MEDII DE TRANSMISIE BAZATE PE CUPRU SI CABLAREA UTP

MEDII DE TRANSMISIE BAZATE PE CUPRU SI CABLAREA UTP

1. Scopul lucrarii

Obiectivul acestei lucrari este cunoasterea mediilor de transmisie bazate pe cupru si cablarea si testarea cablarii UTP.

2. Consideratii teoretice

2.1 Cabluri coaxiale si torsadate

In transmisia de date, mediul de transmisie reprezinta calea fizica intre emitator si receptor, care trebuie sa asigure performante superioare exprimate sub forma unor parametri cum ar fi viteza de comunicare, rata de erori a transmisiei, costul, necesarul de amplificare.

Caracteristicile si calitatea unei transmisii de date sunt determinate atat de caracteristicile mediului suport pentru transmisie cat si de cele ale semnalului propagat.

In proiectarea sistemelor de transmisie de date elementele determinante pentru performantele sistemului sunt:

latimea de banda - reprezinta volumul de date transferate pe un canal de comunicatie astfel incat daca ceilalti factori raman constanti, cu cat latimea de banda este mai mare se va obtine o rata de transmisie a semnalului mai buna;

interferenta - este generata de suprapuneri de semnale in aceeasi banda de frecventa, fapt ce poate genera distorsionarea semnalului. Ecranarea corecta a mediului de transmisie poate determina minimizarea efectelor de acest tip;

numarul de receptori - presupune construirea de legaturi punct la punct sau partajate.

Parametri electrici principali ai mediilor de transmisie bazate pe cupru sunt:

impedanta - pentru transmisiile de date intereseaza nu doar valoarea impedantei la o frecventa data ci si variatia ei in functie de frecventa;

viteza de propagare - reprezinta un procent din viteza luminii;

atenuarea - de acest parametru depinde comportarea la frecvente inalte a canalului. Aceasta valoare creste proportional cu lungimea cablului.

diafonia - este masura influentei produse de un cablu asupra altui cablu aflat in vecinatate.

Cablul coaxial este mediul de transmisie cel mai versatil, utilizat intr-o mare varietate de aplicatii, de la transmisia telefonica pe distante lungi, retele locale de calculatoare, pana la distributia TV pentru conectarea diverselor dispozitive. Acesta este un mediu ce permite operarea pe un spectru larg de frecvente. Tendinta actuala este de a inlocui acest tip de cablu deoarece caracterizeaza un mediu de transmisie cu acces partajat, imposibil de utilizat in retele de mare viteza cu legaturi de tip full-duplex si elemente de comutatare rapide. Performantele sale au fost atinse si depasite pentru distante scurte de cablul torsadat, iar pe distante lungi de fibra optica. Cablul contine un miez de cupru izolat de al doilea conductor exterior, realizat sub forma unui ecran dintr-o tesatura de fire subtiri. Principalele caracteristici ale cablului coaxial sunt:

permite transmisie de semnale digitale si analogice;

datorita modului de constructie concentrica, este rezistent la interferenta magnetica.

Constrangerile principale legate de performante se refera la atenuarea introdusa, zgomotele intermodulare si incalzirea sa.

Cablul coaxial folosit in retele locale de calculatoare are impedanta de 50 Ohmi si este de 2 tipuri:

cablul coaxial subtire (RG58 in retele IEEE 802.3 de tip 10BASE2) este cel mai raspandit si utilizat pentru instalari de interior datorita unui raport pret/performanta bun;

cablul coaxial gros (RG213 in retele IEEE 802.3 tip 10BASE5) este utilizat pentru instalari de exterior datorita rezistentei mecanice mai mari si limitei de lungime mai bune.

Conectarea calculatoarelor la cablul coaxial se realizeaza prin doua metode: folosind jonctiuni T sau conectori speciali numiti conector vampir plasati in cadrul unui dispozitiv numit transceiver, care permit infigerea lor in cablu fara a fi necesara taierea acestuia. Conectorul penetreaza stratul izolator realizand contactul direct cu stratul conductor. Conexiunea de la transceiver la placa de retea se realizeaza printr-un cablu de transceiver care se conecteaza la portul AUI (Attachment Unit Interface). Pentru transmisia analogica pe distante mari sunt necesare amplificatoare de semnal, iar pentru semnalele digitale sunt necesare repetoare, standardele specificand exact distanta de amplasare a acestora. In cazul cablului coaxial subtire, distanta maxima este 185m iar in cazul cablului coaxial gros, distanta maxima este 500m.

Cablul torsadat (twisted pair - TP) sau cablul cu perechi de fire de cupru rasucite, avand un invelis comun (cu sau fara ecranare), reprezinta tipul de cablu uzual folosit in retele locale de calculatoare si telefonie. Rasucirea firelor are drept scop reducerea distorsiunilor magnetice, a interferentelor intre perechile adiacente de cablu. Acest cablu actioneaza asemeni unei singure legaturi de comunicatie. Pentru cablurile cu mai multe perechi de fire rasucite, pasii de rasucire trebuie sa fie diferiti pentru fiecare pereche astfel incat diafonia intre perechi sa fie minima. Datorita progreselor realizate in tehnologia de realizare a cablurilor TP, acestea pot fi utilizate intr-o gama foarte larga de frecvente permitand transmisii de date de pana la 125 Mbps, iar in retele Gigabit oferind pe distante scurte performante comparabile cu fibra optica. Cablul TP reprezinta mediul de transmisie pentru semnale analogice si digitale utilizat de obicei in telefonie si retele locale de calculatoare.

Exista trei tipuri de cabluri TP folosite in retele de calculatoare, fiecare avand patru perechi de fire torsadate si permitand o distanta maxima de 100m:

cabluri ecranate STP (Shielded Twisted Pair), care au ecranare pentru fiecare pereche de fire in parte si pentru tot cablul. Aceste cabluri au o impedanta de 150 Ohmi, fiind folosite in retele de 10 si 100Mbps;

cabluri ScTP (Screened UTP) sau FTP (Foiled Twisted Pair) care au doar ecranare pentru tot cablul. Aceste cabluri au o impedanta de 100 sau 120 Ohmi, fiind folosite in retele cu viteze de 10 si 100Mbps.

cabluri neecranate UTP (Unshielded Twisted Pair) care nu au ecranare. Este cel mai utilizat tip de cablu si are impedanta de 100 Ohmi, fiind folosit in retele cu viteze de 10, 100 si 1000Mbps.

Categoriile de cabluri torsadate folosite in transmisiile de date se diferentiaza in functie de utilizarile pe care le suporta:

Categoria 1 - desemneaza cablurile pentru telefonia clasica, analogica;

Categoria 2 - descrie cablurile pentru telefonia digitala si analogica, dar care nu ofera servicii de transmitere date la viteze superioare;

Categoria 3 - cabluri care pot fi folosite pentru LAN­uri de viteze obisnuite, de tip Ethernet 802.3, cu viteze de pana la 16Mbps si a retelelor Token Ring la 4Mbps;

Categoria 4 - defineste cabluri cu performante ridicate, ale caror caracteristici de transmisie depasesc 20Mbps;

Categoria 5 - descrie cabluri potrivite pentru retele Fast Ethernet care ruleaza la viteza de 100Mbps. Aceasta categorie de cabluri este frecvent utilizata in cablari, datorita performantelor ridicate pe care le ofera.

Categoria 5e - descrie cabluri potrivite pentru retele Gigabit Ethernet care ruleaza la viteza de 1Gbps. Si aceasta categorie de cabluri este frecvent utilizata in cablari, datorita performantelor ridicate pe care le ofera.

Categoria 6 - permite transmisii de date de pana la 155Mbps;

Categoria 7 - permite transmisii de date de pana la 1Gbps.

Toate aceste clasificari nu se refera doar la cabluri ci si la intreaga conectica asociata: mufe, prize, patch panel-uri etc. Cablul torsadat permite realizarea de legaturi punct la punct, realizand topologii diverse ale retelei de tip stea sau stea extinsa. Acest fapt ofera performante deosebite comparativ cu topologia de tip magistrala, realizata cu precadere folosind cablul coaxial.

2.2 Cablarea UTP

La cablarea UTP a retelelor Ethernet si Fast Ethernet perechea de fire 1­2 se foloseste pentru transmisie, iar perechea 3­6 pentru receptie. Acest tip de dispunere a firelor se numeste MDI (Media Dependent Interface) sau dispunere normala (straight cable). In mod uzual firele se conecteaza dupa aceeasi regula la mufele din cele doua capete ale cablului, caz in care cablul (patch cord) se numeste drept sau direct. In unele cazuri speciale trebuie inversata receptia cu transmisia pentru a face posibila comunicarea, caz in care cablul (patch cord) se numeste inversor. La cablarea UTP a retelelor Gigabit Ethernet toate patru perechile de fire se folosesc atat pentru transmisie cat si pentru receptie. Cablurile UTP contin patru perechi de fire torsadate fiecare pereche identificandu-se printr-o culoare: albastru, oranj, verde si maro. Fiecare pereche contine un fir colorat si un fir alb combinat cu culoarea respectiva. Mufele folosite pentru acest cablu sunt mufe tata de tip RJ-45 continand 8 pini corespunzatori celor 8 fire. Privit din fata, pinii sunt numerotati de la 1 in dreapta la 8 in stanga. Modul de conectare a firelor la pini determina tipul cablului. Exista doua standarde de conectare a firelor la mufa RJ-45: EIA/TIA-T568-A si EIA/TIA-T568-B. Aceste conectari sunt prezentate mai jos.

Tabelul 1.1 EIA/TIA-T568-A

Tabelul 1.2 EIA/TIA-T568-B

Asadar, pentru a obtine un cablu drept sau direct ambele capete ale cablului trebuiesc mufate dupa acelasi standard si pentru a obtine un cablu inversor fiecare capat al cablului trebuie mufat dupa cate un standard.

La cablarea UTP se folosesc atat dispozitive pasive cat si dispozitive active. Dispozitivele pasive nu sunt alimentate de la o sursa de tensiune in vreme ce dispozitivele active necesita alimentare. Cele mai importante dispozitive pasive sunt: jack RJ-45, priza si patch panel-ul. La nivel 1, cele mai importante dispozitive active sunt hub-ul si transceiver-ul. Un jack RJ-45 este un dispozitiv cu opt conductori in care se conecteaza mufa RJ-45. Acesta intra in componenta prizelor si a patch panel-urilor. In prize se conecteaza calculatoarele cu ajutorul patch cord-urilor. Prizele sunt legate la patch panel care se afla in dulapul de distributie. Cu ajutorul unui patch cord se conecteaza patch panel-ul la hub care se afla localizat tot in dulapul de distributie. Hub-ul este un repetor multiport. Transceiver-ul este un dispozitiv bidirectional care receptioneaza semnalele de la un tip de interfata, le converteste in semnale specifice altui tip de interfata si le transmite unei interfete de acel tip.

3. Desfasurarea lucrarii

3.1 Mufarea si testarea cablurilor UTP

Se vor mufa si testa mai multe cabluri drepte sau directe. Se vor mufa si testa mai multe cabluri inversoare.

3.2 Cablarea si testarea retelelor

Folosindu-se un cablu inversor se va testa conectivitatea dintre doua calculatoare.

Cablati si testati conectivitatea retelei prezentata in figura.