Hálózatok. Alapismeretek. Átviteli közegek

Hálózatok Alapismeretek Átviteli közegek

Átviteli közegek 

Az átviteli rendszer kiválasztásának főbb szempontjai: 

   

 

   

Sávszélesség Átviteli hibaarány (pl. zajérzékenység) Link maximális hossza Terjedési késleltetések (átviteli és feldolgozási) Jitter minimalizálás (a jelek időzítéseinek ingadozása) Biztonság (lehallgathatóság, titkosíthatóság) Mechanikai tulajdonságok (fizikai méretek; kábelekre jellemzően húzás, csavarás, nyomás, hajlítási sugár; rádiónál például antennaárbócók, parabola tükrök) Rádiós rendszerek egyéb problémái (pl. környezet, időjárás, fading) RF zavarkibocsátás szabályozottsága Költségek (beszerzés, kiépítés, üzemeltetés, fejlesztés, javítás, csere) Tervezett élettartam


Réz alapú közegek, koax  

 

1930-as években terjedt el, közös tengelyű vezetők (ko-axiális, aszimmetrikus, nagy sávszélességű kábel) Zavarvédettség és kis sugárzás a külső árnyékolás miatt (nehezen lehet beavatkozni és lehallgatni, az árnyékolás lehet többszörös rézharisnya és/vagy alufólia is) Drágább és nehézkesebb, mint a csavart érpár 10BASE-2 (RG58, 50Ω) és 10BASE-5 (RG8, 50Ω) közege is volt


Réz alapú közegek, sodrott érpár 





 

Árnyékolatlan (UTP) vagy árnyékolt (FTP, STP) csavart érpár, általában vékony, rugalmas, más kábelekhez képest olcsó, de kényes lehet a szerelési technikára Szimmetrikus, általában 100Ω-os kábel, egyesével szigetelt és színjelölt erek, egy kábelben páronként eltérő sűrűséggel - csavarva a kis áthallás és a kis kisugárzás miatt Sűrűbb csavarás esetén csökken az áthallás, de nő a csillapítás (kompromisszum kell gyártáskor) Árnyékolás lehet érpáronként és/vagy a kábelen is Lásd később: „Strukturált kábelezés”


Sodrott érpárú kábel típusok Régi megnevezés

Új megnevezés

Kábel árnyékolás

Érpár árnyékolás

UTP

U/UTP

Nincs

Nincs

FTP

F/UTP

Fólia

Nincs

STP

U/FTP

Nincs

Fólia

S-FTP

SF/UTP

Fólia, harisnya

Nincs

S-STP

S/FTP

Harisnya

Fólia


Vonatkozó szabványok    



(ANSI/EIA/TIA-568-1991, bővítésekkel később ANSI/TIA/EIA-568-A, 1995) ANSI/TIA/EIA-568-B, 2001 (B.1, B.2) ANSI/TIA/EIA-568-C, 2009 ISO/IEC 11801, 2002

Napjaink sodrott érpárú kábel-kategóriái 

CAT3 (Class C): 

  

UTP, 16MHz, 10Mbit/s ANSI/TIA/EIA/568-A által definiált 1990-es évek végéig 10BASE-T (2 pár), elfogadott volt megfelelő kábellel még a 100BASE-T4 (4 pár) is manapság még telefonhálózatban használt, max. 800m hosszon gerinckábelként



CAT5e (Class D):     

 

UTP, 100MHz, 100-1000Mbit/s 100BASE-TX (2 pár) és 1000BASE-T (4 pár) max. 5+90+5m hossz, 5*d hajlítási sugár CAT5-höz képest szigorúbb kritériumok szerint tesztelve 2009-től aktuális szabvány: ANSI/TIA/EIA-568-C.2, Balanced Twisted-Pair Telecommunications Cabling and Components Standard 8P8C csatlakozóban, T568A vagy T568B bekötési séma szerint http://en.wikipedia.org/wiki/TIA/EIA-568-B#Wiring Egyéb műszaki paraméterek: http://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable#Characteristics http://www.siemon.com/us/white_papers/07-03-01demystifying.asp



CAT6 (Class E):   



CAT6a (Class EA): 



FTP, 500MHz, 10Gbit/s, max.100m hossz

CAT7 (Class F): 



UTP, 250MHz, 100-1000Mbit/s FTP/STP kábelen kb. 55m-ig 10Gbit/s átvitel is létrehozható, több kábel esetén áthallások miatt legfeljebb 35m 100BASE-TX,1000BASE-T/1000BASE-TX, 10GBASE-T

STP, 600MHz, 10Gbit/s, max.100m hossz, nem tagja az ANSI/TIA/EIA-568 szabványsornak az eltérő csatlakozó (GG45) miatt, viszont ISO 11801-A2 szabványosított

CAT7a (Class FA): 

Mint fentebb, de 1000MHz sávszélesség (pl. CATV alkalmazás)


Árnyékolt technológia használata esetén:  



 

Az árnyékolás sehol sem szakítható meg, az ereket és a kábelt teljesen burkolnia kell Minden alkalmazott kábel és szerelvény árnyékolt kell legyen (pl. UTP nem iktatható be) Az árnyékolásokat mindkét végükön földelni kell

Távközlési csatlakozóaljzat és bekötés szabványok http://en.wikipedia.org/wiki/Registered_jack Távközlési lengőcsatlakozók és bekötés szabványok http://en.wikipedia.org/wiki/Modular_connector


Legfontosabb paraméterek: 

Belső csatornatulajdonságok (egy kábelen belüli) 



Ohmos ellenállás, hullámimpedancia, ohmos és kapacitív kiegyenlítetlenségek, szórt kapacitások → Insertion Loss [IL] → Return Loss [RL] Késleltetés (prop. delay), késleltetési különbségek (delay skew)



Belső csatornatulajdonságok (egy kábelen belüli) 

Áthallások, szórt kapacitások → Near End Crosstalk [NEXT] → Far End Crosstalk [FEXT] (PSNEXT, PSFEXT, ELFEXT, PSELFEXT)



Attenuation To Crosstalk ratio [ACR; PSACR] 





Számított érték, nem valódi arány, megmutatja mennyivel jobban érvényesül a jel a kábel hosszán, mint a kábelben és kábelre ható zavarok Az érték javításához a kábel hosszának csökkentése vagy a kábel árnyékolt típusra cserélése segíthet

Külső csatornatulajdonságok (két kábel közötti) 

Alien Crosstalk [AXT; ANEXT és AFEXT] 

1-10GbE linkhez tartozó kábeleknél, kábelek közötti, véletlenszerű, statisztikai módszerekkel kifejezett áthallási tényező

Átviteli közegek Még elfogható max. sodratlan hossz: CAT5e → 12 mm , CAT6 → 9 mm !! 

Rézkábelek minősítése, műszaki paraméterei  

http://en.wikipedia.org/wiki/Copper_cable_certification http://www.adckrone.com/eu/en/webcontent/support/PDFs/ente rprise/catalogue/Technical%20Reference%2010Gigabit%20Eth ernet.pdf


Üveg alapú közegek  





 

Nagyobb távolságokon és nagyobb sávszélességen használható, mint a réz közeg Nem hoz létre elektromágneses zavarokat és nem is érzékeny azokra, valamint nehezebben hozzáférhető és lehallgatható, mint a réz közeg Kvarcüvegben vagy műanyag szálakban (POF, Plastic Optical Fiber), fényimpulzusok segítségével továbbít információt, amiket LED-es vagy lézeres fényforrással állítanak elő Manapság olcsó technológia a backbone hálózatokban, az eszközök elérhető áron kaphatók, de host-okhoz közvetlen vezetése még drága lenne ANSI/TIA/EIA-568-B-2001 (B.3) Lásd később: „Strukturált kábelezés”


Üveg alapú közegek       

A magban a héj segítségével a teljes visszaverődést kihasználva terjed a fény hosszanti irányban. A mag törésmutatója nagyobb kell legyen, mint a héj törésmutatója, hogy a fényt bent tartsa a magban. Felépítése: 1-mag, 2-héj, 3-lágy elsődleges védelem, 4-kemény védelem (köpeny) A mag tipikus átmérői: 8.3 μm, 50 μm, 62.5 μm, 1mm (POF) A héj tipikus átmérője 125 μm. Az elsődleges védelem átmérője 250 μm. A mag és a héj törésmutatója közötti átmenet lehet lépcsős, vagy gradiens (folytonos) jellegű. (A teljesség igénye nélkül!)


Üveg alapú közegek

 

Teljes visszaverődés jelensége Numerikus apertúra

 

Száltól független mutatószám, befogadó szöget határozza meg Ha az érték nagy, könnyebb a csatlakoztatás, de több fénysugár terjedhet különböző utakon, így nő a diszperzió, jeltorzulás léphet fel hosszabb távon (A teljesség igénye nélkül!)


Üveg alapú közegek 



Optikai szál csillapítása a hullámhossz függvényében Alkalmazható hullámhosszablakok:   





Első generáció: 850 nm Diszperziómentes: 1300 nm Legkisebb csillapítás: 1550 nm (Multiplexelési technológiákhoz CWDM: 1270-1470 nm DWDM: 1650 nm-ig a szálak olyan jó minőségűek, hogy a csillapítások minimálisak a fenti tartományokban)

Módus: azonos hullámhosszú és fázisú együtt haladó fotonok csoportja. Az átmérő és a törésmutató határozza meg a módusok terjedését. (A teljesség igénye nélkül!)



Multimódusú (multi-mode) terjedésű szál:   

850 és 1300 nm hullámhosszon, 3 és 1 dB/km csillapítással 50 és 62.5 μm maggal, általános 1-10GbE LAN jellegű felhasználásra, 300-500-2000m hosszon végpontok között (fő probléma: módusdiszperzió)

(A teljesség igénye nélkül!)



Monomódusú (egymódusú, single-mode) terjedésű szál:   

  

1310 és 1550 nm hullámhosszon, 0.4 és 0.25 dB/km csillapítás! 8.3 μm maggal, rendkívül nagy sávszélességet enged meg LAN jellegű felhasználáskor 3000m hosszon végpontok között 10-40Gbit/s érhető el több száz km távon, optikai erősítőkkel Kisebb az NA, így nehezebb becsatolni a fényt a szálba (fő probléma: kromatikus és polarizációs diszperzió)




Optikai kábelek köpenyezése  

Szoros köpenyezés Laza köpenyezés 

Az elemi szálakat pászmákba fogják össze, és általában zselés anyaggal töltik ki




A kábelek színjelölése   



Monomódusú szálas kábel: citromsárga Multimódusú szálas kábel: narancssárga A kültéri kábelek általában fekete színűek (Az alkalmazott berendezésektől függően legalább a kültéri kábeleken a lézerosztálynak megfelelő figyelmeztető tábla több végződtető vagy rögzítési ponton való elhelyezése kötelező!)




Az átvitelt rontó tényezők például: 

Csillapítás (pl. abszorpció azaz hővé alakulás, Rayleigh-szóródás mikroszkopikus tényezők miatt, mech. erőkből, csatlakozó illesztési hibák, stb.)



Szórások (módus, kromatikus, polarizációs diszperziók) Egyéb nemlinearitások





Informatikában elterjedt optikai csatlakozók http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber_connector






Optikai átalakítók, toldók, patch és pigtail kábelek, csillapítók http://www.exfiber.com/product/Fiber-Optic-PassiveComponent/Fiber-Optic-Passive-Component-list1.html Sávszélesség növelése: WDM technológia (Wavelength Division Multiplexing), CWDM, DWDM



Üveg alapú közegek  

Optikai mérőműszerek (OTDR, Optical Time-Domain Reflectometer) http://en.wikipedia.org/wiki/OTDR


A kábelek és a köpenyek kiválasztása 



(Pl. beltéri vagy kültéri alkalmazás alapján) 

Önhordó kábelek



Hibrid kábelek



Acélköpenyes kábelek

Tűzbiztonsági előírások figyelembevétele   

PVC (mérgező gázokat bocsát ki égés közben) LSOH (vagy LSFH, Low Smoke Zero Halogen, halogénmentes) LSFROH (Low Smoke Flame Retarding Zero Halogen)



A rádiós átvitel közege (Lásd később a „WLAN” fejezet alatt röviden összefoglalva!)

Hálózatok. Alapismeretek. Átviteli közegek

Recommend Documents