Microsoft Word

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Rozdział 6.

Przewodowo
i bezprzewodowo

Firmowe systemy okablowania.

EIA/TIA.

Underwriters Laboratories.

Gwiazda przewodnia.

Kable sieciowe.

Bezprzewodowe sieci danych.

Kablowe rekomendacje.

Połączenia dla mieszkań i małych biur.

Powiązać wszystko razem.

Nie ma znaczenia, czy używa się sieci lokalnej do przeglądania stron WWW, czy
też do zapisu dokumentu utworzonego w edytorze, kable sieciowe przenoszą
wszystko. Pojęcie „okazji” w odniesieniu do systemu kablowego nie ma racji bytu.
Zawsze dostaje się tyle, za ile się zapłaciło. Okablowanie sieci LAN zainstalowane
przez kogoś o niewystarczających kwalifikacjach lub niezachowującego
wymaganej staranności może być przyczyną, chwilowych awarii, spowolnienia
działania sieci i w rezultacie może powodować frustracje podczas częstych
spiętrzeń pracy, których doświadcza każda organizacja. Odpowiednie kable to
ważna inwestycja, ponieważ sieć jest zawsze tak dobra, jak jej okablowanie.

Systemy okablowania są opisane przez wiele standardów kabli i ich instalacji.
Poznanie tych standardów może się przydać podczas projektowania sieci i wyboru
odpowiedniego systemu. Dobry projekt okablowania jest bardzo istotny, ponieważ
jest to prawdopodobnie najdroższa i z pewnością najdłużej używana część sieci.

Sieci komputerowe dla każdego

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Lista firm, organizacji i agencji rządowych, które zajmują się regulacjami i
specyfikacjami kabli, które można zastosować w sieci, jest bardzo długa. Niektóre
firmy – jak na przykład AT&T, Digital Equipment Corporation, Hewlett-Packard,
IBM i Northern Telecom – opracowały wolumeny szczegółowych specyfikacji,
które oprócz kabli opisują również złącza, centra dystrybucji i techniki instalacyjne.
Takie opisy są nazywane systemami dystrybucji w budynkach (Premise Distribution
Systems – PDS).

Organizacje krajowe i międzynarodowe – takie jak Institute Electrical and
Electronic Engineers (IEEE), Electronic Industry Alliance i młodsze
Telecommunications Industries Association (EIA/TIA), Underwriters Loboratories
(UL) oraz agencje rządowe różnych szczebli, które opracowują przepisy
przeciwpożarowe i budowlane – wydają specyfikacje dotyczące kabli i materiałów
instalacyjnych. EIA/TIA wydały standardy EIA/TIA 568 i 569 które dotyczą
warunków technicznych i mają zamiar rozszerzyć ich wymagania. Instytut IEEE
ujął minimalne wymagania wobec kabli w swoich specyfikacjach 802.3 i 802.5 dla
systemów Ethernet i Token-Ring, jednak część tej pracy została przesłonięta
popularnością nieekranowanej skrętki, będącej przedmiotem specyfikacji EIA/TIA i
UL. Wytyczne dla kabli koncentrycznych miały tę zaletę, że zostały określone w
praktyce, nim jeszcze większość komitetów standaryzacyjnych rozpoczęła swoje
prace.

Firmowe systemy okablowania

W latach 80. i 90. firmy – takie jak AT&T, Digital Equipment Corporation, IBM
i Northern Telecom – opracowały i oferowały kompletne architektury dla systemów
okablowania strukturalnego nazywane systemami dystrybucji w budynkach
(Premise Distribution Systems – PDS). AT&T przekazał swoje rozwiązanie firmie
Lucent Technologies, która sprzedaje je jako Lucent Systimax Premise Distribution
System. IBM nazywa swoją architekturę po prostu IBM Cabling System. IBM i
AT&T wprowadziły swoje systemy na rynek w roku 1984 i 1985. System
Integrated Building Distribution Network (IBDN) firmy Northern Telecom, który
jest podobny do systemu Systimaxa, jest „nowością” z roku 1991. Northern
Telecom (obecnie Nortel) wydzielił spółkę NORCOM/CDT – wcześniej dział
Cable Group w Northern Telecom – aby kontynuowała prace nad systemem IBDN.
NORCOM/CDT jest jednym z największych dostawców zewnętrznych instalacji
miedzianych i okablowania central w Ameryce Północnej, a także czołowym
dostawcą na rynku kanadyjskim. Wymienione powyżej architektury dały początek
rodzinom produktów oferowanych przez każdego dostawcę.

Obecnie rodziny te obejmują indywidualne produkty, które są zgodne ze standardami
EIA/TIA 568. Innymi słowy – można być w zgodzie ze standardami EIA/TIA 568
i wciąż korzystać z zalet zamawiania wszystkich niezbędnych materiałów w firmie

Komentarz: MERYTORYCZN
E: Tłumacz pominął cały górny
akapit na stronie 87 oryginału i
cały podrozdział National Electric
Code. Można się zastanawiać, czy
opisywane w nim standardy
amerykańskie mogą zainteresować
polskiego czytelnika. Osobiście
chciałbym aby w książce o
sieciach znalazły się także i te
informacje.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Lucent, która oferuje produkty zgodne z tymi standardami w ramach architektury
Systimax.

Inne firmy – w szczególności Amp Inc., Anixter i Mod-Tap (obecnie Molex

Premise Networks) – promują i sprzedają swój sprzęt dla systemów okablowania

strukturalnego. Na osobną wzmiankę zasługuje zwłaszcza Anixter za opracowanie

otwartej dokumentacji dla parametrów i standardów elektrycznych instalacji ze

skrętki. Oryginalne koncepcje Anixtera, które dotyczą poziomów zostały

wykorzystane przez EIA/TIA i UL w ich standardach.

AT&T/Lucent/Systimax

System okablowania AT&T/Lucent/Systimax jest głęboko zakorzeniony w historii.

Przed podziałem korporacji Bell System w Stanach Zjednoczonych techniczna

strona przemysłu telekomunikacyjnego regulowana była poprzez serię publikacji

zwanych Bell Standard Practices (BSP). Ponieważ przemysł ten był w zasadzie

zmonopolizowany, nie było trzeba zbyt wielu standardów, poza tymi, które

publikowano w BSP. Dokumenty te opisywały szczegółowo, w jaki sposób

instalatorzy powinni ciąć, skręcać i podłączać każdy przewód oraz jak zabezpieczyć

każdy odcinek kabla. Specyfikacje Systimaxa są – przynajmniej duchowo i kulturowo

– „potomkami” dokumentów BSP. Są one również szczegółowe i – jeśli się ich

przestrzega – pozwalają uzyskać elastyczną, niezawodną i rozszerzalną instalację

kablową.

Lucent produkuje, sprzedaje i instaluje produkty z rodziny Systimax. Firma oferuje

również szkolenia, więc łatwo można znaleźć fachowców w lokalnych firmach,

którzy wiedzą, jak pracować zgodnie ze specyfikacjami Systimaxa. Systimax opiera

się na nieekranowanej skrętce dla okablowania poziomego (kabli, które biegną

z szafki rozdzielczej – krosownicy, punktu dystrybucyjnego – do komputera

biurowego) i światłowodach dla pozostałych odcinków. Katalog z opisem

wszystkich produktów w rodzinie Systimax ma bez mała 10 cm grubości, i

wystarczy powiedzieć, że podstawowy kabel Systimaxa o impedancji 100

Ω dla

okablowania poziomego wykorzystuje cztery pary nieekranowanej skrętki z

przewodu miedzianego o grubości 24 AWG (0,51 mm), który w większości instalacji

daje dwie pary zapasowe. Średnica zewnętrzna kabla około 4,3 mm ułatwia

rozprowadzanie kabli w kanałach kablowych i wewnątrz ścian. Dla transmisji danych

z prędkością do 16 Mb/s maksymalna długość kabla według specyfikacji Systimaxa

wynosi 100 m.

Lucent oferuje również kable łączące przewody miedziane i włókna
światłowodowe. Wewnątrz takiego kabla znajduje się osiem par nieekranowanej
skrętki i dwa włókna światłowodowe. Taki kabel oferuje potężne pasmo dla
transmisji danych

i głosowych połączeń telefonicznych do dowolnego komputera, a także możliwość
dodania połączeń światłowodowych na potrzeby szybkiej transmisji danych,
transmisji wideo i do innych zastosowań. Jeśli ma się wielki budżet i własny
budynek, to jest to odpowiedni materiał instalacyjny, tylko drogi i zajmujący wiele
miejsca.

100

Sieci komputerowe dla każdego

100

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Ponadto Lucent oferuje wiele kabli światłowodowych używanych w sieciach

szkieletowych, które łączą punkty dystrybucyjne lub jako okablowanie poziome do

specjalnych zastosowań. Niektóre z produktów tej rodziny liczą aż dwieście

szesnaście włókien wewnątrz płaszcza ochronnego. Można je zastosować do

dłuższych odcinków wewnątrz szybu windowego lub w kanale wentylacyjnym.

Standard transmisji światłowodowej Lucent/AT&T opiera się na wielomodowych

włóknach o grubości 62,5/125 mikronów pracujących w zakresie fal 850 i 1300

nanometrów

z częstotliwościami 160 MHz i 500 MHz.

System ten zawdzięcza elastyczność sprzętowi do połączeń krosowych i zakończeń
kabli; system okablowania jest tak dobry, jak jego złącza i terminatory. System
połączeniowy 110 Connector System ustanowił standard branżowy. Ta rodzina
produktów obejmuje kilka typów stelaży i innych zawieszanych konstrukcji
montowanych zwykle w punktach dystrybucyjnych, z których rozchodzą się kable
poziome i pionowe. Na rysunku 6.1 pokazano elementy systemu okablowania
strukturalnego.

Rysunek 6.1.
Elementy systemu

Powyższy rysunek przedstawia elementy systemu okablowania strukturalnego
budynku. Kabel przychodzący jest instalowany przez lokalną firmę
telekomunikacyjną lub operatorów alternatywnych. Okablowanie pionowe
przechodzi przez kolejne kondygnacje i punkty dystrybucyjne. Z punktów tych
wychodzi okablowanie poziome, biegnące do poszczególnych stacji.

Rozwiązanie Lucenta umożliwia doprowadzenie okablowania niemal do samych
biurek. Firma oferuje różnorodne gniazdka ścienne, stanowiące zakończenie ośmiu
przewodów do transmisji danych i połączeń telefonicznych. Kolejność przewodów
dla tych złączy (przyporządkowanie przewodów do odpowiednich końcówek) ma
krytyczne znaczenie dla prawidłowego działania sieci. Najpowszechniej stosowany

Komentarz: SKŁAD: proszę (o
ile to możliwe) pozostawić bez
zmian tę kolejność akapitów i
rysunku 6.1

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

101

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

101

standard kolejności przewodów dla czteroparowych gniazd i wtyczek nosi
oznaczenie 258A. Jest on taki sam, jak dla ISDN i sieci Ethernet 10Base-T na
nieekranowanej skrętce. Jednak według tego standardu pary od drugiej do czwartej
są zakończane w innej kolejności niż w starszym standardzie USOC (Universal
Service Order Code), który wciąż jest używany przez wiele lokalnych firm
telekomunikacyjnych. Różnica ta jest główną przyczyną problemów podczas
dodawania sieci danych do starszych systemów okablowania
AT&T/Lucent/Systimax.

Model okablowania Anixtera

Anixter jest ogólnoświatowym dystrybutorem systemów okablowania. Miejsce
w historii firma zapewniła sobie, opracowując wielopoziomowy model
charakterystyki kabli. Model Anixtera obejmuje pięć poziomów, które opisują
charakterystyki wydajnościowe i elektryczne okablowania w zakresie od zwykłego
kabla telefonicznego stosowanego w mieszkaniach, aż po wyrafinowane kable ze
skrętki, zdolne do transmisji danych z prędkością 100 Mb/s. W oparciu o model
Anixtera Underwriters Laboratories wspólnie z EIA/TIA opracowały nową
specyfikację systemu okablowania.

EIA/TIA

Electronic Industry Alliance/Telecommunications Industry Association (EIA/TIA)
to amerykańska organizacja normalizacyjna, która od dawna zajmuje się
opracowywaniem standardów dla systemów komunikacyjnych, w tym na przykład
EIA RS-232C i RS-232D dla portów komunikacji szeregowej. EIA/TIA uporała się
z problemem specyfikacji kabli dla sieci lokalnych, adaptując model Anixtera
z tym, że w wersji EIA/TIA poziomy nazywają się  kategoriami. Nad rozbudową
modelu, tak aby objął on również inne rodzaje produktów – w tym kable
koncentryczne i światłowody – współpracowały z EIA/TIA różne firmy, w tym
Amp. W rezultacie powstał standard EIA/TIA 568 pod nazwą Standard for
Commercial Buildings Communications Wiring (Standard okablowania
komunikacyjnego budynków komercyjnych).

Wartość standardów okablowania

Przedstawione tu informacje o różnych standardowych systemach mają
swoją wartość, ponieważ, na pewnym etapie budowy sieci musi dojść do
spotkania z wykonawcą okablowania. Udzielona przez niego gwarancja
na to, że materiały i wykonanie spełnią wymagania określonego
standardu to najlepsza strategia uzyskania dobrej instalacji.

Podstawową zaletą standardu EIA/TIA 568 jest jego otwartość. Nie ma w nim
żadnych cech charakterystycznych dla rozwiązań poszczególnych producentów.

Komentarz: MERYTORYCZN
E: Tłumacz pominął cały akapit
„Amp and Molex Premise
Networks” (str. 91-92 oryginału).
Proszę zdecydować czy powinien
on się znaleźć w tekście.

102

Sieci komputerowe dla każdego

102

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Można zdecydować się na kabel określonej kategorii według standardu EIA/TIA 568
i oczekiwać porównywalnych ofert od różnych producentów. Jednak kategorie
EIA/TIA nie wiążą się ze specyfikacjami NEC i nie dotyczą okablowania ze skrętki
ekranowanej.

Standard EIA/TIA opisuje zarówno charakterystyki kabla, jak i sposób jego
instalacji, zostawiając jednak pole manewru dla projektanta systemu sieciowego.
Standard określa, że do każdego gniazda mają być doprowadzone dwa kable –
jeden dla danych, a drugi dla połączeń telefonicznych. Tym drugim musi być
czteroparowa skrętka UTP. Dla danych można wybrać również skrętkę lub kabel
koncentryczny. Nawet jeśli ktoś zdecyduje się pociągnąć światłowód do samego
gniazdka, nie może on zastąpić przewodu miedzianego dla danych.

Poniżej w zarysie przedstawiono podstawowe dane standardów EIS/TIA 568:

Kategoria 1: Standard EIA/TIA 568 bardzo niewiele mówi o
specyfikacjach technicznych kabli kategorii 1 i 2. Poniższe informacje
mają jedynie charakter ogólny. Kable kategorii 1 to zwykle nieskręcane
przewody miedziane o średnicy 22 lub 24 AWG (0,643 lub 0,51 mm) o
szerokim zakresie wartości impedancji i tłumienia. W ogólności nie są one
zalecane do transmisji danych, a już na pewno nie z prędkością powyżej 1
Mb/s.

Kategoria 2: Kable tej kategorii odpowiadają specyfikacji kabli poziomu 2
według Anixtera i są pochodną kabli typu 3 według specyfikacji IBM.
Kable te mają postać skrętki dwużyłowej o średnicy przewodów jak dla
kategorii 1. Są one testowane w paśmie o maksymalnej szerokości 1 MHz,
ale nie są testowane na przesłuchy (near-end crosstalk). Kabli tego rodzaju
można używać do połączeń między komputerami IBM 3270 i AS/400 oraz
dla protokołu LocalTalk firmy Apple.

Kategoria 3. Ta kategoria kabli jest odpowiednikiem poziomu 3 Anixtera.
Jest to właściwie najniższa kategoria kabli, jaką można dopuścić w
nowych instalacjach. W kablach tych używa się skręconych drutów
miedzianych o średnicy 24 AWG. Typowa impedancja tych kabli wynosi
100

Ω,

a wartości tłumienia i przesłuchów są testowane w częstotliwościach do 16
MHz. Kable tej kategorii są użyteczne do transmisji danych z prędkością
do 16 Mb/s. To najniższy standard kabli, jakiego można użyć na potrzeby
sieci 10Base-T i standard wystarczający dla sieci Token-Ring o prędkości
4 Mb/s.

Kategoria 4. Odpowiednik poziomu 4 Anixtera. Ma postać skrętki z drutów
miedzianych o średnicy 22 lub 24 AWG. Impedancja kabla wynosi 100

Ω.

Parametry kabli są testowane do 20 MHz. Maksymalna prędkość transmisji
dla kabli kategorii 4 wynosi 20 Mb/s. Po krótkotrwałej popularności kable
tego rodzaju zostały wyparte przez kable kategorii 5.

Kategoria 5. Kabel nieekranowany składający się ze skręcanych parami
drutów miedzianych o średnicy 22 lub 24 AWG i impedancji 100

Ω. Kable

są testowane w paśmie 20 MHz i w określonych warunkach mogą

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

103

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

103

przesyłać dane z prędkością 100 Mb/s. Kable kategorii 5 to nośnik
transmisyjny wysokiej jakości, coraz częściej stosowany do przesyłania
strumieni wideo, obrazów i bardzo szybkiej transmisji danych. Kable te
należy zalecić do każdej nowej instalacji sieciowej.

Tylko kategoria 5!

To trzeba powtórzyć: każda nowa instalacja okablowania powinna
spełniać wymagania kategorii 5 według standardów EIA/TIA i UL.
Zastosowanie kabli z certyfikatem kategorii 5, a także odpowiadających
im części i technik instalacyjnych to jedyna metoda zapewnienia
długotrwałej i użytecznej pracy sieci. Okablowanie to może pracować w
sieciach Ethernet, Fast Ethernet i Token-Ring.

Próba opisania standardu EIA/TIA 568 przypomina próbę pomalowania pędzącego
pociągu. Standard ewoluuje w wyniku interaktywnej współpracy różnych
organizacji, zmieniając się – a właściwie rozszerzając – nieustannie. Można się na
przykład spodziewać, że z uwagi na duże znaczenie rynkowe 150

Ω kabli typu 1 do

9 IBM-a, zostaną one uwzględnione w standardzie. Są również propozycje, aby w
specyfikacji ująć kabel koncentryczny dla sieci Thin Ethernet, 62,5/125 mikronowy
światłowód wielomodowy, a także światłowód jednomodowy używany dla połączeń
dalekiego zasięgu.

Underwriters Laboratories

Lokalne organy ustalające przepisy przeciwpożarowe i budowlane próbują używać
takich standardów, jak przepisy NEC, ale firmy ubezpieczeniowe i inne instytucje
często powołują się na standardy Underwriters Laboratories.

Standardy bezpieczeństwa UL są podobne do tych, które określają przepisy NEC.
Na przykład UL 444 to standard bezpieczeństwa dla kabli komunikacyjnych, a UL
13 to standard bezpieczeństwa dla obwodów kablowych o ograniczonej mocy.
Kable sieciowe mogą należeć do dowolnej z tych kategorii. UL testuje i ocenia
próbki kabli, a następnie – już po przyznaniu certyfikatu – przeprowadza testy
okresowe
i inspekcje. Niezależny status tej organizacji powoduje, że jej oceny są miarodajne
dla nabywców.

Interesujące i jednocześnie niepowtarzalne jest podejście UL, które łączy ze sobą
zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa i wydajności w programie, który ma ułatwić
wybór kabli. Realizowany przez UL program certyfikacji kabli dla sieci lokalnych
dotyczy obu tych spraw. IBM upoważnił UL do weryfikacji ekranowanej skrętki
STP o impedancji 150

Ω według specyfikacji IBM, a UL stworzyło program oceny

Komentarz: Przeniosłem ramkę

104

Sieci komputerowe dla każdego

104

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

poziomu wydajności transmisji danych, który dotyczy skrętki o impedancji 100

Ω.

UL ponadto zaadoptowało standard parametrów EIA/TIA 568 i – w nieco
zmienionej formie – model parametrów opracowany przez Anixtera. Jest jednak
pewna niespójność: program UL dotyczy skrętki nieekranowanej i ekranowanej,
podczas gdy standard EIA/TIA 568 koncentruje się na skrętce nieekranowanej.

UL dzieli typy kabli na poziomy numerowane od I do V. Dzięki zastosowaniu cyfr
rzymskich można je odróżnić od poziomów z modelu Anixtera. Jak wspomniano
już wcześniej w tym rozdziale – specyfikacja kabli według IBM obejmuje typy od 1
do 9, a standard EIA/TIA określa kategorie od 1 do 8. Nietrudno się więc pogubić
w podobnie numerowanych poziomach i typach. Oznaczenia poziomu według UL
dotyczą bezpieczeństwa i wydajności, zatem produkt określonego poziomu według
UL spełnia również odpowiednie specyfikacje NEC: CM, MP, CL lub FP oraz
kryteria odpowiednich kategorii według EIA/TIA. Kable, którym przyznano
oznaczenie według UL, mają je nadrukowane na zewnętrznej izolacji kabla, na
przykład w postaci Level I, LVL I lub LEV I.

Poniżej krótkie podsumowanie poziomów według UL:

UL poziom I. Spełnia odpowiednie wymogi bezpieczeństwa według NEC
i UL 444. Nie ma określonych specyfikacji wydajności.

UL poziom II. Spełnia wymagania dla parametrów kategorii 2 według EIA/
TIA 568 oraz Cable Plan Type 3 według IBM. Spełnia odpowiednie wymogi
bezpieczeństwa według NEC i UL 444. Dopuszczalny dla sieci Token-Ring
4 Mb/s, ale nie do zastosowań z szybszą transmisją danych, na przykład
10Base-T.

UL poziom III. Spełnia wymagania kategorii 3 według EIA/TIA 568 oraz
wymogi bezpieczeństwa według NEC i UL 444. Najniższy akceptowalny
poziom dla sieci lokalnych.

UL poziom IV. Spełnia wymagania kategorii 4 według EIA/TIA 568 oraz
wymogi bezpieczeństwa według NEC i UL 444.

UL poziom V. Spełnia wymagania kategorii 5 według EIA/TIA 568 oraz
wymogi bezpieczeństwa według NEC i UL 444. To w zasadzie jedyny
właściwy wybór dla większości współczesnych instalacji sieci LAN.

Gwiazda przewodnia

W miarę poznawania coraz to nowych systemów okablowania można łatwo zagubić
się i stracić z oczu cel podstawowy. Jest jednak kilka punktów odniesienia, które
mogą pomóc w wyborze właściwej drogi podczas budowy sieci. Są to strukturalne
architektury w rodzaju systemów dystrybucji w budynkach, wytyczne EIA/TIA
oraz oceny UL.

Jednak dobór odpowiednich materiałów nie gwarantuje jeszcze tego, że cała
instalacja spełni odpowiednie wymagania co do swoich parametrów. Na

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

105

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

105

wypadkową jakość instalacji składa się bowiem bardzo wiele czynników, jak
choćby to jak długi odcinek przewodów można rozpleść przy zakończaniu, jakiego
rodzaju sprzętu używa się do zakończania, jakie są zakłócenia elektryczne w
różnych pasmach częstotliwości oraz czy występują przesłuchy (Near End
Crosstalk – NEXT) pomiędzy sąsiadującymi ze sobą przewodami.

Użycie dobrego kabla to warunek konieczny instalacji o wysokiej jakości, jednak
nie jest to warunek wystarczający. Krytyczne znaczenie z punktu widzenia jakości
całego systemu okablowania ma jakość pracy instalatorów.

Kable sieciowe

Typ zakupionej karty sieciowej określa typ kabla, z jakiego zostanie zbudowana

sieć, a także fizyczną i elektryczną formę sieci, rodzaj sygnalizacji elektrycznej,

jaki będzie używany w sieci oraz to w jaki sposób komputery w sieci będą

współużytkować kabel sieciowy. Ludzie w biznesie sieciowym określają schemat

przebiegu kabli sieciowych jako topologię fizyczną, zaś drogę, po której poruszają

się dane w sieci, jako topologię logiczną sieci. Jeśli chodzi o sygnalizację

elektryczną, to nie ma ona bardziej fachowego odpowiednika, natomiast

współużytkowanie kabla sieciowego nazywane jest sterowaniem dostępem do

nośnika.

Przesłuchy przyczyną nerwic!

Prawdziwym problemem związanym z przesłuchami jest to, że objawiają
się nieregularnie. Nagłe spowolnienie pracy sieci lokalnej bez żadnej
widocznej przyczyny, na pewno nie sprzyja rozwojowi kariery osoby
odpowiedzialnej za sieć. Istnieją specjalne narzędzia, za pomocą których
można wspólnie z wykonawcą okablowania wykryć przesłuchy,
zamienione pary przewodów i inne problemy. Jednak najlepszym
zabezpieczeniem przed nimi jest prawidłowa praca przy instalowaniu
kabli.

W pozostałej części tego rozdziału zostaną omówione ogólne charakterystyki kabli,

ich topologie fizyczne oraz sygnały, które są przez nie przenoszone. W następnym

rozdziale przyjrzymy się bliżej topologiom logicznym oraz schematom sterowania

dostępem do nośnika właściwym dla systemów sieci Ethernet, Token-Ring i ARCnet.

Im większy obszar ma być objęty zasięgiem sieci lokalnej, tym większego

znaczenia nabiera projekt systemu okablowania. Na kwestię okablowania należy

patrzeć przez pryzmat budżetu i harmonogramu realizacji. Może ono być

elementem o znaczeniu decydującym dla całego przedsięwzięcia lub mieć charakter

bardziej marginalny. Podobnie z wybranym lub zainstalowanym typem

okablowania, które może być czynnikiem decydującym dla projektu i układu całej

sieci lub czynnikiem mniej ważnym, z którym można się szybko uporać.

W przypadku okablowania, do wyboru jest pięć możliwości:

106

Sieci komputerowe dla każdego

106

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

skrętka nieekranowana,

skrętka ekranowana,

kabel koncentryczny,

kabel światłowodowy,

brak okablowania.

Bezprzewodowe sieci LAN lub przynajmniej bezprzewodowe segmenty sieci LAN
mogą rozwiązać różne problemy z okablowaniem przy wielu instalacjach, co
zostanie opisane później. Najpierw skoncentrujmy się na kablach fizycznych.

Do zainstalowania okablowania można wynająć takich gigantów, jak Lucent czy
GTE, lokalną firmę telefoniczną lub niewielką firmę instalatorstwa elektrycznego.
Można również wykonać okablowanie we własnym zakresie. W wielu wypadkach
niezbędne będzie zapewnienie nadzoru prac przez uprawnionego elektryka.

Zarówno wielcy dostawcy – tacy jak AT&T, Digital Equipment Corporation, IBM,
Northern Telecom – jak i mniejsi, opracowali własne systemy okablowania
strukturalnego. Te architektury okablowania umożliwiają wykonanie zintegrowanej
instalacji kablowej na potrzeby sieci komputerowej i telefonicznej przy użyciu
elementów sprzętowych, które pochodzą od jednego dostawcy. Jedno źródło dostaw
to jednocześnie jeden adresat roszczeń w przypadku problemów.

To zaleta takiego rozwiązania. Wadą jest konieczność trwałego związania się z tym
producentem. Jeśli instalacja dotyczy nowo budowanego lub gruntownie
remontowanego budynku, wybierając konkretny system okablowania, należy wziąć
pod uwagę długotrwałe kontakty z wybranym dostawcą.

Jeśli zaczyna się zakładać nową instalację, na koszt okablowania składa się koszt
materiałów i koszt robocizny. Ceny zmieniają się zależnie od ilości kupowanego
kabla, więc poniżej podano przykłady dla kabli kupowanych w zwojach po 300
i więcej metrów. Należy się jednak liczyć z gwałtownym wzrostem cen przy
zakupie znacznie mniejszych ilości. I tak:

typowy światłowód kosztuje około 15 zł za metr (6 włókien),

skrętka ekranowana używana w sieciach Token-Ring kosztuje około 2,50
zł za metr,

cienki kabel koncentryczny dla sieci Ethernet kosztuje około 1,60 zł za
metr,

czteroparowa skrętka nieekranowana kosztuje około 1,20 zł za metr.

Jest wielu wykonawców, którzy potrafią kłaść skrętkę, a zasady instalowania kabli
koncentrycznych posiadły firmy z branży telewizji kablowej. Jednak dużo trudniej
znaleźć fachowców od światłowodów lub instalatorów, którzy wiedzą jak
okablować sieć Token-Ring. Koszty robocizny dla instalacji kablowych różnią się
bardzo w zależności od miejsca i dostępności dobrych wykonawców. Z metropolii
podobnych do Nowyego Jorku napływają budzące grozę pogłoski o kosztach

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

107

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

107

robocizny dochodzących do 1000 USD za jedno stanowisko sieciowe, jednak
średnia cena

w typowych miejscowościach wynosi około 150 USD za „punkt”.

Firmy często decydują się na projektowanie, a nawet instalację okablowania dla
sieci własnymi siłami lub z niewielką pomocą licencjonowanego instalatora. Takie
podejście może być źródłem oszczędności, a ponadto sprzyja dokładności pracy

i ułatwia przyszły rozwój. Niektóre firmy – jak Lucent i Nortel – oferują szkolenia
z technik okablowania.

Składowe harmoniczne fal prostokątnych

Sygnały w kablach sieci LAN to elektryczne fale prostokątne. Sygnał, który rośnie
szybko do poziomu +15 V to binarne 0, a sygnał, który gwałtownie spada do poziomu
–15 V to binarne 1. Przejście napięcia sygnału przez poziom 0 V w stronę wartości
dodatnich lub ujemnych sygnalizuje transmisję bitu do odbiorników w sieci. Taka
metoda sygnalizacji działa dobrze, ale ma dwie wady: emituje zakłócenia i jest
podatna na zakłócenia z zewnątrz.

Przyczyną emisji zakłóceń są fale harmoniczne związane z gwałtownymi zmianami
napięcia. Podstawowe prawo fizyki mówi, że składowe harmoniczne fali
prostokątnej są nieskończone. Oznacza to, że fala prostokątna generuje sygnały
radiowe
w całym widmie częstotliwości radiowych. Emisja częstotliwościach radiowych
przez sygnały danych w kablach sieci LAN może zakłócać działanie różnych
urządzeń radiowych i telewizyjnych nawet w promieniu kilometrów. Konieczne jest
zatem działanie, które ma na celu eliminację emisji fal harmonicznych przez kable
i urządzenia sieci LAN. Organizacje rządowe określają dopuszczalne poziomy
emisji fal radiowych dla wszystkich produktów komputerowych. Federalna
Komisja ds. Komunikacji (Federal Communications Comission – FCC) Stanów
Zjednoczonych określiła dwa standardy: Class A i Class B odpowiednio dla
urządzeń biurowych

W rozdziale 5. opisano karty sieciowe i ich charakterystyki elektryczne.

Topologie fizyczne i logiczne omówiono w rozdziale 7.

Koncentryki stare, ale jare!

W porządku. Autor przyznaje, że wciąż lubi kable koncentryczne. Jeśli są
one dobrze położone, mogą pracować wiecznie. Współczesne standardy
promują mieszankę

światłowodów i skrętki, jeśli jednak

w ścianach jest już kabel koncentryczny – na przykład jako pozostałość
po wcześniejszej instalacji systemu mainframe IBM – można oszczędzić
dziesiątki tysięcy dolarów, adaptując istniejące kable na potrzeby sieci
Ethernet. Trzeba tylko rozejrzeć się za specjalnymi kartami sieciowymi.

Komentarz: j.w.

108

Sieci komputerowe dla każdego

108

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

i dla urządzeń do użytku domowego. Wymagania dla urządzeń klasy B są bardziej
rygorystyczne niż dla urządzeń klasy A.

Emitowane sygnały elektryczne mogą być również wykorzystane do przechwycenia
danych, na przykład przez organizacje zajmujące się szpiegostwem przemysłowym
lub międzynarodowym. Niektóre systemy okablowania spełniają bardzo wymagające
normy określone zestawem specyfikacji pod wspólną nazwą TEMPEST (Transient
Electromagnetic Emanations Standard), które mają na celu znaczne utrudnienie
możliwości nieuprawnionego przechwycenia sygnałów z kabla sieciowego.

Drugi problem, z którym muszą sobie radzić producenci kabli to zakłócenia
zewnętrzne. Efekt promieniowania sygnałów elektrycznych działa w obu kierunkach.
Sygnały elektryczne z silników, linii energetycznych, jarzeniówek, nadajników
radiowych i wielu innych źródeł mogą zniekształcić i zakłócić właściwe sygnały w
kablu sieci LAN. Kable te muszą w jakiś sposób chronić przenoszone sygnały przed
zewnętrznymi zakłóceniami elektrycznymi. Na szczęście te same techniki, które
ograniczają niepożądaną emisję zakłóceń przez kabel, zabezpieczają go również
przed zakłóceniami z zewnątrz.

Kable koncentryczne

Kabel koncentryczny zbudowany jest z rdzenia, którym jest przewód miedziany
w postaci drutu lub linki, otoczony zewnętrznym ekranem z oplotu miedzianego lub
folii aluminiowej. Oplot i przewodnik centralny mają wspólną oś (stąd określenie
koncentryczny, rzadziej współosiowy). Zewnętrzny i wewnętrzny przewodnik
rozdziela warstwa elastycznej izolacji plastycznej, a dodatkowa warstwa izolacji
pokrywa kabel od zewnątrz. Rysunek 6.2 przedstawia ekran na cienkim i grubym
kablu ethernetowym.

Rysunek 6.2.
Cienkie i grube kable
koncentryczne mają
wiele warstw ekranu
z folii lub oplotu

Przewodnik zewnętrzny chroni przewodnik wewnętrzny przed zewnętrznymi
sygnałami elektrycznymi i redukuje emisję sygnałów z wewnątrz. Odległość
pomiędzy dwoma przewodnikami, rodzaj izolacji i inne czynniki określają dla
każdego kabla specyficzną charakterystykę elektryczną, nazywaną impedancją.

Różne schematy sygnalizacji w sieciach LAN – takie jak Ethernet, ARCnet i 3270
firmy IBM – używają kabli o określonej impedancji, które nie mogą być stosowane
zamiennie. Nie da się ocenić impedancji kabla koncentrycznego na podstawie jego
wyglądu, chyba że ma podane te wartości na zewnętrznej izolacji.

Kable oznacza się symbolami literowo-numerycznymi. Wystarczy zapamiętać, że
cienki kabel koncentryczny dla sieci Ethernet to RG-58, a kabel dla sieci ARCnet to

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

109

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

109

RG-62 i prawdopodobnie będzie to cała wiedza na ten temat, jaka kiedykolwiek może
być potrzebna.

Instalacja złączy na kablach koncentrycznych wymaga nieco wprawy, ale
umiejętność ta jest ważna, bo jedno złe połączenie uniemożliwia pracę całej sieci.
Warto zainwestować w złącza pokryte warstwą srebra zamiast cyny. Warto również
kupić dobre narzędzie do zaciskania złączy na kablu. Rysunek 6.3 przedstawia
złącza BNC podłączone do fragmentów kabla koncentrycznego.

Rysunek 6.3.
Złącza
na końcach kabla
koncentrycznego
są typowe
dla cienkiego
Ethernetu

Należy szczególnie wystrzegać się tanich złączy typu T (trójniki BNC). Do
poważnych zastosowań nadają się tylko złącza spełniające specyfikacje wojskowe
UG-274. Mają one stosowne oznaczenia na korpusie poprzecznym lub na
końcówce złącza męskiego, które trzeba odszukać przed akceptacją lub instalacją
złącza. Dobrze również będzie wymienić wszystkie zainstalowane złącza bez takich
oznaczeń. Z dobrymi złączami dostępnymi w handlu detalicznym po kilka złotych i
zaciskarką za około 150 zł, można poprawnie wykonać wszystkie czynności
związane z zakańczaniem. Rysunek 6.4 przedstawia dwa złącza typu T.

Rysunek 6.4.
Złącza typu T

Jakość używanych trójników może mieć poważny wpływ na niezawodność i
efektywność sieci Ethernet. Złącze po lewej ma naniesione numery specyfikacji
wojskowej oraz wzmocniony korpus pomiędzy łącznikami. Z czasem okazało się, że
złącza bez wzmocnień – jak to po prawej – obluzowują się w związku z
mechanicznymi naprężeniami wprowadzonymi przez kabel. Może to być przyczyną
awarii sieci i często jest trudne do wykrycia.

Nie należy również używać nieoznaczonego kabla. Symbole na kablu powinny
identyfikować go jako RG58/A-AU lub jako zgodny ze specyfikacjami IEEE 9-2.3.
Nie należy przy tym pomylić kabla RG58/A-AU o impedancji 53

Ω z kablem RG-

62/A-AU o impedancji 73

Ω, który bywa używany w systemach ARCnet, 3270

IBM i innych. Na rynku RTV dostępne są kable koncentryczne o niskiej jakości,
które mają niedopuszczalne współczynniki tłumienia przy wyższych
częstotliwościach. Wprawdzie kable sieci LAN nie zawsze są wykorzystywane do
przenoszenia wysokich częstotliwości, więc problemy mogą nie wystąpić przez

Komentarz: podpis z oryginału
dobrze komponuje się z tekstem

110

Sieci komputerowe dla każdego

110

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

kilka lat, dopóki izolacja nie zacznie pękać, a kable nie zmienią swoich
charakterystyk elektrycznych. Podstawową zatem zasadą jest używanie wyłącznie
markowych kabli, oznaczonych symbolami standardów, z którymi są zgodne.
Inwestycja w dobre złącza, narzędzia i kable procentuje przez długie lata.

Gruby kabel szkieletowy używany w klasycznych sieciach Ethernet wymaga
specjalnego potraktowania. Znany jako „zamarznięty pomarańczowy wąż
ogrodowy”, gruby Ethernet ma naniesione znaczniki w odległościach, które
odpowiadają jednej czwartej długości fali. Bardzo ważne jest instalowanie
terminatorów na obu końcach kabla dokładnie w punktach znaczników. Jeśli
również złącza „wampirowe” (tap) zostaną wpięte w punktach oznaczeń,
transceivery będą „widziały” dobrą impedancję. Wpięcie w kabel o więcej niż
kilkanaście centymetrów obok znacznika spowoduje nieodpowiednią impedancję
układu i teoretycznie grozi powstawaniem odbić wewnątrz kabla, które mogą
powodować problemy.

Jednak w praktyce użytkownicy grubego kabla koncentrycznego twierdzą, że
pracuje on niezależnie od tego rodzaju pomyłek. Zamiast jednak martwić się o
problemy z kablem szkieletowym, trzeba uważać na drobniejsze usterki, jak na
przykład złe karty sieciowe lub transceivery z włączonym przełącznikiem SQE
(Signal Quality Error).

SQE to stara funkcja, która powoduje więcej problemów niż rozwiązuje.
Instalatorzy mówią, że SQE ma trzy litery, tak jak słowo „off” i to właśnie należy
zrobić
z przełącznikiem – wyłączyć go.

Gruby Ethernet jest trudny w instalacji z powodu rozmiaru samego kabla i
złożonego sprzętu niezbędnego w każdym punkcie podłączenia. Kiedy jednak
okablowanie tego rodzaju jest już w ścianach budynku, powinno działać, dopóki
budynek się nie zawali.

Nieekranowana skrętka dwużyłowa

Nieekranowana skrętka dwużyłowa (Unshielded Twisted Pair – UTP) składa się
z par izolowanych przewodów, które są ze sobą skręcone. Skręcanie przewodów
parami daje efekt wzajemnego ekranowania.

W ten sposób ogranicza się emisję i absorpcję fal elektromagnetycznych, nie jest on
tak skuteczny jak zewnętrzny oplot lub folia metalowa.

Ludzie często kojarzą skrętkę dwużyłową z kablem telefonicznym, jednak nie
wszystkie kable telefoniczne są skrętką. Przewody każdej pary w skrętce są ze sobą
skręcone w celu eliminacji sprzężeń elektrycznych pomiędzy nimi oraz
zmniejszenia poziomu emitowanych zakłóceń elektrycznych. Rysunek 6.5
przedstawia pary przewodu UTP, a na rysunku 6.6 zaprezentowano typowe
zakończenie kabla UTP: wtyczkę RJ-45.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

111

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

111

Rysunek 6.5.
Nieekranowana
skrętka dwużyłowa

Nieekranowana skrętka dwużyłowa to ekonomiczna alternatywa dla sieci Ethernet
z kablem koncentrycznym i dla sieci Token-Ring. Skręcenie przewodów zapewnia
ekranowanie od zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych.

Rysunek 6.6.
Złącza RJ-45

Nieekranowaną skrętkę dwużyłową zakańcza się zwykle modułowymi złączami RJ-
45, podobnymi do tych, które są pokazane na rysunku.

Jednak istnieje wiele typów kabli telefonicznych, które nie są skręcane. Quad to
kabel używany w budynkach mieszkalnych, który ma cztery równoległe przewody.
W instalacjach okablowania telefonicznego w wielu starszych budynkach używano
grubego kabla wieloprzewodowego. W niewielu współczesnych budynkach
okablowanie telefoniczne wykonana przy użyciu, kabla nazywanego silver satin.
Jest to płaski kabel, zwykle w srebrnej, winylowej koszulce. Jednak żaden z tych
systemów okablowania nie nadaje się do zastosowań we współczesnych sieciach
LAN.

Nieekranowana skrętka dwużyłowa jest popularna wśród kupujących, jednak z tej
popularności wynika wiele nieporozumień lub nieaktualnych informacji. Przed
podjęciem decyzji o położeniu skrętki, należy sprawdzić, czy nie opiera się ona na
poniższych ideach:

Kabel UTP jest tani. Być może, ale chociaż koszt samego kabla jest niski, większą
część rachunku stanowić będzie koszt robocizny związanej z położeniem i
zakończeniem kabla. Światłowód wprawdzie kosztuje dziesięć razy więcej niż
UTP, ale nawet przy cenie nieco powyżej 1 zł za metr, koszty instalacji wykonanej
przez elektryka z certyfikatem mogą sprawić, że cena materiału stanie się
niezauważalna.

Można wykorzystać kabel UTP, który już znajduje się w ścianach. Być może, ale
trzeba sprawdzić każdy przewód, aby mieć pewność, że spełnia on wymagania dla
sieci pod względem długości, zakłóceń i innych charakterystyk elektrycznych.

Komentarz: j.w.

112

Sieci komputerowe dla każdego

112

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

UTP daje niezawodność topologii gwiazdy. Na pewno, ale nie jest to cecha
właściwa tylko dla UTP. Współczesne koncentratory umożliwiają wykorzystanie
dowolnego typu kabla w tej topologii.

Standardy EIA/TIA i UL spowodowały, że kabel UTP stał się praktycznym
rozwiązaniem dla wszystkich instalacji sieciowych. Idealny – zdaniem Autora –
system okablowania to cienki kabel koncentryczny w fizycznej topologii gwiazdy,
jednak większość organizacji uznaje kabel UTP za rozwiązanie bardziej praktyczne.

Po wstępnej analizie okazuje się, że niskie koszty i możliwość wykorzystania
istniejącej instalacji nie są największymi zaletami skrętki. Przyjrzyjmy się bliżej
rzeczywistym korzyściom.

Nawet jeśli trzeba położyć dodatkowe kable ze skrętki na potrzeby sieci LAN, to
przynajmniej takie same kable mogą być używane dla sieci telefonicznej (jednak
wykorzystywanie wolnych par w kablu sieci LAN na potrzeby telefonów
analogowych nie jest zalecane z uwagi na przesłuchy). Technologia instalacji
skrętki jest – w odróżnieniu od Ethernetu na kablu koncentrycznym czy sieci
Token-Ring na skrętce ekranowanej – powszechnie znana wśród instalatorów. Jeśli
tylko przestrzegają oni kilku podstawowych zasad (na przykład nie przekraczają
maksymalnej odległości 100 m pomiędzy komputerem i koncentratorem oraz
unikają kładzenia kabla w pobliżu źródeł zakłóceń), znają techniki okablowania i
mają nieco doświadczenia w posługiwaniu się zaciskarką, instalacja nie powinna
sprawiać problemów. Ponadto wybór skrętki eliminuje problemy pojawiające się
przy „trudniejszym” okablowaniu oraz potrzebę instalowania w biurze różnych
gniazdek ściennych i przyłączy dla komputerów.

Jak uniknąć problemów ze skrętką

Centralnym punktem okablowania na skrętce UTP jest punkt dystrybucyjny
okablowania z rzędami bloków połączeniowych (punch-down blocks). Niektóre
firmy nazywają je blokami rozdzielczymi operatora telekomunikacyjnego (Telco
splice blocks), a „weterani” pamiętają je z czasów monopolu AT&T jako bloki typu
66 (brak certyfikatu dla kategorii 5) lub nowsze bloki typu 100 (nadają się dla
kategorii 5). Niezależnie od nazwy – centralne punkty okablowania często stają się
centralnymi punktami awarii w instalacjach kablowych.

W blokach rozdzielczych podłącza się przewody, używając specjalnego narzędzia,
które wprowadza przewody pomiędzy szczęki zacisku podtrzymującego. Szczęki te
nacinają izolację przewodu i tworzą kontakt elektryczny. Taki sposób podłączania
przewodów do bloków połączeniowych ułatwia instalację i kolejne modyfikacje,
eliminując jednocześnie podstawowy problem systemów telefonicznych, jakim są
zwarcia. Jednak jakość połączeń elektrycznych w blokach połączeniowych może
być bardzo różna. Obszar kontaktu pomiędzy zaciskiem i przewodem jest mały,
więc wilgoć, procesy krystalizacji i elektrolizy, a także korozja mogą pogorszyć
właściwości elektryczne styku. W telefonii słabe połączenie objawia się
pogorszeniem mocy sygnału i jego zniekształceniem. Jednak ludzkie ucho i mózg
potrafią sobie skutecznie poradzić z tym problemem, ale systemy komputerowe nie
mają tej umiejętności.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

113

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

113

Badanie przewodów

Najlepszym sposobem określenia stanu okablowania jest
przeprowadzenie pomiarów za pomocą testera kabli. Najlepsze takie
urządzenia kosztują nawet 15000 zł, ale są wysoce zautomatyzowane.
Potrafią wygenerować wydruki dla wszystkich lub tylko wybranych
połączeń, pozwalają zlokalizować problemy i wskazać odcinki kabla,
które nie spełniają wymagań kategorii 5. Można zakupić taki tester na
potrzeby firmy lub zlecić pomiar określonych połączeń wykonawcy
zewnętrznemu.

Lucent i inne firmy wprowadzają nowe bloki połączeniowe. Lucent określa je jako
Typ 100. W ich konstrukcji wykorzystano techniki połączeń opasujących przewód
i pozłacane styki dla lepszego kontaktu. Jeśli w przypadku problemów z transmisją
prawdopodobną przyczyną są połączenia w punkcie dystrybucyjnym, należy
wymienić bloki połączeniowe na nowsze (i niestety droższe).

Złącza UTP

Złącza używane ze skrętką UTP są tanie i – przy odrobinie doświadczenia i
odpowiedniej staranności – łatwe w instalacji. W sieciach 10Base-T używa się
tylko dwu par przewodów. Chociaż to wszystko czego potrzeba, rozsądnie będzie
podłączyć do gniazdek sieciowych wszystkie cztery pary przewodów, o ile
rezerwowe pary nie zostaną przeznaczone do innych celów (na przykład dla sieci
telefonicznej).

W standardzie 10Base-T pierwsza para wykorzystuje styki 1 i 2, a para druga styki
3 i 6. Nigdy nie ma tu potrzeby przekładania i krzyżowania par. W rzeczywistości
należy uważać, aby nie pomieszać przewodów z różnych par, bo można w ten
sposób utracić efekt ekranowania polem elektrycznym uzyskiwany przez skręcenie
przewodów parami.

Przy podłączaniu przewodów do wtyczki RJ-45 powszechnie używa się określonej
kolejności ośmiu przewodów. Spośród kilku możliwych obecnie najbardziej
popularne są: EIA/TIA, Lucent/AT&T 258A, 356A i standard 10Base-T. Wszystkie
one są bardzo podobne i wystarczy konsekwentnie stosować jeden z nich, aby
uniknąć problemów. Kiedyś jednak najbardziej popularnym standardem był USOC
(Universal Service Order Code), który nie jest zgodny ze standardem 10Base-T.
Jednak sekwencję USOC można łatwo zidentyfikować, ponieważ poszczególne
pary rozdzielają się w niej na przeciwległe styki (1-8, 2-7, itd.) zamiast używać
kolejności 10Base-T 1-2, 3-6.

Najbezpieczniej jest wynająć wykonawcę okablowania, nawet jeśli chodzi tylko
o dziesięć węzłów. Jednak po pewnym czasie trzeba będzie dorobić choćby kabel
połączeniowy (patchcord) od gniazdka do komputera. Trudno to zrobić bez
odpowiedniego narzędzia, dlatego najlepiej zakupić dobrą zaciskarkę do wtyczek
RJ-45. Wygląda ona jak olbrzymie kleszcze. Ma odpowiednio uformowane

114

Sieci komputerowe dla każdego

114

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

„szczęki”,
w które wkłada się wtyczkę oraz przewód i działa z odpowiednią siłą, aby zapewnić
dobry kontakt elektryczny. Trzeba tylko sprawdzić, czy gniazdka są odpowiednie
do różnych segmentów okablowania. Potrzebne będą wtyczki dla przewodów
z drutu i dla przewodów z linki dla giętkich kabli w punkcie dystrybucyjnym i kabli
do podłączenia komputera do gniazdka. Wtyczki dla obydwu rodzajów przewodów
różnią się drobnymi stykami wewnętrznymi. Użycie nieodpowiedniej wtyczki dla
danego rodzaju przewodu to praktyczna gwarancja występowania nieregularnych
problemów w miarę upływu czasu.

Podczas zakończania należy bezwzględnie zachowywać skręcenie par przewodów.
Po zdjęciu izolacji mają one tendencję do rozkręcania się, ale należy tego unikać.
Skręcenie powinno być utrzymane niemal do samych styków wtyczki czy gniazdka,
aby uzyskać jak najwyższy poziom ekranowania.

Wybór wykonawcy

Brak dobrego wykonawcy sieci LAN to zła pozycja startowa do budowy
sieci. Niektóre duże firmy – jak na przykład Molex Premise Network –
publikują listy swoich certyfikowanych partnerów
(www.molexpn.com.pl).

Można również szukać rekomendacji niezależnych organizacji
technicznych lub przejrzeć raporty branżowe, np. Teleinfo 500.

W rozdziale tym poświęcono sporo miejsca systemowi okablowania dla sieci LAN
opartemu na nieekranowanej skrętce, ponieważ stanowi ona dość oczywisty wybór
dla większości nowych instalacji sieciowych. Jednak nie można pominąć zupełnie
technologii,które wykorzystują skrętkę ekranowaną, zwłaszcza, że kiedyś została
ona wybrana przez IBM dla sieci Token-Ring.

Skrętka ekranowana

Ekranowana skrętka dwużyłowa ma zewnętrzny ekran z folii aluminiowej lub
miedzianego oplotu, zaprojektowany specjalnie z myślą o zmniejszeniu
pochłaniania zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych. W ten sposób
połączono właściwości ekranowania kabla koncentrycznego i skrętki
nieekranowanej.

Kable ze skrętki ekranowanej są droższe od innych, a praca z nimi jest trudniejsza,
ponieważ wymagają one specjalnej instalacji. Mimo to IBM skutecznie
wypromował system okablowania oparty na tego rodzaju kablu dla sieci Token-
Ring. System IBM ma większą niezawodność (i wyższe koszty), dzięki
zastosowaniu dodatkowego odcinka kabla pomiędzy każdym serwerem i stacją
kliencką a centralnym koncentratorem. Taki schemat okablowania znacząco
zwiększa potrzebną ilość kabla, ale jednocześnie chroni przed całkowitą awarią
sieci w przypadku przerwania lub zwarcia w jednym kablu.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

115

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

115

Nie mieszać par!

Zarówno zawodowcy, jak i amatorzy często popełniają błąd podczas
instalacji złączy, w wyniku którego połączenie wprawdzie działa, ale nie
tak, jakbyśmy tego oczekiwali. Zwykle instalator prawidłowo podłącza
przewód sygnałowy (przewód T na rysunku 6.7), ale „paruje” go z
niewłaściwym przewodem R.

Połączenie będzie działać, ale ponieważ obydwa przewody należą do
różnych par, ekranowanie wynikające ze skręcenia przewodów nie będzie
działać, a przewód będzie podatniejszy na zakłócenia z zewnątrz. Należy
zatem zachować ostrożność!

Rysunek 6.7.
Istnieje kilka różnych
standardów
podłączania
przewodów skrętki
UTP do wtyczki
RJ-45. Należy używać
standardu 10Base-T,
chyba, że
okablowanie jest
przeznaczone dla
firmowego
niestandardowego
systemu
telefonicznego

Komentarz: uzupełniłem podpis

116

Sieci komputerowe dla każdego

116

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Na rysunku 6.8 pokazano ekran z folii i z oplotu miedzianego dla skrętki
ekranowanej.

Rysunek 6.8.
Skrętka ekranowana
(STP)

Kable z ekranowanej skrętki łączą ekranowanie stosowane w kablach
koncentrycznych z efektem uzyskiwanym dzięki skręceniu par przewodów w
skrętce. Jednak taki rodzaj kabla jest gruby, drogi i trudno się go instaluje.

Do połączenia z koncentratorem stosuje specjalne złącza pokazane na rysunku 6.9.

Rysunek 6.9.
Złącze typu D

Pokazane na rysunku złącze w obudowie typu D służy do podłączenia kabla do
karty sieciowej Token-Ring. Większe, ciemniejsze złącze to złącze danych IBM,
które łączy dwie skręcone pary oraz ekran kabla STP do adaptera MAU firmy IBM.

System okablowania IBM podobnie jak większość produktów tej firmy, jest
wszechstronny i pojemny, ale drogi w instalacji. IBM opracował standardy dla
pewnych typów kabla i udziela certyfikatów producentom, którzy spełniają
wymagania tych standardów. Poniżej krótki przegląd standardów kabli IBM:

Kabel typu 1. Kabel ekranowany z dwoma skręconymi parami drutów
(w przeciwieństwie do linek w kablach typu 6). Używany do transmisji
danych, szczególnie w sieciach Token-Ring. Kabel typu 1 przedstawiono
na rysunku 6.10.

Rysunek 6.10.
Kabel typu 1

Wiele firm sprzedaje kabel zgodny ze specyfikacją IBM dla kabla typu 1. Kabel taki
składa się z dwóch osobno ekranowanych par skręconych ze sobą drutów
miedzianych. Zewnętrzne powłoki z PVC lub z Teflonu zapewniają różny stopień
ogniotrwałości.

Kabel typu 2. Cztery nieekranowane pary drutu dla sieci telefonicznej i dwie
ekranowane pary dla transmisji danych w jednej otulinie (rysunek 6.11).

Komentarz: proszę ten tekst
sformatować jako tekst listy
wypunktowanej

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

117

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

117

Rysunek 6.11.
Kabel typu 2

Kable zgodne ze specyfikacją IBM dla typu 2 są używane głównie do łączenia
okablowania telefonicznego i sieci Token-Ting w ramach tej samej instalacji
kablowej. Kabel ten łączy w sobie dwie ekranowane, skręcone pary przewodów i
cztery pary skręcone, ale nieekranowane.

Kabel typu 3. Cztery nieekranowane pary skręconych ze sobą drutów do
zastosowań telefonicznych lub komputerowych.

Kabel typu 4. Dla tego kabla nie opublikowano specyfikacji.

Kabel typu 5. Dwa włókna światłowodowe. Należy pamiętać, że te
specyfikacje zostały opracowane przez IBM i używa się w nich słowa typ,
a nie kategoria. Nie należy zatem mylić kabli tego rodzaju z popularną
skrętką UTP kategorii 5 według specyfikacji EIA/TIA.

Kabel typu 6. Ekranowany kabel z dwoma skręconymi parami linki
miedzianej. W porównaniu z kablem typu 1 charakteryzuje się większą
giętkością. Przeznaczony do transmisji danych; powszechnie używany do
połączeń komputera z gniazdkiem ściennym.

Kabel typu 7. Dla tego kabla nie opublikowano specyfikacji.

Kabel typu 8. Ekranowany kabel skrętkowy przeznaczony do kładzenia
pod wykładzinami. Zaprojektowany tak, aby zminimalizować
wybrzuszenia pokrywającej go wykładziny.

Kabel typu 9. Kabel kanałowy, czyli dwie ekranowane pary skręconych ze
sobą przewodów ze specjalną ognioodporną otuliną. Kabel przeznaczony
do odcinków pomiędzy kondygnacjami budynku.

Kable światłowodowe

Kable  światłowodowe – pokazane na rysunku 6.12 – zamiast wewnętrznych
przewodów miedzianych mają  włókna szklane. Takimi lekkimi kablami przesyła
się  dźwięk stereo do foteli pasażerskich w samolotach, redukując o setki
kilogramów ciężar instalacji. W niektórych samochodach (na przykład w
Chevrolecie Corvette) w celu monitorowania stanu bezpieczeństwa, wykorzystuje
się  światłowody do kierowania światła z reflektorów zewnętrznych do deski
rozdzielczej.  Światłowody wykorzystuje się również w sieciach lokalnych,
szczególnie w zastosowaniach biznesowych o krytycznym znaczeniu.

Komentarz: SKŁAD: proszę (o
ile to możliwe) pozostawić bez
zmian tę kolejność akapitów i
rysunku 6.8, 6.9, 6.10 i 6.11

Komentarz: proszę ten tekst
sformatować jako tekst listy
wypunktowanej

118

Sieci komputerowe dla każdego

118

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Rysunek 6.12.
Kable światłowodowe
zawierają włókna
szklane pokryte
powłoką z Teflonu.
Powłoka zewnętrzna
wykonana jest z
kevlaru lub nawet
stali nierdzewnej w
celu zwiększenia
mechanicznej
wytrzymałości kabla.
Na dolnym rysunku
pokazano dwa typy
złączy używanych z
kablami
światłowodowymi.

Kabel światłowodowy wykonany jest z cieńszych od włosa włókien szklanych

otoczonych materiałem wzmacniającym, na przykład kevlarem. Przez włókna

wysyłane są impulsy świetlne emitowane przez małe lasery lub diody świetlne

reprezentujące zera i jedynki, które składają się na transmitowane dane.

W porównaniu z przewodami miedzianymi kable światłowodowe mają wiele zalet,

a w tym całkowitą niewrażliwość na zakłócenia elektryczne, małą średnicę,

pozwalającą na bezproblemową instalację w kanałach budynku oraz możliwość

szybkiej transmisji dużych ilości danych na znaczne odległości.

Praktycznie wszystkie technologie światłowodowe dla sieci LAN wykorzystują

dwa włókna biegnące do każdego węzła, tak więc przewaga cieńszych przewodów

światłowodowych w porównaniu z cienkim kablem koncentrycznym jest w

rzeczywistości znikoma. Każde z włókien przesyła dane w jednym kierunku, dając

tym samym pełne możliwości komunikacji dwukierunkowej.

Kilka lat temu, tym co najbardziej ekscytowało w systemach światłowodowych

była szerokość ich pasma transmisji. Pojedyncze włókno szklane o średnicy kilka

razy większej od średnicy włosa ludzkiego mogło przenieść setki jednoczesnych

rozmów telefonicznych lub szybkich transmisji danych. Te możliwości technologii

światłowodowych najlepiej wykorzystały firmy telekomunikacyjne, rozbudowując

i wymieniając swoje systemy transmisyjne.

Większość osób wyobraża sobie, że światłowody mogą przesyłać dane z

niespotykaną wcześniej prędkością. Jednak w światłowodowych sieciach lokalnych

dla komputerów PC prędkość nie jest aż tak istotna. Największą zaletą

światłowodów jest tu możliwość zwiększenia odległości pomiędzy węzłami sieci.

Światłowody umożliwiają budowanie sieci z dłuższych odcinków, nie wymagając

przy tym żadnych urządzeń do regeneracji sygnałów, a przy tym są całkowicie

odporne na zakłócenia elektryczne, co jest szczególnie ważne w przypadku

środowisk o mocnych źródłach takich zakłóceń.

Komentarz: uzupełniłem podpis

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

119

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

119

Zasięg i niezawodność to dwie podstawowe zalety najbardziej cenione wśród
zwolenników sieci lokalnych opartych na kablach światłowodowych. Dla wielu
ważne jest również bezpieczeństwo.

Zasięg

Chociaż sygnały w kablu miedzianym i światło w szkle poruszają się z mniej
więcej tą samą prędkością, światło napotyka na swej drodze mniejszy opór. Z
uwagi na to sygnały świetlne mogą być przesyłane na dalsze odległości. Łącza
światłowodowe w prostych sieciach LAN mają zasięg do 3,5 km bez używania
wtórników. To ponad jedenaście razy więcej niż w przypadku cienkiego kabla
koncentrycznego
i piętnaście razy więcej niż w przypadku skrętki 10Base-T. (Kryteria nie związane
z nośnikiem ograniczają maksymalny zasięg sieci Ethernet do 2,5 km).

Niezawodność

Niezawodność systemów światłowodowych wynika przede wszystkim z tego, że
nie pochłaniają one sygnałów i impulsów elektrycznych. Pomimo ekranowania,
specjalnego układania i uziemiania, kable miedziane stają się antenami. Im są
dłuższe, tym więcej absorbują energii promieniowanej przez układy zapłonowe
silników, nadajniki radiowe, napowietrzne linie energetyczne i inne urządzenia
elektryczne. Ponadto kable metalowe mogą mieć różny potencjał względem ziemi,
prowadzący do indukcji zakłóceń lub nawet możliwości porażenia. Energia ze
wszystkich tych źródeł modyfikuje i tłumi sygnały danych w kablach metalowych,
stając się przyczyną uszkodzonych pakietów i czasami przejściowych niestabilności
sieci. Kable światłowodowe są całkowicie odporne na wszelkie pola elektryczne,
więc przenoszą sygnały bez zniekształceń i nigdy nie indukują szkodliwych napięć.

Klejenie włókien

Wysoki koszt światłowodów ma dwa podstawowe źródła: koszt
transceiverów i koszt klejenia i połączeń. Co prawda klejenie i łączenie
włókien staniało, jednak wciąż potrzebne są szkolenia i specjalne
wyposażenie. Również koszty transceiverów się zmniejszają, ale skrętka
UTP wciąż pozostaje dużo tańsza niż światłowód.

Nie wszystkie światłowody są identyczne. Lucent preferuje włókna o średnicy
rdzenia 62,5 mikrona – mikron to jedna milionowa część metra – podczas gdy IBM
posługuje się włóknami o średnicy 100 mikronów. Sprzęt trzeba dopasować do
średnicy światłowodu, ale jeśli instaluje się światłowód przed zakupem sprzętu,
można bezpiecznie wybrać rozmiar 62,5 mikrona. Kabel czterowłóknowy kosztuje
poniżej 10 zł za metr.

120

Sieci komputerowe dla każdego

120

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Bezpieczeństwo

Włókna dla sieci LAN oferują znaczną poprawę bezpieczeństwa, ponieważ wędrują
nimi precyzyjnie kontrolowane impulsy świetlne. Są specjaliści, którzy mając
dostęp do tradycyjnego kabla sieci LAN, byliby w stanie przechwycić
transmitowane nim dane łącznie z niezaszyfrowanymi hasłami. Niektóre techniki
pozwalają nawet na przechwycenie danych bez fizycznego podłączania się do
kabla, ponieważ przewody miedziane emitują sygnały, tak samo jak je pochłaniają.
Jako że kable światłowodowe wypromieniowują światło tylko na swoich końcach,
często znajdują one zastosowanie w instalacjach telefonicznych i systemach
transmisji danych spełniających kryteria TEMPEST.

Nieupoważnione wprowadzenie jakiegokolwiek urządzenia do światłowodu w celu
przechwycenia wiązki świetlnej spowodowałoby natychmiastową przerwę w
transmisji. Awaria łącza wskazuje na problem z kablem, a więc identyfikuje również
próbę podsłuchu. Ponieważ strumień świetlny nie „wycieka” ze światłowodów na
boki, a fizyczne przechwycenie wiązki świetlnej jest trudne, a właściwie niemożliwe,
światłowody są praktycznie odporne na próby przechwycenia transmisji.

Kto kupuje światłowody?

Każdy, kto musi połączyć budynek z budynkiem, powinien do tego użyć światłowodu.
Powinien to zrobić również ten, kto łączy ze sobą punkty dystrybucyjne. Ale
prawdziwe pytanie brzmi: „kto powinien zainstalować światłowód do samego
biurka?”.

Osoby decydujące się na podłączenie komputerów do sieci za pomocą kabli
światłowodowych to niekoniecznie naukowcy i inżynierowie, którzy muszą
przesyłać duże ilości danych. Prawdopodobnie będą to raczej maklerzy giełdowi,
bankowcy, technicy medyczni i pracownicy instytucji związanych z
bezpieczeństwem i wywiadem, którzy potrzebują większego zasięgu, absolutnej
niezawodności i być może – wysokiego poziomu bezpieczeństwa swoich sieci.

Marzenia o światłowodach

„Światłowód do samego biurka” to nieziszczone marzenie
administratorów sieci. Szerokie pasmo światłowodów i wysoka
odporność na zakłócenia czynią je atrakcyjnymi. Jednak szybko malejący
koszt mocy obliczeniowej zwiększył dostępność tanich kart sieciowych
i urządzeń dla skrętki nieekranowanej, podczas gdy adaptery optyczne
pozostały dalej drogie. Prawo Moore’a znowu wygrało,
a obecnie niewielu analityków uważa, że głównie teoretyczne korzyści są
warte zdecydowanie droższych kosztów instalacji światłowodowych w
zastosowaniach LAN. Jednak światłowód jest poza konkurencją, jeśli
chodzi o łączenie punktów dystrybucyjnych, ponieważ ma dużo większy
zasięg niż przewody miedziane.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

121

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

121

Ci, którzy kładą światłowody poza punktami dystrybucyjnymi, stawiają na rozwój.
Gigabit Ethernet na przykład, najlepiej działa na okablowaniu światłowodowym.
Ale Gigabit Ethernet jest obecnie dla wielu firm technologią na wyrost. Bywa
jednak użyteczny do łączenia punktów dystrybucyjnych i można też znaleźć
argumenty za wykorzystaniem gigabitowego łącza do serwerów (chociaż nie będą
to mocne argumenty), ale trudno przewidzieć przyszłe potrzeby dotyczące
łączności. Kompleksowe okablowanie firmy światłowodami na potrzeby standardu
Gigabit Ethernet jest dobrą polisą na przyszłość.

Światłowody szybko przekształciły się z młodej technologii o wielkich
możliwościach w zestaw dojrzałych, praktycznych produktów o znaczącej
przewadze nad innymi metodami łączenia komputerów. W tym samym czasie
systemy światłowodowe dały się również poznać od strony unikatowych
problemów instalacyjnych

i jednocześnie pozostały droższe niż alternatywne systemy, które wykorzystywały
kable miedziane.

Cena złącza światłowodowego oraz poziom umiejętności niezbędny do instalacji
takich złącz jest obecnie znacznie mniejszym problemem niż kiedyś. Pod koniec lat
80. instalatorzy potrzebowali specjalnego sprzętu i drogich szkoleń, aby umieć
poprawnie przyłączyć złącze do włókna, ale obecnie złącza kosztują około 30 zł,
instalacja zajmuje dwie minuty, a instalator może szybko nauczyć się obsługi
prostego narzędzia instalacyjnego.

Najlepszym przykładem agresywnego rozwoju technik światłowodowych może być
Volition, system okablowania strukturalnego firmy 3M. System Volition obejmuje
produkty, które umożliwiają połączenia światłowodowe od wejścia do budynku aż
do komputera.

Dla firm, które decydują się na Gigabit Ethernet i jednocześnie planują rozwój,
Volition to pierwszy światłowodowy system okablowania strukturalnego, który jest
dostępną, ekonomiczną alternatywą dla miedzi. Markowe złącza Volition są tak łatwe
w użyciu jak modułowe złącza RJ-45. Są one niedrogie, niewielkie i łatwo nimi
zakończać włókna. Cały projekt umożliwia ponadto zastosowanie tanich
transceiverów, które z kolei o połowę obniżają koszty konwerterów mediów, a
także zmniejszają koszty elektroniki.

Miedź może zabić!

Instalacja  łącząca sieci w dwóch lub kilku budynkach za pomocą kabla
miedzianego może być niebezpieczna. Sieć elektryczna w każdym budynku
ma swoje własne uziemienie. Ale nieszczęścia się zdarzają. Jeśli ktoś w
jakikolwiek sposób uszkodzi instalację uziemioną
w jednym budynku, na kablu łączącym obydwa budynki może wystąpić
duża różnica potencjałów, powodująca uszkodzenie sprzętu
i stanowiąca zagrożenie dla użytkowników.

Ze względu na bezpieczeństwo – a także z uwagi na ochronę danych
przed zakłóceniami – budynki, a nawet sekcje budynków, należy łączyć

Komentarz: przeniosłem ramkę

122

Sieci komputerowe dla każdego

122

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

kablem światłowodowym pod symbolem ANSI X3T9.5, opisującym
transmisję z prędkością 100 megabitów na sekundę. Nie należy jednak
zakładać, że wszystkie sieci lokalne, w których używa się światłowodów są
zgodne ze standardem FDDI. W rzeczywistości można to powiedzieć o
niewielu takich sieciach.

Na koniec należy powiedzieć, że system Volition był szczegółowo testowany pod
względem niezawodności w wielu zastosowaniach komercyjnych i jest objęty 15-
letnią gwarancją firmy 3M.

FDDI

Czytelnikowi prawdopodobnie wpadł już kiedyś w oczy skrót FDDI, który
pochodzi od nazwy Fiber Distributed Data Interface. FDDI jest standardem
opracowanym przez ANSI.

Standard FDDI definiuje dwa fizyczne pierścienie, w których dane są przesyłane
jednocześnie w dwóch kierunkach. Celem takiej konstrukcji jest niezawodność
i uniwersalność, a także duża przepustowość. Obecnie FDDI odgrywa rolę w
korporacyjnych i kampusowych sieciach szkieletowych łączących ze sobą sieci
LAN. Ostatnio FDDI jest wypierane przez Gigabit Ethernet, który używa
sygnalizacji właściwej dla FDDI wraz z tradycyjnym ethernetowym protokołem
sterowania dostępem do nośnika.

Bezprzewodowe sieci danych

Określenie, które pojawiło się w tytule tego podrozdziału, jest mylące.
Bezprzewodowe sieci danych nie są całkowicie bezprzewodowe, ale wykorzystują
fale radiowe lub promieniowanie podczerwone do łączenia węzła albo grupy
węzłów do głównego systemu sieciowego. Trudno jest klasyfikować
bezprzewodowe systemy sieciowe, ponieważ mogą one wykorzystywać wiele
różnych architektur. Niektóre produkty współpracują tylko z sieciami Ethernet lub
Token-Ring, podczas gdy inne zastępują okablowanie w niektórych segmentach
sieci. Przymiotnik bezprzewodowy jest aktualnie najmodniejszym terminem w
sieciach komputerowych, ale nikt nie może go przejąć wyłącznie na swój użytek i
dla różnych ludzi będzie on miał różne znaczenie. Istnieje przynajmniej pięć
głównych obszarów bezprzewodowej łączności sieciowej:

sale konferencyjne,

budynki/kampusy,

miasta/regiony,

kontynenty,

cały świat.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

123

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

123

Każdy obszar sieci bezprzewodowych dotyczy różnych grup potencjalnych
użytkowników, a żeby nie było zbyt łatwo, poszczególne kategorie nakładają się na
siebie. Zanim jednak wejdziemy głębiej w temat, należy jasno powiedzieć: sieci
bezprzewodowe każdej kategorii są zawsze rozszerzeniem sieci przewodowych,
a nie ich zamiennikiem. Całkowicie bezprzewodowe sieci to w zasadzie jedynie
doraźne połączenia pomiędzy kilkoma laptopami.

Prawa fizyki stosują się do połączeń bezprzewodowych tak samo, jak do
przewodowych, jednak wynikające z nich ograniczenia są w przypadku środowisk
bezprzewodowych większe. Fale radiowe przemierzając przestrzeń, napotykają na
znacznie bardziej nieprzyjazne warunki niż elektrony płynące przewodem
miedzianym. Połączenia bezprzewodowe mogą mieć daleki zasięg albo mogą być
szybkie czy tanie. Nie mogą jednak spełniać tych trzech warunków jednocześnie.
Zasięg
i prędkość transmisji są zawsze odwrotnie proporcjonalne i zwiększenie jednego
z tych parametrów przy jednoczesnym utrzymaniu drugiego na stałym poziomie
zawsze wiąże się ze wzrostem kosztów. Te zależności powodują, że trudno
zbudować system bezprzewodowy, który byłby tańszy lub szybszy od systemu
opartego na przewodach miedzianych.

Aby zatem system bezprzewodowy miał rację bytu, trzeba znaleźć dla niego
zastosowania niszowe, w których miedź z różnych powodów jest gorszym
nośnikiem. Dwa najbardziej obiecujące obszary takich zastosowań dla rozwiązań
bezprzewodowych to lokalizacje, w których nie można zainstalować kabli
miedzianych lub w których użytkownicy są zmuszeni lub po prostu chcą zapłacić za
mobilność.

Więcej o łączach długodystansowych w rozdziale 12.

Bezprzewodowe sieci LAN

Bezprzewodowe połączenia w sieciach LAN to nic nowego. Producenci oferują
urządzenia dla bezprzewodowych sieci LAN w postaci kart ISA i PC Card już od
roku 1990. Idea polega na tym, że kilka komputerów używa kart sieciowych z
połączeniami radiowymi zamiast kablowych. System operacyjny każdego
komputera widzi kartę bezprzewodową, tak jak każdą inną kartę sieciową i używa
sterowników dla protokołów typu TCP/IP lub IPX. Bezprzewodowe połączenia w
sieciach LAN zdają się być odpowiedzią na zapotrzebowanie menedżerów działów
informatyki. Bezprzewodowe karty sieciowe zainstalowane w pecetach i
komputerach przenośnych eliminują potrzebę drogiego okablowania sieciowego i
pozwalają pracownikom pozostawać on-line podczas wędrówek po budynku lub
kampusie.

Od strony radiowej karty używają określonych pasm częstotliwości i technik
transmisji. W IEEE wyodrębniono podkomisję 802.11 w ramach komisji

Komentarz: dopisałem See Also

124

Sieci komputerowe dla każdego

124

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

standardów 802.x, która opracowała standard dla bezprzewodowych systemów
radiowych dla sieci LAN, jednak producenci są zastanawiająco powolni w
dostosowaniu się do wymagań tego standardu.

Na drodze rozwoju łączności bezprzewodowej było kilka ograniczeń. Technologia,
regulacje prawne i brak zgodności pomiędzy dostawcami ograniczały rozwój
produktów dla bezprzewodowych sieci LAN.

Jednak nowe techniki przetwarzania sygnałów i modyfikacje uregulowań prawnych
otwarły przed tą technologią nowe możliwości.

Jedenaście megabitów nie musi się równać 11 megabitom, ale to
wystarczy

O ile transmisja z prędkością 11 Mb/s systemów zgodnych ze standardem
802.11 HR (high rate) jest teoretycznie szybsza niż dla przewodowego
Ethernetu, to jednak praktyczna przepustowość będzie prawdopodobnie
nieco mniejsza, ponieważ protokoły radiowe dołączają do danych więcej
informacji dodatkowych niż protokoły przewodowe. Jednak nawet ze
średnią przepustowością na poziomie od 5 do 6 Mb/s, produkty 802.11
HR są bardzo przydatne do łączności sieciowej.

Na początku roku 2000 możliwości współpracy pomiędzy produktami dla
bezprzewodowej sieci LAN, pochodzącymi od różnych producentów były znikome.
Zwykle nabywcy kupują wszystkie produkty dla sieci bezprzewodowych od
jednego dostawcy.

Niektórzy producenci twierdzą, że ich produkty są zgodne ze standardami IEEE
802.11, inni używają własnych rozwiązań. Jeśli produkty naprawdę współpracują
w oparciu o pierwszy zestaw standardów 802.11, to znaczy, że mogą przesyłać
dane z prędkościami 1 lub 2 Mb/s. Wielu producentów opracowało i wciąż
sprzedaje produkty działające z prędkością 10 i 11 Mb/s w oparciu o własne
standardy.

Jednak jest nadzieja, że ten ponury obraz powinien się znacznie rozjaśnić w roku
następnym. Pod koniec roku 1999 komisja standardów 802.11b otrzymała
ostateczne zatwierdzenie standardu 802.11 HR, czyli High Rate (wysoka prędkość).
Standard ten opisuje transmisję z prędkością 11 Mb/s poprzez łącza radiowe.
Odwołuje się on do konfiguracji sieci LAN z punktem dostępowym (access point),
czyli urządzeniem radiowym podłączonym do przewodowego Ethernetu w celu
umożliwienia dostępu do sieci lokalnej. Druga konfiguracja opisana w standardzie
to połączenie punkt-punkt (nazywane ad hoc – doraźny), łączące grupy
komputerów bez punktu dostępowego. Z oczywistych względów tryb doraźny jest
bardzo interesujący na przykład dla tymczasowych zespołów roboczych, w salach
konferencyjnych, hotelach, a nawet w samolotach. Standard 802.11 HR znalazł
poparcie wśród takich gigantów, jak Aironet, Lucent, Nokia i 3Com. Firmy te
pracują nad serią testów nad współpracą swoich urządzeń zgodnych ze standardem
802.11 HR.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

125

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

125

Sieci bezprzewodowe w skali mikro

Nowa technologia o roboczej nazwie Bluetooth stawia sobie za cel zapewnienie
bezprzewodowej łączności pomiędzy wszystkimi urządzeniami w biurze, a może
nawet pomiędzy sprzętem kuchennym. Bluetooth to zestaw standardów i produktów,
a w tym sprzętu i oprogramowania, które umożliwiają urządzeniom rozpoznawać się
i automatycznie łączyć ze sobą przy użyciu sygnałów radiowych o niewielkim
zasięgu. Urządzeniem Bluetooth może być telefon komórkowy. Jeśli tylko jego
właściciel wraz z nim znajdzie się w pobliżu swojego peceta, ten za pomocą
połączenia w paśmie 2,4 GHz zaktualizuje rejestr połączeń i harmonogram spotkań.
Sprzęt gospodarstwa domowego wyposażony w technologię Bluetooth będzie w
stanie wymieniać informacje o temperaturze, zawartości i nieprawidłowych
warunkach pracy.

Produkty zgodne z 802.11 HR to jest to!

Do połączeń w sieci lokalnej należy używać produktów zgodnych ze
standardem 802.11 HR. Mogą one – zwłaszcza w pierwszym okresie –
być droższe niż wolniejsze i niestandardowe bezprzewodowe karty
sieciowe, ale lepiej nie ryzykować pozostania z produktami,

z którymi żadne inne nie współpracują, a producent przestał istnieć lub
zaniechał rozwoju tej linii produktów.

Bąbelek Bluetooth

Osobiste urządzenia informacyjne (telefon komórkowy z przeglądarką),
które będziemy kupować w roku 2002, będą prawdopodobnie
wyposażone w system Bluetooth, niezależnie od możliwości łączności
komórkowej. Urządzenia takie tworzą wokół siebie komórkę,
umożliwiając swoją identyfikację w środowisku i pobranie z niego
indywidualnych informacji. Można sobie wyobrazić, że na przykład na
lotnisku, urządzenia takie będą odbierały mapę, dzięki której łatwo
trafimy do odpowiedniego stanowiska odpraw. Natomiast

w sklepie spożywczym urządzenie odbierze i wyświetli listę towarów,
które zwykle kupujemy, a dodatkowo zamieści jeszcze informację
o promocjach. Wszystko to dzięki falom radiowym o małym zasięgu.

Prędkość transmisji dla tej technologii to tylko 720 kb/s, więc nadaje się ona jedynie
do przekazywania komunikatów o statusie i poleceń zarządzających. W
przeciwieństwie jednak do technologii wykorzystujących podczerwień, urządzenia w
systemie Bluetooth nie muszą się nawzajem „widzieć”. W obszarze o promieniu do
10 metrów przy braku fizycznych przegród może wymieniać między sobą
informacje aż do ośmiu urządzeń Bluetooth.

126

Sieci komputerowe dla każdego

126

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

Połączenia w budynkach i między budynkami

Może się zdarzyć wiele sytuacji, w których trudno jest doprowadzić kabel do
budynku lub do kompleksu budynków. Na przykład – kiedy trzeba podłączyć do
lokalnej sieci samotnego peceta, który znajduje się w oddalonym magazynie lub
inną sieć LAN osobnego budynku, a odległość między tymi lokalizacjami
przekracza zasięg pojedynczego odcinka kabla sieciowego. Problem można
rozwiązać używając pary routerów, co jednak znacznie podnosi koszt podłączenia
pojedynczego węzła. W takim wypadu łącze bezprzewodowe wydaje się znacznie
tańsze niż kabel miedziany, a ponadto jest łatwiejsze w instalacji.

Może się również zdarzyć, że położenie kabli uniemożliwia konstrukcja budynku
lub brak stosownego pozwolenia od właściciela budynku. W takich przypadkach
idealnym rozwiazaniem również okaże się połączenie bezprzewodowe.

Istnieją dwie klasyczne metody rozszerzenia sieci na inne budynki: zainstalowanie
kabli lub ich wydzierżawienie. Instalacja kabli (co dzisiaj prawie zawsze odnosi się
do kabli światłowodowych) wymaga nakładów inwestycyjnych, które wiążą się
z robocizną i materiałami, niewielkich kosztów związanych z utrzymaniem linii
oraz potencjalnie dużych problemów z uzyskaniem pozwolenia na napowietrzną
lub podziemną instalację kabli. Można próbować wielu strategii, na przykład
dzierżawy miejsca na słupach linii wysokiego napięcia od przedsiębiorstw
energetycznych lub kopania rowów na wydzierżawionej ziemi. Jednak koszty
robocizny dla takich instalacji prawie zawsze przekraczają koszty materiałów.
Kiedy kable są już położone, największe wydatki są już poniesione.

Gdy jednak nie chcemy borykać się z początkowymi problemami związanymi z
instalowaniem własnych kabli, możemy próbować dzierżawić łącza pomiędzy
budynkami od lokalnego operatora sieci telefonicznej.

Jeśli takie usługi są w ogóle w konkretnej sytuacji dostępne, brać pod uwagę opłatę
instalacyjną i miesięczne opłaty za dzierżawę. Należy się liczyć z dłuższym czasem
oczekiwania z uwagi na konieczność rozpoznania przez operatora „technicznych
warunków przyłączenia” oraz ewentualnej rozbudowy sieci. Największą zaletą
takiego rozwiązania jest to, że linie dzierżawione nie wymagają z naszej strony
żadnego utrzymania. Kiedy jednak potrzebna będzie jakakolwiek zmiana,
zwiększenie pasma lub podniesienie poziomu niezawodności, trzeba pogodzić się z
dodatkowymi opłatami. Możne je odjąć od podstawy opodatkowania zamiast
stosować odpisy amortyzacyjne, jak w przypadku własnych sieci, ale i tak po kilku
latach koszty użytkowania własnych kabli okażą się niższe od kosztów dzierżawy.

Więcej o łączach dzierżawionych w rozdziale 7.

Ważną rolę usługodawców internetowych w udostępnianiu łączy
i usług przedstawiono w rozdziale 13., w podrozdziale „Rola
usługodawcy internetowego”.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

127

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

127

Trzecia droga

Jest tylko jeden sposób, aby połączyć budynki bez kabli, bez kłopotów z
pozwoleniem czy bez miesięcznych opłat: połączenie bezprzewodowe.
Bezprzewodowe alternatywy obejmują zarówno systemy radiowe, jak i optyczne.
Teletransmisyjne systemy optyczne od takich firm, jak SilCom czy TTI Wireless, są
bardzo szybkie

i kosztują od 10 000 do 20 000 USD za łącze. Maksymalna prędkość transmisji to 155
Mb/s, a maksymalny zasięg to około 600 m. Chociaż systemy te nie są odporne na
ograniczenie widoczności spowodowane przez wpływy atmosferyczne i
zanieczyszczenia, to jednak dla krótkich odcinków pomiędzy budynkami systemy
optyczne mogą być interesującą alternatywą.

Radiowe systemy transmisji mają znacznie większe zasięgi niż systemy optyczne,
a ich maksymalne prędkości transmisji wciąż się zwiększają. Podobnie jak dla
systemów optycznych, instalacja systemów radiowych przebiega szybko i
bezproblemowo. Wystarczy jedno przedpołudnie, aby zainstalować łącze radiowe
pomiędzy budynkami w odległości do 30 km, które będzie w stanie przesyłać dane
szybciej niż dzierżawiona linia T1 o prędkości 1,5 Mb/s.

Jednorazowy koszt systemów radiowych tego rodzaju waha się od 5 000 USD do
12 000 USD na łącze, ale sprzęt można zdemontować i wykorzystać gdzie indziej,
a poza tym po instalacji nie wymaga on praktycznie żadnych nakładów związanych
z utrzymaniem.

Systemy bezprzewodowe o niskiej mocy nie wymagają licencji. Wprawdzie anteny
muszą się „widzieć”, ale można ten wymóg ominąć, używając wtórników.

Mosty

Bezprzewodowe systemy pomiędzy budynkami i kompleksami budynków działają
zwykle tak, jak urządzenia sieciowe zwane mostami (bridges). W przeciwieństwie
do routerów mosty działają niezależnie od używanych protokołów sieciowych
(takich jak IPX czy IP) i nie wymagają czasochłonnej instalacji czy konfiguracji.
Jako, że mosty są przezroczyste dla protokołów sieciowych, nie są one zazwyczaj
użytecznym rozwiązaniem dla sieci LAN, gdyż przesyłają pomiędzy segmentami
wszystkie dane, także i te, które tego nie wymagają. Na szczęście jednak większość
nowych mostów potrafi uczyć się adresów MAC wszystkich pecetów po obu
stronach łącza i przesyłają one tylko te dane, które mają trafić na drugą stronę.
„Inteligentne” mosty mogą zatem eliminować niepotrzebny ruch, który zmniejsza
wydajność sieci.

Skonfigurowanie mostu do odrzucania grupy określonych adresów MAC może
także być elementem wewnętrznego systemu bezpieczeństwa. Jeśli ze względów
bezpieczeństwa niektóre pecety nie powinny mieć możliwości łączenia się z
segmentem po drugiej stronie mostu, można za pomocą podłączonego do mostu
terminala wpisać adresy tych komputerów na listę filtrowania. Można również

128

Sieci komputerowe dla każdego

128

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

ręcznie filtrować ruch dla niektórych pecetów lub serwerów, aby ograniczyć ilość
danych przesyłanych przez most.

Do wysyłania danych w eter bezprzewodowe mosty używają techniki radiowej
zwanej techniką widma rozproszonego (spread spectrum). Metoda widma
rozproszonego to metoda modulacji lub zmiany sygnału z danymi w ten sposób, że
zajmuje on większe pasmo częstotliwości radiowych niż jest faktycznie potrzebne
do przesłania informacji. Takie rozproszenie danych zabezpiecza sygnał przed
podsłuchem i chroni go przed zakłóceniami zewnętrznymi. Inną zaletą metody
widma rozproszonego jest to, że korzysta ona z pasma częstotliwości widma
elektromagnetycznego zwanego pasmem ISM (industrial/scientific/medical).

Pasmo ISM pokrywa zakresy częstotliwości od 902 do 928 MHz i od 2,4 do 2,484
GHz i nie wymaga licencji FCC (informacje na temat wykorzystania
poszczególnych pasm częstotliwości w Polsce można znaleźć na stronie
Państwowej Agencji Radiokomunikacyjnej: www.par.gov.pl – przyp. tłum.).

Istnieją dwa rodzaje transmisji z rozproszeniem widma: skoki częstotliwości i
kolejność bezpośrednia. Większość bezprzewodowych mostów używa techniki
skoków częstotliwości (Frequency Hopping Spread Spectrum – FHSS). Polega ona
na tym, że nadajnik podczas transmisji zmienia skokowo częstotliwość przy czym
tempo, w jakim odbywają się przeskoki i ich kolejność są ustalone. Na przykład
nadajnik wykorzystujący tę metodę może nadawać sygnał według następującego
schematu: kanał 20, kanał 3, kanał 15. Kanały w tym wypadku to pasma
częstotliwości określone przez FCC.

Nadajniki FHSS wykorzystują kanały o szerokości 500 kHz w paśmie 900 MHz i
kanały o szerokości 1 MHz w paśmie 2,4 GHz. Aby prawidłowo odtworzyć
transmitowane dane, odbiornik musi znać schemat przeskoków stosowany przez
nadajnik. Ponieważ jednak tylko odbiornik „zna” ten schemat, dane są zabezpieczone
przed podsłuchem.

Bezprzewodowe mosty używają zaskakująco małych anten, łatwych do
zamontowania i ukrycia. Używane są anteny dwóch typów: dookólne i kierunkowe.
Pierwsze wysyłają sygnały we wszystkich kierunkach i odbierają sygnały ze
wszystkich. Anteny kierunkowe pracują tylko w określonym kierunku. Anteny
dookólne są wskazane w przypadku kilku komputerów znajdujących się wokół
mostu. Anten jednokierunkowych natomiast używa się do łączenia dwóch lokalizacji
znajdujących się w większej odległości. Anteny te łączą się z mostem (niewielkie
urządzenie wielkości modemu zewnętrznego) za pomocą specjalnego kabla
koncentrycznego. Im dłuższy kabel, tym mniejszy jest możliwy dystans pomiędzy
antenami, zatem najlepiej jest umiejscowić most tak blisko anteny, jak to możliwe.

Chociaż bezprzewodowe mosty są doskonałym rozwiązaniem w sytuacji, gdy
poprowadzenie kabla nie wydaje się możliwe, jest kilka kwestii, nad którymi trzeba
się zastanowić. Po pierwsze – urządzenia te nie są tanie. Można przyjąć kwoty od
3000 do 10000 zł. dla każdej lokalizacji w ramach połączenia za pomocą
bezprzewodowego mostu, zależnie od typu używanej anteny. Jeśli jednak nie ma

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

129

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

129

możliwości położenia kabla lub takie łącze musiałoby być bardzo długie,
bezprzewodowy most wydaje się być najlepszym rozwiązaniem.

Więcej o mostach i routerach w rozdziale 11.

Dalszy zasięg

Więcej możliwości połączeń bezprzewodowych powinno pojawić się w
przyszłości. Na niektórych obszarach usługi telefoniczne i transmisji danych w
ramach tak zwanej „ostatniej mili” (albo „ostatniego kilometra”, czyli do
ostatecznych użytkowników tych usług w mieszkaniach i biurach – przyp. tłum.)
taniej będzie dostarczyć drogą bezprzewodową.

W niektórych systemach komputerowych już teraz traktuje się telefony komórkowe
jako tak zwanych „uproszczonych klientów” (thin client). Odpowiedni interfejs
programowy może uczynić z ich ograniczonych wyświetlaczy i klawiatur użyteczne
narzędzia obliczeniowe. Łączność bezprzewodowa staje się obecnie jedną z
najważniejszych opcji w systemach sieciowych.

Oczywista popularność telefonów komórkowych gwarantuje wpływy z opłat za
urządzenia przenośne i możliwość łączności. Urządzenia te przełamują paradygmat
okablowanych komputerów biurowych, a wystarczy wzbogacić je w dobre
możliwości transmisji danych, aby uczynić z nich użyteczne, kieszonkowe narzędzia
pracy. Dziedzina ta stanowi połączenie pieniędzy i innowacji, więc można się
spodziewać raczej rewolucyjnego rozwoju urządzeń kieszonkowych, a nie liniowej
ewolucji.

Systemy bezprzewodowe stanowią praktycznie idealne rozwiązanie problemu
„ostatniej mili”. Dostępne są dwie technologie. Wielokanałowe, wielopunktowe
systemy dystrybucyjne MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System), tak
zwane „bezprzewodowe kable”, działają w paśmie 2,4 GHz. Z kolei lokalne,
wielopunktowe usługi dystrybucyjne LMDS (Local Multipoint Distribution System)
lub „bezprzewodowe modemy” działają w olbrzymim wycinku pasma skrajnie
wysokich częstotliwości pomiędzy 26 a 30 GHz. Zaletą LMDS jest szerokość
pasma umożliwiająca dużą przepustowość połączeń (teoretycznie 500 kb/s, ale
nominalnie od 300 do 500 kb/s na węzeł) bez konieczności skomplikowanego
określania granic przyległych komórek, które mogą być od siebie oddalone od 3 do
5 km.

Biorąc pod uwagę, że są firmy, które na początku roku 1999 wydały 300 milionów
dolarów na zakup licencji FCC dla części widma odpowiadającego usługom
LDMS, można przyjąć, że technologia ta stanie się podstawową technologią
dostępną po roku 2001. Zanim technologia LMDS w pełni rozkwitnie, potrzeba
jeszcze wiele prac badawczych, targów i bitew o odpowiednie regulacje prawne, ale
mimo to wydaje się, że będzie ona doskonałym sposobem na pokonanie problemów
połączeń w obrębie „ostatniej mili”. Należy zauważyć, że LMDS skupia się na

Komentarz: j.w.

130

Sieci komputerowe dla każdego

130

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

użytkownikach pozostających we względnie bliskiej odległości. Większe zasięgi
staną się domeną innych rozwiązań, które powinny się pojawić po roku 2001.

Obecnie na rynku bezprzewodowych połączeń cyfrowych konkuruje ze sobą kilka

technologii, ale oferowana przez nie przepustowość łączy odpowiada

możliwościom modemów analogowych 14,4 kb/s sprzed kilku lat. Celem systemów

łączności komórkowej trzeciej generacji, planowanych na rok 2001 i lata następne,

jest umożliwienie jednoczesnego połączenia z prędkością 64 kb/s wielu mobilnym

klientom.

Wyższe prędkości transmisji i nowe usługi dla operatorów systemów łączności

komórkowej mają zapewnić systemy satelitów, krążących po niskich orbitach

okołoziemskich (low Earth orbit – LEO). Technologia grupy małych satelitów,

poruszających się wokół Ziemi na wysokości od 1300 km w górę nie jest niczym

nowym. Systemy LEO obsługują komunikację typu „zapisz i prześlij dalej” od lat

80. Najpierw robiły to na potrzeby instytucji wojskowych i wywiadowczych, a

ostatnio dla globalnych spedytorów transportu kontenerowego. Jednak praca w czasie

rzeczywistym i duża liczba usług naziemnych bram spowoduje istotną różnicę

w przydatności tych systemów po roku 2001.

Wspierana przez Billa Gatesa i Craiga McCaw inicjatywa Teledisc stawia sobie za
cel bycie „Internetem w przestworzach”. Z kolei system Globalstar, który jest
finansowany przez Loral Space & Communications Limited oraz QUALCOMM
Incorporated, korzysta ze wsparcia potentatów technologii komunikacji cyfrowej.
To prawda, że niektóre z tych innowacyjnych projektów powstrzymały bariery
finansowe, jednak zostało to spowodowane przeszacowaniem potencjalnego kręgu
odbiorców, a nie samymi wadami podstawowych koncepcji. Wydajne metody
bezprzewodowej transmisji danych będą przyczyną wielu gospodarczych i
socjologicznych zmian w tej dekadzie.

Kablowe rekomendacje

Co powinno stanowić podsumowanie wszystkich opisanych możliwości

dotyczących połączeń? Kiedy się je uporządkuje pod względem kosztów i korzyści,

wszystko staje się proste. Po pierwsze – dla dużych instalacji zawsze należy

używać światłowodów pomiędzy punktami dystrybucyjnymi i w obrębie

kompleksu budynków niezależnie od rodzaju okablowania, które jest używane

pomiędzy punktami dystrybucyjnymi a komputerami w sieci. Nie należy

oszczędzać na zapasowych włóknach pomiędzy budynkami i kondygnacjami.

Niech sobie tkwią w kanałach kablowych i czekają na swój czas.

Po drugie – należy zaplanować wiele punktów dystrybucyjnych. Można znaleźć
kilka miejsc w pobliżu grup użytkowników, w których można będzie zgromadzić
koncentratory, routery i urządzenia dostępowe do Internetu. Określenie punkt
dystrybucyjny jest ciągle w użyciu, pomimo że może dotyczyć sporych pomieszczeń z
własnym systemem klimatyzacji i zasilania.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

131

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

131

Niezależnie od tego, czy kable schodzą się w pomieszczeniu, w szafie wiszącej na
ścianie, czy pod czyimś biurkiem, zawsze należy zapewnić rezerwowe zasilanie
punktu dystrybucyjnego. Nie na wiele się zda zapasowe zasilanie serwerów i stacji
roboczych, jeśli punkt dystrybucyjny nie będzie działał.

Po trzecie – należy korzystać z funkcji do zarządzania siecią. W miarę jak się ona
rozrasta, możliwości zarządzania systemem okablowania stają się coraz ważniejsze.
Koncentratory i routery często mają wbudowane mikroprocesory dedykowane do
realizacji funkcji zarządzania. Procesory te mogą liczyć pakiety w miarę przepływu
danych, sprawdzać błędy w strumieniu danych i generować raporty. Nawet karty
sieciowe mogą być zarządzane. Wszystkie te urządzenia przechowują dane w bazie
MIB (Management Information Base), dopóki nie zażąda ich oprogramowanie do
zarządzania siecią.

Procesory te mogą chronić sieć automatycznie odłączając węzły generujące złe
dane, a niekiedy mogą również rozszerzać ochronę, ograniczając w określone dni
tygodnia i o określonych godzinach dostęp do sieci dla poszczególnych węzłów.
Procesory te mogą również wysyłać specjalne komunikaty – zwane alertami – do
komputerów, na których działa oprogramowanie do zarządzania siecią.

Schemat sygnalizacji i raportowania zwany Simple Network Management Protocol
(SNMP) określa architekturę zarządzania siecią, obejmującą specjalne urządzenia,
które zbierają dane z punktów dystrybucyjnych i z innych urządzeń sieciowych oraz
komputery, które pełnią rolę stacji zarządzania. Komputery zarządzające siecią mogą
być komputerami PC (najczęściej z systemem Windows) lub stacjami roboczymi
innych platform, na przykład stacjami roboczymi firmy Sun z systemem UNIX.

Na koniec należy pamiętać o położeniu wielu rezerwowych kabli UTP kategorii 5
pomiędzy punktami dystrybucyjnymi i komputerami biurowymi. Aby ułatwić
wszelkie zmiany i przesunięcia, jakie są nieodłączną częścią normalnego
funkcjonowania firmy, w punktach dystrybucyjnych należy używać paneli
krosowniczych.

Znacznie więcej informacji o protokole SNMP i narzędziach do
zarządzania siecią można znaleźć w rozdziale 17.

Połączenia dla mieszkań i małych biur

Biura domowe i bardzo małe biura komercyjne stanowią osobną klasę zagadnień
i problemów związanych z połączeniami sieciowymi. Na szczęście producenci
dostarczają kilku rozwiązań dla tego typu sieci. W rzeczywistości mnogość
alternatyw dla okablowania małych biur może nawet wprawiać w zakłopotanie.

Chociaż małe biuro nie musi być wcale zaprojektowane z myślą o łatwym
poprowadzeniu instalacji kablowej, można dość bezpiecznie przyjąć, że do każdego
biurka dochodzi linia telefoniczna. Kilku dostawców wykorzystało wszechobecne

Komentarz: uzupełniłem See
Also

132

Sieci komputerowe dla każdego

132

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

linie telefoniczne, tworząc rozwiązania sieciowe na bazie istniejącego okablowania
biura. Grupa Home Phoneline Networking Aliance (HomePNA) została założona
w czerwcu roku 1998 przez jedenaście firm, – 3Com, AMD, AT&T, Wireless,
Compaq, Conextant, Epigram, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Lucent Technologies
i Tut Systems. Od tego czasu do prac grupy nad technologią przystąpiło ponad
siedemdziesięciu dostawców i oferują oni konkurujące ze sobą produkty.

Mówiąc w skrócie – grupa opracowała standard dla domowych sieci, które
wykorzystują zalety istniejącego okablowania telefonicznego. Sieci HomePNA
pracują na częstotliwościach wyższych (od 5 do 10 MHz) niż telefony i modemy
(poniżej 4 kHz). Dzięki temu można korzystać z sieci, wysyłać i odwiedzać serwisy
internetowe oraz jednocześnie korzystać z telefonu.

Większość zestawów dla sieci HomePNA, jak na przykład HomeFree Phoneline
firmy Diamond Multimedia, kosztuje około 100 USD i zawiera wszystko, co jest
potrzebne do połączenia ze sobą dwóch komputerów. W zestawie znajdują się dwie
karty sieciowe PCI oraz sterowniki dla systemu Windows. Jeśli problemem jest
zainstalowanie karty wewnątrz komputera, można zdecydować się na rozwiązanie
AnyPoint Home Network firmy Intel. Adaptery sieciowe AnyPoint podłącza się do
portów równoległych pecetów, więc nie trzeba nawet otwierać obudowy. Mimio, że
podłączenie adaptera do portu z tyłu peceta jest dużo prostsze niż instalacja karty
w jego wnętrzu, rozwiązanie to ma jednak pewne wady. Na przykład większość
portów sieciowych może obsługiwać transmisję danych z maksymalną prędkością
300 kb/s. To znacznie mniej niż 10 lub nawet 100 Mb/s w przypadku Ethernetu
i mniej niż w przypadku linii DSL czy modemów kablowych. Połączenie
równoległe sieci AnyPoint może być zatem wolniejsze, niż  łącze internetowe. Na
szczęście Intel oferuje również wersje AnyPoint przeznaczone dla magistrali PCI i
USB.

Pierwsze produkty zgodne z HomePNA mają ograniczoną prędkość transmisji do 1
Mb/s. Powinno to wystarczyć do większości standardowych zastosowań i potrzeb
w zakresie współużytkowania danych, o ile oczywiście nie ma potrzeby transmisji
strumienia wideo i tym podobnych zadań. Obecnie trwają prace nad zwiększeniem
przepustowości produktów HomePNA. Firma Epigram już pracuje nad technologią
transmisji poprzez linię telefoniczną z prędkością 10 Mb/s, którą adaptowało kilku
innych dostawców w tym Cisco i 3Com. Z pewnością jednak w wielu instalacjach
ta technologia będzie mniej niezawodna niż przewodowy lub bezprzewodowy
Ethernet.

Najpierw 10Base-T potem sieci bezprzewodowe

Decydując się na sieć, należy przede wszystkim starać się o to, by
wykorzystać przewodowy Ethernet. Jeśli rzeczywiście nie da się
zainstalować kabli, pozostaje system bezprzewodowej sieci lokalnej
zgodny ze standardem 802.11. Szczerze mówiąc rozwiązanie HomePNA,
póki co nie wydaje się rozwiązaniem optymalnym.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

133

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

133

Sieci lokalne w sieciach elektrycznych

Oprócz okablowania telefonicznego innym wszechobecnym okablowaniem jest
instalacja sieci elektrycznej prądu zmiennego. Sporo firm – w tym na przykład
Intelogis – oferuje produkty wykorzystujące sieć prądu zmiennego do transmisji
danych z prędkością 350 kb/s. Ale chociaż prędkość ta wystarczy do przesyłania
niewielkich ilości danych czy korzystania z Internetu, to jednak jest zdecydowanie
za mała do poważniejszych zastosowań.

Opracowana przez firmę Enikia technologia pozwala oczekiwać w niedalekiej
przyszłości produktów umożliwiających transmisje danych w sieci elektrycznej
z prędkością do 100 Mb/s.

Sceptycyzm

Autor deklaruje niniejszym swoje sceptyczne nastawienie do
wykorzystania sieci energetycznych na potrzeby transmisji danych.
Wysokie napięcie w sieci energetycznej nie jest przyjaznym środowiskiem
dla danych. Zdaniem Autora w miarę upływu czasu okaże się, że sieci
komputerowe w niektórych instalacjach elektrycznych działają dobrze, a w
niektórych źle. Niestety odróżnienie jednych od drugich przed zakupem
sprzętu będzie stanowić problem.

Produkty wykorzystujące technologię firmy Enikia powinny być w stanie obsłużyć
do dwustu pięćdziesięciu sześciu węzłów w pojedynczym segmencie domowej sieci
LAN. Jednak wcześniejsze doświadczenia z transmisją danych w sieciach
elektrycznych są mieszane. Istnieje wiele kwestii związanych z blokadą transmisji i
zakłóceniami ze strony urządzeń zasilanych wysokim napięciem, takich jak silniki
elektryczne, oraz urządzeń wykorzystujących pewne zakresy częstotliwości
promieniowania elektromagnetycznego, jak na przykład kuchenki mikrofalowe.
Szybka transmisja danych w sieciach elektrycznych będzie musiała przekonać do
siebie wielu sceptyków.

Podczas gdy kosztujące około 200 USD urządzenie Passport firmy Intelogis jest
podłączane do portu równoległego, produkty wykorzystujące technologię firmy
Enikia będzie można podłączać do standardowych kart sieciowych Ethernet, w tym
do kart typu PC Card podczas gdy sterowniki powinny działać z dowolnym
pecetem. Na szybkie i niezawodne urządzenia sieciowe współpracujące z instalacją
elektryczną trzeba jeszcze rok lub dwa poczekać.

Sieci USB

USB to świetne medium do łączenia w łańcuszek urządzeń, takich jak drukarki
skanery czy modemy i podłączania go do pojedynczego portu w komputerze.
Jednak duża prędkość interfejsu USB czyni go również przydatnym do połączenia
ze sobą dwóch i więcej komputerów w celu współużytkowania plików i drukarek.
Zgodnie ze swoją specyfikacją, interfejs USB umożliwia transmisję danych z

134

Sieci komputerowe dla każdego

134

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

prędkością do 12 Mb/s z tym, że długość kabla dla takiej prędkości jest z reguły
ograniczona do około 4 m. Jednym z powszechnych zastosowań portów USB jest
podłączenie komputera do sieci Ethernet. Wiele firm oferuje konwertery
Ethernet/USB, które umożliwiają podłączenie do sieci komputera z portem USB, bez
potrzeby instalowania karty sieciowej. Produkty te mają wiele konkretnych
zastosowań, jak na przykład umożliwienie mobilnym zespołom przedstawicieli
handlowych stworzenia tymczasowej sieci w terenie, a po powrocie do firmy –
podłączenia się do sieci firmowej.

Dla rynku małych biur produkty, takie jak Entrega USBnet stanowią najtańsze

i najłatwiejsze rozwiązanie. Entrega USBnet to kosztujący około 80 USD

siedmioportowy koncentrator USB z wbudowanym portem sieci Ethernet. Choć

jednak sieci USB mają sens w pojedynczym biurze i w domu, to jednak

ograniczenie zasięgu transmisji czyni prawie niemożliwym okablowanie w taki

sposób większego pomieszczenia. Jednak możliwość szybkiego podłączenia do

sieci dodatkowego komputera bez konieczności kładzenia nowych kabli – na co

pozwalają produkty, takie jak Entrega – może być użytecznym rozwiązaniem.

To jest niezłe!

Sieci USB to wielka rzecz! Komputery można ze sobą połączyć
bezpośrednio poprzez porty USB lub poprzez odpowiedni adapter do
sieci Ethernet. I nie trzeba demontować komputera, aby zainstalować
kartę sieciową. To świetne rozwiązanie alternatywne.

Bezprzewodowo

W bezprzewodowych sieciach radiowych nie występują problemy

charakterystyczne dla rozwiązań dla instalacji telefonicznej lub elektrycznej.

Pojawiają się tam jednak inne problemy. Większość sieci bezprzewodowych używa

pasma 900 MHz lub 2,4 GHz. Dla każdego pasma maksymalny zasięg łączności

wynosi około 50 m, ale użytkownicy muszą wziąć pod uwagę efekty związane z

metalowymi elementami konstrukcji budynku, ścianami i innymi przeszkodami dla

fal radiowych. A zatem podstawowym zagadnieniem jest już lokalizacja samego

komputera. W celu opracowania rozwiązań bezprzewodowych dla małych biur

kilku dostawców – w tym 3Com, Apple, Diamond i IBM – utworzyło w marcu

1998 grupę pod nazwą Home Radio Frequency Working Group.

Grupa ta, zwana w skrócie HomeRF, opracowała standard dla sieci radiowych o

nazwie Shared Area Access Protocol (SWAP), który umożliwia transfer danych

z prędkością od 1,5 do 2 Mb/s. Specyfikacja SWAP definiuje nowy wspólny

interfejs, obsługujący zarówno dane, jak i rozmowy telefoniczne przesyłane drogą

bezprzewodową. Produkty zgodne ze specyfikacją SWAP działają w paśmie 2,4

GHz

i wykorzystują technologię widma rozproszonego z przeskokami częstotliwości.

Jednak produkty HomeRF zgodne z tą specyfikacją są jednymi z najnowszych na

rynku i niewiele można powiedzieć o ich praktycznym działaniu.

Rozdział 6.

♦ Przewodowo i bezprzewodowo

135

C:\Documents and Settings\Piotruś\Pulpit\sieci\Sieci komputerowe dla każdego\06.doc

135

Produkt HomeFree Wireless Network firmy Diamond Multimedia działa z

prędkością 1,5 Mb/s i jest oferowany w postaci karty ISA dla starszych

komputerów, karty PCI dla nowszych komputerów i karty PC Card dla komputerów

przenośnych.

Z kolei Aviator firmy WebGear podłącza się do portu równoległego lub USB.

InfoAccess firmy InnoMedia jest przeznaczony dla portu szeregowego. W każdym

przypadku instalacja sprowadza się do umieszczenia karty w komputerze lub

podłączenia kabla do odpowiedniego portu. Ceny tych bezprzewodowych urządzeń

kształtują się na poziomie od 80 do 150 USD dla pojedynczego PC. Niebawem na

rynku produktów dla sieci domowych powinny się pojawić produkty zgodne ze

specyfikacją 802.11 HR, choć na pewno będą one należały do rozwiązań

najdroższych.

802.11 w trybie doraźnym

Każdy bezprzewodowy adapter sieciowy zgodny ze standardem 802.11
może pracować w tak zwanym trybie doraźnym. Oznacza to połączenie
punkt-punkt z drugim komputerem, a nie z podłączonym do sieci
Ethernet punktem dostępowym (mostem). Jednak domyślnym trybem
pracy jest właśnie połączenie z siecią poprzez most. Aby to zmienić na
tryb doraźny, trzeba użyć programu konfiguracyjnego adaptera.

Powiązać wszystko razem

W następnym rozdziale opisano kombinacje topologii fizycznych, typów
okablowania i adapterów używanych w trzech standardowych architekturach
sieciowych.

Jak będzie można się przekonać, architektury te ewoluowały i rozszerzały się,
obejmując wiele różnych rozwiązań alternatywnych. Mając solidną wiedzę na temat
cech każdego z tych rozwiązań, będzie można stawić czoła bogactwu oferowanych
przez nie opcji.