Требования к сетевым кабелям

Требования к сетевым кабелям

Обычно в литературе, посвященной локальным вычислительным сетям, в разделе, описывающем кабельные подсистемы, приводится общее сравнение типов кабелей (коаксиальных, кабелей на витых парах, оптических) по их помехозащищенности, производительности, стоимости и т.п. Здесь эта информация будет опущена. Как правило, проектировщики сетей не принимают решения на базе этой информации. Выбор кабельной подсистемы диктуется типом сети и выбранной топологией. Требуемые же по стандарту физические характеристики кабеля закладываются при его изготовлении, о чем и свидетельствуют нанесенные на кабель маркировки. В результате, сегодня практически все сети проектируются на базе UTP и волоконно-оптических кабелей, коаксиальный кабель применяют лишь в исключительных случаях и то, как правило, при организации низкоскоростных стеков в монтажных шкафах.

В проекты локальных вычислительных сетей (стандартных) закладываются на сегодня всего три вида кабелей:

  • коаксиальный (двух типов):
    — тонкий коаксиальный кабель (thin coaxial cable);
    — толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable).
  • витая пара (двух основных типов):
    — неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair — UTP);
    — экранированная витая пара (shielded twisted pair — STP).
  • волоконно-оптический кабель (двух типов):
    — многомодовый кабель (fiber optic cable multimode);
    — одномодовый кабель (fiber optic cable single mode).

И хотя общая номенклатура всех этих кабелей у многих производителей составляет даже не сотни, а тысячи наименований, выбирать кабель (повторюсь), как правило, приходится исходя не из характеристик конкретной марки, а из правил применения, что существенно облегчает жизнь проектировщику кабельной подсистемы ЛВС.

КАБЕЛИ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

При проектировании и монтаже ЛВС, как указывалось выше, в качестве стандартных систем передачи данных можно использовать довольно ограниченную номенклатуру кабелей: кабель с витыми парами (UTP-кабель) категорий 3, 4 или 5 с различными типами экранов или без них (STP — экранирование медной оплеткой, FTP — экранирование фольгой, SFTP — экранирование медной оплеткой и фольгой), тонкий коаксиальный кабель (RG-58) с разным исполнением центральной жилы (RG-58/U — сплошная медная жила, RG-58A/U — многожильный, RG-58C/U — специальное /военное/ исполнение кабеля RG-58A/U), толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable) и волоконно-оптический кабель (fiber optic cable single mode-одномодовый multimode-многомодовый). При этом каждый вид кабельной подсистемы накладывает те или иные ограничения на проект сети:

МАКСИМАЛЬНАЯ ДЛИНА СЕГМЕНТА

КОЛИЧЕСТВО УЗЛОВ НА СЕГМЕНТЕ

ВОЗМОЖНОСТЬ РАБОТЫ НА СКОРОСТЯХ ВЫШЕ 10Мbit/sec

ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ КАБЕЛЕЙ

Правила противопожарной безопасности делят кабели на две категории: общего применения и пленумные (разрешенные для прокладки в вентиляционных шахтах). Это деление осуществляется исходя из материалов, применяемых при изготовлении кабелей. Наиболее распространенные при изготовлении кабелей пластики на базе поливинилхлорида (PVC). При горении они выделяют ядовитые газы. По-этому PVC-кабели запрещены для прокладки в вентиляционных шахтах. В пленумных пространствах обычно применяются кабели с изоляцией на основе тефлона.

ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕЙ НА ВИТОЙ ПАРЕ.

Все кабели должны иметь витые пары проводов, применение кабелей с несвитыми попарно проводами не допускается. Это относится даже к коротким отрезкам плоского кабеля. При использовании экранированных кабелей на витой паре, сегменты последних рекомендуется заземлять на одном ( и только на одном! ) конце. На практике это удобнее производить на конце, подключенном к концентратору.

  • минимальный радиус изгиба — 5 см
  • температура при работе и хранении:
    -35. +60С — для кабеля в поливинилхлоридной оболочке
    -55. +200С — для кабеля в тефлоновой оболочке
  • температура при монтаже:
    -20. +60С — для кабеля в поливинилхлоридной оболочке
    -35. +200С — для кабеля в тефлоновой оболочке
  • относительная влажность:
    — 0. +100% — для кабеля в поливинилхлоридной оболочке, допускается случайная конденсация
    — не реагирует на влажность, конденсацию и водяные брызги — для кабеля в тефлоновой оболочке
  • возможность применения на открытом воздухе:
    — запрещено — для кабеля в поливинилхлоридной оболочке
    — разрешено — для кабеля в тефлоновой оболочке
  • запрещено применение тонкого коаксиального кабеля для прокладки на открытом воздухе между двумя не связанными друг с другом зданиями (между зданиями, не имеющими общего контура заземления).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КАБЕЛЕЙ

При установке новой сети целесообразно применять кабель с витыми парами в рабочей группе. Оптоволоконные кабели — на длинных магистралях и для связи между зданиями. Тонкие коаксиальные кабели наиболее оправдано применять для организации низкоскоростых магистралей внутри монтажных шкафов (смотрите материал «Сложившаяся практика проектирования локальных сетей»). Кабели на витой паре и оптоволоконные кабели позволяют модернизировать сеть, переводя ее с 10 на 100 Mbit-ные технологии.

Наиболее «подвижной» частью любой ЛВС являются подсистемы рабочей группы. Добавление новых пользователей, перемещение рабочих мест и их аннулирование, повреждения кабеля в рамках рабочей группы происходят гораздо чаше, чем изменения в магистральных каналах. Именно поэтому UTP-кабели наиболее удобны для организации подсистем рабочих групп.

На длинных магистралях безусловно наиболее предпочтительно оптоволокно, ибо он обеспечивает наибольшую допустимую длину сегмента, высокую безопасность и помехозащищенность.

Если заказчик вдруг, неоправданно с вашей точки зрения, настаивает на применении других, более дешевых кабелей или не хочет принимать Ваши рекомендации по вопросам будущего расширения сети, попробуйте объяснить ему, что сам кабель сравнительно дешев, а его установка обходится весьма дорого. Когда приходится прокладывать кабель внутри стен, под полом или над потолком, намного дешевле заложить сразу дополнительные кабели, чтобы потом, спустя несколько месяцев, возвращаться к этим работам и снова прокладывать кабель по старым трассам.

Чтобы не иметь проблем с кабельной подсистемой, при ее проектировании можно воспользоваться следующими правилами (рекомендации даны для применения UTP-кабелей):

  • если это сеть здания офисного типа (например, банк или собственно офисное здание), закладывайте один UTP кабель на каждые 3-4 кв.м. помещения. Рабочие места в зданиях такого типа подвержены наиболее частым переездам и очень плотному оснащению средствами вычислительной и оргтехники.
  • если это сеть обычной фирмы или предприятия, удвойте потребность в средствах вычислительной техники, которую заявил Вам Заказчик.
  • выполнив монтаж кабельной подсистемы обязательно проведите ее сертификацию на соответствие требованиям 5-й категории (каждый линк и патч-корд). Даже если Вы применяли качественные компоненты, факторы монтажа и окружающих условий могли вызвать ухудшение рабочих характеристик. Распечатайте и сохраните результаты испытаний.

Соблюдение этих правил позволит избежать проблем с расширением кабельной сети при переходах на новые технологии как в рамках собственно ЛВС, так и в телефонных коммуникациях.

Для подсистем на базе тонких коаксиальных кабелей такие рекомендации выработать нельзя, т.к. в таких подсистемах необходимо стараться решить другую задачу — минимизировать количество рабочих мест. Вообще говоря тонкий коаксиальный кабель не рекомендуется для сетей рабочей группы. Хотя проблема при его использовании заключается не собственно в кабеле. Дело в том, что проводка тонкого коаксиального кабеля выполняется открытой и пользователи имеют к ней доступ. Нередко пользователь некорректно отключает кабель, разрушая целостность кабельного сегмента. При этом выходит из строя вся сеть, может нарушиться работа сетевого программного обеспечения. К этим же последствиям приводит снятие терминатора с конца кабельного сегмента, применение отрезков кабеля с другим волновым сопротивлением. По этим причинам целесообразно применять тонкий коаксиальный кабель только в защищенных от несанкционированного доступа местах, например в монтажном шкафу. Кроме того, шинная топология сетей на тонком коаксиальном кабеле затрудняет диагностирование т.к. кабель является общим для множества узлов. Неисправность может быть вызвана любым узлом, любым отрезком кабеля или любым терминатором. Отыскать неисправность в таких сетях обычно довольно сложно.

ПРОБЛЕМЫ МОНТАЖА КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

В дополнение можно отметить, что управление сетью наиболее удобно на топологиях, поддерживаемых UTP-кабелем, а толстый коаксиальный кабель на наших территориях применяется настолько редко, что о возможности его применения проектировщики начинают забывать (хотя случаются ситуации, где его применение приводит к красивым техническим решениям). В этом отношении интересен североамериканский регион, где объемы продаж толстого коаксиального кабеля и трансиверов к нему довольно велики по настоящее время. Наиболее подходящая область применения UTP-кабелей — кабельные подсистемы рабочей группы, горизонтальные подсистемы зданий и вертикальные подсистемы (при использовании STP-кабеля). Тонкий коаксиальный кабель целесообразно использовать для организации магистралей в монтажных шкафах, рабочих групп в помещениях с жесткой привязкой рабочих мест, низкоскоростных вертикальных кабельных подсистем. Оптоволоконный кабель — лучшее решение для организации скоростной среды передачи данных вертикальной подсистемы, магистрали между коммутационными узлами и между зданиями (административная и базовая подсистемы). Толстый коаксиальный кабель сегодня находит применение только в частных случаях: для организации низкоскоростных магистралей между соседними зданиями (до 500 м). При этом его применение нередко определяется тем, что кабель «уже есть» или даже «ранее проложен для иных целей».

При монтаже любой кабельной подсистемы в любом здании приходится сталкиваться с огромным количеством проблем. Одна из причин — достаточно высокая (для того, чтобы создать проблемы) насыщенность зданий целой системой кабельных и проводных сетей: телефонные, телевизионные, системы пожарной и охранной сигнализации, локальные вычислительные сети компьютерных систем, системы электрообеспечения и т.п. кабельные коммуникации зачастую просто опутывают все помещения. Так называемые «интеллектуальные здания» у нас пока практически не строятся. Поэтому при проведении работ по монтажу компьютерных сетей в такого рода зданиях приходится решать следующие проблемы:

  • ранее установленные локальные сети независимы и, как правило, работают на граничных длинах кабельных коммуникаций;
  • обслуживающий персонал любой кабельной подсистемы здания (пожарной или компьютерной) считает свою подсистему главной и не принимает во внимания Ваши требования;
  • малейшие изменения в архитектуре любой сети (например компьютерной или сети электроснабжения) приводят к затратам не только на дополнительные материалы, но и на проведение изменений в действующей части;
  • заложенные при строительстве коммуникации полностью забиты как действующим, так и безхозным кабелем, но освободить их от неиспользуемых кабельных систем невозможно без повреждения работающих сетей, а использовать бесхозные нельзя из-за множественных повреждений.
Смотрите так же:  Приказ о заключении договора о полной материальной ответственности

Решить эти проблемы в комплексе возможно только в том случае, если требовать, чтобы кабельные системы служили длительные периоды времени не претерпевая кардинальных изменений, допуская при этом простое расширение. Но надо отдавать себе отчет в том, что это возможно лишь при капитальных затратах на внутренние кабельные системы здания. Километры кабеля, прибитого по плинтусам в коридорах здания — это не система связи, способная надежно просуществовать несколько лет. Строго говоря, для решения проблем связанных с кабельными коммуникациями, необходимо плотное сотрудничество с проектно-конструкторскими организациями, т.к. специалисты, выполняющие эти работы, не знают что такое компьютерная сеть, и СНИП-ов на проектирование кабельных подсистем ЛВС по-моему пока тоже не существует.

В мире несколько фирм специализируются на производстве так называемых структурированных систем монтажа. Наиболее известные из них AT&T с системой SYSTIMAX SCS, Digital — DEC Connect, AMP — NET Connect, а также Legrand, Panduit, Hubbell и др. предлагают такое количество готовых стандартных решений, такой набор кабельной фурнитуры, что проблем с монтажем и обслуживанием кабельного хозяйства, на мой взгляд, возникнуть не может. В состав структурированных кабельных систем входят специальные короба разного сечения для укладки кабеля, фурнитура крепления, розетки (компьютерные, телефонные, электропитания), монтажные шкафы, кроссировочные или патч-панели, заделанные на концах коаксиальные, UTP и волоконно-оптические кабели разной длины. При этом топология кабельной системы собирается только на кроссировочной панели, позволяя организовывать в пределах одной кросс-панели несколько различных топологий локальных сетей без изменения физической конфигурации кабелей.

При относительно высокой начальной стоимости структурированные кабельные системы оправдывают капиталовложения за счет:

  • длительного использования;
  • допускают одновременное использование разных протоколов и сред передачи данных;
  • модульности и возможности внесения изменений, а также наращивания мощности без влияния на существующие сети;
  • позволяет обеспечить одновременный и быстрый доступ ко всем системам, проложенным в кабельных каналах;
  • не зависят от поставщика сетевого оборудования;
  • являясь единой сетью, позволяют создавать независимые участки сети;
  • допускают использование ранее установленного оборудования;
  • не зависят от изменений в информационных технологиях;
  • обеспечивает зрительное восприятие разделения кабельных подсистем по функциональному признаку.

Структурированные кабельные системы — это реализация модульного представления о кабельных системах связи, рассматривающая последние в виде набора подсистем. Для того, чтобы проектирование проистекало менее болезненно, а, ГЛАВНОЕ, для того, чтобы в процессе эксплуатации было несложно модернизировать, расширить или даже перепрофилировать кабельную подсистему, ее желательно рассматривать в виде нескольких стандартизованных компонент — подсистем.

СКС выделяют три таких подсистемы: горизонтальную подсистему, вертикальную подсистему и кампус (базовую подсистему — магистраль между зданиями.

Основываясь на личном опыте общения с Заказчиками сетевых работ, я бы дополнил список подсистем СКС еще подсистемами рабочей группы и административной подсистемой. Подсистемы рабочей группы не всегда совпадают с горизонтальной подсистемой, особенно на развивающихся объектах. А на проектирование административной подсистемы накладывают свою специфику некоторые аппаратные комплексы по дистанционному управлению, разграничению доступа, безопасности и т.п., а также «взгляды на жизнь» ряда системных администраторов и руководителей, выпадающие из общей идеологии проектирования кабельных подсистем в рамках конкретного объекта. Практика показывает, что если не вычленить эти две подсистемы из общего проекта, то процесс принятия решения Заказчиком почти наверняка затянется.

Рис. 1. Кабельные подсистемы на примере сети масштаба предприятия

Подсистема рабочей группы

Подсистема рабочей группы — это функционально-территориальная подсистема. Как правило, пользователь начинает думать о локальной вычислительной сети уже имея рабочие места, оснащенные компьютерами. Очень часто при этом некоторые компьютеры оказываются сопряженными или друг с другом, или с какими-то устройствами (обычно приборами, принтерами и модемами коллективного использования). То есть пользователь перед началом выполнения работ по проектированию ЛВС уже имеет кабельную подсистему той или иной степени сложности. Эту подсистему можно сохранить, если она в достаточной степени развита, или заменить на более приспособленную для решения задач данной рабочей группы. При необходимости сохранения старого кабельного хозяйства и включения его в состав новой ЛВС, целесообразно использовать кабельную подсистему, построенную на базе витой пары, т.к. среди выпускаемого промышленностью оборудования для витой пары есть полный спектр переходников с данного типа соединителя.

Горизонтальная подсистема — это территориальная подсистема. Обычно основной объем работ по прокладкам кабеля приходится на нее. Подсистема рабочей группы и административная подсистема, как правило, являются ее составными частями. В зависимости от характеристик объекта, на котором она устанавливается (производственный цех, этаж административного здания, спортивный стадион, морской порт, выставочный павильон и т.п.), эту подсистему приходится проектировать на оптоволокне, защищенной или незащищенной витой паре, коаксиальном кабеле. Однако, в последнее время, для этих целей редко используется коаксиальный кабель. Обычно применяют витую пару или волоконно-оптический кабель.

В последнее время все чаще принимается решение о применении в горизонтальных подсистемах оборудования, работающего со скоростью 100 Мбит/сек. В тех же случаях, когда в ближайшей перспективе нет смысла в использовании сетевого оборудования с пропускной способностью выше 10 Мбит/сек (оборудование 3-й категории), но есть перспектива развития сети, желательно сразу установить кабельную систему, способную работать со скоростью 100 Мбит/сек (5-й категории). Это позволит во-первых, немного приподнять общую производительность сети благодаря уменьшению количества коллизий, связанных с чистотой каналов связи (кабели 5-й категории значительно «чище»), а во-вторых, и это самое главное, при дальнейшем развитии сети (переходе на оборудование 5-й категории) не придется производить никаких работ, связанных с заменой кабельного хозяйства.

Однако, для того, чтобы кабельная подсистема 5-й категории, собранная на базе 4-х парных неэкранированных витых парах (а именно UTP кабель, как правило, применяется в данных подсистемах), работала надежно, необходимо соблюдать определенные правила:

— все четыре пары кабеля имеют цветовую маркировку, с помощью которой различаются номера пар проводов. Помните о том, что существуют два основных стандарта распределения пар проводов по контактам разъемов RJ45: EIA-T568A и EIA-T568B. Существуют еще внутрифирменные стандарты для работы с определенными марками кабелей и коммутационного оборудования, но правила применения данных видов кабельной продукции писываются в сопроводительных документах. По стандарту EIA-T568A пары распределяются следующим образом (см. рис 2 и 3).

Рис.2. Соответствие цветовых маркировок парам проводников

Рис. 3. Расположение пар и контактов на разъемах по стандартам Т568А, Т568В и Ethernet.

  • обращать внимание на упаковочные листы к соединителям. Некоторые фирмы (например Hubbell Premise Wiring) выпускают соединители с отличным от приведенного выше распределением пар;
  • в пределах одной горизонтальной подсистемы использовать кабель одной марки одного и того же производителя;
  • вся подсистема должна содержать изделия только 5-й категории (включая патч-панели, розетки и разъемы);
  • горизонтальные кабели должны иметь длину порядка 90 метров (стандарт IEEE 802.3 запрещает применение кабеля длиной более 90 м);
  • соединительные кабели (кабели, прокладываемые от розетки до сетевого адаптера компьютера) не должны иметь длину более 10 метров;
  • общая длина горизонтального и соединительного кабелей не должна превышать 100 метров;
  • расплетение пар при их заделке допускается не более чем на 1/2 дюйма (12.7 мм);
  • общее количество соединителей в горизонтальной проводке не должно превышать четырех устройств.

Обратите внимание на то, что номера пар в стандартах 568А и 568В меняют свое месторасположение и даже цвет, но при этом «информационная» принадлежность контактов остается прежней.

Вертикальные подсистемы — территориальные подсистемы, служащие для подключения горизонтальных подсистем друг к другу. Обычно реализуются на базе коаксиального кабеля, защищенной витой пары или волоконно-оптического кабеля.

Эту кабельную подсистему, как правило, не выделяют в виде самостоятельной структуры. С одной стороны это правильно, но часто ее желательно обозначить перед Заказчиком как отдельную структуру. Административная подсистема кабельного монтажа — это функциональная подсистема. Ее назначение связывать подсистемы рабочих групп и горизонтальные подсистемы в единое целое. Она должна обеспечивать возможность установления резервных связей, подключение дополнительных рабочих мест и других подсистем. Нередко в рамках административной подсистемы требуется поддержка автономной системы энергоснабжения, голосовой и видио-связи. Одно из основных требований к административной подсистеме — гибкость и возможность увеличения мощности.

Базовая подсистема (кампус)

Базовые подсистемы служат для объединения вертикальных или административных подсистем друг с другом. В этом случае наиболее оправдано применение оптоволокна. В настоящее время на оптоволокне Ethernet работает с скоростями 10 Мбит/сек и 100 Мбит/сек, ожидается появление оборудования со скоростью 660 Мбит/сек (теоретическая пропускная способность оптических кабелей на сегодня оценивается цифрой 200Гбит/сек). Многие компании используют для организации базовых подсистем оборудование, поддерживающее FDDI стандарт — волоконный распределенный интерфейс данных, имеющий производительность 100 Мбит/сек. В последнее время, с утверждением стандарта на ATM, в мире все шире начинает применяться этот тип оборудования.

Предприятия, выпускающие оборудование для ЛВС поддержали идеи организации сетей на базе структурированных систем монтажа. Более того, работая над проблемой объединения между собой разных типов кабельных сетей, они выработали универсальный подход для решения этой проблемы — интеллектуальный модульный концентратор (Intelligent Hub). Этот вид оборудования выпускается в виде блока со сменными модулями, обеспечивающими связи со всеми типами кабельных систем.

Большинство проектировщиков ЛВС давно пришли к мысли, что Hub-технологии и структурированный монтаж должны стать составной частью обычной рядовой офисной сети. С этой мыслью, и как можно скорее, должны свыкнуться Заказчики. НА КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НЕЛЬЗЯ ЭКОНОМИТЬ. Лучше поставьте на 2-3 компьютера меньше. Их Вы докупите чуть позже, но зато дешевле, а кабельную подсистему придется менять или реконструировать и это будут выброшенные «на ветер» деньги.

Требования к сетевым кабелям

Кабели являются наиболее распространенной физической средой передачи информации в сетях. Используются несколько типов кабелей. Они отличаются толщиной, скоростью передачи данных, сложностью установки, ценой и т. д. В различных ситуациях могут потребоваться различные типы кабелей. При выборе конкретного кабеля для данной сети следует учитывать требуемый тип кабеля и приложения, которые будут функционировать в создаваемой сети. Требования существующих приложений можно свести в пять классов:


    • Класс A. Передача голоса и низкоскоростная передача данных в диапазоне частот до 100 кГц;
    • Класс B. Передача данных в диапазоне до 1 МГц;
    • Класс C. Передача данных с высокой скоростью – до 16 МГц;
    • Класс D. Передача данных со сверхвысокой скоростью – до 100 МГц;
    • Оптический. Оптический кабель используется, как правило, для передачи данных с высокой и сверхвысокой скоростью; можно считать, что ширина полосы пропускания практически не ограничена.

Анализ работы локальных сетей показывает, что большая доля возникающих сбоев и отказов приходится на кабельные системы. Согласно данным, приводящимися многими специалистами, из-за повреждений кабеля происходит примерно 70% аварий в сетях. В этой связи вопросам прокладки кабеля, выбора типа кабеля, тестирования, управления кабельной системой и т. д. Следует уделять (и уделяется) чрезвычайно большое внимание.

Изначально витая пара использовалась в телефонных линиях. В таком кабеле обычно используются несколько пар изолированных проводов, обвитых вокруг друг друга. Взаимная обвивка обеспечивает защиту от собственных и внешних наводок. Кабель с витой парой бывает двух типов: неэкранированным и экранированным. Стандарт EIA/TIA 568 Commercical Building Wiring Standart (стандарт проводки в офисах) определил пять категорий кабелей на неэкранированной витой паре (Unshielded Twisted Pair, UTP).


    • Кабель UTP 1 не поддерживает передачу цифровых данных.
    • Кабель UTP 2 устарел; он поддерживает скорость передачи до 4 Мбит/с.
    • Кабель UTP 3 способен поддерживать скорость передачи до 10 Мбит/с и отвечает лишь минимальным требованиям к среде передачи. Эта категории соответствует классу C.
    • Кабель UTP 4 не намного опережает кабель категории 3 по скорости передачи. Он способен передавать данные со скоростью 16 Мбит/с. Этот кабель был разработан для стандарта IEEE 802.5.
    • Более современным является кабель UTP 5, который соответствует классу D. Он способен работать со скоростью 100 Мбит/с. Этот кабель был разработан для сетей IEEE 802.5 и TPFDDDI (спецификация сети FDDI на электрическом кабеле).

В соответствии со стандартом волновое сопротивление кабелей UTP 4 и 5 должно составлять 100 Ом в диапазоне частот от 1 Мгц до предельной. Для кабеля UTP 5 установлено минимальное число взаимных скручиваний на единицу длины (8 на фут, или, примерно, 26 на метр).

Соединение кабеля с адаптером и концентратором производится при помощи 8-контактных соединителей RJ-45. К достоинствам кабеля на витой паре относят его дешевизну и простоту установки. Его недостатками являются: взаимное наложение сигналов между смежными проводами (crosstalk), чувствительность к внешним электромагнитным полям, возможность несанкционированного перехвата информации, большая степень затухания сигнала по пути, чем у кабелей других типов.

Объединение компьютеров в сеть со спецификацией 100BASE-TX практически не отличается от схемы 10BASE-T. Используются 8- контактные разъемы RJ-45 и две витые пары в кабеле, но разных категорий (5 и 3). Длина сегмента сети на таком кабеле не может превышать 100 м.

Топология «пассивная звезда» требует обязательного использования концентратора. Между адаптерами и сетевыми кабелями могут быть включены трансиверы. При повышении качества кабеля для спецификации 10BASE-T может быть увеличена его предельная длина. В спецификации 100BASE-TX предельная длина определяется двойным временем прохождения сигнала и по этой причине не может быть увеличена. Для спецификации 100BASE-T4, которая использует четыре витые пары, требования к кабелю несколько снижены. Могут быть использованы UTP 3, 4 или 5. Обмен данными производится по одной передающей паре, по одной принимающей паре и по двум двунаправленным парам.

Повышение скоростей передачи данных предъявляет новые, более жесткие требования к современной кабельной инфраструктуре. По этой причине неэкранированная витая пара категории 5 в настоящее время является наиболее распространенным типом кабелей. Этот кабель хорошо подходит для технологии Fast Ethernet.

В связи с увеличением скорости передачи до гигабитной рабочая группа по Gigabit Ethernet института IEEE разрабатывает специальную версию указанного стандарта для кабелей UTP 5.

Кабели UTP 5 традиционно содержат четыре пары проводов, из которых в сетях Ethernet и Fast Ethernet используются только две. В связи с тем, что в сетях Gigabit Ethernet и ATM со скоростью передачи 622 Мбит/с и выше задействуются все четыре пары, возрастает интенсивность перекрестных помех. Сейчас усилия многих организаций направлены именно на их ослабление. Существует «расширенный» вариант кабельной системы категории 5.

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP) отличается только тем, что содержит электрически заземляемую медную оплетку или алюминиевую фольгу. Существуют кабели как с общим экраном, так и с экраном вокруг каждой пары. Экран обеспечивает защиту от всех внешних электромагнитных полей. Однако по скорости передачи данных и по ограничениям, накладываемым на максимальное расстояние, такие кабели идентичны кабелям без экранирования.

Самым первым нашел применение в сетях коаксиальный кабель. Такой кабель способен передавать данные со скоростью 10 Мбит/с на расстояние до 500 м. Основными типами коаксиальных кабелей для ЛВС являются «»толстый» Ethernet (Thick Ethernet, Thicknet) и «тонкий» Ethernet (Thin Ethernet,Thinnet).

Кабель «тонкого» Ethernet маркируется как RG-58 и наиболее широко распространен. Толщина этого кабеля равна 6 миллиметрам. Для соединения компьютеров в сети на базе коаксиального кабеля применяются Т-коннекторы или цилиндрические соединители типа BNC (British Naval Connector) и 50-Омные заглушки (терминаторы). Заглушки устанавливают на обоих концах сетевого сегмента. Минимальное расстояние между абонентами должно быть не менее полуметра. Трансиверный кабель не требуется. В этом случае Т-коннекторы вставляются непосредственно в BNC-разъем сетевого адаптера. При реализации сети на тонком кабеле можно сделать максимум 5 сегментов по 185 метров, то есть максимальная длина может составить 925 метров. Уменьшая длину сегмента, можно подключить больше компьютеров, но при этом общее число компьютеров не должно превышать 150.

“Толстый ” Ethernet использует более толстый и дорогой кабель. Он применяется в качестве основы спецификации 10BASE5. Такие кабели маркируются как RJ-8 или RJ-11. Толщина кабеля составляет около 12 миллиметров. Для присоединения сетевого адаптера к основному кабелю используется трансиверный кабель и трансивер AUI (Attachment Unit Interface, интерфейсное устройство соединения). Трансиверный кабель имеет несколько проводников. Для его концевой разделки используют 15-контактные DIX-разъемы типа “вилка”. Трансиверный кабель может иметь длину до 150 метров в обычном исполнении (до 12.5 метров в так называемом офисном исполнении). Для соединения отдельных кусков толстого кабеля используются разъемы N-типа. Два таких разъема от разных кусков кабеля соединяются при помощи Barrel-коннекторов. Разъем N-типа требует специального инструмента для установки. Длина кусков кабеля при монтаже сети также имеет значение. Минимальное расстояние между точками подключения на должно быть меньше 2.5 м. Для подсоединения трансивера к кабелю часто используют так называемый “вампир” – специальное соединительное устройство, предложенное корпорацией АМР. “Толстый” Ethernet обеспечивает надежную передачу данных на расстояние до 500 м. К его недостаткам можно отнести сложность установки (что связано в его толщиной и жесткостью) и большую стоимость.

Оптоволоконный кабель состоит из свободно уложенных или определенным образом скрученных волоконных световодов и защитного покрытия. Передача данных производится при помощи лазерного или светодиодного передатчика, который генерирует световые импульсы, проходящие через световоды. Перед тем как попасть в световод, сигнал от передатчика (излучателя) проходит через оптическое согласующее устройство и через разъемный соединитель (коннектор). На принимающем конце сигнал воспринимается фотодиодом, который преобразует его в электрический ток. Оптоволоконный кабель обладает рядом преимуществ. К ним можно отнести:

  • Малое затухание и независимость затухания от частоты передаваемого сигнала;
  • Высокую степень защиты от внешних электромагнитных полей:
  • Исключение несанкционированного доступа к данным;
  • Малую стоимость и постоянную тенденцию к ее снижению.

Основной недостаток проявляется при установке сети на таком кабеле. Требуется дорогое оборудование и высокая квалификация персонала.

В зависимости от условий распространения световой волны в центральном световоде оптические кабели делятся на одномодовые (single mode – SM) и многомодовые (milti mode – MM).

Схема подключения устройств для спецификации 100BASE-FX очень похожа на схему 10-BASE-FL. В обеих спецификациях используется топология “пассивная звезда”. Компьютеры подключаются к концентратору при помощи двух оптоволоконных кабелей (один отвечает за прием, другой – за передачу). Между адаптером и сетевым кабелем возможно включение трансивера. Максимальная длина кабеля (412 м) определяется временными параметрами. Применение оптоволоконного кабеля позволяет значительно увеличить длину сегмента и повысить степень защиты сети.

«МАШИНЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ. ТРЕБОВАНИЯ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И МЕХАНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ. ГОСТ 25861-83» (утв. Постановлением Госстандарта СССР от 12.07.83 N 3063) (ред. от 01.06.90)

3. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВОДАМ И СОЕДИНЕНИЯМ В УСТРОЙСТВЕ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1.1. Номинальное сечение проводников, применяемых для внутренней проводки, следует выбирать с учетом максимально допустимой температуры проводников.

3.1.2. Канавки для проводки должны быть гладкими, без острых кромок. Провода должны быть защищены таким образом, чтобы они не соприкасались с заусенцами, охладительными ребрами, которые могут повредить изоляцию токопроводящих частей. Металлические части, через отверстия которых проходят изолированные проводники, должны быть закреплены. Отверстия в этих частях должны иметь гладкую закругленную поверхность или в них должна быть предусмотрена втулка из изоляционного материала.

Внутренняя проводка должна иметь эффективную защиту от соприкосновения с движущимися частями.

Примечание. В электронных узлах допускается, чтобы проводники находились в плотном контакте с выводами, пригодными для соединения в накрутку и подобными элементами при условии, что пробой изоляции не приводит к возникновению опасности, или при условии обеспечения добавочной механической защиты путем применения дополнительной изоляции.

(в ред. Изменения N 1)

3.1.3. Внутренняя проводка должна иметь трассировку, опорное крепление или защиту, которые предотвращают слишком большое натяжение проводов и зажимных соединений, ослабление зажимных соединений и повреждение изоляции проводников.

3.1.4. Неизолированные проводники должны быть жесткими, закреплены и расположены так, чтобы при нормальной эксплуатации пути утечки и воздушные зазоры не могли быть менее значений, приведенных в п. 2.9.

3.1.5. Изоляция, применяемая для проводников, должна выдерживать испытание на электрическую прочность в соответствии с п. 5.3.3.

Соответствие требованию п. 3.1.5 проверяют при отсутствии результатов предварительных испытаний на отрезке проводника, длина которого достаточна для определения электрической прочности изоляции:

для рабочей изоляции — между проводником и металлической фольгой, плотно закрученной вокруг изоляции на длине около 100 мм;

для дополнительной изоляции (охватывающей, например, несколько проводников) — между проводником, вставленным в изоляционную трубку, и металлической фольгой, плотно закрученной вокруг трубки на длине около 100 мм.

3.1.6. Провод зелено-желтого цвета допускается применять только для присоединения к заземляющему проводнику (устройству).

Соответствие требованиям п. 3.1 следует проверять внешним осмотром и проведением соответствующих измерений.

3.2.1. Для обеспечения безопасного и надежного присоединения устройств к источнику электропитания они должны быть оснащены одним из следующих средств:

соединительными зажимами, пригодными для постоянного присоединения к стационарной внешней проводке;

несъемным гибким кабелем или проводом с присоединенным к нему электрическим соединителем;

(в ред. Изменения N 1)

3.2.2. Если устройство снабжено более чем одним соединением с источниками электропитания (например для питания от нескольких источников или от источников различных напряжений и частот), в конструкции его должно быть обеспечено:

наличие различных зажимов для разных целей;

невозможность замены электрических соединителей (при наличии) в том случае, когда неправильное присоединение может привести к опасности;

невозможность соприкосновения персонала с частями, находящимися под опасным напряжением (например с контактами электрического соединителя) при разъединении одного или более соединителей.

3.2.3. Устройства, предназначенные для постоянного соединения со стационарной проводкой, должны быть снабжены зажимами для присоединения проводников с номинальными сечениями в соответствии с п. 3.3 или несъемными гибкими кабелями электропитания.

Закрепленные устройства, предназначенные для постоянного соединения со стационарной проводкой, за исключением тех, которые поставляют с несъемными гибкими кабелями, должны обеспечивать возможность присоединения кабелей сети или проводов к уже закрепленному на несущем каркасе устройству, а каркасы должны быть снабжены вводными втулками, входными муфтами, выталкиваемыми уплотнениями отверстий или сальниками, допускающими присоединение соответствующих кабелей или проводов.

Для устройств номинальным значением силы тока не более 16 А отверстия для вводов должны иметь достаточный размер для гибких кабелей или муфт максимальными наружными диаметрами, указанными в табл. 7.

Вводы гибких кабелей или муфт и выталкиваемые уплотнения отверстий должны быть сконструированы или расположены таким образом, чтобы установка кабеля или муфты не оказывала влияния на защиту от поражения электрическим током и не снижала пути утечки и воздушные зазоры ниже норм, указанных в п. 2.9.

Соответствие требованиям п. 3.2.3 следует проверять внешним осмотром, пробной установкой и измерением.

3.2.4. Вилки и розетки устройств должны быть расположены таким образом, чтобы:

токоведущие части, находящиеся под опасным напряжением, были недоступными для персонала при присоединении или отсоединении вилки;

сочленение вилки и розетки происходило без затруднений;

вилки и розетки после сочленения не опирались ни на какую внешнюю поверхность в нормальном рабочем положении устройства.

Соответствие требованию п. 3.2.4 следует проверять внешним осмотром и проведением испытания при помощи стандартного испытательного пальца.

3.2.5. Устройства к сети следует подключать специальными кабелями или шнурами с сетевыми электрическими соединителями для подключения к сети. При применении в устройствах класса I они должны иметь защитный заземляющий провод зелено-желтого цвета, один конец которого присоединен к внутреннему заземляющему зажиму устройства, а другой к заземляющему контакту сетевого электрического соединителя.

Номинальная площадь сечения проводов для гибких сетевых кабелей и проводов должна быть не менее значений, указанных в табл. 8.

Примечание. Допускается номинальная площадь сечения 0,5 мм2 при условии, если значение силы номинального потребляемого тока не превышает 3 А и длина кабелей или проводов не превышает 2 м.

Гибкие кабели и провода, предназначенные для присоединения к сети, не должны подвергаться внутри или на поверхности устройств воздействию острых углов или кромок. Все кромки или острые углы, соприкасающиеся с гибкими кабелями или шнурами, должны быть исполнены так, чтобы данное требование могло быть выполнено для кабелей или проводов всех типов, поставляемых с устройствами.

Входные втулки, при необходимости, должны быть соответствующим образом закреплены, а удалять их следует только с применением инструментов.

(в ред. Изменения N 1)

3.2.6. Несъемные гибкие кабели или провода, предназначенные для присоединения к сети, должны быть закреплены так, чтобы проводники в точках соединений не подвергались натяжению, скручиванию и изоляция проводников была защищена от истирания.

В случае скольжения гибкого кабеля или провода в креплении, приводящего к тому, что в проводниках может создаваться механическое напряжение, провод защитного заземления следует подвергать механическому воздействию в последнюю очередь.

Средства, предназначенные для крепления сетевых, заменяемых, несъемных кабелей или проводов, должны быть сконструированы так, чтобы:

замена не ухудшила безопасность и работу устройства;

гибкий кабель или провод не мог соприкасаться с винтами крепежных средств, если эти винты доступны для персонала или электрически соединены с проводящими частями, доступными для персонала;

кабель или провод не зажимались такими металлическими винтами, которые непосредственно опираются на них.

Не допускается завязывать кабель или шнур узлом.

Крепежные средства несъемных незаменяемых кабелей или проводов, используемых в устройствах класса II, должны быть смонтированы на изоляционном материале, и должны удовлетворять требованиям к дополнительной изоляции.

Соответствие требованиям п. 3.2.6 следует проверять внешним осмотром, при необходимости, -испытанием на электрическую прочность, а также проведением следующего испытания.

При испытании соединительный кабель или провод должен быть смонтирован в устройстве. Необходимо частично ввести кабель или шнур в устройство, при этом не должно происходить повреждение кабеля (провода) или внутренних частей устройства.

Затем кабель или провод подвергают 25-кратному натяжению с усилием в соответствии с табл. 9. Усилие следует прикладывать без рывков в самом неблагоприятном направлении в течение 1 с. Непосредственно после этого кабель или провод подвергают воздействию крутящего момента согласно табл. 9.

Во время испытания кабель или провод не должен повреждаться. После окончания испытания кабель или провод не должен быть смещен в продольном направлении более чем на 2 мм и в точке соединения не должно быть заметного механического напряжения.

Пути утечки и воздушные зазоры должны быть не ниже значений, указанных в п. 2.9.

3.2.7. Ручные устройства, снабженные несъемными кабелями или проводами, должны иметь у входного отверстия приспособление для предотвращения обрыва кабеля (провода) или гладкое и закругленное входное отверстие овальной формы. Радиус закругления должен не менее чем в полтора раза превышать максимальный диаметр кабеля (провода), присоединяемого к устройству.

Приспособления, предназначенные для защиты от обрыва кабеля (проводов), должны:

быть сконструированы так, чтобы кабель (провод) не имел большого изгиба в точке входа в устройство;

быть изготовлены из изоляционного материала;

иметь надежное крепление;

выступать за пределы устройства на расстояние не менее 5-кратного значения внешнего диаметра кабеля (провода) от входного отверстия или, при плоских кабелях, на расстояние не менее 5-кратного значения большого внешнего размера.

(в ред. Изменения N 1)

3.2.8. Внешняя защитная оболочка гибкого, несъемного соединительного кабеля или шнура должна входить внутрь устройства через входную втулку или средство для защиты от обрыва и выступать за средство для защиты от обрыва не менее чем на половину диаметра кабеля.

Входная втулка устройства с кожухом из изоляционного материала должна быть изготовлена также из изоляционного материала.

Входные втулки и средства для защиты от обрыва кабелей (проводов) устройств класса II с металлическим кожухом должны удовлетворять требованиям к дополнительной изоляции.

3.2.9. Пространство, предназначенное для присоединения внутри устройства сетевого соединительного кабеля или шнура, должно иметь размеры, позволяющие подключить его к стационарной проводке или незаменяемым, несъемным, сетевым соединительным кабелям (проводам) и удовлетворять следующим требованиям:

должно обеспечивать возможность проверки осмотром до установления кожуха (крышка) до места правильного расположения и соединения проводников;

при установке кожуха на место проводники и их изоляция не должны повреждаться;

должно обеспечивать, чтобы в устройствах класса II и ручных устройствах отдельные жилы из зажима на конце неизолированного проводника не могли соприкасаться с металлическими частями, доступными для персонала, и проводники не могли выскользнуть из зажимов;

устройство или часть его, при наличии стационарной проводки, должны обеспечивать легкий ввод и легкое присоединение проводников.

Соответствие требованиям п. 3.2.9 следует проверять внешним осмотром и проведением пробного электромонтажа, для которого необходимо использовать гибкий кабель (провод) максимальным поперечным сечением согласно п. 3.3.5.

Соответствие требованиям п. 3.2 следует проверять внешним осмотром и проведением соответствующих измерений.

3.3.1. Устройства, предназначенные для постоянного соединения со стационарной проводкой, должны иметь зажимы, в которых соединение осуществляется с помощью винтов, болтов или подобных средств.

(в ред. Изменения N 1)

3.3.2. Для устройств с гибкими соединительными кабелями или проводниками должно быть обеспечено присоединение индивидуальных внутренних проводников к внешней проводке устройства, обеспечивающее надежное электрическое и механическое крепление без превышения допустимых пределов температуры нагрева в точках соединения.

(в ред. Изменения N 1)

Паяные, сварные, опрессованные и подобные соединения допускается применять для подключения внешних проводников, если закрепление проводников обеспечивается не только пайкой, сваркой или опрессовкой, но и перегородкой, препятствующей уменьшению утечек и воздушных зазоров между металлическими частями, доступными для персонала, и другими токоведущими частями до 50% значений, указанных в п. 2.9 (в случае разрушения сварных или паяных соединений или выпадения проводника из опрессованного соединения).

(в ред. Изменения N 1)

3.3.3. Для присоединения внешних сетевых проводников должны применяться винты или болты и гайки с метрической резьбой. Эти винты или болты и гайки не допускается применять одновременно для крепления других деталей, кроме внутренних проводников, если смещение при присоединении внешних сетевых проводников невозможно.

(в ред. Изменения N 1)

3.3.4. При присоединении гибких сетевых, соединительных кабелей или проводов необходимо соблюдать следующие условия:

два независимых друг от друга элемента крепления не должны ослабляться одновременно;

проводники, присоединенные путем пайки, считают соответствующим образом закрепленными только в том случае, если вблизи зажима, независимо от пайки, обеспечена его прочная фиксация. Изгиб проводника перед точкой пайки для особо гибких и сверхгибких кабелей (проводов) не допускается. Для других проводников изгиб перед точкой пайки допускается только при условии, если проводник плотно закреплен на месте установки;

в случае применения других способов крепления (например винтовых зажимов) закрепление точек присоединений считают достаточным, если проводники надежно закреплены в точках соединений. В случае применения скрученных проводников необходимо предусмотреть фиксацию проводника и его изоляцию.

3.3.5. Зажимы должны обеспечить присоединение проводников с номинальными площадями поперечных сечений в соответствии с табл. 10.

Смотрите так же:  Исковое заявление о вселении и нечинении препятствий
108shagov.ru. Все права защищены. 2019