Pasivní prvky: kabely

Pasivní prvky:  Pasivní prvky:  kabely 1

Pasivní prvky ­ kabely I. Předmět:

Počítačové sítě a systémy

Téma hodiny:

Pasivní prvky – kabely –  část I.

Třída:

3. a 4. ročník SŠ technické

Autor: Software:

Ing. Fales Alexandr SMART Notebook 11.0.583.0

2

Pasivní prvky ­ kabely I. Připomenutí: Hlavními prvky počítačové sítě jsou klientské stanice  a server, dále tiskárny, scannery a další HW vč SW. Počítačová síť vznikne vzájemným propojiením  těchto prvků, k tomu nám slouží prvky sítí.

Pasivní prvky představují prvky sítí, které pouze  přenášený signál předávají dál bez žádné úpravy ani  zesílení, používají se pro propojení aktivních prvků.

Mezi pasivní prvky patří metalické a optické kabey,  konektory, zásuvky, patch panely, rackové skříně a  jednotky záložního napájení UPS .

3

Pasivní prvky ­ kabely I. Kabeláž: Jedná se o pasivní prvek počítačových sítí, tzv.  přenosové médium, sloužící k fyzickému přenosu  dat (jednotlivých bitů). Umožňuje fyzické propojení  všech zařízení v síti. Přenáší digitální i analogové  signály. Do této skupiny patří UTP kabel (nestíněná  kroucená dvoulinka), což je nejčastěji používané  přenosové médium v sítích LAN a MAN. Další kabe­ láží jsou STP kabel (stíněná kroucená dvoulinka),  ScTP kabel (částečně stíněná kroucená dvoulinka),  optické kabely pro sítě MAN a WAN, dnes i páteře  LAN, koaxiální kabely, dnes zejména pro přenos  internetu v domácnostech po kabelové televizi, a  event. sem lze zařadit bezdráty ­ WiFi, BT, WiMAX,  laser a infra. 

4

Pasivní prvky ­ kabely I. TP: Kroucená dvojlinka  "twisted pair" ­ TP ­ v současné době jde o nejpoužívanější médium v  sítích LAN za relativně nízkou cenu a dostačujícím  výkonem. Kabel se skládá nejčastěji z 8 vodičů, resp.  4 párů, neboť vždy 2 vodiče jsou vzájemně skrouce­ né do jednoho páru. Skroucení si lze představit jako  vzájemné obtočení vodičů kolem sebe. Následně  jsou skroucené i páry do sebe. Skroucením obou vo­ dičů se projevuje rušivé mg. pole stejným způsobem  u obou vodičů a výsledné rušení se vykompenzuje.  Dále se takto omezuje vyzařované magnetického  pole ven z vodičů a tím se zabraňuje ovlivňování  okolních vodičů a zařízení. V konečném důsledku se  takto eliminují přeslechy. Tloušťka vodičů je 1,5 mm.

5

Pasivní prvky ­ kabely I. TP: Vodiče jsou z elektrovodné mědi a kabel má  impedanci 100 Ω. Tenké drátky přenášejí signály  (data). Jde o symetrické vedení. Izolace žíly (vodiče)  je polyvinylchlorid (PVC) nebo se používají polymery  fluorovodíku (PTFE a TFE), popř. Teflon pro přísnější  požární předpisy. Limitním parametrem TP kabelů je  vzhledem k jejich měrnému útlumu a ztrátám signálu  vzdálenost 100 metrů. Pro zvětšení této vzdálenosti  se musí použít aktivní prvek (repeater, switch, aj.).  Přenosová rychlost kabeláže TP může při vhodné  konstrukci dosáhnout až na 10Gbps. Párů ve vodiči  může být i více (2, 4, 6, 8, 25, 50, 100). Pro telefonní  hovory a síťové aplikace Ethernet 10 a 100Mbps  stačí 2 páry, pro  Ethernet 1 a 10Gbps 4 páry.

6

Pasivní prvky ­ kabely I. TP: Druhy: STP (Shielded Twisted Pair) ­ stíněná kroucená dvojlinka  ­ každý pár v kabelu  je obtočen hliníkovou fólií a všechny páry jsou pak  obtočeny dohromady. Tím se dosáhne zvětšení  odolnosti proti elektromagnetickému rušení z vnější­ ho prostředí a snížení vyzařování magnetického pole  ven do okolí kabelu. Pro správnou funkci se musí v  koncovce kabelu stínění uzemnit. Přenosová  rychlost je až 100 Mbps. Kabel má větší průřez a je  nejdražší z kabelů TP.  Díky většímu průřezu se s  ním hůře manipuluje při instalaci. Alternativní  značení FTP ­ Full­shielded Twisted Pair. 

7

Pasivní prvky ­ kabely I. TP: ScTP (Screened Twisted Pair) ­ částečně stíněná kroucená dvojlinka  ­ stínění je  provedeno pouze kolem celého kabelu (všech párů  dohromady). Přenosová rychlost je až 100 Mbps. Má  menší průřez než STP.  Alternativní značení FTP ­  Foil Twisted Pair.

UTP (Unshielded Twisted Pair) ­ nestíněná kroucená dvojlinka  ­ tento TP kabel je  kompletně bez stínění. Má z kabelů TP nejmenší  průměr a je nejlevnější. Nemusí se zemnit. Bohužel  má vyšší citlivost na elektromagnetické rušení.  Přenosová rychlost je až 10 Gbps. Nejpoužívanější.

8

Pasivní prvky ­ kabely I. TP: Plášť kabelu je z PVC nebo Teflonu v závislost na  požadavcích požárního zabezpečení. Chrání vodiče  uvnitř kabelu proti mechanickému poškození a  vlivům vnějšího okolí. Některé TP kabely mohou být  stíněné pro zvětšení odolnosti proti mg. rušení a  snížení vyzařování mg. pole ven z kabelu. Stínění se  provádí hliníkovou fólií či oplétáním tenkými hliníko­ vými drátky. Lze stínit každý pár samostatně nebo  celý kabel, popř. lze stínit jak jednotlivé páry, tak celý  kabel jako je tomu u kategorie 7 nebo kabelů  stíněných STP či částečně stíněných kabelů ScTP. Kabel je na obou koncích zakončen koncovkou  (konektorem) RJ­45. Dle způsobu zapojení koncovky  je kabel buď přímý, nebo křížený.

9

Pasivní prvky ­ kabely I. TP: Z uvedených kategorií jednoznačně vyplývá, že se  pro nové instalace doporučuje užívat min. kabeláž  UTP kategorie 5E, pokud je to však možné tak v  dnešní době již používat UTP kategorie 6. Tento  kabel obsahuje vnitřní oddělovací prvek (separátor),  díky němuž jsou páry stále na stejném místě, což  umožňuje zvětšení šířky přenášeného pásma s  následným nárůstem přenosové rychlosti. Co se  týče UTP kategorie 7 je zatím v testovací fázi a z  hlediska komerčního využití jsou komponenty  cenově "nedostupné". Kabely TP se používají v  současných LAN sítích zejména na horizontální, ale  i páteřní rozvody ve strukturované kabeláži, dále na  propojení v domácnostech a na telefonní rozvody.

10

Pasivní prvky ­ kabely I. Kategorie UTP: Kategorie UTP kabelu dle výkonnosti ­ standard je  zaměřen na kategorie 3 až 7, 1 a 2 nespecifikuje,  přesto si je zde uvedeme pro větší názornost.

1

Kategorie 1 (Cat 1) ­ šířka pásma: stejnosměrný proud, 0,4 MHz ­ rychlost: 1 Mbps ­ aplikace: telefon, zvonkové dráty, ISDN

2 Kategorie 2 (Cat 2) ­ šířka pásma: do 1,5 (4) MHz ­ rychlost: 4 Mbps ­ aplikace: telefon, IBM Token Ring

11

Pasivní prvky ­ kabely I. Kategorie UTP: Následují kategorie UTP kabelu dle výkonnosti již  standard přesně definuje, a proto je nezbytné se v  nich pro budoucí plánování kabeláže orientovat.

3

Kategorie 3 (Cat 3) ­ šířka pásma: do 16 MHz ­ rychlost: 10 Mbps ­ aplikace: 10Base­T, 4/16 Token Ring,  100Base­T(4) ­ všechny páry, telefon

4

Kategorie 4 (Cat 4) ­ šířka pásma: do 20 MHz ­ rychlost: 16 Mbps ­ aplikace: 10Base­T, 4/16 Token Ring ­ velmi málo rozšířený, dnes se již nepoužívá

12

Pasivní prvky ­ kabely I. Kategorie UTP: 5 Kategorie 5 (Cat 5) ­ šířka pásma: do 100 MHz ­ rychlost: 100 Mbps ­ aplikace: 100Base­TX, ATM,  1000Base­T(4) ­ všechny páry ­ dnes plně nahrazen kategorií 5E 

6 Rozšířená kategorie 5 (Cat 5E) ­ šířka pásma: do 100 MHz ­ rychlost: 1 Gbps ­ aplikace: 100Base­TX, ATM,  1000Base­T(4) ­ všechny páry ­ dnes první z nejrozšířenějších kabelů  používaných v sítích LAN, jde o min. standard,  je testován i pro 10 Gbps (nedoporučuje se)

13

Pasivní prvky ­ kabely I. Kategorie UTP: 7 Kategorie 6 (Cat 6) ­ šířka pásma: do 250 MHz ­ rychlost: 1 Gbps ­ aplikace: 1000Base­TX,   10GBase­T s omezením max. délky ­ dnes druhý z nejrozšířenějších kabelů užívaných  v sítích LAN, pro nové instalace, zejména páteře  

8 Rozšířená kategorie 6 (Cat 6A, AC6) ­ šířka pásma: do 500 MHz ­ rychlost: 1 Gbps ­ aplikace: 10GBase­T bez omezení max. délky ­ pro ultra rychlé páteřní sítě

14

Pasivní prvky ­ kabely I. Kategorie UTP: 9 Kategorie 7 (Cat 7, Class F) ­ šířka pásma: do 600 MHz ­ rychlost: 10 Gbps ­ aplikace: 10GBase­T, multimédia 1000Base­TX, kamerový systém  CCTV a telefon na jednom kabelu ­ ve fázi testování, standard budoucích LAN sítí,  drahé komponenty, neznalost z hlediska (re)instalace 10

Rozšířená kategorie 7 (Cat 7A, Cl. FA) ­ šířka pásma: do 1200 MHz ­ rychlost: 10 Gbps ­ aplikace: 10GBase­T, multimédia 1000Base­TX, kabelová televize  CATV a telefon na jednom kabelu ­ ve fázi testování, standard budoucích LAN sítí

15

Pasivní prvky ­ kabely I.

16

Pasivní prvky ­ kabely I.

Obr. 1 ­ UTP Cat7 ­ Ru wiki

17

Pasivní prvky ­ kabely I. Charakterizujte TP kabeláž pro aplikaci v PC sítích:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

18

Pasivní prvky ­ kabely I. Napište a popište jednotlivé druhy TP kabelu:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

19

Pasivní prvky ­ kabely I.

20

Pasivní prvky ­ kabely I.

21

Pasivní prvky ­ kabely I.

22

Pasivní prvky ­ kabely I.

23

Pasivní prvky ­ kabely I.

24

Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr

25

Zdroje informací Literární publikace: TRULOVE, J. ­ ZNAMEŇÁČEK, T. Sítě LAN. 1. vyd.  Praha: Grada, 2009. ISBN: 978­80­247­2098­2. s. 384 SPURNÁ, I. Počítačové sítě praktická příručka správ­ ce sítě. Kralice na Hané: Computer Media, 2010. ISBN: 978­80­7402­036­0. s. 182 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není­li  uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr Obr. 1  ­ RU­WIKI. commons.wikimedia.org: File:UTP CAT 7.jpg  [online]. 2011­04­20 [cit. 2012­10­20]. Dostupný pod licencí: autor  tohoto díla, jej uvolnil jako volné dílo, a to celosvětově na WWW:  .

26