LANEX S.A. ul. Ceramiczna 8 20-150 Lublin tel. (081) 444 10 11 tel/fax. (081) 740 35 70 Instrukcja instalacji światłowodowego konwertera 100BASE-TX/100BASE-FX e-mail: info@lanex.pl Dział Serwisu www.lanex.pl tel. (081) 444-10-11
1. Wstęp Konwerter w pełni odpowiada standardowi IEEE 802.3u 100BASE-TX/FX. Zastosowanie konwertera pozwala wydłużyć segment sieci do ponad 32 km, przy pracy w trybie full duplex i użyciu światłowodu jednomodowego. Zmiana elektrycznego medium transmisyjnego na światłowodowe pozwala na zwiększenie zasięgu transmisji oraz całkowite wyeliminowanie wpływu oddziaływań zakłócających, takich jak: pole elektromagnetyczne, prądy błądzące, różnice potencjałów uziemień itp. 2. Charakterystyka ogólna Urządzenie posiada ekranowane złącze RJ45 przeznaczone dla dwuparowego kabla skręcanego kategorii 5 oraz dwa złącza światłowodowe typu ST lub SC. Konwerter realizuje następujące funkcje: - przesyła i odbiera dane (tryb pracy half/full duplex), - wykrywa przerwę w linii światłowodowej, - wykrywa przerwę w kablu elektrycznym, - autonegocjacja (autokonfiguracja portu UTP), - przenosi informację o uszkodzeniu linii światłowodowej na stronę kabla skręcanego. 2.1 Sygnalizacja PWR - napięcie zasilania LNK - przerwa w linii RCV - transmisja danych 100BASE-TX to 100BASE-FX FULL DUPLEX CONVERTER MDI-X LNK RCV PWR RCV LNK 6V Brak świecenia zielonej diody LNK może oznaczać uszkodzenie kabla, wyłączenie zasilania transceivera współpracującego na drugim końcu linii, odłączenie linii od nadajnika tego transceivera lub zanieczyszczenie złącza światłowodowego (wtyku lub gniazda).
3. Dane techniczne Szybkość transmisji (full duplex) 200 Mbps Napięcie zasilania 6 V Pobór prądu 600 ma Wnoszone opóźnienie 290 ns Temperatura pracy +5 do +50 O C Wilgotność 10 do 90 % Wymiary 110 x 60 x 25 mm Masa ok 230 g 3.1 Parametry optyczne Symbol urządzenia.1 Źródło światła / długość fali LD/1300 nm Typ złączy światłowodowych ST Minimalny poziom mocy optycznej sprzęganej - 20 dbm do światłowodu 9/125 µm Minimalny poziom mocy optycznej sprzęganej - 12 dbm do światłowodu 50/125µm Minimalny poziom mocy optycznej sprzęganej - 11 dbm do światłowodu 62,5/125µm Poziom przesterowania odbiornika - 3 dbm Gwarantowana czułość odbiornika - 35 dbm Symbol urządzenia Źródło światła / długość fali Typ złączy światłowodowych Minimalny poziom mocy optycznej w światłowodzie 9/125 µm Gwarantowana czułość odbiornika.2 LD/1300 nm SC - 12 dbm - 35 dbm Symbol urządzenia Źródło światła / długość fali Typ złączy światłowodowych Minimalny poziom mocy optycznej w światłowodzie 50/125µm Minimalny poziom mocy optycznej w światłowodzie 62,5/125µm Gwarantowana czułość odbiornika.3 LED/1300 nm SC - 23,5 dbm - 20 dbm - 31 dbm 3.2 Parametry elektryczne złącza RJ45 Różnicowa impedancja wejściowa Amplituda sygnału na wyjściach różnicowych 100 Ω ok. 2000 mv
4. Zasady łączenia Gniazdo RJ45 konwertera jest przystosowane do łączenia z portem elektrycznym karty sieciowej stacji roboczej. W przypadku połączenia konwertera z koncentratorem lub repeaterem wyposażonym w port RJ45 należy w kablu łączącym skrzyżować odpowiednie pary przewodów zgodnie z poniższymi rysunkami. a) 1 2 3 RJ-45 RJ-45 1 2 3 6 6 b) 1 2 3 RJ-45 RJ-45 1 2 3 6 6 Kable połączeniowe: a) konwerter - karta, b) konwerter - repeater. Konwerter powinien być podłączony kablem skręcanym kat.5, którego impedancja skręconych par przewodów wynosi 100 Ω. Maksymalna długość kabla może wynosić 100 m. Konwerter regeneruje parametry czasowe sygnału jednak nie zaleca się stosowania długiego odcinka kabla skręcanego. Długość kabla skręcanego powinna być ograniczona na korzyść kabla światłowodowego. Urządzenia realizuje funkcję przenoszenia uszkodzenia toru światłowodowego na stronę elektryczną tzn. w przypadku odłączenia bądź uszkodzenia toru światłowodowego, konwerter dezaktywuje port elektryczny urządzenia. Funkcja ta jest korzystna ze względu na łatwość zarządzania siecią i możliwość szybkiej lokalizacji uszkodzenia, jednakże pociąga za sobą określoną procedurę instalacji. Aby uzyskać inicjalizację pracy urządzenia od strony kabla skręcanego należy w pierwszej kolejności aktywować stronę optyczną. Istnieje możliwość szybkiego sprawdzenia poprawności okablowania poprzez połączenie nadajnika z odbiornikiem od strony optycznej. Urządzenie powinno zapalić diodę LNK od strony optycznej. Po podłączeniu kabla skręcanego nastąpi procedura autokonfiguracji portu elektrycznego. Po zakończeniu autokonfiguracji powinna zaświecić się również dioda LNK od strony portu elektrycznego. Konwerter współpracuje z kartami sieciowymi posiadającymi standardowe złącze RJ45 i zgodnymi ze standardem 100BASE-TX.
5. Zasięg transmisji Zasięg transmisji uzależniony jest od kilku parametrów związanych zarówno z samym urządzeniem jak i z konfiguracją połączenia. W zależności od trybu pracy czynnikiem ograniczającym mogą być parametry optyczne konwertera, bądź dopuszczalne opóźnienie w domenie kolizyjnej. Można wyróżnić dwie konfiguracje połączenia ważne z punktu widzenia zasięgu transmisji, tj, tryb pracy łącza z monitorowaniem kolizji (half duplex) i tryb pracy bez monitorowania kolizji (full dulex). a) Praca w trybie half duplex. Czynnikiem ograniczającym zasięg łącza w trybie pracy half duplex będzie maksymalne dopuszczalne opóźnienie sygnału w łączu. Związane ono jest tak jak w łączu 10BASE-T z minimalną długością pakietu równą 512 bitów. Czas trwania bitu dla transmisji 100 Mbit/s wynosi 10 ns, co po pomnożeniu przez liczbę bitów daje dopuszczalne opóźnienie w łączu równe 5,12 µs. Wymagany budżet czasowy rozkłada się na poszczególne urządzenia występujące pomiędzy stacją nadawczą i odbiorczą. W sieciach Fast Ethernet podobnie jak w sieciach 10BASE-T ważną rolę spełniają repeatery. Repeatery w założeniach powinny być używane do połączenia segmentów sieci w jednej domenie kolizyjnej. Standard 100BASE-T definiuje dwa typy repeaterów: Repeatery klasy I oraz repeatery klasy II. Repeatery klasy I służą do zmiany medium transmisyjnego (100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T4) i wnoszą takie opóźnienie do systemu, że tylko jeden repeater może być włączony w jedną domenę kolizyjną przy maksymalnej długości segmentów. Dopuszczalne opóźnienie wnoszone przez ten typ repeaterów wynosi 140 bitów co daje w skali czasu 1,4 µs. Repeatery klasy II typowo są wyposażone w porty o jednym fizycznym systemie (np. 100BASE-TX/FX bez portów 100BASE-T4) i wnoszą opóźnienie systemowe, które umożliwia włączenie dwu repeaterów w jedną domenę kolizyjną przy maksymalnej długości kabla. Opóźnienie wnoszone przez repeatery klasy II wynosi: 92 bity dla repeaterów z portami 100BASE- FX/FX oraz 67 bitów dla repeaterów z portami 100Base-T4. Daje to odpowiednio 920 ns i 670 ns opóźnienia w skali czasu. Włączenie repeatera w pomiędzy stacje zmniejsza budżet czasowy o opóźnienie wnoszone przez urządzenie. Maksymalna rozpiętość sieci w tym przypadku jest ściśle związana z ilością i rodzajem włączanych pomiędzy terminale urządzeń. Standard IEEE802.3u definiuje maksymalną długość łącza dla różnych typów zastosowanych urządzeń i kabla (patrz. tabela poniżej).
Konfiguracja sieci Transmisja pomiędzy DTE i DTE Dwa segmenty pomiędzy DTE z repeaterem klasy I Trzy segmenty pomiędzy DTE z dwoma repeaterami klasy II Transmisja po kablu skręcanym Rozpiętość sieci w [m] Transmisja światłowodowa Rozpiętość sieci w [m] 100 412 200 272 205 228 Aby wyznaczyć maksymalną długość łącza należy znać parametry czasowe elementów składowych potrzebnych do zestawienie połączenia. Poniższa tabela przedstawia wartości opóźnień wnoszonych przez kolejne elementy toru podanych przez normę IEEE802.3u. Składnik Wnoszone opóźnienie Całkowite opóźnienie 5120 ns Kabel kat.5 5,7 ns/m (max.) Światłowód wielomodowy 5 ns/km (max.) Repeater klasy I 1400 ns (całkowite) Repeater klasy II 920 ns (całkowite) SE35 290 ns (typowe) Przy wyznaczaniu długości kabla światłowodowego należy pamiętać, że 412 metrów światłowodu ( w przybliżeniu około 2060 ns w jednym kierunku) pozwala na wykrywanie kolizji w łączu bez repeatera. W całkowitym budżecie czasowym równym 5,12 µs należy uwzględnić czas potrzebny na wykrycie kolizji. Tak więc rzeczywisty budżet czasowy wynosi 412 bitów czyli 4120 ns. Poniższe przykłady powinny być pomocne przy projektowaniu łącza sieciowego: Przykład 1. DTE TP 2m Światłowód L=? TP 2m DTE 11,4ns 290ns Ts=? 290ns 11,4ns 5120ns = 1000ns + 2 x 290ns +2 x 290ns +2 x 11,4ns +2 x 11,4ns + 2 x Ts + A gdzie A jest marginesem systemowym równym 40ns Ts = 1437,2 ns L = 287,5 m
Przykład 2. DTE TP TP RPT II SE35 Światłowód SE35 3m 2m 2m L=? 17,1ns 920ns 11,4ns 290ns Ts=? 290ns 11,4ns DTE 5120ns = 1000ns + 2 x 17,1ns + 4 x 11,4ns + 4 x 290ns + 2 x 920ns + 2 x Ts + A Ts = 500,1 ns L = 100 m b) praca w trybie full duplex Ze względu na brak monitorowania kolizji w trybie pracy full duplex nie ma ograniczeń czasowych transmisji a zasięg zależy od budżetu mocy optycznej, pasma przenoszenia światłowodu oraz typu nadajnika optycznego. Zgodnie z normą IEEE802.3u zasięg łącza dla transmisji światłowodowej w trybie pracy full duplex i zastosowaniu światłowodu gradientowego wynosi 2000 m. Należy jednak stwierdzić, że jest możliwe uzyskanie większego zasięgu dla światłowodu gradientowego poprzez użycie dobrego włókna światłowodowego (pasmo przenoszenia > 600 MHz/km) oraz diody o dobrych parametrach optycznych. W przypadku współpracy urządzenia.1 z urządzeniami innych producentów przy zastosowaniu światłowodu gradientowego, poziom mocy optycznej sprzęganej do światłowodu może przewyższyć maksymalny poziom wejściowej mocy optycznej odbiornika konwertera, co powoduje błędy lub przerwanie transmisji. Poziom mocy optycznej sprzęganej do światłowodu i poziom przesterowania odbiornika urządzenia.1 przedstawiono w pkt. 3.1 Poniższy przykład ilustruje obliczenie zasięgu dla połączenia zrealizowanego z wykorzystaniem światłowodu jednomodowego urządzenia.2. typowa tłumienność światłowodu 9/125 µm poziom mocy nadajnika czułość odbiornika margines mocy budżet mocy uwzględniając margines zasięg transmisji 0,4 db/km -12 dbm -35 dbm 3 db -12 dbm - (-35 dbm) = 23 db 23 db - 3 db = 20 db 20dB : 0,4 db/km = 50 km W przypadku transmisji światłowodowej nie jest możliwe jednoznaczne podanie zasięgu. W celu jego określenia należy sporządzić bilans mocy, który uwzględnia moc nadajnika, czułość odbiornika, zalecany margines oraz parametry kabla światłowodowego.
6. Zasady posługiwania się złączami światłowodowymi Złącza są elementami o bardzo wysokiej precyzji i wymagają bardzo delikatnego obchodzenia się z nimi. Należy je chronić przed kurzem i zabrudzeniem. Rozłączone elementy złącza należy zabezpieczyć nasadkami ochronnymi. W razie zanieczyszczenia, gniazdo można przedmuchać sprężonym, czystym powietrzem a wtyk przemyć alkoholem izopropylowym lub etylowym. Należy przy tym bezwzględnie posługiwać się szmatką nie pozostawiającą włókien. 7. Zasilanie Konwerter zasilany jest z zasilacza stabilizowanego o napięciu wyjściowym 6V (+/-5%) i prądzie większym od 600 ma. Przewody zasilacza należy podłączyć do gniazda zasilania konwertera zgodnie z biegunowością podaną na obudowie. Oznaczenia biegunowości zasilacza - przewód czarny +6 V - przewód czarny z białą kreską GND Uwaga: Konwerter jest zabezpieczony przed odwrotnym podłączeniem zasilania. 8. Instalacja konwertera Konwerter może być urządzeniem wolnostojącym lub może zostać zawieszony na ścianie przy pomocy wieszaka wchodzącego w skład wyposażenia. Po podłączeniu zasilania do konwertera i prawidłowym jego okablowaniu powinny zaświecić się obydwie diody LNK. Port 100BASE-TX zostanie automatycznie skonfigurowany dzięki protokołowi autonegocjacji zgodnie z ustawieniami dołączonego urządzenia. Ustawienie portu urządzenia współpracującego w tryb pracy full duplex (jeśli jest taki wymagany) spowoduje automatyczną renegocjację i rekonfigurację portu konwertera. Uwaga: W przypadku braku sygnału link od strony optycznej zostanie zdezaktywowany port elektryczny urządzenia. Pojawienie się sygnału link od strony optycznej spowoduje automatyczną konfigurację portu elektrycznego. Uwaga: Urządzenia.1 i.2 są wyposażone w nadajnik laserowy. Promieniowanie emitowane przez nadajnik laserowy jest szkodliwe dla wzroku! Sygnalizuje to symbol umieszczony na obudowie urządzenia.
Pod żadnym pozorem nie należy patrzeć na nieosłonięte gniazdo, do którego nie jest dołączone złącze światłowodowe. Nadajnik emituje pełną moc zawsze, gdy tylko urządzenie jest podłączone do zasilania. ST jest znakiem handlowym firmy AT&T. Ethernet jest znakiem handlowym firmy XEROX Corp 9. Przykładowe sposoby wykorzystania konwertera 10BASE-T 100BASE-FX 100BASE-FX 100BASE-TX
100BASE-TX Hub przełączający 100BASE-TX SE-34 SE-34 10BASE-T 100BASE-FX SE-34 10BASE-FL 10BASE-FL Hub przełączający 100BASE-TX SE-34 10BASE-T 10BASE-T 10BASE-FL