Hálózati alapismeretek

Átírás

1 Hálózati alapismeretek 4. A kábelek tesztelése

2 1. Frekvenica alapú kábeltesztelés 2. Jelek és zajok

3 Hullámok A hullám egyik helyről a másikra haladó energia Magasság - amplitúdó Periódus - frekvencia Frekvencia: 1 Hz másodpercenként 1 ciklus Rézvezetékben feszültséghullámok Optikai szálban fényhullámok Elektromágneses hullámok Ha szándékosan okozzuk, akkor impulzusnak nevezzük Az impulzusminták ábrázolják a továbbítandó adatokat

4 Szinuszhullámok és négyszögjelek Szinuszhullámok Periodikusak Folyamatosan változó értékűek Természeti jelenségek leírása Szinuszhullám = analóg hullám Négyszögjelek Periodikusak Nem változnak folyamatosan az idő függvényében Négyszögjelek = digitális jelek Két diszkrét értéket vehet fel

5 Hatványok és logaritmusok Hatvány 10*10*10 = 10 3 = tíz a harmadik hatványon Alap: 10 Kitevő: 3 Logaritmus log 10 x = y Ha x=100 akkor y=2, vagyis 10 a második hatványon egyenlő 100 Negatív számnak a logaritmusa nem meghatározható

6 Decibelek Hálózati jelek leírására használt mennyiség Teljesítmény képlet: db = 10 log 10 (P végső / P ref ) Optikai szálakhoz Rádióhullámokhoz Feszültség képlet: db = 20 log 10 (V végső / V ref ) Rézkábelekhez A rendeltetési helyre érkezett energia wattban Az elindított teljesítmény wattban A rendeltetési helyre érkezett feszültség voltban Az elindított feszültség voltban Szállított energia adódik db és P ref ismerete esetén

7 Jelek hossza és frekvenciája Adatok továbbítása Karakterek, szavak, zenék feszültségsorozatokká alakíthatóak Tárolhatóak Továbbíthatóak A feszültség az idő függvényében ábrázolva a hang mintája Oszcilloszkóp Feszültséghullámok és impulzusok megjelenítése x tengely idő y tengely feszültség vagy áramerősség Általában 2 bemenet, 2 hullám egyidejű vizsgálata Időtartománybeli elemzés

8 Analóg és digitális jelek Analóg jelek idő és frekvencia függvényében való változása Egyfrekvenciás szinuszhullám, pl. hallható hang) Több szinuszhullám kombinációja Jóval összetettebb, több hang Bonyolult hang, pl. hangszer hangja Önálló hangok összefüggő spektruma

9 Idő- és frekvenciazaj Zajok forrásai Közeli adattovábbító kábelek Közelben továbbított jelekből származó RFI Közeli forrásokból, például monitorokból és világítótestekből eredő EMI Optikai jel adójánál vagy vevőjénél jelentkező lézerzaj Minden átviteli frekvenciát érintő zajt általában fehérzajnak nevezünk A csak egy-egy kisebb frekvenciatartományban jelentkező zaj a keskenysávú zaj A fehérzaj a LAN-okon minden adatátvitelt érint, míg a keskenysávú interferencia csak bizonyos jeleket torzít

10 Sávszélesség Típusok Analóg Frekvenciatartomány Mértékegysége a hertz (Hz) Digitális Megmutatja, hogy adott idő alatt mennyi információ juttatható el az egyik helyről a másikra Mértékegysége a bit/s ( kbit/s, Mbit/s ) Tesztelés A rézkábelek digitális sávszélességét is analóg sávszélesség alapján határozzuk meg A kábel egyik végére analóg frekvenciákat bocsátunk, a másikon pedig vesszük ezeket A két jel összehasonlításával ki tudjuk számítani a csillapítást

11 1. Frekvencia alapú kábeltesztelés 2. Jelek és zajok

12 Jelek továbbítása réz- és optikai kábeleken Fogalmak Jelföld: a feszültségszinteket az adó és a vevő egyaránt egy nulla voltos referenciafeszültséghez képest méri Fontos, hogy a küldő és a fogadó készülék ugyanazt a nulla voltos referenciapontot használja Rézkábelek Árnyékolt Árnyékolatlan Koaxiális kábel Árnyékolt csavart érpár (STP), IBM rendszerekben elterjedt ScTP: CAT5 vagy CAT5e Árnyékolatlan csavart érpár (UTP) Optikai kábel

13 Jelek továbbítása réz- és optikai kábeleken

14 Csillapítás és beiktatási veszteség réz alapú átviteli közegen Csillapítás A jel amplitúdójának csökkenése A kábelszakasz hosszával és a frekvenciával arányosan nő Értéke negatív, megadása decibelben; db Nagysága sok tényezőtől függ (hővé alakulás, hibás csatlakozók, ) Impedancia A kábel váltakozó áram ellenében kifejtett ellenállása; ohm Ω Impedancia egyenetlenség (illesztetlenség): pl. hibás csatlakozó Jelek visszaverődése -> többszörös visszhangok -> időzítési bizonytalanság, jitter, adathibák létrejötte Beiktatási veszteség: csillapítás + illesztetlenség

15 A rézkábeleken folyó átviteleket befolyásoló zajforrások Zaj Amely megnehezíti a jelek értelmezését Áthallás Megváltozó feszültség -> elektromágneses energia -> sugárzás Lehet, szomszédos vezetékek és különálló kábelek (idegen) között is Zajok hatásának csökkentése áthallással Minden jel továbbítására egy vezetékpár Csavarásnak köszönhetően hasonló áthallás Azonosan észlelhető Kiszűrhető

16 Az áthallás típusai Közelvégi áthallás (Near - end Crosstalk, NEXT) A tesztjel és az összeköttetés azonos végén mért áthallási jel amplitúdójának aránya; negatív decibelérték (db) Minden érpár és a kábel mindkét végéről meg kell vizsgálni Jó minőségű műszer szükséges

17 Az áthallás típusai Távolvégi áthallás (Far- end Crosstalk, FEXT) Adótól távolabb jelentkező áthallás Kisebb probléma A közelvégi áthallás összesített értéke (Power Sum Near- end Crosstalk, PSNEXT) A kábel összes érpárján fellépő közelvégi áthallások összesített hatása

18 Kábeltesztelési szabványok TIA/EIA-568-B szabvány Vezetéktérkép; szakadások vagy rövidzárak Beiktatási veszteség Közelvégi áthallás (NEXT) A közelvégi áthallás összesített értéke (PSNEXT) Azonos szintű távolvégi áthallás (ELFEXT) Azonos szintű távolvégi áthallás energiaszintje (PSELFEXT) Visszaverődési csillapítás Terjedési késleltetés Kábelhossz Késleltetési torzítás Legszigorúbb határértékek figyelembevételével kell tesztelni.

19 Kábeltesztelési szabványok

20 Áthallási és csillapítási jellemzők tesztelése Beiktatási veszteség Csillapítás Illesztetlenség Decibelben (db) a kábel távoli végén Áthallás NEXT: tesztjel az egyik érpárra -> áthallásjelek a többi érpáron ELFEXT azonos szintű távolvégi áthallás, a FEXT értékét méri Visszaverődési veszteség Illesztetlenségekből adódó összesített hatás

21 Terjedési késleltetés Terjedési késleltetés A jeleknek a tesztelés alatt álló kábelen való végighaladási ideje Függ: Az érpár hosszától A csavarások számától Elektromos jellemzőktől A kábel hosszmérésének alapja Hosszmérés: időtartománybeli reflexióméréssel (Time Domain Reflectometry, TDR) Vezetékezési hibák meghatározására is Késleltetési eltolás A késleltetések közötti különbség

22 Optikai szálak tesztelése Optikai összeköttetés Két külön optikai szál A szálak között áthallás nem léphet fel Kisebb csillapítási veszteség Illesztetlenség Tesztelés Fényt bocsátunk a szálra, majd mérjük, hogy a fény elegendően nagy része éri-e el a vevőt OTDR mérések (TDR optikánál) Meghatározandó az a veszteséghányad ami mellett a vevő még működőképes: veszteségkeret

23 Egy új szabály TIA-568 szabvány 6-os kategóriájú kábelekre (2002) ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1. Mind a tíz megadott teszten meg kell felelniük Szigorúbb határértékek A 6-os kategóriájú kábeleknek akár 250 MHz-es frekvenciájú jelek továbbítására is képeseknek kell lenniük (1000 Mbit/s)

24 Köszönöm a figyelmet!