Основы Ethernet-сетей

1.4.2. Установка коммутатора

Обычный домашний коммутатор – весьма неприхотливое устройство. Его установка заключается в выборе места расположения и поиска ближайшей электрической розетки.

Установка несколько осложняется, когда коммутатор нужно разместить вне жилых помещений – например, на чердаке или на улице. В частности, при такой установке необходимо решить вопросы питания устройства и его защиты от воздействия влаги, низких и высоких температур.

Коммутаторы неплохо переносят жару и сильные морозы (хотя лучше не испытывать их лишний раз), чего нельзя сказать о высокой влажности. Постарайтесь либо разместить устройство в сухом месте, либо сделайте для коммутатора герметичную "оболочку" - например – поместив его в специальный термопакет для оборудования..

Для того, чтобы запитать коммутатор, который находится где-нибудь вне помещения, можно использовать обычный кабель для электропроводки. Так же вы можете купить коммутатор, поддерживающий стандарт Power Over Ethernet – его можно будет запитать по сетевому кабелю, используя специальный переходник.

1.4.3. Кабельные системы

Если вы создаете простейшую сеть на несколько компьютеров, расположенных в одной комнате, то установка кабельной системы сети будет заключаться в следующем: аккуратно протянуть кабели от компьютеров к коммутатору и подключить разъемы. Для удобства вы можете использовать специальные розетки для RJ-45. Тогда кабель от коммутатора идет непосредственно к розетке, после чего еще одним кабелем к розетке подключается компьютер.

А вот более серьезная сеть требует и более серьезных операций по установке кабельной системы.

Работа с кабельными системами сети делится на несколько этапов. Это – планирование кабельной системы, прокладка и обжим кабелей. На этапе планирования кабельной системы сети вы должны продумать место установки коммутатора, схему расположения компьютеров. Так, лучше всего вооружиться рулеткой и точно замерить расстояния от компьютеров до предполагаемого центра сети с учетом всех поворотов и сгибов кабеля.

Прокладывая кабель, учтите, что витая пара очень не любит, когда ее сгибают или сжимают – особенно – постоянно. То есть лучше всего монтировать кабель на стену с использованием специального крепежа (например, это могут быть пластиковые скобы с шурупами – поищите их в местных строительных магазинах) или коробов для прокладки кабелей. "Больным" местом квартирных сетей могут стать двери – постарайтесь не прокладывать кабель в дверном проеме – даже если дверь после этого закрывается, прижимая кабель. Лучше всего просверлить стену, или, если она слишком толстая – дверной косяк и протянуть кабель через него.

Как мы уже говорили, стандартами определена максимальная длина кабеля для Fast Ethernet -сети, равная примерно 100 метрам, такая же длина рекомендована и для Gigabit Ethernet. А что же делать, если расстояние, на которое вам нужно протянуть кабель, значительно больше этих самых 100 метров? Вернее – даже не 100, а 200 метров – так как, например, 100-метровый кабель можно использовать для подключения каждого из компьютеров сети к хабу?

Рассмотрим методы, которые позволяют соединить компьютеры, расположенные в 300 или в 400 метрах друг от друга.

1. Для сети на 100 Мбит/с вы можете попробовать использовать сетевые кабели большей длины. Это приведет к падению скорости соединения, но связь у вас будет. Так как этот совет выходит за рамки стандартов, никто не может вам гарантировать нормальной работы сети на 120-метровом кабеле. Но попробовать можно. Вполне возможно, что сеть будет работать с двумя отрезками по 150 метров, но при таком использовании кабелей вы, скорее всего, очень сильно потеряете в скорости. Этот метод вряд ли поможет вам при соединении компьютеров на 400 метрах. Даже если ваша сеть заработает при 200-метровых кабелях, вряд ли вы получите что-то быстрее 10 Мбит/с. Gigabit Ethernet еще чувствительнее к длине кабеля, поэтому здесь лучше ограничиться 100 метрами, хотя можете поэкспериментировать.
   Использовать "метод длинных кабелей" следует лишь в самых крайних случаях. Например, что-то вроде необходимости срочно, да еще и ночью, когда надеяться не на кого, соединить пару компьютеров, находящихся в 300 метров друг от друга.
   Прежде чем протягивать длинные кабели и искать место для хаба, проверьте работоспособность конструкции, соединив пару компьютеров, стоящих рядом друг с другом. Если сеть будет работать, то с очень высокой вероятностью заработает она и после прокладки. Однако не следует забывать, что на протянутый кабель будут действовать различные помехи, электромагнитные наводки от силовых кабелей и так далее. Поэтому вам в этом деле остается действовать на свой страх и риск.
2. Для увеличения расстояния соединения до 300 метров по витой паре вы можете использовать дополнительный коммутатор в качестве повторителя сигнала. Для соединения пары компьютеров, находящихся за 300 метров друг от друга вам понадобится 300 метров кабеля, 6 RJ-45 разъемов и 2 коммутатора. Схема соединения проста. Первый отрезок кабеля соединяет первый компьютер с первым коммутатором. Второй отрезок – первый коммутатор со вторым, а третий кабель идет от второго коммутатора ко второму компьютеру. В результате мы получаем искомые 300 метров при хорошей скорости соединения. Практика показывает, что максимальное количество повторителей может достигать 5. Это значит, что используя отрезки кабеля по 100 метров вы можете соединить компьютеры, находящиеся в 600 метрах друг от друга, но будет ли такая сеть работать и как она будет работать нельзя сказать вплоть до того момента, как данная конструкция будет собрана.

Использовать вышеприведенные советы по поводу нестандартной работы с витой парой следует лишь тогда, когда вам по каким-то причинам приходится строить сеть именно на витой паре. Пожалуй, при использовании 2-х коммутаторов и трех 100-метровых отрезков кабеля такую сеть еще можно назвать оправдывающей ожидания. А вот все остальное – это уже немного не то. Работать будет, но пострадает скорость, да и 5 обычных коммутаторов для витой пары по стоимости примерно равны (а реально – даже выше) чем стоимость коммутатора для оптоволокна. Вывод отсюда простой – если вам нужна надежная связь на большие расстояния – обратите внимание на оптоволоконное оборудование.

Оптоволоконное оборудование и кабели стоят дороже, чем средства для организации проводной сети. Однако на сегодняшний день это – наилучшая альтернатива для построения надежных и быстрых каналов связи. Основную сложность при установке оптоволоконной сети может вызвать установка разъемов на кабель. Лучше всего не делать этого самостоятельно – для установки таких разъемов требуется специальный инструмент, а либо купить кабели с уже установленными разъемами, либо попросить, чтобы их вам установили. Существует два типа оптических кабелей – на основе одномодового и многомодового оптоволокна. Первые – предпочтительнее, хотя дороже вторых.

Как один из вариантов использования оптоволоконного оборудования можно предложить именно связь между коммутаторами (существуют гибридные устройства, поддерживающие подключение различных типов кабелей, в том числе и оптоволоконных), а разводку к рабочим местам пользователей делать уже на основе обычной витой пары. Это особенно актуально для Gigabit Ethernet.

1.4.4. Обжим кабелей

Когда кабель проложен, пришло время его обжимать. Рассмотрим особенности этого процесса для наиболее распространенного UTP 5-й категории, а также для некоторых других типов кабелей.

Для начала надо отметить, что 100-мегабитный Ethernet использует лишь 2 пары UTP из 4. 1000-мегабитная версия работает уже на всех четырех парах. Поговорим об обжиме кабеля для Fast Ethernet.

Существует две стандартные схемы обжима. Одна предусматривает одинаковую разводку проводников на обоих концах кабеля. Такая схема применяется для соединения сетевых карт и портов коммутатора. Второй вариант обжима предназначен для связи пары компьютеров без использования коммутатора.

Рассмотрим наиболее распространенную схему распределения пар проводников в кабеле, определенную стандартом EIA-T568B (табл. 1.1.). Существует еще стандарт EIA-T568A, но о нем мы поговорим чуть ниже.

По стандарту EIA-T568B пары скручиваются таким образом:

1. Синий – бело-синий
2. Оранжевый – бело-оранжевый
3. Зеленый – бело-зеленый
4. Коричневый – бело-коричневый

Как видите, одинаковые провода соединяют одинаковые выходы разъема RJ-45.

Надо отметить, что при такой разводке для передачи информации используется лишь четыре проводника: Бело-оранжевый, Оранжевый, Бело-зеленый и Зеленый. Как видите, мощность кабеля используется не полностью, то есть в нем есть проводники, которые не несут информацию.

Знание о том, какие контакты разъема используются для передачи данных открывает возможности по нестандартному использованию кабелей и подключению сетевых устройств с использованием нестандартных проводников. Вы можете использовать проводники, не несущие информацию, для других целей, или воспользоваться нестандартным кабелем.

При прокладке кабелей для небольшой сети, вы можете воспользоваться почти любыми проводами, попавшими вам под руку – правда, учитывая распространенность обычной витой пары это – сомнительное и ненадежное решение сетевых проблем. Однако, иногда использование нетрадиционных проводников действительно полезно. Например, для того, чтобы соединить компьютеры, расположенные в нескольких метрах друг от друга, можно использовать четырехжильный телефонный провод.

Так же можно "ужать" в одном кабеле два Fast- Ethernet -соединения. Например, вам нужно соединить с хабом три компьютера. Два из них расположены в двух метрах друг от друга, а третий – за 30 метров от них. Можно будет установить хаб за 15 метров от третьего компьютера. А первый и второй можно соединить с хабом либо двумя кабелями по 15 метров, либо, обжав два отрезка кабеля длиной метра два-три для каждого из них, подсоединить к расплетенному концу одного 15-метрового кабеля, причем так, чтобы в результате бело-оранжевый, оранжевый, бело-зеленый и зеленый проводки кабеля были подключены к бело-оранжевому, оранжевому, бело-зеленому и зеленому проводам кабеля для одного из компьютеров, а синий, бело-синий, бело-коричневый и коричневый подключались бы к бело-оранжевому, оранжевому, бело-зеленому и зеленому проводам кабеля для второго компьютера.

Аналогично соединяются провода на втором конце кабеля – но уже с разъемами, предназначенными для коммутатора. Схема такой нестандартной разводки (с учетом того, что провода, идущие к компьютерам от "общего" провода и к хабу, обжаты стандартно), приведена в табл. 1.2.

Теперь давайте рассмотрим схему обжима витой пары, которая применяется для кабелей, которые должны соединять сетевые карты компьютеров напрямую.

В табл. 1.3. приведен порядок разводки кабеля для соединения " сетевая карта – сетевая карта ".

Кстати, разводка кабеля, приведенная в столбце Конец 2 соответствует стандарту EIA-T568А – и если обжать таким образом оба конца кабеля, то мы получим кабель для соединения "хаб – сетевая карта ".

Как видно из таблицы, здесь меняются местами лишь четыре провода. Так мы напрямую соединяем приемник одной сетевой карты с передатчиком другой, и наоборот.

Подготовив кабели и разъемы, нужно зачистить концы кабеля, удалив внешнюю изоляцию. Сделать это можно острым ножом. При этом старайтесь не повредить провода внутри кабеля. Можно снять с кабеля изоляцию длиной сантиметра 3 — 4, чтобы потом было легче выпрямлять провода. Выпрямив провода, обрежьте кабель таким образом, чтобы в результате осталось примерно 12 — 15 миллиметров распрямленных проводов. После этого наденьте разъем на кабель так, чтобы нужные проводники попали в соответствующие им желобки разъема. Сами провода зачищать не нужно.

На последнем этапе заделки провода его нужно обжать. Обжимный инструмент все сделает сам, а если такого инструмента нет, то ваши действия должны быть следующими: сначала аккуратно обожмите контакты при помощи отвертки – так, чтобы они, врезавшись в соответствующие провода, обеспечили надежное соединение, а потом зажмите до щелчка фиксатор кабеля.

1.5. Выводы

В этой лекции мы познакомились с аппаратными компонентами Ethernet -сетей. Следующая лекция посвящена программным технологиям проводных сетей.