Hálózatok Alapismeretek Átviteli közegek
Az átviteli rendszer kiválasztásának főbb szempontjai: Sávszélesség Átviteli hibaarány (pl. zajérzékenység) Link maximális hossza Terjedési késleltetések (átviteli és feldolgozási) Jitter minimalizálás (a jelek időzítéseinek ingadozása) Biztonság (lehallgathatóság, titkosíthatóság) Mechanikai tulajdonságok (fizikai méretek; kábelekre jellemzően húzás, csavarás, nyomás, hajlítási sugár; rádiónál például antennaárbócók, parabola tükrök) Rádiós rendszerek egyéb problémái (pl. környezet, időjárás, fading) RF zavarkibocsátás szabályozottsága Költségek (beszerzés, kiépítés, üzemeltetés, fejlesztés, javítás, csere) Tervezett élettartam
Réz alapú közegek, koax 1930-as években terjedt el, közös tengelyű vezetők (ko-axiális, aszimmetrikus, nagy sávszélességű kábel) Zavarvédettség és kis sugárzás a külső árnyékolás miatt (nehezen lehet beavatkozni és lehallgatni, az árnyékolás lehet többszörös rézharisnya és/vagy alufólia is) Drágább és nehézkesebb, mint a csavart érpár 10BASE-2 (RG58, 50Ω) és 10BASE-5 (RG8, 50Ω) közege is volt
Réz alapú közegek, sodrott érpár Árnyékolatlan (UTP) vagy árnyékolt (FTP, STP) csavart érpár, általában vékony, rugalmas, más kábelekhez képest olcsó, de kényes lehet a szerelési technikára Szimmetrikus, általában 100Ω-os kábel, egyesével szigetelt és színjelölt erek, egy kábelben páronként - eltérő sűrűséggel - csavarva a kis áthallás és a kis kisugárzás miatt Sűrűbb csavarás esetén csökken az áthallás, de nő a csillapítás (kompromisszum kell gyártáskor) Árnyékolás lehet érpáronként és/vagy a kábelen is Lásd később: Strukturált kábelezés
Sodrott érpárú kábel típusok Régi megnevezés Új megnevezés Kábel árnyékolás Érpár árnyékolás UTP U/UTP Nincs Nincs FTP F/UTP Fólia Nincs STP U/FTP Nincs Fólia S-FTP SF/UTP Fólia, harisnya Nincs S-STP S/FTP Harisnya Fólia
Vonatkozó szabványok (ANSI/EIA/TIA-568-1991, bővítésekkel később ANSI/TIA/EIA-568-A, 1995) ANSI/TIA/EIA-568-B, 2001 (B.1, B.2) ANSI/TIA/EIA-568-C, 2009 ISO/IEC 11801, 2002 Napjaink sodrott érpárú kábel-kategóriái CAT3 (Class C): UTP, 16MHz, 10Mbit/s ANSI/TIA/EIA/568-A által definiált 1990-es évek végéig 10BASE-T (2 pár), elfogadott volt megfelelő kábellel még a 100BASE-T4 (4 pár) is manapság még telefonhálózatban használt, max. 800m hosszon gerinckábelként
Napjaink sodrott érpárú kábel-kategóriái CAT5e (Class D): UTP, 100MHz, 100-1000Mbit/s 100BASE-TX (2 pár) és 1000BASE-T (4 pár) max. 5+90+5m hossz, 5*d hajlítási sugár CAT5-höz képest szigorúbb kritériumok szerint tesztelve 2009-től aktuális szabvány: ANSI/TIA/EIA-568-C.2, Balanced Twisted-Pair Telecommunications Cabling and Components Standard 8P8C csatlakozóban, T568A vagy T568B bekötési séma szerint http://en.wikipedia.org/wiki/tia/eia-568-b#wiring Egyéb műszaki paraméterek: http://en.wikipedia.org/wiki/category_5_cable#characteristics http://www.siemon.com/us/white_papers/07-03-01- demystifying.asp
Napjaink sodrott érpárú kábel-kategóriái CAT6 (Class E): UTP, 250MHz, 100-1000Mbit/s FTP/STP kábelen kb. 55m-ig 10Gbit/s átvitel is létrehozható, több kábel esetén áthallások miatt legfeljebb 35m 100BASE-TX,1000BASE-T/1000BASE-TX, 10GBASE-T CAT6a (Class E A ): FTP, 500MHz, 10Gbit/s, max.100m hossz CAT7 (Class F): STP, 600MHz, 10Gbit/s, max.100m hossz, nem tagja az ANSI/TIA/EIA-568 szabványsornak az eltérő csatlakozó (GG45) miatt, viszont ISO 11801-A2 szabványosított CAT7a (Class F A ): Mint fentebb, de 1000MHz sávszélesség (pl. CATV alkalmazás)
Árnyékolt technológia használata esetén: Az árnyékolás sehol sem szakítható meg, az ereket és a kábelt teljesen burkolnia kell Minden alkalmazott kábel és szerelvény árnyékolt kell legyen (pl. UTP nem iktatható be) Az árnyékolásokat mindkét végükön földelni kell Távközlési csatlakozóaljzat és bekötés szabványok http://en.wikipedia.org/wiki/registered_jack Távközlési lengőcsatlakozók és bekötés szabványok http://en.wikipedia.org/wiki/modular_connector
Legfontosabb paraméterek: Belső csatornatulajdonságok (egy kábelen belüli) Ohmos ellenállás, hullámimpedancia, ohmos és kapacitív kiegyenlítetlenségek, szórt kapacitások Insertion Loss [IL] Return Loss [RL] Késleltetés (prop. delay), késleltetési különbségek (delay skew)
Legfontosabb paraméterek: Belső csatornatulajdonságok (egy kábelen belüli) Áthallások, szórt kapacitások Near End Crosstalk [NEXT] Far End Crosstalk [FEXT] (PSNEXT, PSFEXT, ELFEXT, PSELFEXT)
Legfontosabb paraméterek: Attenuation To Crosstalk ratio [ACR; PSACR] Számított érték, nem valódi arány, megmutatja mennyivel jobban érvényesül a jel a kábel hosszán, mint a kábelben és kábelre ható zavarok Az érték javításához a kábel hosszának csökkentése vagy a kábel árnyékolt típusra cserélése segíthet Külső csatornatulajdonságok (két kábel közötti) Alien Crosstalk [AXT; ANEXT és AFEXT] 1-10GbE linkhez tartozó kábeleknél, kábelek közötti, véletlenszerű, statisztikai módszerekkel kifejezett áthallási tényező
Még elfogható max. sodratlan hossz: CAT5e 12 mm, CAT6 9 mm!! Rézkábelek minősítése, műszaki paraméterei http://en.wikipedia.org/wiki/copper_cable_certification http://www.adckrone.com/eu/en/webcontent/support/pdfs/ente rprise/catalogue/technical%20reference%2010gigabit%20eth ernet.pdf
Üveg alapú közegek Nagyobb távolságokon és nagyobb sávszélességen használható, mint a réz közeg Nem hoz létre elektromágneses zavarokat és nem is érzékeny azokra, valamint nehezebben hozzáférhető és lehallgatható, mint a réz közeg Kvarcüvegben vagy műanyag szálakban (POF, Plastic Optical Fiber), fényimpulzusok segítségével továbbít információt, amiket LED-es vagy lézeres fényforrással állítanak elő Manapság olcsó technológia a backbone hálózatokban, az eszközök elérhető áron kaphatók, de host-okhoz közvetlen vezetése még drága lenne ANSI/TIA/EIA-568-B-2001 (B.3) Lásd később: Strukturált kábelezés
Üveg alapú közegek A magban a héj segítségével a teljes visszaverődést kihasználva terjed a fény hosszanti irányban. A mag törésmutatója nagyobb kell legyen, mint a héj törésmutatója, hogy a fényt bent tartsa a magban. Felépítése: 1-mag, 2-héj, 3-lágy elsődleges védelem, 4-kemény védelem (köpeny) A mag tipikus átmérői: 8.3 μm, 50 μm, 62.5 μm, 1mm (POF) A héj tipikus átmérője 125 μm. Az elsődleges védelem átmérője 250 μm. A mag és a héj törésmutatója közötti átmenet lehet lépcsős, vagy gradiens (folytonos) jellegű. (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Teljes visszaverődés jelensége Numerikus apertúra Száltól független mutatószám, befogadó szöget határozza meg Ha az érték nagy, könnyebb a csatlakoztatás, de több fénysugár terjedhet különböző utakon, így nő a diszperzió, jeltorzulás léphet fel hosszabb távon (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Optikai szál csillapítása a hullámhossz függvényében Alkalmazható hullámhosszablakok: Első generáció: 850 nm Diszperziómentes: 1300 nm Legkisebb csillapítás: 1550 nm (Multiplexelési technológiákhoz CWDM: 1270-1470 nm DWDM: 1650 nm-ig a szálak olyan jó minőségűek, hogy a csillapítások minimálisak a fenti tartományokban) Módus: azonos hullámhosszú és fázisú együtt haladó fotonok csoportja. Az átmérő és a törésmutató határozza meg a módusok terjedését. (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Multimódusú (multi-mode) terjedésű szál: 850 és 1300 nm hullámhosszon, 3 és 1 db/km csillapítással 50 és 62.5 μm maggal, általános 1-10GbE LAN jellegű felhasználásra, 300-500-2000m hosszon végpontok között (fő probléma: módusdiszperzió) (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Monomódusú (egymódusú, single-mode) terjedésű szál: 1310 és 1550 nm hullámhosszon, 0.4 és 0.25 db/km csillapítás! 8.3 μm maggal, rendkívül nagy sávszélességet enged meg LAN jellegű felhasználáskor 3000m hosszon végpontok között 10-40Gbit/s érhető el több száz km távon, optikai erősítőkkel Kisebb az NA, így nehezebb becsatolni a fényt a szálba (fő probléma: kromatikus és polarizációs diszperzió) (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Optikai kábelek köpenyezése Szoros köpenyezés Laza köpenyezés Az elemi szálakat pászmákba fogják össze, és általában zselés anyaggal töltik ki (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek A kábelek színjelölése Monomódusú szálas kábel: citromsárga Multimódusú szálas kábel: narancssárga A kültéri kábelek általában fekete színűek (Az alkalmazott berendezésektől függően legalább a kültéri kábeleken a lézerosztálynak megfelelő figyelmeztető tábla több végződtető vagy rögzítési ponton való elhelyezése kötelező!) (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Az átvitelt rontó tényezők például: Csillapítás (pl. abszorpció azaz hővé alakulás, Rayleigh-szóródás mikroszkopikus tényezők miatt, mech. erőkből, csatlakozó illesztési hibák, stb.) Szórások (módus, kromatikus, polarizációs diszperziók) Egyéb nemlinearitások Informatikában elterjedt optikai csatlakozók http://en.wikipedia.org/wiki/optical_fiber_connector (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Optikai átalakítók, toldók, patch és pigtail kábelek, csillapítók http://www.exfiber.com/product/fiber-optic-passive- Component/Fiber-Optic-Passive-Component-list1.html Sávszélesség növelése: WDM technológia (Wavelength Division Multiplexing), CWDM, DWDM (A teljesség igénye nélkül!)
Üveg alapú közegek Optikai mérőműszerek (OTDR, Optical Time-Domain Reflectometer) http://en.wikipedia.org/wiki/otdr
A kábelek és a köpenyek kiválasztása (Pl. beltéri vagy kültéri alkalmazás alapján) Önhordó kábelek Hibrid kábelek Acélköpenyes kábelek Tűzbiztonsági előírások figyelembevétele PVC (mérgező gázokat bocsát ki égés közben) LSOH (vagy LSFH, Low Smoke Zero Halogen, halogénmentes) LSFROH (Low Smoke Flame Retarding Zero Halogen) (A teljesség igénye nélkül!)
A rádiós átvitel közege (Lásd később a WLAN fejezet alatt röviden összefoglalva!)