зачем нужен терминатор в коаксиальной сети ethernet

Зачем нужен терминатор в коаксиальной сети ethernet

Сети на основе коаксиального кабеля.

На сегодня это далеко не самая распространенная, и не самая удобная технология. Но начать изложение с него нужно по историческим причинам. Первые сети Ethernet были построены на протоколе 10base5, использующей в качестве электрической среды передачи данных «толстый» коаксиальный кабель (ThickNet). Использовать его практически оказалось не слишком удобно, и практически сразу появился более простой и дешевый вариант 10base2, использующий «Тонкий» коаксиальный кабель (ThinNet).

Рис. 7.1. Коаксиальные кабели

В сетях 10base5 и 10base2 применяются только кабеля, имеющие волновое сопротивление 50 Ом. В качестве основного топологического элемента, используется сегмент. Так называется общая длина кабеля между двумя терминаторами, устанавливаемыми на обоих концах сети (один из них должен быть заземлён).

В случае, если необходима сеть большего размера, несколько сегментов (или компьютеров) можно соединить при помощи репитеров (repeater), которые восстанавливают уровень сигнала и передают его на несколько портов.

В сети не может быть более 5 сегментов, 4 репитеров, и только 3 сегмента могут иметь подключенные устройства. Остальные 2 служат только для увеличения протяженности сети. Это ограничение более известно, как правило (5/4/3), и применяется ортодоксальными стандартами для всех сетей Ethernet.

Особенности сетей, использующих «толстый» коаксиальный кабель и протокол передачи данных 10base5, показаны на следующей схеме.

Рис. 7.2. Схема сети на «толстом» коаксиальном кабеле

Особенности сетей, использующих «тонкий» коаксиальный кабель и протокол передачи данных 10base2 показаны ниже.

Рис. 7.3. Схема сети на «тонком» коаксиальном кабеле

Сети на «тонком» коаксиальном кабеле сравнительно широко распространены. Эта технология до недавнего времени была достаточно удобна для небольших (до 5-10 компьютеров) сетей. Как основное достоинство по сравнению с витой парой выделялось отсутствие активного оборудования. Однако, в последнее время применяющиеся в подобных сетях хабы (коммутаторы) так сильно подешевели, что делать новую сеть на коаксиальном кабеле не имеет ни малейшего смысла.

Аргументы против коаксиального кабеля достаточно серьезны:

Все эти причины привели к тому, что в корпоративных сетях (и по распространенному стандарту TIA-568A) коаксиальный кабель просто не рассматривается как возможная среда передачи данных. По возможности, его стараются не применять даже для телевизионной проводки.

Источник

Глава 5. Прокладка локальной сети

Постепенно мы подошли к одному из наиболее интересных разделов нашего «Самоучителя» — к разделу, посвященному прокладыванию и компоновке локальной сети. В настоящей главе мы рассмотрим два наиболее распространенных класса локальных сетей: 10Base2 и 10BaseT, а также обсудим ряд особенностей их монтажа.

Прокладывание локальной сети 10Base2

Сети класса 10Base2 фактически не требуют каких либо серьезных усилий для их подготовки к работе за исключением монтажа разъемов BNC на отрезках коаксиального кабеля, соединяющих между собой сегменты локальной сети. Да и с этой задачей можно справиться без особенных проблем. Итак, прежде чем непосредственно приступить к прокладыванию локальной сети, необходимо определиться с взаимным расположением компьютеров, которые вы планируете объединить между собой. В случае если предполагается создание системы «точка—точка», то есть локальной сети, состоящей из двух компьютеров, данный вопрос автоматически становится неактуальным: вам потребуется один-единственный отрезок коаксиального кабеля, важно лишь, чтобы его общая длина не превышала 185 м. Как правило, кабель отрезается «с запасом», таким образом, чтобы в случае необходимости один из компьютеров можно было перенести в другую часть помещения, и кабель не оказался при этом натянутым поперек комнаты.
Если же создаваемая вами система будет объединять несколько ПК, следует заранее определить последовательность их подключения, поскольку в сетях 10Base2 компьютеры соединяются между собой «цепочкой». Здесь необходимо продумать длину каждого сегмента с особой тщательностью, так как вполне возможна ситуация, когда один из компьютеров придется отключить от сети — например, перенести в другое помещение или временно поставить на ремонт — и при этом в сети не должно образоваться «обрыва». Другими словами, необходимо заранее предусмотреть возможность быстрой протяжки к сетевому адаптеру кабеля от соседней машины, причем так, чтобы он при этом не путался под ногами.
Когда вопрос с конфигурацией сети будет решен, необходимо отрезать несколько частей коаксиального кабеля соответствующей длины, их количество должно совпадать с количеством сетевых сегментов. Если, например, вы планируете подключить к сети четыре компьютера, вам понадобится три отрезка кабеля. Также вам потребуется по два разъема BNC для каждого из полученных отрезков, по одному Т-коннектору для каждого из подключаемых к сети компьютеров и два терминатора. Теперь можно приступать к монтажу разъемов.

Монтаж разъемов BNC

В нашей стране наиболее распространены три типа разъемов BNC: «под пайку» отечественного производства марки «СР», предназначенные для использования в сетях с волновым сопротивлением 50 Ом и частотой до 10 ГГц, а также «под обжим» и «под накрутку» импортного производства. Существует несколько разновидностей отечественных разъемов «под пайку», отличающихся, в основном, используемыми при их изготовлении материалами, их маркировка состоит из обозначения CP-50-XX-Y, где значение 50 указывает величину волнового сопротивления, XX — число, обозначающее тип разъема, a Y — буква, определяющая материал, из которого выполнена опорная шайба: Ф — фенопласт, С — полистирол, К — керамика, П — полиэтилен, В — высокочастотный пресс-порошок. Разъемы «под пайку» обычно не обеспечивают должного качества соединения, поскольку малейшая неосторожность в припаивании контакта центральной жилы или экрана приводит к тому, что при случайном шевелении кабеля сеть перестает работать, и локализовать сбойный участок оказывается крайне сложно. Поэтому опытные специалисты рекомендуют приобретать разъемы BNC «под обжим», которые не только полностью соответствуют стандарту Ethernet 10Base2, но и крайне просты в монтаже (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Разъем BNC «под обжим»:
1— манжета; 2— контактная площадка заземления; 3— разъем; 4 — контакт центрального провода

Такой разъем состоит из трех элементов, продающихся в виде комплекта разделенных деталей, запаянных, как правило, в полиэтиленовую упаковку: это сам разъем с рифленой контактной площадкой заземления, контакт
центрального провода и металлическое цилиндрическое кольцо — манжета. Помимо самого разъема вам понадобится также специальный обжимной инструмент для коаксиального кабеля (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Обжимной инструмент для коаксиального кабеля

Если обжимного инструмента нет под рукой, можно воспользоваться обыкновенными пассатижами, но в этом случае при монтаже следует проявлять особую осторожность. Итак, для того чтобы смонтировать на коаксиальном кабеле разъем BNC, необходимо выполнить такую последовательность действий (рис. 5.3).

Повторите эту процедуру необходимое количество раз, смонтировав разъемы BNC на обоих окончаниях каждого из подготовленных вами отрезков коаксиального кабеля.

Общая схема подключений

После того как все разъемы на отрезках коаксиального кабеля, соединяющего отдельные сегменты сети, будут смонтированы, можно приступать к сборке самой сети. Общая схема подключений в локальной сети 10Base2, состоящей из трех компьютеров, показана на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Общая схема подключений в сети 10Base2: 1 — терминатор; 2— Т-коннектор; J—I-коннектор (прямой переход)

К оконечным разъемам Т-коннекторов, к которым не присоединяется более никаких устройств, подключаются терминаторы — специальные заглушки, которые создают в локальной сети требуемое сопротивление нагрузки.
На участках сети, где требуется соединить два отрезка коаксиального кабеля без подключения промежуточного устройства, используются так называемые I-коннекторы или прямые переходы.
При такой конфигурации допустимо выключать питание любого из входящих в сеть компьютеров без потери соединения для всех остальных узлов сети. Локальная сеть перестает работать только в том случае, если на одном из участков линии (в разъеме, Т-коннекторе или прямом переходе) потерян контакт, либо если один из отрезков коаксиального кабеля неплотно подключен к соответствующему разъему. В некоторых случаях отказ сети бывает вызван потерей сопротивления нагрузки в одном из терминаторов.

Установка Т-коннекторов

Т-коннекторы предназначены для организации надежного соединения коаксиального кабеля с разъемом сетевого адаптера в сетях 10Base2. Внешне Т-коннектор представляет собой Т-образный трехсекционный разъем, к двум противоположным секциям которого подключаются разъемы BNC коаксиального кабеля, а третий фиксируется в соответствующем гнезде сетевого адаптера (рис. 5.5).

Обычная последовательность установки Т-коннекторов и подключения к ним сетевого кабеля выглядит следующим образом:

Установка терминаторов

Терминаторы, либо, как их еще называют, колпачки или заглушки — это специальные металлические насадки, подключающиеся к разъемам Т-кон-некторов на крайних сегментах локальной сети 10Base2 и создающие в сети требуемое сопротивление нагрузки (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Установка терминатора

В случае если терминатора под рукой не оказалось, можно изготовить его самостоятельно, аккуратно припаяв к стандартному разъему BNC резистор 51 Ом, расположив его контакты между центральным проводом кабеля и корпусом разъема.
Согласно стандарту 10Base2, один из двух подключенных к сети терминаторов должен быть заземлен. Для этого используется терминатор с припаянной к нему металлической цепочкой, оснащенной специальным контактом, который должен быть зафиксирован на металлическом корпусе компьютера. Несоблюдение этого требования может привести к выходу из строя локальной сети или одного из сетевых адаптеров.

Переходы прямые

Переходы прямые, или I-коннекторы, применяются в тех случаях, когда возникает необходимость соединить между собой несколько отрезков коаксиального кабеля (сегментов сети) без подключения между ними промежуточного устройства. Например, в случае, если один из компьютеров пришлось физически отключить от локальной сети, и в данном ее сегменте образуется «разрыв». Существует два типа разъемов, пригодных для организации прямых переходов: так называемый I-коннектор (barrel-connector, рис. 5.7, а) и стационарный прямой переход (bulk-head connector, рис. 5.7, б).

Рис. 5.7. I-коннекторы (переходы прямые)

Обычные I-коннекторы представляют собой двухсекционный разъем, позволяющий подключать к каждой из своих секций по одному разъему BNC, установленному на соответствующем отрезке коаксиального кабеля, выполняя таким образом непосредственное соединение между собой двух сегментов сети. I-коннекторы не крепятся к каким-либо внешним предметам, а свободно присоединяются к кабелю.
В отличие от обычных I-коннекторов стационарные прямые переходы имеют специальную упорную шайбу и вращающуюся гайку, между которыми помещается металлический уголок с отверстием или вырезом под диаметр разъема. Этот уголок, в свою очередь, жестко крепится винтом к стене, боковой стенке стола или к полу. Такое соединение более надежно, поскольку исключает возможность потери контакта в прямом переходе при случайном шевелении кабеля, но требует больше усилий при монтаже. В принципе, прямые переходы — необязательный компонент локальной сети 10Base2, особенно в случае, когда все отрезки кабеля можно непосредственно соединить между собой. Например, если при физическом отключении какого-либо компьютера от сети существует возможность напрямую протянуть к Т-коннектору следующего в цепочке компьютера коаксиальный кабель от предыдущей машины, прямой переход становится попросту не нужен. К тому же локальная сеть, построенная без использования прямых переходов, обладает большим запасом надежности, поскольку в ней имеется значительно меньше промежуточных сочленений, в одном из которых может произойти случайная потеря контакта.

Прокладывание локальной сети 10BaseT

Монтаж и прокладывание локальной сети 1 OBaseT — несколько более сложная задача, чем подготовка к работе сети Thin Ethernet. Во-первых, для этого потребуется значительно больше базовых элементов, чем в случае 10Base2, а во-вторых, сам монтаж такой сети требует более кропотливой и тонкой работы. Итак, прежде, чем приступить к работе над прокладыванием сети, нужно запастись необходимым набором компонентов, которые должны находиться под рукой. О них речь пойдет дальше.
Исключение составляет только вариант, при котором в сеть 1 OBaseT объединяются два компьютера по принципу «точка—точка»: в этом случае вам необходимо приобрести один отрезок кабеля «витая пара» необходимой длины и два разъема RJ-45.

Общая схема подключений

Если перед прокладыванием локальной сети класса 10Base2 приходится продумывать взаимное расположение компьютеров, то в случае 1 OBaseT к этому вопросу следует подойти еще более тщательно.
В конфигурации 1 OBaseT компьютеры подключаются к концентратору не напрямую, а через специальные сетевые розетки RJ-45 (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Общая схема подключений устройств в сети 10BaseT:
1— Path Cord; 2— сетевые розетки RJ-45; 3— кабель «витая пара»;
4— path panel; 5— концентратор

Сетевые розетки монтируются на стену в непосредственной близости от подключаемого к локальной сети компьютера. Каждая розетка соединяется с разъемом RJ-45, расположенным на сетевом адаптере ПК, при помощи небольшого отрезка кабеля «витая пара», который принято называть Path cord или «поводок». Длина этого кабеля не должна превышать 10 м, на концах провода Path cord крепится два разъема RJ-45. Такая конфигурация подключений крайне удобна, потому что, во-первых, позволяет быстро присоединять и отсоединять компьютеры от локальной сети, а также менять их местами — для этого достаточно вытащить Path cord из розетки, а во-вторых, сетевой кабель не натягивается при прокладывании и не путается под ногами. От каждой сетевой розетки отходит еще один отрезок кабеля «витая пара», с одной стороны смонтированный непосредственно в розетке, с другой стороны — оснащенный разъемом RJ-45. Длина каждого отрезка такого кабеля не может превышать 90 м. Оконечные разъемы всех идущих от сетевых розеток отрезков кабеля присоединяются к комбинированной многопортовой сетевой розетке Path panel, либо к равному количеству обычных сетевых розеток RJ-45. В свою очередь, маленькие отрезки кабеля «витая пара», смонтированные в Path panel (длиной не более 1 м) и оснащенные на концах собственными разъемами RJ-45, вставляются в соответствующие гнезда концентратора. Path panel или дополнительный набор сетевых розеток применяются только исходя из удобства администрирования локальной сети: во-первых, каждую из таких розеток или каждое из гнезд Path panel можно промаркировать — если концентратор расположен на значительном удалении от рабочих мест, порой бывает трудно определить, какой из проводов ведет к нужному компьютеру. Во-вторых, используя Path panel, можно без труда переместить любой из проводов между имеющимися в наличии разъемами, быстро подключив его таким образом к другому порту концентратора. На практике дополнительный набор сетевых розеток или Path panel обычно не монтируются — участки кабеля, идущие от розеток RJ-45 на рабочих местах, как правило, подключаются к концентратору напрямую. Во избежание путаницы их просто фиксируют прикрученной к стене поблизости от концентратора металлической пластиной и на каждый провод приклеивают при помощи скотча бумажку с указанием, от какой именно розетки он идет. Такой монтаж гораздо более удобен и надежен, хотя и может вызвать определенные неудобства в случае необходимости изменения конфигурации локальной сети. Итак, общая последовательность действий при монтаже сети 10BaseT будет выглядеть следующим образом.

Существует еще несколько технических требований, которые обязательно следует учитывать при прокладывании сетевого кабеля 10BaseT. Несоблюдение этих требований в конечном итоге может привести к выходу из строя локальной сети. Вот они:

Теперь давайте рассмотрим каждый из перечисленных выше этапов прокладывания локальной сети более подробно.

Монтаж разъемов RJ-45 на кабеле Path cord

Кабель Path cord — это небольшой отрезок кабеля «витая пара» длиной от 1 до 10 м, на обоих концах которого смонтирован разъем RJ-45. Этот кабель образует участок локальной сети от гнезда сетевого адаптера на компьютере до ближайшей сетевой розетки. Для изготовления одного провода Path cord вам потребуется, помимо отрезка кабеля, два защитных колпачка, два разъема RJ-45 и обжимной инструмент для этих разъемов.

Обжимной инструмент

Обжимной инструмент для разъемов RJ-45 несколько отличается от инструмента, используемого при прокладывании сетей 10Base2 (рис. 5.9).

Рис 5.9. Обжимной инструмент для разъемов RJ-45

Обжимной инструмент данного типа отличает, прежде всего, наличие специального выреза в форме разъема RJ-45 (в некоторых случаях рабочая часть инструмента имеет дополнительный вырез под разъем RJ-11, используемый в телефонии), помимо этого многие модели оснащены режущей кромкой для ровной обрезки кабеля «витая пара».

Защитные колпачки

Разъем RJ-45

Рис. 5.10. Разъем RJ-45: 1 — контакты; 2— держатель кабеля; 3— замок разъема

Рис. 5.11. Разъем PJ-45 с контактной вставкой:
1— контактная вставка; 2— держатель контактной вставки; 3— замок разъема; 4— контакты

Последовательность монтажа разъема

Итак, для того чтобы смонтировать разъем RJ-45 на кабель «витая пара», проделайте следующие операции.

Рис. 5.13. Схема заделки четырехжильного кабеля «витая пара»

Монтаж сетевых розеток

Сетевые розетки под «витую пару» представляют собой пластмассовый короб со съемной крышкой, в верхней части которого смонтирована ответная часть разъема RJ-45, оснащенная восемью подпружиненными контактами, а также имеется то или иное приспособление для подключения проводников сетевого кабеля. Обычно розетка имеет либо специальный клеящий слой, либо отверстия под винты для крепления ее к стене. Если развернуть розетку разъемом к себе таким образом, чтобы контакты оказались внизу, то номера контактов отсчитываются с 1 по 8 справа налево (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Сетевая розетка RJ-45

Так же, как и сам кабель «витая пара», сетевые розетки различаются по категориям, наиболее распространенными из которых являются категория 3 (рис. 5.15, а) и категория 5 (рисунок 5.15, б). В сетевых розетках категории 3 проводники «витой пары» обычно крепятся к контактным площадкам с помощью винтов, что не обеспечивает требуемой надежности соединения. Для монтажа кабеля в таких розетках проводники «витой пары» необходимо расплести на необходимую длину, освободить от изоляции и, вставив в соответствующие контакты, зафиксировать прижимными винтами. При этом необходимо следить за тем, чтобы длина расплетенных проводников была не слишком большой, в противном случае между ними могут возникнуть паразитные наводки. Определить, какой провод «витой пары» должен идти к каждому из прижимных винтов, можно по номерам контактов разъема розетки: в целом схема подключения проводников должна соответствовать выбранной вами схеме заделки кабеля (рис. 5.12).
В более современных розетках категории 5 проводники витой пары просто вставляются в щели специальных контактных площадок, расположенных под углом в 90° к плоскости разъема RJ-45 (рис. 5.15, б). При этом удаления защитного слоя с проводников не требуется: щели оснащены специальной режущей кромкой, которая сама прекрасно снимает с них изоляцию. Для надежной фиксации проводников в контактах розетки существует специальный инструмент, позволяющий поместить провод на максимальную глубину, однако в большинстве случаев можно прекрасно обойтись обыкновенным пинцетом и отверткой. Все контакты в розетках категории 5, как правило, пронумерованы, поэтому никаких проблем с разводкой кабеля возникнуть не должно.
Итак, общая последовательность монтажа сетевых розеток RJ-45 выглядит следующим образом.

Если нет обжимного инструмента

Если под рукой не оказалось обжимного инструмента, разъем RJ-45 можно смонтировать при помощи обыкновенной отвертки. В процессе проведения подобной операции следует проявлять крайнюю осторожность, поскольку, во-первых, обжим разъема «вручную» далеко не всегда обеспечивает требуемую надежность соединения, а во-вторых, многократно увеличивает опасность испортить разъем. Вместе с тем, такой способ монтажа вполне имеет право на жизнь, и более того, нередко применяется на практике. Итак, последовательность операций при монтаже разъема RJ-45 без обжимного инструмента такова (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Монтаж разъема RJ-45 без обжимного инструмента

Прямое соединение двух компьютеров по схеме «точка—точка»

Для соединения двух компьютеров в сеть по технологии Ethernet 10BaseT без использования каких-либо дополнительных устройств, таких как концентраторы или сетевые розетки, вам потребуется специальным образом смонтированный кабель «витая пара», который подключается непосредственно к разъемам RJ-45 присоединенных к сети компьютеров. Такой монтаж кабеля принято называть cross-over, MDI-X или null-hub cable. Длина cross-over-кабеля не должна превышать 100 м. Порядок следования проводников в разъемах для восьмижильного и четырехжильного кабеля при заделке по стандарту cross-over показан на рис. 5.17. Для восьмижильного кабеля на иллюстрации предлагается два альтернативных варианта, которые в целом функционально идентичны.

Рис. 5.17. Схема заделки кабеля «витая пара» при cross-over подключении:
зб— зелено-белый проводник; з— зеленый проводник; об— оранжево-белый
проводник; о—оранжевый проводник; сб— сине-белый проводник;
с— синий проводник; кб— коричнево-белый проводник;
к— коричневый проводник

Обратите внимание на тот факт, что при использовании четырехжильного кабеля монтаж первых трех проводников в разъем осуществляется подключением к контактам 1, 2 и 3, а последнего — к контакту 6.

Источник