянное соединение. Телефон подключен к внутренней проводке напрямую, никаких разъемов нет. Точка соединения обычно представляет собой небольшой пластиковый блок около плинтуса или на нем.
Четырехрожковый разъем. В некоторых моделях настольных телефонов на конце телефонного провода находится крупная или прямоугольная четырехрожковая вилка, которая вставляется в гнездо с четырьмя отверстиями. Телефоны с такими разъемами можно легко отключать и подключать, что позволяет переносить их из комнаты в комнату по мере необходимости.
Чтобы сделать из постоянного или четырехрожкового соединения модульную систему, необходим соответствующий адаптер, который можно приобрести в большинстве магазинов, торгующих телефонными принадлежностями.
Соблюдение правил монтажа и других норм
Необходимо соблюдать все строительные и электротехнические нормы, применяемые в вашем государстве к телефонной проводке. В статье 800 NEC® описаны линии связи, такие, как телефонные системы и внешняя проводка охранной и противопожарной сигнализации. Если говорить в целом, то эти линии должны быть изолированы от линий питания и заземлены. Кроме того, все эти линии, если они проходят вне помещений (даже частично), должны быть снабжены устройствами защиты телекоммуникационных цепей (подавителями выбросов и ограничителями бросков напряжения). Ниже приведены требования, которые следует соблюдать при монтаже.
Если провода систем связи и провода электроснабжения крепятся на одном столбе или идут параллельно в одном пролете, нужно соблюдать следующие условия.
1. Везде, где это возможно, провода систем связи нужно размещать ниже проводов питания.
2. Провода систем связи нельзя соединять с поперечинами.
3. Ответвления систем электроснабжения и ответвления систем связи должны разделять, как минимум, 12 дюймов (30 см).
При прокладке над крышами провода систем связи должны иметь следующую высоту.
1. Плоские крыши: 8 футов (2,4 м).
2. Гаражи и прочие вспомогательные строения: зазор не требуется.
3. Если не более 4 футов (1,2 м) кабеля провисают над свободным пространством: 18 дюймов (45 см).
4. Если уклон крыши составляет 4 дюйма вертикали на каждые 12 дюймов горизонтали: 3 фута (90 см).
Подземные кабели связи в кабельных каналах и колодцах нужно отделять от кабелей питания кирпичными, бетонными или черепичными перегородками. Кабели связи должны прокладываться не менее чем в 6 футах (1,8 м) от проводов громоотводов.
Защита телекоммуникационных цепей
Предохранители представляют собой средства защиты от повышенных напряжений, разработанные с учетом специфических требований, которые предъявляют коммуникационные системы. Они необходимы для всех воздушных кабелей, проложенных через несколько городских кварталов. Их нужно устанавливать на все линии, проходящие в пределах квартала, которые могут случайно соприкоснуться с кабелями питания, имеющими напряжение свыше 300 вольт относительно земли. Они также должны быть внесены в список оборудования для данного типа монтажа.
Металлические оболочки всех кабелей связи должны быть заземлены или не должны прерываться изолятором как можно ближе к точке входа кабеля в здание (точка входа представляет собой место, где кабель связи выходит из внешней стены, бетонного перекрытия пола или же из заземленной жесткой кабельной трубы или трубы промежуточной категории).
Заземляющие провода для коммуникационных линий должны изготавливаться из меди или другого устойчивого к коррозии материала, а также должны иметь изоляцию, соответствующую той среде, в которой они проложены. Заземляющие провода линий связи не должны быть тоньше 14-гo номера. Заземляющий провод должен быть соединен по возможности напрямую с заземляющим электродом и при необходимости защищен.
Если заземляющий провод защищает металлическая кабельная труба, она должна быть соединена с заземляющим проводом на обоих концах. Заземляющими электродами для средств коммуникации могут быть:
1. Заземляющие электроды систем электроснабжения.
2. Заземленная внутренняя система металлических труб (по понятным причинам следует избегать газового трубопровода).
3. Металлический кабельный канал систем электроснабжения.
4. Корпуса оборудования систем электроснабжения.
5. Отдельный заземляющий электрод.
Если обслуживаемое здание не имеет систем заземления, в качестве заземляющего электрода можно использовать:
1. Любой разрешенный тип заземляющего электрода для систем электроснабжения (см. NEC® Section 250.81).
2. Заземленная металлическая конструкция.
3. Погруженный в землю металлический стержень или труба длиной не менее 5 футов (1,5 м) и диаметром полдюйма (чуть больше сантиметра). Этот стержень нужно закопать по возможности во влажную землю на расстоянии от заземляющих электродов и проводов громоотводов.
Соединение с заземляющим электродом нужно выполнять проверенными способами. Если системы электропитания и связи используют разные заземляющие электроды, их нужно соединить медным проводом номер
6. Кроме того, сюда можно присоединить и другие электроды. Для фургонов этого делать не требуется.
В случае фургонов, если в них нет оборудования для электроснабжения и оно отсутствует на расстоянии 30 футов (9 м) от стен фургона, телекоммуникационные линии должны иметь собственный заземляющий электрод. В данном случае, а также если подключение фургона к сетям коммуникации осуществляется при помощи шнура с вилкой, к каркасу фургона или выводу заземления, нужно проводом не тоньше номера 12 присоединить защитное устройство.
Кабели связи необходимо прокладывать на расстоянии не менее 2 дюймов (5 cм) от кабелей питания и проводов класса 12, если они не отделены от них постоянно или если провода класса 1 не размещены.
1. В кабельном канале.
2. В кабеле типов АС, МС, UF, NM или кабеле с металлической оболочкой. Кабели систем связи можно размещать в одном канале, коробе или кабеле со следующими проводами.
1. С кабелями классов 2 и 3, относящимися к системам дистанционного управления, сигнализации и цепям небольшой мощности.
2. С кабелями противопожарной сигнализации небольшой мощности.
3. С проводящими и непроводящими волоконно-оптическими кабелями.
4. С коллективными антеннами телевидения и распределительными системами
радио.
Провода систем связи не могут прокладываться в одном кабельном канале или фитинге с линиями класса 1, и их нельзя прокладывать в канале, если канал не выходит прямо к месту, где находится сервисное телекоммуникационное оборудование.
Места прохождения кабелей через огнеупорные двери, стены и т. п. должны запечатываться подходящим огнеупорным материалом.
Кабели систем связи, прокладываемые над фальшпотолками или в вентиляционных помещениях, должны быть включены в список разрешенных для такого применения.
Кабели связи и кабели многоцелевого назначения можно прокладывать в кабельных лотках.
Все кабели связи, прокладываемые в вертикальных кабельных каналах, должны быть включены в список разрешенных для такого применения.
Компоненты телефонной проводки
Перед тем как начинать прокладку проводов, вы должны ее спланировать. Определите, какие типы компонентов вам понадобятся. Существует несколько видов стандартных компонентов, связанных с телефонной проводкой.
Телефонный провод
Проводники в телефонных проводах должны быть медными, одножильными, как минимум, номер 22 AWG. Должно быть, по меньшей мере, четыре изолированных провода, которые могут быть окрашены в красный, зеленый, черный и желтый цвета или могут иметь стандартную цветовую маркировку. Провода, должны иметь внешнюю пластиковую оболочку, защищающую все проводники и имеющую минимальное напряжение пробоя 1500 вольт. Хотя для одной телефонной линии требуется только два провода (Tip и Ring), а два других провода используются для питания подсветки в некоторых телефонах или для упрощения подключения второй телефонной линии (табл. 5.1 и 5.2).
Мосты или кроссы
Назначение моста — соединение двух или более наборов телефонных проводов. Некоторые мосты включают в себя шнур с модульной вилкой на конце, используемой для подключения вашего провода к сетевому интерфейсу или модульной розетке телефонной компании. Некоторые мосты предназначены для размещения в местах соединения нескольких телефонных проводов. Правильное использование мостов уменьшает количество проводов, необходимых для работы.
Модульные выводы
Это розетки или соединительные блоки, к которым подключаются модульные телефоны. При двухпроводном соединении такие розетки называются RJ-11, при четырехпроводном (две линии) — RJ-14, и есть еще розетка RJ-45, в которую может входить четыре, шесть или восемь соединений. Существуют также шестипроводные версии разъемов RJ-11 и RJ-14. Имеются два основных вида выводов: розетки для настольных телефонных аппаратов и розетки для настенных телефонных аппаратов. В магазинах, торгующих компонентами для прокладки проводов, вы можете найти несколько вариантов дизайна модульных розеток. Одни крепятся на поверхность плинтуса или стены, тогда как другие утапливаются, а для этого требуется наличие отверстия в стене. На некоторых моделях есть пружинные дверки, закрывающие розетку, когда к ней ничего не подключено. Такая дверка защищает розетку от попадания пыли и грязи, которые могут повредить электрические контакты. Розетки должны соответствовать требованиям программы регистрации Федеральной комиссии связи (FCC).
Типичные крепежные средства и рекомендуемые
интервалы их расположения
Для крепления кабелей к строительным конструкциям обычно используются скобы. Иногда используются другие типы крепежа, и монтаж следует проводить в соответствии с указаниями, приведенными в табл. 5.3.
* При смене направления расстояние между крепежными средствами должно быть достаточным, чтобы обеспечить угол около 45 градусов.
**Чтобы избежать повреждений, не используйте направляющие кольца, если зазор составляет менее 1,8 м. Используйте стягивающие кольца.
В настоящее время в квартирах часто используются две телефонные линии— либо для удобства членов семьи, либо для использования модема или факс-аппарата в домашнем офисе. Добавление второй линии существенно упрощается, если проложенные кабели уже являются четырехпроводными. Если заказать вторую телефонную линию в местной телефонной компании, то в сетевой интерфейс будет подключена еще одна линия. Если в доме проложены четырехпроводные кабели, убедитесь, что одна из пар (черный/желтый) не подключена к трансформатору, питающему подсветку (или уберите трансформатор, если он у вас есть). Затем прикрепите черный провод к клемме Tip, а желтый провода клемме Ring второй линии.
В большинстве модульных розеток к контактам подключены все четыре провода, так что если вторая пара подсоединена, можно подключить двухканальный телефон с помощью разъема RJ-14 (четырехконтактного) (рис. 5.3). Если вы хотите подключить к одной розетке два отдельных телефона или телефон и модем или факс, существует специальный адаптер, позволяющий разделить две телефонные линии.
Телефонная система небольшого офиса
В телефонную систему небольших офисов входит большее число телефонных линий и, скорее всего, большее число телефонов, чем в квартире. Телефонная компания выведет клиенту большой многопарный кабель и закрепит его на соединительном блоке в помещении клиента. В телефонную систему обычно входит коммутационный модуль (KSU), который позволяет всем телефонам выходить на внешние линии, плюс модули для других функций, таких, как голосовая почти, музыка и сообщения на удержании, экстренный вызов и т. п. Типичный внешний вид системы показан на рис. 5.4.
Крайний справа блок — это ввод телефонной компании с 25-парным кабелем, который скрыт в стене, и кабелями отдельных линий, заканчивающихся модульными разъемами, подключенными к коммутатору (в верхнем правом углу). В местах, где коммутатор соединяется с отдельными телефонными линиями, ведущими к модульным розеткам, выведенным в рабочие области, расположены два блока 66. При помощи терминирующего блока линии можно легко переключать путем изменения расположения кроссовых проводов.
Блок, расположенный по центру в правой части фотографии, — это устройство для голосовой почты, а вверху слева находится система экстренного вызова. Заметьте, что кабели проложены аккуратно и удерживаются на местах при помощи направляющих, расположенных между блоками. Кабель телефонного вывода, расположенного сразу под коммутатором, защищен удерживающим, закрывающимся каналом, который можно использовать в большинстве случаев, когда провода не проходят сквозь стены.
Общие правила планирования и выполнения монтажа телефонных линий таковы.
1. Определите, где вы хотите установить модульные розетки. Скорее всего, это должен делать владелец здания, поскольку нормативов для телефонной проводки не существует.
2. Определите, какой тип розетки лучше всего подходит для данного случая. Если разъем находится в области, где он может подвергаться повышенному загрязнению и запылению, используйте розетки с защитными крышками.
3. Определите, как лучше всего проложить провода (от сетевого интерфейса или другого модульного гнезда, предоставленного телефонной компанией), к каждой из новых розеток. Там, где два или более провода будут проходить вместе, разместите мосты.
4. Подберите инструменты, которые вы будете использовать при работе с кабелями, например:
• отвертка с изолированной ручкой;
• бокорезы с изолированными рукоятками для перекусывания проводов;
• инструмент, позволяющий снимать изоляцию с проводов без повреждения любой из четырех жил;
• молоток или инструмент для крепления скоб для провода к стене или плинтусу;
дрель с насадками соответствующего размера для сверления отверстий под шурупы, анкеры и рычажные болты;
• устройство для сверления кольцевых углублений, если необходимо сделать углубление в стене, и дрель с насадками, достаточно большими, чтобы сделать направляющее отверстие для ножа упомянутого инструмента.
5. Не делайте соединений между проводами в распределительных коробках с другой электропроводкой.
6. По возможности избегайте:
• сырых помещений;
• труднодоступных мест;
• временных строений;
• проводов освещения, проводов, связанных с декоративными объектами ит. п.;
• мест с повышенной температурой, например труб отопления, нагревательных устройств и т. п.;
• мест, где провод или кабель может подвергаться трению.
7.Размещайте телефонные провода на расстоянии не менее 1,8 м от громоотводов и связанных с ними проводов и на расстоянии не менее 15 см от других проводников (антенных проводов, проводов, идущих от трансформаторов к неоновым лампам и т. п.), труб парового отопления и горячей воды, теплотрасс.
8.Не подсоединяйте внутреннюю проводку и розетки к внешним источника питания.
9. Не проводите кабели между отдельно стоящими зданиями.
10. Не подвергайте провода механическим нагрузкам, например защемлению закрывающимися дверями или окнами.
11. Не проводите провод туда, откуда телефон может быть перемещен в ванну, душ, бассейн или прочие потенциально опасные места. Сигнал, заставляющий телефон звонить, может привести к удару током!
12. Не старайтесь протолкнуть или протянуть провод между стенами, если тая уже есть электропроводка.
13. Если нужно выполнить сращивание двух и более проводов, используйте только мостовые соединения.
14. Размещайте соединительные блоки и розетки достаточно высоко, чтобы избежать попадания влаги при обычной уборке помещения.
15. Не прикрепляйте розетки открытыми лицевыми сторонами кверху. Это повышает опасность попадания в них пыли и грязи.
16. Горизонтальные и вертикальные провода нужно прокладывать по прямым линиям, и провод между мостами и прочими соединениями должен быть максимально коротким.
17. Открытую проводку прокладывайте вокруг по дверной или оконной рамс, плинтусам, панелям и внутренней стороне лепнины, чтобы она не бросалась в глаза и не портила вид.
18. Для крепежа проводов и для прикрепления соединительных блоков, розеток и мостов лучше всего использовать деревянные поверхности. Когда крепите оборудование к стенам, старайтесь по возможности размещать крепежные детали на стойках (деревянных балках позади стен).
19. При сверлении стен, полов и потолков будьте осторожны и избегайте контакта со скрытыми опасными объектами — электропроводкой, газовыми трубами, трубами отопления и горячей воды и т. п.
20. При прокладке кабелей рядом с металлическими решетчатыми конструкциями и т. п. используйте предохранительную оболочку или какую-нибудь другую защиту, чтобы избежать трения.
21. К цементным и шлакоблочным конструкциям кабели крепятся при помощи винтовых анкеров, забивных анкеров или средств крепежа к каменной кладке.
22. Везде, где возможно, избегайте прокладывать кабели за пределами зданий. Если внешняя проводка все же необходима, просверлите отверстие в деревянном оконном или дверном косяке с уклоном вверх, если смотреть снаружи. Ведите кабель по задним и боковым стенам, чтобы он был незаметен. Горизонтальные участки располагайте вне пределов досягаемости детей. Избегайте размещать проводку перед вывесками, дверями, окнами, противопожарными выходами, рядом с вводными абонентскими проводами и прокладывать ее по плоским крышам.
23. При креплении провода к металлическим поверхностям тип крепежа зависит
от поверхности и от метода монтажа. Особенные предосторожности следует соблюдать при работе с автофургонами. Автофургоны должны быть должным образом заземлены. При работе с металлом напряжение сети представляет особую опасность. Поэтому очень важно правильное заземление.
Монтаж в небольшом офисе
Для небольшого офиса, имеющего несколько телефонных линий, телефонная компания обычно проводит в здание 25-парный кабель и терминирует его на соединительном блоке. Линии будут протестированы и промаркированы на самом блоке или около него. Для подключения телефонного оборудования нужно будет подсоединить к блоку провода, соединяющие его с оборудованием. Если в схему входит небольшой коммутатор, позволяющий телефонам совместно использовать линии, то этот коммутатор будет соединять каждый входящий в систему телефон с прочим оборудованием. В большинстве таких систем сейчас используются 4- парные кабели UTP (Cat 3 или Cat5) и 8-контактные модульные разъемы, те же самые, которые применяются в структурированных кабельных системах.
Каждый телефон соединяется с модульной розеткой, связанной с коммутирующим устройством. Во многих небольших офисах сейчас вместе с телефонными кабелями прокладываются сетевые, чтобы в одной схеме поддерживались обе системы. Схемы подобного рода рассматриваются в главах этой книги, посвященных структурированным кабельным системам.
Стандартная цветовая кодировка 25-парного кабеля показана в табл. 5.4, Заметьте, что в парах кодируется номер пары и вид сигнала (Tip или Ring), что весьма важно для правильного монтажа.
Интервалы и физическая защита проводки в помещениях
Табл. 5.4 применима только к телефонным проводам от сетевого интерфейса или других модульных разъемов, предоставленных телефонной компанией. В табл. 5.5 приведены минимальные расстояния между телефонными проводами и другими типами проводки в помещениях и за их пределами. Эти интервалы применимы и к пересечениям, и к параллельной прокладке (минимальные интервалы).
Техника безопасности при монтаже
На оголенных проводах и терминирующих клеммах телефонных соединений могут присутствовать различные напряжения. Следовательно, перед тем как приступать к монтажу, убедитесь, что все имеющиеся провода отключены от сетевого интерфейса или разъема, предоставленного телефонной компанией. Если вы просто соединяете новую модульную розетку с существующей проводкой, которую отключить не можете, снимите телефонную трубку одного из телефонов. Это не даст телефону зазвонить и уменьшит вероятность поражения током. Не обращайте внимания на сообщения и звуки из телефонной трубки, призывающие вас повесить ее обратно. Кроме этого:
• используйте отвертку с изолированной ручкой;
• не касайтесь клемм и оголенных проводов руками;
• не работайте с телефонной проводкой, если видите, что надвигается гроза. Примечание 1: Если минимальные интервалы соблюсти не удается, необходима дополнительная защита пластиковой трубкой, предохранительной сеткой или слоями виниловой ленты, чтобы с каждой стороны пересекаемого объекта оставался зазор в 5 см.
1. Установите мост или другой компонент, выполняющий функцию разъема подключения для вашего провода. Этот разъем будет соединяться с сетевым интерфейсом или модульной розеткой, предоставленными телефонной компанией. Этот мост должен иметь модульный провод с вилкой на конце для подключения к сетевому интерфейсу или модульной розетке. Не вставляйте вилку в модульную розетку или сетевой интерфейс, пока прокладка проводки не будет завершена.
2. Установите все модульные розетки на стенах и плинтусах. На деревянных поверхностях используйте шурупы. Для облегчения установки просверлите отверстия несколько меньшего диаметра, чем диаметр шурупа. Для закрепления компонентов на оштукатуренных стенах используйте винтовые анкеры или рычажные болты.
3. Протяните провод к каждой модульной розетке, закрепляя его скобами к стене или плинтусу примерно через каждые 20 см. Не проткните и не пережмите
провод скобами. Оставьте провод достаточной длины для электрического подключения к модульной розетке, закрепленной на стене или плинтусе. (В некоторых случаях проводка прокладывается до того, как завершается установка стен.)
4. Снимите пластиковую оболочку с телефонного провода и подсоедините провода с учетом их цвета к модульной розетке. Отрежьте лишние концы и наденьте на розетку крышку (если она есть).
5. По окончании работы подключите модульную вилку, находящуюся на конце моста, к сетевому интерфейсу или гнезду, предоставленному телефонной компанией.
После прокладки проводки первый шаг тестирования — поднять трубку телефона, включенного в одну из новых розеток, услышать тональный сигнал готовности и набрать одну-единственную цифру (отличную от нуля). Слушайте. Если вы слышите сильный шум или если сигнал готовности не прерывается, то это значит, что у вас есть проблема. Попробуйте выявить ее, используя приведенные ниже инструкции. Если вы не смогли выявить или устранить проблему, отключите неисправную проводку до тех пор, пока проблема не будет решена.
Инструкции по выявлению проблем
Если при тестировании в проложенной вами проводке обнаружилась проблема или если проблемы проявились впоследствии, при работе телефонной системы, попробуйте определить, является ли причиной проблемы ваша проводка, оборудование или телефонная линия. Вот некоторые методы, которые вы можете попробовать применить для выявления неисправности.
1. Отключите вашу проводку от сетевого интерфейса или гнезда, предоставленного телефонной компанией. Подключите любой телефон (не тот, который вы использовали, когда обнаружили проблему) прямо к этому разъему. Если проблема по-прежнему присутствует, это значит, что линии или оборудование телефонной компании могут быть неисправны и тогда переходите к пункту 2, иначе переходите к пункту 3.
2.Позвоните в ремонтную службу телефонной компании, указанную в вашей справочнике. Опишите вашу проблему. Обязательно скажите о том, что вы проложили свою собственную проводку.
3.Если проблема исчезает после того, как вы подключите другой телефон к сетевому интерфейсу или модульному гнезду, предоставленному телефонной компанией, то, скорее всего, ее причиной является ваша проводка или оборудование. Возможно, вам удастся локализовать источник, включая работающий телефон в разные розетки и тестируя каждую из них по отдельности, как показано выше. Возможными причинами могут быть: разрывы проводов, изношенная изоляция, неверное подключение проводов (например, перепутаны красные и зеленые) или неподключенные провода, а также провод, пробитый крепежной скобой.
4.Замечание. Если вы используете услугу Touch-Tone® Service и если, поднял трубку телефона, вставленного в новую розетку, вы слышите сигнал вызова, но набор с помощью Touch-Топе® не работает, отключите провод от сетевого интерфейса или модульного разъема телефонной компании, поменяйте местами в розетке красный и зеленый провода, снова подключите провод к сетевому интерфейсу или розетке и проверьте набор снова (изменение полярности). Если вы по-прежнему не можете выявить проблему, обращайтесь в ремонтную службу телефонной компании.
1. Убедитесь, что входная вилка выключена из сетевого интерфейса или гнезда, предоставленного телефонной компанией.
2.Надежно прикрепляйте каждый компонент к стене или плинтусу.
3.Протяните провод к каждому компоненту, оставив «хвост» достаточной длины для подключения.
4.Выполните электрические подключения и поставьте на место крышки компонентов.
5.Вставьте входную вилку в сетевой интерфейс или модульный разъем, предоставленный телефонной компанией.
6.Подключите телефоны и проведите тестирование (см. инструкции в разделе «Тестирование»).
7.Если возникает проблема, обращайтесь к разделу «Инструкции по выявлению проблем».
В октябре 1999 года группа TIA/EIA одобрила официальный стандарт для сетей в жилых помещениях. Заголовок соответствующего документа — ANSI/TIA/ EIA-57О-А Residential Telecommunication Cabling Standard. Этот стандарт был создан на основе стандарта для структурированных кабельных систем TIA/Е1А 568. Основные спецификации стандарта 570 приведены на рис. 5.5.
Вот несколько ключевых моментов стандарта 570.
Последовательная схема телефонных цепей, долго остававшаяся стандартом, более таковой не является. Вместо этого каждая розетка должна иметь отдельный кабель. Такая схема называется звездообразной.
Из стандарта EIA 569 взята длина соединения в 100 м.
Определены два ранга для кабелей, разъемов и распределительных устройств— Grade 1 и Grade 2.
Кабелем ранга Grade 1 может быть кабель Cat 3, который, скорее всего, применяться не будет. Кабель ранга Grade 2 — это Cat 5 (рекомендуется Cat 5Е).
Распределительные устройства ранга Grade 2 должны быть больше устройств ранга Grade 1.
К розеткам ранга Grade 1 подключается один четырехпарный кабель UTP или один коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом. На розетках ранга Grade 2 терминируются два четырехпарных UTP-кабеля, два коаксиальных кабеля 75 Ом и один оптоволоконный кабель (необязательно).
Как минимум, одну розетку нужно разместить в каждой кухне, спальне, гостиной (большой комнате) и комнате/кабинете. Рекомендуется размещать одну розетку на каждые 12 футов (3,6 м) сплошной стены.
Для розетки разрешается использовать только 8-контактное модульное UTP-гнездо, а подключение проводов к нему должно иметь конфигурацию «А». 6-контактные разъемы RJ-11 использовать не разрешается. Кроме того, нельзя разделять пары, разрешается разделение только при использовании внешнего адаптера и не за розеткой.
В стандарте описывается устройство распределения (DistDbution Device, DD), применяемое для каждой квартиры. Это устройство представляет собой распределительную панель, выполняющую функцию точки входа в дом телефонных линий, линий кабельного телевидения и широкополосных сетей.
В стандарте 570 даются требования по местоположению, пространству для размещения и электроснабжению. Распределительное устройство должно занимать центральное положение и находиться в доступном месте на территории владельца (если это практически осуществимо). Это нужно для того, чтобы уменьшить длину кабелей, идущих к розеткам, и упростить обслуживание и конфигурирование распределительного устройства.
Место для распределительного устройства выделяется с учетом ранга и количества обслуживаемых им розеток. Представленные рекомендации берут за основу расстояния между каркасными стойками стен. Для распределительных устройств систем ранга Grade 2 необходимым требованием являются 15-амперные непереключаемые дуплексные розетки, и то же самое рекомендуется для систем ранга Grade 1. В стандарте также содержатся рекомендации для домов с несколькими хозяевами и соответствующей магистрально-кабельной инфраструктуры.
Требования при тестировании сетей в жилых домах не такие суровые, как в случае коммерческих зданий. Коммерческие системы проходят сложный процесс тестирования, называемый «сертификацией». Домашние кабельные системы проходят менее сложный процесс тестирования, называемый «проверкой». При проверке выясняется, является ли кабельная система непрерывной (то есть отсутствие коротких замыканий и разрывов цепи), и проверяется правильность терминирования. При проверке, в отличие от сертификации, не измеряется пропускная способность соединения. Это считается необязательным, поскольку соединения в жилых помещениях всегда значительно короче, чем в коммерческих зданиях, и, следовательно, они меньше подвержены затуханию сигнала, который является важным фактором производительности соединения. В более коротких соединениях гораздо меньшей проблемой являются и перекрестные наводки на дальнем и ближнем концах (FEXT и NEXT).
Основным тестом для соединений в жилых помещениях является картирование проводов — проверка соединений и контактов на обоих концах кабеля. Мы не хотим сказать, что это было бы плохо — провести полную сертификацию при помощи весьма дорогого тестера для кабелей Cat 5, мы просто хотим сказать, что это не является необходимым для обычных домашних соединений.
Fire Wire
Хотя в настоящее время стандартом для сетей в жилых помещениях является
EIA 570, это не единственная существующая широко полосная система. Мы рекомендуем вам использовать стандарт 570, но вы должны знать и о других. Примером других систем могут служить две системы, которые обычно называются Fire Wire i.Link. Они являются зарегистрированными торговыми марками компаний Apple и Sony соответственно. Система FireWire может передавать сигнал с высокой скоростью (по некоторым сведениям, до 400 Мбит в секунду). Передаются и аудио- и видеосигналы по системе, соответствующей стандарту IEEE 1394а. Системы стандарта IEEE 1394 работают с пластиковыми или стеклянными оптоволоконными кабелями или (на коротких расстояниях) с высококачественными медными витыми парами, такими, как Cat 5 и выше. Стандарт IEEE 1394, как правило, используется в аудио/видео-шинах для соединения высокопроизводительных устройств, предназначенных для развлечения, а также в цифровых камерах и компьютерах, образующих сети, создаваемые в развлекательных целях.
Иногда в качестве сетевой технологии, используемой в домах, упоминают USB (Universal Serial Bus, Универсальная последовательная шина). USB-устройства могут передавать данные со скоростью 1,5 и 15 Мбит в секунду по медным кабелям типа «витая пара» длиной до 3 м (для низкоскоростных устройств) и до 5 м (для высокоскоростных). USB часто используется для подсоединения периферических устройств к персональному компьютеру, а также для соединения между собой пары компьютеров, но для создания домашних сетей такой вариант не очень применим.
1. Что такое сетевой интерфейс?
2. Сетевой интерфейс всегда находится внутри помещения? (Да или нет).
3. Какой тип модульных вилок и розеток используется в телефонных системах?
4. Что у вас должно быть, если ваши линии выходят за пределы помещения?
5. На каком расстоянии друг от друга должны находиться отводы систем электроснабжения от отводов телекоммуникационных систем?
6. На каком расстоянии должны находиться провода связи от крыши, уклон которой составляет 4/12 (на 4 дюйма подъема 12 дюймов по горизонтали)?
7. Защиту от повышенных напряжений нужно устанавливать на все цепи в городском квартале, которые могут случайно коснуться кабеля электроснабжения напряжением вольт.
8. Из какого материала должны быть изготовлены провода заземления?
9. Каков минимальный калибр проводов, используемых в телефонных кабелях?
10. Какой цвет имеют провода в старых 4-проводных телефонных кабелях?
11. Каково назначение моста в телефонных цепях?
12. Какое расстояние между крепежными скобами нужно соблюдать при вертикальной и горизонтальной прокладке?
13. Какой угол предлагается использовать при смене направления кабеля?
14. Какие функции, помимо голосовой связи, может выполнять телефонная система небольшого офиса?
15. Где не следует размещать соединения с телефонной проводкой?
16. Почему телефон в душе представляет собой проблему?
17. Чего следует опасаться при сверлении отверстий в стене, полу или потолке?
18. В чем нужно обязательно убедиться при работе с автофургонами?
19. Что можно сделать, если не удается соблюсти минимальные интервалы между
проводами?
20. Перечислите четыре источника возможных проблем, с которыми можно встретиться при монтаже проводки.
21. Как называется стандарт для сетей в жилых помещениях?
22. Назовите альтернативный стандарт для сетей в жилых помещениях.