Podstawy Transmisji Danych Wykład III. Warstwa fizyczna Ethernet

Transkrypt

1 Podstawy Transmisji Danych Wykład III Warstwa fizyczna Ethernet Model warstwowy OSI Warstwa aplikacji AH Dane Warstwa prezentacji PH AH Dane Warstwa sesji Warstwa transportowa Warstwa sieci Warstwa łącza danych Warstwa fizyczna DH NH NH SH PH TH SH PH TH SH PH TH SH PH Bity danych AH AH AH AH Dane Dane Dane Dane Ramka Bridge Router DH, NH, TH, SH, PH, AH nagłówki poszczególnych warstw 1

2 3 Topologie sieci Topologia opisuje konfigurację sieci od strony: logicznej (przepływ informacji) fizycznej (przebieg połączeń kablowych) W systemach okablowania strukturalnego można realizować różne topologie logiczne, natomiast ich konfiguracja fizyczna to gwiazda. Gwiazda Pierścień Magistrala Połączenie wielokrotne SIEĆ IEEE ETHERNET Warstwa fizyczna zalecenia Wersja 10Base5 gruby Ethernet Maksymalna długość segmentu: 500 m Maksymalna rozpiętość sieci: 2,5 km Medium transmisyjne: kabel koncentryczny 50 W, typ RG-11 Maksymalna liczba stacji w sieci: 1024 Maksymalna liczba stacji w segmencie: 100 2

3 SIEĆ IEEE ETHERNET Warstwa fizyczna - zalecenia Wersja 10Base2 - cienki Ethernet Maksymalna długość segmentu: 185 m Maksymalna rozpiętość sieci: 925 m Medium transmisyjne: kabel koncentryczny 50 om, typ RG-58A/U Maksymalna liczba stacji w segmencie: 30 SIEĆ IEEE ETHERNET Warstwa fizyczna - zalecenia Wersja 10BaseT Twisted Pair Ethernet Maksymalna długość łącza 100 m Maksymalna rozpiętość sieci: 500 m Medium transmisyjne: skrętka czteroparowa, nieekranowana 3

4 Kable Twisted Pair Najpopularniejszy obecnie wykorzystywany system okablowania Kabel zawiera cztery pary przewodów skręconych wzajemnie wokół siebie, w celu redukcji interferencji Maksymalny zasięg: 100 metrów (328 feet). Maksymalna przepustowość: 1000 Mbps. Kabel Ethernet 4-pair skręconych przewodów Orange Green Blue Brown Cat5e cable 4

5 Struktura Sieci Ethernet Seg 1 Seg 2 Seg 3 Seg 4 Seg 5 T Repeater Repeater Repeater Repeater T IRL 1 IRL 3 IRL 2 User A Rule 5 max Media segments (2 must be unpopulated) 4 max Repeaters 3 max Populated media segments 2 Unpopulated IRLs 1 Collision domain, 25,6 usec one way User B 10 Pojęcie okablowania strukturalnego Okablowanie strukturalne to tak zrealizowana sieć kablowa w budynku, by z każdego stanowiska pracy, które tego wymaga, był dostęp do sieci komputerowej (LAN) oraz usług telefonicznych. System okablowania strukturalnego zapewnia: Nadmiarowość Elastyczność Prostotę użytkowania 5

6 11 Okablowanie strukturalne Zalecenia 6

7 13 Standardy w okablowaniu Zalety stosowania standardów instalacyjnych: możliwość dołączania sprzętu aktywnego pochodzącego od różnych producentów do infrastruktury kablowej duża elastyczność w momencie gdy zachodzi potrzeba zmiany umiejscowienia sprzętu Prace standaryzacyjne nad okablowaniem strukturalnym zapoczątkowane zostały w USA. W związku z tym pierwszą normą dotyczącą okablowania strukturalnego była norma amerykańska EIA/TIA 568A. Na niej wzorowane są normy międzynarodowa ISO (ISO 11801) i europejska EN (EN 50173). Jednak pomimo wspólnego rodowodu normy te różnią się między sobą niektórymi szczegółami. 14 Elementy systemu okablowania strukturalnego 0. Założenia projektowe 1. Okablowanie międzybudynkowe 2. Okablowanie pionowe 3. Punkty rozdzielcze 4. Okablowanie poziome 5. Gniazda abonenckie 6. Kable systemowe i terminalowe

8 15 Założenia projektowe Przed rozpoczęciem tworzenia systemu okablowania strukturalnego, należy ustalić jego podstawowe parametry, takie jak: określenie rodzaju medium na którym oparta jest instalacja (światłowód, kabel miedziany ekranowany lub nieekranowany itp.) sekwencji podłączenia żył kabla protokołów sieciowych zgodności z określonymi normami i innych zasadniczych cech instalacji. Zgodność z normami instalacji Norma precyzyjnie podaje minimalne ogległości między kablami zasilającymi i logicznymi w zależności od typu kabli oraz materiału z którego jest wykonany separator 8

9 17 Medium transmisyjne Kabel światłowodowy Ścisła tuba Luźna tuba Zbrojony Kabel miedziany (skrętka) Nieekranowana (UTP) Foliowana (FTP) Ekranowana (STP) 18 Skrętka Rodzaje skrętki: UTP (U/UTP) skrętka nieekranowana (unshielded twisted pair) 4 pary skręconych, zaizolowanych przewodów we wspólnej izolacji FTP (F/UTP) skrętka foliowana (foiled twisted pair) -dodatkowo ekranowana foliowym płaszczem z przewodem uziemiającym STP (S/UTP) skrętka ekranowana (shielded twisted pair) ekran wykonany w postaci oplotu i zewnętrznej koszulki ochronnej SFTP (S/FTP) skrętka foliowana ekranowana (shielded foiled twisted pair)każda para przewodów otoczona osobnym ekranem z folii, cały kabel pokryty oplotem 9

10 19 UTP Skrętka nieekranowana (Unshielded Twisted Pair) Dwa przewody ze zmiennym splotem (1 zwój na 6-10mm) Ochrona przed oddziaływaniem otoczenia Sieci telefoniczne - 1,2,4 pary Sieci komputerowe 4 pary Odmienny skręt poszczególnych par (minimalizacja przesłuchów NEXT, FEXT) 20 FTP Skrętka foliowana (Foliedtwistedpair) Przewody miedziane Ekranowana za pomocą folii Przewód uziemiający 10

11 21 STP Skrętka ekranowana (Shieldedtwistedpair) Miedziane przewody Skręcone pary (4) Ekran w postaci oplotu Ekran Odporność na zakłócenia impulsowe Odporność na przesłuchy 22 Przesłuchy (Crosstalks) Parametry służące określaniu jakości okablowania NEXT - (Near End Crosstalk) przesłuch zbliżny Stosunek mocy podawanej na jednej parze kabla UTP, do mocy mierzonej (zaindukowanej) w sąsiedniej parze tego kabla(pomiar po tej samej stronie) FEXT (Far End Crosstalk) przesłuch na odległym końcu Zakłócenie NEXT mierzone na przeciwległym końcu niż sygnał podawany 11

12 Rodzaje okablowania sieci LAN Klasy okablowania strukturalnego Klasa A - realizacja usług telefonicznych z pasmem częstotliwości do 100 khz; Klasa B - okablowanie dla aplikacji głosowych i usługa terminalowa z pasmem częstotliwości do 1 MHz; Klasa C (kategoria 3) - typowe techniki sieci lokalnych LAN wykorzystujące pasmo częstotliwości do 16 MHz; Klasa D (kategoria 5) - dedykowana dla szybkich sieci lokalnych, obejmuje aplikacje wykorzystujące pasmo częstotliwości do 100 MHz. Klasa E (kategoria 6) - definiująca rozszerzenie ISO/IEC11801/ TIA; obejmuje okablowanie, którego parametry są określane do częstotliwości 250 MHz Klasa F (kategoria 7) - dla aplikacji wykorzystujących pasmo do 600 MHz. 12

13 Podsumowując Parametry kabla wymagane przez normy: średnica przewodów: 0,45/0,65 mm, nominalna impedancja: 100 ± 15% [ohm] tłumienność: dla kategorii 5 przy f= 100 MHz - 24,0 db, dla kategorii 6 przy f = 100 MHz - 21,1 db. 26 Sekwencja xxx Sekwencja wyznacza porządek, w jakim żyły kabla są podłączane do odpowiednich styków złącza. Wyróżniamy następujące rodzaje sekwencji: USOC EIA 568B - najpowszechniej używana EIA 568A EIA 356A 13

14 27 Gniazda i wtyki Przykładowe rodzaje gniazd i wtyków stosowanych w sieciach teleinformatycznych to: WE8W/RJ45 - wtyk 8 stykowy (z ang. Western Electric 8 Wires); WE6R - gniazdo dla wtyku MMJ (z ang. Modified Modular Jack), stary typ opracowany przez firmę DEC; WE6W/RJ12 - wtyk 6 stykowy; WE4W/RJ11 - wtyk 4 stykowy o takich samych wymiarach zewnętrznych jak wtyk RJ12; 28 Okablowanie międzybudynkowe Nazywane też okablowaniem kampusowym. Nie występuje w małych systemach okablowania strukturalnego. Zazwyczaj realizowane na wielowłóknowym zbrojonym kablu światłowodowym, ze względu na: konieczność zapewnienia dużej przepływności ochronę przed wpływami środowiska 14

15 29 Okablowanie pionowe Łączy punkty rozdzielcze systemu Realizowane na kablach miedzianych lub/i światłowodach ułożonych zazwyczaj w głównych pionach (kanałach) telekomunikacyjnych budynków W małych systemach okablowania strukturalnego, które posiadają tylko jeden punkt rozdzielczy, nie występują. 30 Punkty rozdzielcze Węzły sieci w topologii gwiazdy, służą do konfiguracji połączeń Punkt zbiegania się okablowania poziomego, pionowego i systemowego Zazwyczaj gromadzą aktywny sprzęt sieciowy (koncentratory, przełączniki itp.) Najczęściej szafa lub rama 19-calowa o danej wysokości wyrażonej w jednostkach U (1U=45 mm) 15

16 31 Spotykane określenia punktów rozdzielczych Główny punkt rozdzielczy (MDF - ang. Main Distribution Frame) Pośredni punkt rozdzielczy (IDF - ang. Intermediate Distribution Frame lub inaczej SDF - ang. Sub-Distribution Frame) lub: Międzybudynkowy punkt rozdzielczy (Campus Distributor ozn. CD) Budynkowy punkt rozdzielczy (Building Distributor ozn. BD) Piętrowy punkt rozdzielczy (Floor Distributor ozn. FD) będący miejscem połączenia wszystkich kabli na danej kondygnacji. 32 Punkt dystrybucyjny 16

17 33 Okablowanie poziome Łączy punkt rozdzielczym z gniazdami użytkowników Koszt okablowania poziomego to znacząca część kosztów całego systemu okablowania Gniazda abonenckie Punkt przyłączenia użytkownika do sieci strukturalnej oraz koniec okablowania poziomego od strony użytkownika. Zazwyczaj są to dwa gniazda RJ-45 umieszczone w puszce lub korycie kablowym. Gniazdo abonenckie powinno być uzupełnione odpowiednią ilością gniazd zasilania, najlepiej odpowiednio zabezpieczonego i filtrowanego. 17

18 Kable systemowe i terminalowe Połączenia pomiędzy systemami komputerowymi a systemem okablowania strukturalnego Pozwalają na sprawną i elastyczną konfigurację sieci działającej w budynku Warunki Okablowanie poziome powinno tworzyć nieprzerwane połączenie od punktu dystrybucyjnego do punktu abonenckiego Należy umieścić jeden punkt abonencki (2xRJ-45) na każde 10 m2 powierzchni biurowej. Na każdym piętrze budynku powinien być punkt dystrybucyjny (w przypadku małej liczby punktów abonenckich możliwe jest ich przyłączenie do punktu dystrybucyjnego na innym piętrze). Wszystkie kable muszą być zakończone w gniazdach abonenckich i szafach dystrybucyjnych. W obrębie całej sieci powinno się stosować jednakowe przewody (kable miedziane o jednakowej impedancji i średnicy, a kable światłowodowe o jednakowych włóknach) Rozplot kabla UTP nie powinien być większy niż 13 mm Każdy element systemu powinien być czytelnie oznaczony (jednakowe oznaczenie na obu końcach kabla Sieć musi posiadać pełną dokumentację 18