Разработка локальной сети малой организации (стр. 4 из 5)
4.2 Способы соединения
Разводка по разъему
Существует 2 основных способа разводки жил четырехпарного UTP/FTP/STP-кабеля по стандартному штекеру 8P8C, более известные в обиходе как RJ-45. Эти способы описаны в стандарте EIA/TIA-568 и выглядят так, как это показано на рисунке 15. Нумерация ножек в штекере при этом - от 1 до 8, причем первой считается та ножка, которая будет слева, если держать штекер перед собой направленным вверх ножками, защелкой от себя. Способы эти в обиходе называются, соответственно, "разводка по варианту А" и "разводка по варианту B".
Рис. 15. Стандарты EIA/TIA-568
Легко заметить, что, по сути, эти способы отличаются только тем, что зеленая и оранжевая пары в штекере меняются местами. Те жилы кабеля, что в варианте А, шли на ножки 1 и 2 - в варианте B оказываются на ножках 3 и 6, и наоборот. Разводка же кабеля по ножкам 4, 5, 7 и 8 (синяя и коричневая пары) одинакова в обоих вариантах.
Используемые жилы
При работе в сетях Ethernet в стандартах 10Base-T (обычные 10 мегабит) и 100Base-TX (обычные 100 мегабит) в проводе используются только две пары - зеленая и оранжевая, те самые, что при описанной выше стандартной разводке оканчиваются на ножках 1, 2, 3 и 6. Синяя и коричневая пары - не используются и могут вообще отсутствовать в кабеле.
При работе в сетях 1000Base-T (гигабитный Ethernet) в кабеле задействованы все четыре пары, так что все четыре и должны присутствовать в обязательном порядке.
Прямые и crossover-кабели
Виды разводки Ethernet-портов: MDI и MDI-X
Чтобы еще больше запутать ситуацию, введено два различных способа разводки портов в активном сетевом оборудовании. С одной стороны, стандартом предусмотрено, чтобы соединение оборудования сетевой инфраструктуры (коммутаторы, концентраторы) и клиентских сетевых карточек осуществлялось прямыми проводниками, без усложнения разводки кабельной системы. С другой стороны, если на одном конце пары находится передатчик - то на другом ее конце должен быть приемник и наоборот, так что где-то передающие и приемные ножки на разъеме необходимо поменять местами. Сделано это на уровне способа разводки Ethernet-гнезд на устройствах.
Гнезда на сетевых платах компьютеров, на разнообразных DSL-модемах, аппаратных маршрутизаторах и другом сетевом оборудовании, не образующем инфраструктуры ЛВС, обычно разводят так, чтобы передача велась по ножкам 1-2 гнезда, а приемник был на ножках 3 и 6. Такая разводка носит название MDI (от термина Media-Dependent Interface).
Гнезда на коммутаторах и концентраторах, с другой стороны, содержат "внутренний переворот" сигнальных линий. В них поменяны местами пары, ответственные за передачу и прием, так что коммутатор наоборот передает по ножкам 3 и 6 своего разъема, а принимает - на ножках 1-2. Такой вид внутренней разводки гнезда обозначается как MDI-X (MDI with internal crossover).
Соединение портов между собой
Для соединения между собой Ethernet-устройств с портами разных типов (с одной стороны MDI, а с другой MDI-X), например, для подключения компьютера к коммутатору или для соединения маршрутизатора с коммутатором - применяется прямой кабель. Для его изготовления достаточно выбрать любой из описанных в первом разделе стандартных вариантов разводки кабеля, и обжать оба его конца в соответствии с этим вариантом, строго одинаково.
Сложнее обстоит дело, если требуется соединять между собой оборудование с однотипными портами (MDI с MDI, или MDI-X с MDI-X), например, два коммутатора при расширении сети, или два компьютера "напрямую", или DSL-модем с компьютерной сетевой платой. Для такого соединения потребуется "перевитый" (crossover) кабель, в котором с одной из сторон меняются местами принимающие и передающие жилы. Для стандартов 10Base-T и 100Base-TX изготовление такого кабеля не связано ни с какими особыми хитростями - достаточно посмотреть на рисунок в начале статьи и применить разные стандартные варианты разводки на разных концах. Например, если один конец кабеля обжат в соответствии с TIA-586-A, а второй - по TIA-568-B, это и будет правильный crossover-кабель для стандартного Ethernet на 10 или 100 мегабит.
Чуть сложнее ситуация с гигабитным Ethernet. Поскольку в нем задействованы все четыре пары в кабеле - при изготовлении "перевитого" кабеля для работы на гигабите синюю и коричневую пары также необходимо будет поменять местами на одном из концов кабеля.
Соединение коммутаторов через порты UPLINK
Как уже было сказано, порты на концентраторах и коммутаторах (которые относятся к активному сетевому оборудованию) изготавливаются в разводке MDI-X (чтобы легко было подключать к ним компьютеры обычными "прямыми" проводами). Естественно, что в ситуации, когда сеть расширяется и необходимо непосредственно соединить два коммутатора между собой - Вы вынуждены изготавливать crossover-кабель, что не вполне удобно. Несомненно, удобнее было бы иметь однотипные кабели, фабричного изготовления, и не связываться с ручным трудом по переобжимке. Поэтому производители сетевого оборудования пытаются применять несколько способов для решения этой проблемы.
Порт UPLINK - одно из гнезд на коммутаторе может быть помечено как UPLINK. Такое гнездо обычно не является самостоятельным портом, а всего лишь дублирует один из уже имеющихся портов устройства в разводке MDI ("как у сетевушки"). Обычно дублируется первый или последний порт коммутатора, а на корпусе делается метка, указывающая, какой именно порт выведен на это гнездо. Единственное предназначение для него - чтобы позволить соединять коммутаторы между собой обычным "прямым" кабелем, не извращаясь с обжимкой crossover. Для соединения коммутаторов на одном из них "прямой" кабель включается в обычный порт, а на другом - в гнездо UPLINK.
Переключатель MDI/MDI-X - другой вариант реализации подобного UPLINK порта - кнопка переключения MDI/MDI-X возле одного из портов коммутатора. Нажатие на кнопку переводит этот порт в соотвествующую разводку, так что производителю можно сэкономить на "лишнем" гнезде. Способ соединения коммутаторов через этот порт аналогичен описанному выше: Вы включаете "прямой" кабель в обычный порт одного из коммутаторов, а на втором - включаете его в "переключаемый" порт, предварительно переключив его кнопкой в режим MDI.
Автоопределение разводки (Auto-MDI) - с недавних пор в современных коммутаторах (особенно в простых неуправляемых моделях, чаще всего применяемых в домашних сетях) начали делать автоопределение разводки кабеля. Обычно наличие такой функции сопровождается надписями на коробке в духе Auto-MDI. Порты таких коммутаторов сами подстраиваются под то, какой кабель в них воткнули - "перевитый" или "прямой", от компьютера или от другого коммутатора. Такой вариант, естественно, проще всего в эксплуатации, но поддерживают его пока далеко не все устройства.
Рассогласование пар
Выбор пар в кабеле действительно, особого значения не имеет, но вот их согласование - очень важно.
В кабеле UTP имеется четыре независимо свитых пары жил, проложенные производителем так, чтобы именно благодаря этой свивке взаимное влияние сигналов разных пар было минимальным, практически нулевым. Если нарушить группировку сигналов в пары, разнеся "парный" сигнал по жилам разных пар, то баланс в кабеле будет нарушен, и взаимные наводки между парами станут настолько велики, что кабель уже не сможет передавать информацию с приемлемым качеством. Такая ситуация называется "рассогласованием пар" (разнопаркой), split pairs. Кабель, в котором пары рассогласованы, будет, скорее всего, работать нормально на скорости в 10 мегабит, или на коротких (единицы метров) отрезках 100-мегабитной сети, но более длинные кабели при "произвольной" (пусть даже и совпадающей) разводке - работать уже не будут.
Потому очень важно, чтобы контакты штекера 1,2 и 3,6 принадлежали каждый к своей паре (цвет и бело-цвет). Например, если кто-то разводит кабель произвольно и выбрал для ножки 1, скажем, синюю жилу, то ножкой 2 может стать только бело-синяя. Аналогично, если выбрана, скажем, бело-коричневая жила для подключения к ножке 6, то ножку 3 обязательно нужно развести на коричневый провод.
Остальные контакты разъема не используются при работе на 10 и 100 мегабит, но при работе на гигабите или в некоторых малораспространенных стандартах наподобие 100Base-T4, прочие две пары (4,5 и 7,8) тоже должны соблюдаться.
В офисе будет использован способ разводки жил четырехпарного UTP/FTP/STP-кабеля по стандартному штекеру 8P8C – TIA – 568 – B, т.к. получаем полный дуплекс.Соединение: 100 мегабитное.
5 Расчет пропускной способности ЛВС
Примем следующие исходные данные для расчета:
1. протяженность сети S = 49м - максимальное расстояние между двумя станциями
2. скорость модуляции В = 100 Мбит/с,
3. число станций М = 14
4. скорость распространения сигнала по кабелю связи V = 2,3×105 км/с,
5. максимальное число ретрансляторов между двумя станциями np = 1,
6. максимальная задержка одного ретранслятора в битах Lp = 15 бит.
7. тип протокола, из которого устанавливается средняя длина информационной части кадра Lи = 1520 бит (Ethernet),
8. средняя длина служебной части протокола кадра Lс = 320 бит,
9. закон распределения длин служебной части кадра – детерминированный,
10. закон распределения длин информационной части кадра - экспоненциальный),
11. среднее значение интенсивности сообщений, поступающих суммарно от всех станций l = 560 1/с.