Pasivní prvky: kabely

Pasivní prvky:  Pasivní prvky:  kabely 1

Pasivní prvky ­ kabely III. Předmět:

Počítačové sítě a systémy

Téma hodiny:

Pasivní prvky – kabely –  část III.

Třída:

3. a 4. ročník SŠ technické

Autor: Software:

Ing. Fales Alexandr SMART Notebook 11.0.583.0

2

Pasivní prvky ­ kabely III. 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 III. 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 III. Optický kabel: Optický kabel ­ "fiber optic " FO ­ datové signály  (informace) jsou přenášeny prostřednictvím světla.  Pro svoji funkci vyžaduje optický vysílač světelného  paprsku (laser a infra LED dioda) a optický přijímač  (fotodioda a jiné detektory). Optický kabel se skládá  z jednoho nebo více optických vláken. Liší se ve  svých rozměrech, složení, použitých vlnových  délkách světla, uložení a aplikaci. Data se přenáší v  infračerveném spektru, kdy "1" je světlo a "0" pauza.  Světlo použité pro přenos dat v optickém kabelu sice  není ve viditelné oblasti, ale i přesto může vážným  způsobem poškodit zrak, proto se nikdy nedívá­ me do koncovky optického kabelu (vlákna).

5

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel: Pro přenos světelného signálu je definován přeno­ sový řetězec. Ve vysílači se nejprve převede el.  signál na světelný pomocí LED diody (levnější, 600  Mbps) či laseru (dražší, 10 Tbps) a zesílí se. Pak se  přenáší optickou trasou (kabelem). Následně se v  přijímači opět zesílí a pomocí fotodiody, fototranzi­ storu či detektorů převede ze světla na el. signál.

6

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel: Infra LED dioda pracuje se světelným signálem s  vlnovou délkou 850 nm a 1310 nm, aplikace je  vhodná pro mnohovidová vlákna sítí LAN. Laser pracuje se světelným signálem s vlnovou  délkou 1310 nm a 1550 nm, aplikace je vhodná pro  jednovidová vlákna sítí MAN a WAN či páteřích. Většina přenosových optických zařízení je SIMPLEX  jednosměrná, tzn. že buď vysílá, nebo přijímá. Proto  je pro DUPLEX, resp. obousměrný přenos potřeba  dvou optických vláken a z toho důvodu jsou kabely  často párové. Samozřejmě existují drahá vlákna s  podporou duplexu. Obecně může být v kabelu více  vláken (1­36), neboť se vzájemně neruší. Počet je  většinou sudý, kvůli duplexnímu přenosu dat.

7

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel ­ složení: Vlákno  ­ jádro s obalem, plast či sklo. Obal obklopuje  jádro a jde o tenkou vrstvu skla s nižším indexem  lomu, což zajišťuje vnitřní odraz světla zpět do jádra,  resp. brání vysvícení světla ven. Vlákno je číselně  definováno průměr vlákna/průměr obalu 62,5/125 μm.

8

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel ­ složení: Primární ochrana  ­ chrání vlákno před vlhkostí,  zvyšuje pevnost a zlepšuje manipulaci, nejčastěji  jde o akrylátový lak, má průměr 250 μm.

Sekundární ochrana  ­ chrání vlákno před mechan.  namáháním a poškozením, brání mikroohybům.  Jsou 2 druhy, a to těsná , nabalující se přímo na  primární ochranu s průměrem 900 μm, je k plášti  přilepená, kabely se označují jako suché  a volná ,  používající ochranný gel nebo volné uložení, kdy je  několik vláken jen s primární ochranou uloženo v  trubce s ochranným gelem, kabely vykazují  zvýšenou odolnost proti vnějším vlivům a označují  se jako gelové .

9

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel ­ složení: Tahové prvky , někdy označováno jako konstrukční  vrstva  ­ slouží ke zvětšení pevnosti kabelu z  hlediska tahu, čímž brání poškození skleněného  vlákna uvnitř kabelu. Nejčastějším materiálem této  izolace je kevlar, aramidová příze, ocelové struny  nebo skelná příze. Ochranný plášť  ­ představuje vnější ochrana celého  kabelu, je vždy neprůhledný a barevný. Zpravidla je  vícevrstvý. Chrání vlákno uvnitř kabelu proti tlaku,  UV záření, teplotě, chemickému poškození, apod.  Materiálem je plast (PVC nebo PE) v závislosti na  přísnosti požárních předpisů (LSZH). Může být  hliníkový či ocelový ve formě armování, čímž se  zvyšuje odolnost mechanická, ale i proti bleskům.

10

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel: Výhody: ­ obrovská přenosová kapacita až 10tky Tbps a  velká šíře přenášeného pásma zhruba 1014 Hz ­ velké použitelné vzdálenosti (sklo SMF až 40 km) ­ odolnost proti elektromagnetickému rušení, lze  instalovat vedle silnoproudé kabeláže ­ nekradou se, horší odposlech ­ sklo malý útlum, nízká cena, dlouhá životnost ­ galvanické oddělení sítí (vysílače a přijímače)

Nevýhody: ­ plast výrazný útlum a cenově nepříznivé (dražší) ­ u skleněných kabelů horší manipulace ­ náročnější výroba

11

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel ­ typy: Mnohovidové  (MMF ­ multi mode fiber) ­ více vidů  (světelných paprsků), menší vzdálenost do stovek  metrů, levnější, snazší manipulace, vhodný pro LAN,  označení vlákna 50/125 a 62,5/125, má skokový  index lomu, přenosová rychlost 1 Gbps.

Jednovidové  (SMF ­ single mode fiber) ­ jeden  světelný paprsek, minimum ohybů a lomů, větší  vzdálenost do desítek km, dražší, vhodný pro WAN,  označení vlákna 9/125, přenosová rychlost 10 Gbps.

Gradientní vlákno  ­ speciální druh MMF ­ světelné  paprsky se šíří rychleji a dorazí na konec vlákna  prakticky ve stejný čas bez ohledu na délku uražené  trasy, má plynulou změnu indexu lomu.

12

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel:

Obr. 1 Mrzeon ­ typy optických kabelů

13

Pasivní prvky ­ kabely III. Optický kabel ­ kategorie: podle vlnové délky (nm): 1) 850   ­ mnohovidová vlákna 2) 1300 ­ mnohovidová a 1310 jednovidová vlákna 3) 1550 ­ jednovidová vlákna podle vlákna a rychlosti: 1) OM1 ­ 50/125 a 62,5/125 ­ 100Base­FX 2) OM2 ­ 50/125 a 62,5/125 ­ 1000Base­SX 3) OM3 ­ 50/125  ­ 10GBase­SR 4) OS1  ­ 9/125  ­ 10GBase­SR

Použití:  v LAN, MAN a WAN sítích, v automobilovém  a leteckém průmyslu, v telekomunikačních sítích, pro  osvětlení a v hybridních kabelech (obsahují současně  optická vlákna a měděné vodiče).

14

Pasivní prvky ­ kabely III.

15

Pasivní prvky ­ kabely III.

16

Pasivní prvky ­ kabely III.

17

Pasivní prvky ­ kabely III.

18

Pasivní prvky ­ kabely III.

19

Pasivní prvky ­ kabely III.

20

Pasivní prvky ­ kabely III. Charakterizujte optickou kabeláž v PC sítích:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

21

Pasivní prvky ­ kabely III. Přiřaďte správné popisy k jednotlivým částem:

Vnitřní izolace Vlákno (sekundární ochrana) (jádro s obalem) Vnější izolace Vnitřní izolace Vnitřní izolace Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. (ochranný plášť) (tahové prvky) (primární ochrana)

22

Pasivní prvky ­ kabely III. Definujte výhody a nevýhody optické kabeláže:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

23

Pasivní prvky ­ kabely III. Napište a porovnejte typy optické kabeláže:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

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  ­ MRZEON. commons.wikimedia.org: File:Optical fiber types.svg  [online]. 2007­09­21 [cit. 2012­10­20]. Dostupný pod licencí: Creative  Commons – Uveďte autora ­ Zachovejte licenci 3.0 Unported na WWW:  .

26