Pasivní síťové prvky – informatika

 

   Otázka: Pasivní síťové prvky

   Předmět: Informatika

   Přidal(a): Jakub

 

 

Pasivní síťové prvky

• Neovlivňují signál, pouze přenášejí
• Především datové rozvaděče
• Fyzicky přenášejí data
• Řadí se zde
  • Kabely – kroucená dvojlinka, koaxiální kabely, optické kabely
  • Konektory
  • Rozvaděče
  • Spojky
  • Zásuvky

 

Kabely

• Paramenty, které charakterizují
  • Přenosová rychlost
    • Uvádí se v Mb/s nebo až v Gb/s
  • Útlum – míra zeslabení signálu při jeho průchodu kabelem, uvádí se v dB (decibely)
  • Odolnost vůči elektromagnetickému rušení
  • Impedance – zdánlivý odpor, který kabel představuje pro připojené zařízení
    • Impedance zařízení a kabelu by měla být shodná, uvádí se v Ohmech
  • Přeslech – vzájemné ovlivnění více vodičů mezi sebou
    • Měří se pro každou dvojici a udává se v dB

 

Metalické prvky

Koaxiální kabel

• Nejstarší typ, měl velký vliv na rozvoj pc sítí (LAN)
• Je asymetrický elektrický kabel s jedním válcovým vodičem a jedním drátovým vodičem vnitřním
• Vnější vodič nazýváme často stíněním a vnitřní vodič jádrem
• Vnější a vnitřní jsou odděleny nevodivou vrstvou (dielektrikum)
• Vnitřní
  • Z mědi, má podobu plného drátu nebo lanka spleteného z více drátků
• Vnější
  • Bývá zhotoven z hliníkové nebo měděné fólie nebo je tvořen jako opletení dielektrika měděnými vlákny nebo kombinace obojího
  • Hlavní důvod je odstínění vnitřního vodiče od vlivu vnějšího rušení
    • Proto jsou vůči rušení dosti odolné
  • Dielektrikum
    • Izolační vrstva vložena mezi vnitř. a vnější vrstvu
    • Ovlivňuje vysokofrekvenční vlastnosti koax. Kabelu
    • Obvykle z polyetylenu, vzduchu, ale i jiných izol. Materiálů
  • Nejdříve tlustý koax kabel (10 mm)
    • Dobré elektrické vlastnosti
    • Špatná manipulace, málo ohebný
  • Proto byl nahrazen tenkým
    • Horší elektrické vlastnosti, ale realizace sítě byla jednoduší
  • Pro připojení k pc použit BNC konektor, tenký koax. kabel je s pc připojen T-konektorem, na konci sběrnice pak musí být zakončovací odpor kvůli zabránění odrazům signálů na volném konci
  • Existují různé typy – nejrozšířenější jsou ethernetová s impedancí 50 ohmů
  • Nejčastěji se používá pro zapojení pc do sběrnic. Topologie
  • V pc sítích jsou již na ústupu, ale používají se v jiných oblastech (rozvádění televizního satelitního vysílání 75-80 ohmů)

 

Kroucená dvojlinka

• Je odvozena od telefonního kabelu
• Dnes je nejrozšířenějším metalickým vodičem v sítích LAN
• Kabel kroucené dvojlinky se skládá z 8 vodičů, tvořící 4 páry
• Signál je náchylný na rušení, které vzniká vzájemným působením vodičů
• U kroucené dvojlinky spočívá ochrana proti vzájemnému rušeným v ‚‚kroucení‘‘
• Oba vodiče tvořící jeden pár jsou navzájem zkrouceny, pravidelně střídající svojí vzájemnou polohu
• Také páry jsou navzájem překrouceny
• Tím se minimalizuje ovlivňování jednoho vodiče druhým a vzájemné vlivy vodičových párů
• Nejrozšířenějším přenosovým médiem pro lokální sítě
• Několik provedení
  • STP – Stíněná kroucená dvojlinka každý pár zvlášť
  • S-FPT – stíněná až kolem všech kabelů
  • UTP – nestíněná
• Podle požadované kvality se kabely vyrábění v kategoriích označených Category 1,2,3,…x.
• Cat1 – 0,4 MHz telefonní linky
• Cat2 – 4 MHz starší terminály
• Cat3 – 16 MHz UTP, do 16 Mbit/s, telefonní rozvodny
• Cat4 – 20 MHz, UTP, 16Mbit/s , token ring
• Cat5 – 100 MHz, UTP, pro fast Ethernet, pro 1 Gbps lze použít na hranici možností, standart 100 Base T, rychlost 100 MB/s, RJ 45
• Cat5e – 100 MHz, UTP – nejpoužívanější typ dnes, použití pro 1 Gbps
• Cat6 – 250 MHz, UTP – 1 a 10 Gbps Ethernet omezení do vzdál. Cca 60 m
• Cat6a – 500 MHz, UTP – alternativa cat 6 ale bez omezen
• Cat7 – 1200 MHz, S/FTP – 10 Gbps bez omezení, vyžadována stíněná kabeláž a vylepšený kolektor RJ, nebo nový non RJ konektor
• Základní barvy kroucené dvojlinky jsou
  • Modrá, žlutá zelená, hnědá
  • A pak kombinace bílé s danýma barvami
• Na rozdíl od koaxiálního kabelu se používá u hvězdicový a stromový topologii
• Rozbočení signálu se musí provádět v aktivním prvku switch, router, hub
• V praxi se kabely ze switche nepřipojují přímo, ale do zásuvek RJ-R5
• Pro kabel počítač – zásuvka se používá termín patch kabel
• Kabel používaný pro LAN sítě se skládá ze čtyř párů
• U kabelů používaný pro rychlost 100 Mb/s se využívají pouze 2 páry
• U rychlejších variant je nutné použít všechny 4 páry
• Síťový standart
  • 10 base T
  • 100 base TX
  • 1000 base T
• TX – vysílání (transmit)
• RX – přijímání (receive)
• Bi – obousměrný režim (bi-directional)
• Vodiče jednoho páru jsou navzájem zkrouceny
• Oba dráty mají stejný barevný základ, ale jeden z vodičů páru má barvu kombinovanou s bílou
• Všechny vodiče se zakončují v konektoru RJ-45
• Propojovací kabely PC – zásuvka, zásuvka – switch, či pc – switch se zapojují na obou koncích stejně
• Pokud však propojujeme jen dva PC, musí být kabel křížený (aby vysílání přicházelo na příjem a naopak)

 

Nemetalické

Optický kabel

• Je založen na odlišné principu než předešlé
• Data nejsou přenášena elektricky v kov. vodičích ale světelnými impulsy ve světlovodivých vláknech
• Zákl. prvek kabelu – optické vlákno (minimálně dvě odesílání, příjem)
• Je vloženo do vrstvy sekundární ochrany, která zabraňuje mikroohybům kabelu
• Konstrukční vrstva zvyšuje pevnost kabelu
• Vše je uloženo v plastovém vnějším krytu
• Musí být zajištěn zdroj a příjemce světla
• Zdroj = LED/Laser Dioda
  • Elektrický signál přenos na světelný signál
• Příjemce = Fotodioda
  • Svět. Impuls přenese na elektrický signál
• Přes optické vlákna/kabel procházejí optické impulsy
• vlákno je skleně nebo plastové
• Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůči elektromagnetickému rušení
• Vhodné pro dlouhé vzdálenosti
• Světlo se uvnitř přenáší pomocí odrážení uvnitř vodiče
• Větší bezpečnost proti rušení a odposlechu
• Nevýhodou je vyšší cena a to hlavně příslušenství
• Typy
  • Liší se způsobem vedení paprsku ve vlákně
  • Jednovidové – jeden paprsek
  • Mnohovidové – (stupňovitý index lomu, gradientní index lomu)

 

Mnohovidové

• Paprsek rozložen na tzv. vidy
• Na konci vlákna je opět složen do jednoho paprsku
• Vidy se odráží od vnitřních stěn vlákna
• Vidy však dorazí k cíli s určitým časovým odstupem
  • Přenášený údaj je zkreslen
• Jak se paprsek pohybuje, záleží na tom, jak se mění optické vlastnosti (index lomu) na přechodu mezi jádrem a jeho pláštěm
• Mění-li se skokem jde o vlákno schopné vést různé vlny světelných paprsků – vidy

 

• Stupňovitý index lom
  • Index lomu se mění skokově
• Gradientní index lomu
  • Index lomu se mění plynule, přenášené vidy se ohýbají
• Mnohovidové kabely jsou levnější má horší optické vlastnosti
• Max vzdálenost cca 600 metrů
• Přenosová rychlost od 10 Mbit/s až 10 Mbit/s
• Hlavní výhoda je cena (příslušenství)
  • O hodně levnější než pro jednovidové optic. vlákno

 

Jednovidová vlákna

• Index lomu mezi jádrem a pláštěm je velmi malý
• Kabelem prochází jen jeden paprsek bez lomu ohybu
• Má lepší optické vlastnosti
• Vyšší přenosovou kapacitu
• Větší maximální vzdálenost
• Jsou dražší než mnohovidové
• Použití: spojení států, kontinenty, městy
• Rychlost až kolem 100 Gbit/s

 

Příslušenství

• Na každém konci je nutný převodník/konvertor
  • Převádí elektrický signál na světelné impulsy a naopak
  • Často bývá zabudován ve switchích
• Dva typy konektorů zakončeny
  • Kulatý konektor ST
  • Hranatý konektor CS
• Při manipulaci s kabelem musejí mít konektory nasazenu záslepku
  • Ochrana vůči nečistotám

 

Rack

• Je standardizovaný systém umožňující přehlednou montáž a propojování různých elektrických zařízení spolu s vyústěním kabelovým rozvodů do sloupců nad sebe v ocel. Rámu
• Do racku lze umisťovat např. různé prvky telefonní a pc sítí (routery, switche), servery, ale i součástí zvukové aparatury (zesilovače, zvukové efekty apod.) a další přístroje
• Velikosti skříní
• 42U – to označuje celkovou výšku

 

Pasivní síťové prvky

• Datové rozvaděče, které fyzicky přenášejí data do PC
• PRVKY, KTERÉ NEOVLIVŇUJÍ SIGNÁL a DATA

 

Např:

• Kabely (metalické – kroucená dvojlinka, koaxiální kabely. Nemetalické – optické kabely)
• Zásuvky – pro přívod elektřiny
• Konektory (do elektřiny + do PC, ATX – napájecí, ….)
• Rozvaděče
• Spojky

 

Zásuvky
– elektrické zásuvky

 

Konektory

• Propojují určité zařízení s počítačem.

 

Rozvaděče

• V elektrotechnice je skříň, do které je zavedeno několik kabelů
  a která obsahuje elektrické přístroje pro jištění, měření
  a ovládání elektroinstalace.
• Přívodních i odchozích kabelů může být větší množství.
• Vstupuje napájecí kabel a kabely od různých snímačů, čidel,
  ovladačů.
• Vystupují kabely k dalším (podružným) rozvaděčům, k jednotlivým
  spotřebičům, nebo zásuvkovým a světelným okruhům.