Media, normy i montaż okablowania — kurs INF.02: Sieci lokalne

Co dziś robimy

1. 3 minKabel koncentryczny — wspólna żyła w ekranie Dziś: telewizja kablowa i monitoring (75 Ω, inne złącza), w LAN-ie wyparty przez skrętkę.
2. 3 minSkrętka — cztery pary znoszące zakłócenia Limit kanału transmisyjnego: 100 m (90 m kabla instalacyjnego + 10 m patchcordów).
3. 2 minNarzędzia i pomiary Pomiar robisz po montażu, przed oddaniem — wynik wpisujesz do protokołu.
4. 3 minŚwiatłowód — światło zamiast prądu Złącza: LC (małe, najczęstsze), SC, ST.
5. 3 minBluetooth — kabel zastąpiony na metry Wersje 5.x i BLE (energooszczędny — opaski, czujniki).
6. 3 minWi-Fi — LAN bez kabla Przepustowości z tabel to maksima teoretyczne — realnie licz połowę albo mniej.
7. 2 minInne media — jednym zdaniem każde Łączność komórkowa (LTE/5G): WAN przez modem w routerze — backup łącza albo filia bez…
8. 2 minŚwiatłowody jednomodowe i wielomodowe MMF ( multimode fiber , światłowód wielomodowy) — rdzeń ok. 50 lub 62,5 µm.
9. 2 minPomiary okablowania: parametry i przyrządy tester okablowania (certyfikator) — mierzy NEXT/FEXT, tłumienność, długość, mapę połączeń;
10. 2 minZłącza IDC, patch panel i szafa RACK Narzędzie do tego to nóż krosowniczy (LSA/Krone).
11. 3 minTester okablowania: co pokazują diody Tester bada więc wyłącznie ciągłość galwaniczną i mapę połączeń .
12. 2 minTester a certyfikator — zestawienie teza, kod i pytanie kontrolne
13. 3 minZłącza światłowodowe i moduły SFP Sam przełącznik rzadko ma na płycie gniazdo światłowodowe.
14. 3 minNormy okablowania: TIA/EIA-568 i ISO/IEC 11801 ISO/IEC 11801 to norma międzynarodowa (europejska) opisująca to samo, ale klasami (klasa…
15. 3 minNVP — dlaczego TDR zna długość kabla Kryteria oceny: schemat z legendą i skalą; drut instalacyjny do gniazd i patchcordy na…
16. 3 minBibliografia zdjęć Złącze BNC — Jonas Bergsten, domena publiczna: strona pliku .
17. 5 minPodsumowanie bilet wyjściowy i zadanie domowe

Kabel koncentryczny — wspólna żyła w ekranie

Normy: 10BASE5 (gruby ethernet, odcinek do 500 m) i 10BASE2 (cienki, do 185 m) — obie 10 Mb/s po impedancji 50 Ω. Złącza BNC, trójniki T i terminatory 50 Ω na końcach. To medium magistrali z modułu 1.

• Dziś: telewizja kablowa i monitoring (75 Ω, inne złącza), w LAN-ie wyparty przez skrętkę.
• Na egzaminie wraca w pytaniach o terminatory i o to, dlaczego przerwanie kabla dzieli sieć.

Narzędzia i pomiary

Zaciskarka do wtyków RJ-45, nóż uderzeniowy (krona) do gniazd i patchpaneli, ściągacz izolacji. Tester pokazuje mapę żył (ciągłość i kolejność), a certyfikator mierzy parametry łącza: tłumienie, przesłuchy (NEXT), długość.

• Pomiar robisz po montażu, przed oddaniem — wynik wpisujesz do protokołu.

Światłowód — światło zamiast prądu

Normy: jednomodowy OS2 (rdzeń 9/125 µm, fale 1310/1550 nm, kilometry — między budynkami i do operatora) oraz wielomodowy OM3/OM4 (50/125 µm, 850 nm, setki metrów — serwerownia, kampus).

• Złącza: LC (małe, najczęstsze), SC, ST.
• Łączenie: spawanie (trwałe, małe tłumienie) albo złącza mechaniczne i pigtaile w przełącznicach.

Bluetooth — kabel zastąpiony na metry

Normy: IEEE 802.15.1 (sieć osobista PAN), pasmo 2,4 GHz jak Wi-Fi. Klasa 2 (telefony, słuchawki): do ~10 m; klasa 1: do ~100 m.

• Wersje 5.x i BLE (energooszczędny — opaski, czujniki).
• Parowanie z PIN-em albo potwierdzeniem — „otwarta widoczność” tylko na czas parowania.

Wi-Fi — LAN bez kabla

Normy: rodzina IEEE 802.11. Najważniejsze: b (2,4 GHz, 11 Mb/s), g (2,4 GHz, 54 Mb/s), n (2,4 i 5 GHz, do 600 Mb/s), ac / Wi-Fi 5 (5 GHz, do ~7 Gb/s), ax / Wi-Fi 6 (2,4 i 5 GHz, do ~9,6 Gb/s).

• Przepustowości z tabel to maksima teoretyczne — realnie licz połowę albo mniej.
• Kanały 2,4 GHz: tylko 1/6/11 się nie nakładają.

Inne media — jednym zdaniem każde

Podczerwień IrDA: centymetry, zasięg wzroku (piloty, stare drukarki) — tania, ale wymaga „widzenia się” urządzeń. FSO (laser w wolnej przestrzeni): most optyczny między budynkami na setki metrów bez kabla, ale mgła i drgania budynku go…

• Łączność komórkowa (LTE/5G): WAN przez modem w routerze — backup łącza albo filia bez kabla; limity danych z abonamentu.

Światłowody jednomodowe i wielomodowe

Kable światłowodowe dzielimy na dwa rodzaje, różniące się średnicą rdzenia i sposobem rozchodzenia się światła:

• MMF ( multimode fiber , światłowód wielomodowy) — rdzeń ok. 50 lub 62,5 µm. Światło biegnie wieloma modami, co powoduje rozmywanie impulsu ( dyspersję modową ).
• SMF ( single-mode fiber , światłowód jednomodowy) — rdzeń ok. 9 µm. Biegnie tylko jeden mod, więc nie ma dyspersji modowej; źródłem jest laser.

Pomiary okablowania: parametry i przyrządy

Certyfikacja toru miedzianego sprawdza między innymi przesłuchy. NEXT ( Near-End Crosstalk ) to przesłuch mierzony na tym samym końcu kabla, z którego nadajemy, a FEXT ( Far-End Crosstalk ) — na przeciwnym końcu.

• tester okablowania (certyfikator) — mierzy NEXT/FEXT, tłumienność, długość, mapę połączeń;
• TDR (reflektometr impulsowy) — wysyła impuls w kabel miedziany i po odbiciu znajduje miejsce przerwy lub zwarcia;
• OTDR (reflektometr optyczny) — to samo dla światłowodu; wykorzystuje rozpraszanie Rayleigha, pokazuje tłumienność i miejsca uszkodzeń na całej długości włókna;
• VFL ( visual fault locator , „laserowy wskaźnik”) — czerwone światło, którym sprawdza się, czy włókno nie jest złamane i czy polaryzacja jest zgodna.

Złącza IDC, patch panel i szafa RACK

Na ścianie lub w szafie kable nie są zarabiane we wtyki, tylko wciskane w złącza IDC ( Insulation Displacement Connector , złącze z przemieszczeniem izolacji).

• Narzędzie do tego to nóż krosowniczy (LSA/Krone).
• Złącza IDC siedzą na patch panelu — pasywnym panelu, do którego schodzą się wszystkie kable z budynku i z którego krótkimi patchcordami łączy się je z przełącznikiem.

Tester okablowania: co pokazują diody

Prosty tester diodowy składa się z nadajnika (wkładanego na jednym końcu kabla) i odbiornika (na drugim). Nadajnik podaje napięcie kolejno na każdą żyłę, a odbiornik zapala diody — po jednej dla każdej z ośmiu żył.

• Tester bada więc wyłącznie ciągłość galwaniczną i mapę połączeń .
• Typowe wskazania i ich znaczenie:
• Tester diodowy nie mierzy niczego, co zależy od częstotliwości.
• Nie sprawdzi tłumienia (osłabienia sygnału na długości kabla), przesłuchów NEXT i FEXT , powrotu echa (odbicia sygnału od niedopasowania), opóźnienia i różnicy opóźnień…

Złącza światłowodowe i moduły SFP

We włóknie światłowodowym nie da się użyć wtyku RJ-45 — potrzebne są złącza precyzyjnie centrujące cienki rdzeń. Najczęściej spotkasz cztery typy:

• Sam przełącznik rzadko ma na płycie gniazdo światłowodowe.
• Wkłada się w niego moduł SFP (albo szybszy SFP+ ), czyli mały, wymienny nadajnik-odbiornik z gniazdem LC lub SC.
• Dzięki temu ten sam port obsłuży skrętkę, światłowód wielomodowy albo jednomodowy — wystarczy zmienić moduł.

Normy okablowania: TIA/EIA-568 i ISO/IEC 11801

Okablowanie strukturalne opisują dwie rodziny norm. TIA/EIA-568 to norma amerykańska: definiuje kategorie skrętki (Cat 5e, 6, 6A, 8) i nadaje im wymagane parametry — tłumienność, NEXT, powrót echa.

• ISO/IEC 11801 to norma międzynarodowa (europejska) opisująca to samo, ale klasami (klasa D, E, EA, F) i dodatkowo dzieli okablowanie na kategorie: kabel instalacyjny…
• Norma mówi, JAKIE parametry musi spełnić tor (i jak je zmierzyć), a kategoria lub klasa mówi, DO JAKIEJ prędkości ten tor wystarczy.
• Samo zarobienie końcówek nie czyni kabla „kategorią 6” — musi to potwierdzić pomiar certyfikatorem.

NVP — dlaczego TDR zna długość kabla

Miernik TDR wyznacza odległość do uszkodzenia, mierząc czas powrotu impulsu. Żeby zamienić czas na metry, musi znać prędkość rozchodzenia się sygnału w kablu — parametr NVP ( Nominal Velocity of Propagation ), podawany jako ułamek…

• Kryteria oceny: schemat z legendą i skalą; drut instalacyjny do gniazd i patchcordy na stanowiska; rozdzielenie warstwy 2 (MAC, przełącznik) od 3 (IP, router); konkretna…
• Każdy wybór trzeba uzasadnić — sama odpowiedź bez uzasadnienia nie zalicza.
• Jeśli miernik ma ustawione NVP dla innego kabla, wskaże błędną długość — dlatego przed pomiarem wybiera się właściwy typ przewodu albo wpisuje NVP ręcznie.
• Pracownia ma 12 stanowisk uczniowskich, stanowisko nauczyciela, drukarkę sieciową i punkt dostępowy Wi-Fi.

Bibliografia zdjęć

Zdjęcia pochodzą z Wikimedia Commons (wolne licencje). Schematy w module są rysunkiem własnym.

• Złącze BNC — Jonas Bergsten, domena publiczna: strona pliku .
• Rozpleciona skrętka — Johan Braeken, CC BY 3.0: strona pliku .
• Narzędzia sieciowe — heimnetzwerke.net, CC BY 4.0: strona pliku .
• Włókno OM4 — Christophe Finot, CC BY-SA 3.0: strona pliku .

Co zabrać z lekcji

• Dziś: telewizja kablowa i monitoring (75 Ω, inne złącza), w LAN-ie wyparty przez skrętkę.
• Limit kanału transmisyjnego: 100 m (90 m kabla instalacyjnego + 10 m patchcordów).
• Pomiar robisz po montażu, przed oddaniem — wynik wpisujesz do protokołu.
• Złącza: LC (małe, najczęstsze), SC, ST.