Omówienie elementów pasywnych:

Pasywnymi elementami sieci są media transmisyjne, którymi przekazywane są pakiety bez ich modyfikacji

Skrętka, to najpopularniejsze medium transmisji. Jest niezawodna i tania w realizacji. Wykorzystywana do sieci komputerowych jak i telefonicznych.

Istniejące rodzaje tego kabla:

źródło

Nieekranowany (UTP)
Jest zbudowany ze skręconych ze sobą par przewodów.
Tego typu kabel jest powszechnie stosowany w sieciach informatycznych i telefonicznych, przy czym istnieją różne technologie splotu, a poszczególne skrętki mogą mieć inny skręt.




Foliowany (FTP)
Jest to skrętka ekranowana za pomocą folii z przewodem uziemiającym. Przeznaczona jest głównie do budowy sieci komputerowych umiejscowionych w ośrodkach o dużych zakłóceniach elektromagnetycznych.Stosowana jest również w sieciach Gigabit Ethernet (1 Gb/s) przy wykorzystaniu wszystkich czterech par przewodów.



Ekranowany (U/FTP)
Różni się od skrętki FTP tym, że ekran jest wykonany w postaci oplotu i zewnętrznej koszulki ochronnej.



Istnieją również hybrydy:

FFTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel jest również pokryty folią.





SFTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel pokryty jest oplotem.









Kategorie kabli miedzianych, których przydatność do transmisji określa się w MHz:

źródło

●kategoria 1 – tradycyjna nieekranowana skrętka telefoniczna przeznaczona do przesyłania głosu, nie przystosowana do transmisji danych
●kategoria 2 – nieekranowana skrętka, szybkość transmisji do 4 MHz. Kabel ma 2 pary skręconych przewodów
●kategoria 3 – skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz. Kabel zawiera 4 pary skręconych przewodów.
●kategoria 4 – skrętka działająca z szybkością do 16 MHz. Kabel zbudowany jest z czterech par przewodów
●kategoria 5 – skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym pozwalająca na transmisję danych z szybkością 100 MHz.
●kategoria 5e (enchanced) – ulepszona wersja kabla kategorii 5. Jest zalecana do stosowana w przypadku nowych instalacji
●kategoria 6 – skrętka umożliwiająca transmisję z częstotliwością do 200 MHz. Kategoria ta obecnie nie jest jeszcze zatwierdzona jako standard, ale prace w tym kierunku trwają
●kategoria 7 – kabel o przepływności do 600 MHz. Będzie wymagać już stosowania nowego typu złączy w miejsce RJ-45.

Kabel koncentryczny

źródło

Kabel koncentryczny zbudowany jest z:
●przewodu elektrycznego – najczęściej miedziany lub aluminiowy,
●izolacji wewnętrznej (dielektryk) – oddziela przewodnik od ekranu.
●ekran – stanowi drugi niezbędny ośrodek przewodzący. Jednocześnie chroni sygnał przed zakłóceniami elektromagnetycznymi pochodzącymi ze środowiska. Najczęściej w postaci foli aluminiowej, oplotu miedzianego lub aluminiowego.
●izolacji zewnętrznej – pełni funkcje zabezpieczania przewodu przed uszkodzeniami mechanicznymi, wilgocią.






Kabel koncentryczny, współosiowy - z ang. coaxial cable, przewód telekomunikacyjny, wykorzystywany do transmisji sygnałów zmiennych małej mocy.Kable koncentryczne są kablami do transmisji sygnału i działają na zasadzie różnicy potencjałów powstającej między dwoma elementami metalowymi.
Najczęściej stosowany do budowy sieci w miejscach, które nie wymagają dużych transferów i tam, gdzie komputery ułożone są w jednej linii.
Stosowane są do transmisji sygnałów w zakresie 20 Hz - 15 GHz w przypadku sygnałów cyfrowych.
Obecnie stosuje się je do tworzenia instalacji telewizji kablowej, instalacji anten satelitarnych, podczas montażu systemów telewizji przemysłowej cctv, a także w połączeniach audio-video.
Najczęściej wykorzystywanym dzisiaj rodzajem kabla koncentrycznego jest kabel satelitarny, który pracuje w częstotliwości 2,5 GHz. Jakość całej naszej instalacji satelitarnej będzie w dużej mierze zależeć od jej elementów składowych, w tym także kabla koncentrycznego.




Typy kabli koncentrycznych:

źródło

●10Base-2 zwany popularnie cienkim ethernetem lub cienkim koncentrykiem.

Jest to kabel o przepustowości 10 Mb/s, grubości 0,25 cala i impedancji falowej równej 50 Ω. Maksymalna długość jednego segmentu sieci zbudowanej na cienkim koncentryku może wynosić 185 m, a do kabla dołączonych może być maksymalnie 30 komputerów. Zasięg ten można jednak zwiększyć za pomocą regeneratorów sygnału tzw. repeaterów. Ilość segmentów jest ograniczona do 5, z tego 2 służą do przedłużenia sieci, więc stacje mogą być przyłączone tylko do 3. Maksymalna długość utworzonej w ten sposób magistrali wynosi 910 m, a całkowita liczba odgałęzień we wszystkich segmentach sieci nie może przekroczyć 1024. Na obu końcach kabla musiały się znaleźć oporniki ograniczające, zwane terminatorami, symulującymi nieskończenie długi kabel i eliminującymi w ten sposób odbicia sygnału od końca kabla mogące zakłócić pracę odbiorników.
Ten rodzaj kabla wykorzystywany był głównie do tworzenia małych sieci lokalnych. Poszczególne elementy dołączane były do kabla za pomocą złącza BNC do tzw. trójników umożliwiających dołączenie nowego urządzenia do sieci oraz pobieranie danych z medium. Znacznie zwiększa to awaryjność sieci, ponieważ łącza narażone są na uszkodzenie.





●10Base-5 inaczej gruby koncentryk lub gruby Ethernet.

Kabel o grubości 0,5 cala, impedancja 75 Ω i przepustowości tak jak w przypadku cienkiego koncentryka 10 Mb/s. Maksymalna długość segmentu przy wykorzystaniu tego kabla to 500 m, czyli do kabla może być podłączone max.100 komputerów. Podobnie jak w przypadku 10Base-2 może występować maksimum 5 segmentów z tą różnicą że w tym przypadku łączna długość może wynosić maksymalnie 2500 m.
Tworzenie sieci opartej na grubym koncentryku polegało na tym, że w kabel magistrali wpinało się jednostki klienckie za pomocą tzw. „wampirka”(ang. vampire tap) z transceiverem. Tranceivery pobierają dane z przewodu sieciowego i za pomocą specjalnego kabla dropowego (AUI Drop Cable), czyli kabla łączącego złącze 15-stykowe DIX z nadajnikiem/odbiornikiem o długości do 50 m, przekazują je do karty sieciowej. Wymaga się aby promień zagięcia kabla wynosił co najmniej 30 cm, a odległość między kolejnymi tranceiverami około 240 cm.

Światłowody

źródło 1

źródło 2

źródło 3

źródło 4

Kabel światłowodowy (ang. Optical fiber cable) – kabel zawierający jedno lub więcej włókien szklanych prowadzących impulsy światła.
Kable utworzone z włókien szklanych są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne i mają dużą przepustowość. Przy ich użyciu można osiągać szybkości przesyłania do 100 Gb/s (ok. 12,5 GB/s); najszybsze systemy światłowodowe. mogą prowadzić sygnał rzędu kilku Tb/s.

Włókno światłowodowe jest z reguły pokryte warstwą polimeru. Jest to tak zwane pokrycie pierwotne, zabezpieczające włókno przed wpływem otoczenia. Włókno z pokryciem pierwotnym może być chronione przez kolejne warstwy. Utworzona w ten sposób konstrukcja nosi nazwę kabla światłowodowego.

Światłowody wielomodowe można podzielić na skokowe i gradientowe. Znakomita większość obecnie używanych światłowodów szklanych to światłowody gradientowe.
Same kable dzieli się m.in. na zewnętrzne (OSP - OutSide Plant) i do stosowania w pomieszczeniach (premises cables). Kable hybrydowe - w jednym kablu są włókna jednomodowe i wielomodowe.




Przekrój światłowodu:





Podział światłowodów:

●Jednomodowe (single-mode fibres) - sygnał, wytworzony przez laser półprzewodnikowy, ulega tylko niewielkim zniekształceniom. Fala świetlna rozchodzi się prawie równolegle do osi światłowodu i dociera do końca włókna w jednym modzie – tzw. modzie podstawowym.

●Wielomodowe (multimode fibres) - fala o takiej samej długości fali może rozchodzić się wieloma drogami, zwanymi modami. Prędkość ruchu modów wzdłuż falowodu może być różna powodując zniekształcenie (rozmycie) impulsu, co za tym idzie, ograniczenie prędkości transmisji lub odległości transmisji.






Podział ze względu na materiał:

● Światłowody szklane (GOF), najczęściej wykorzystywane
● Światłowody plastikowe (POF)
● Światłowody ze szklanym rdzeniem i plastikowym płaszczem (HCS/PCS, PCF)




Podział światłowodów ze względu na rozkład współczynnika załamania światła:

●Gradientowy



●Skokowy





Grubość rdzenia i płaszcza. Najpopularniejsze rozmiary:

● 9/125 µm (jednomodowe szklane)
● 50/125 i 62,5/125 µm (wielomodowe szklane)
● 200/230 µm i 400/430 µm (HCS/PCS)
● 980/1000 µm (POF)

Komunikacja bezprzewodowa

Wi-Fi (Wireless Fidelity) – potoczne określenie zestawu standardów stworzonych do budowy bezprzewodowych sieci komputerowych. Szczególnym zastosowaniem Wi-Fi jest budowanie sieci lokalnych (LAN) opartych na komunikacji radiowej, czyli WLAN. Zasięg od kilku metrów do kilku kilometrów i przepustowości sięgającej 300 Mb/s, transmisja na dwóch kanałach jednocześnie. Nazwa Wi-Fi jest rozwijana jako skrót od „Wireless Fidelity”.

źródło

Główne standardy w sieciach bezprzewodowych:

● 802.11a – do 54 Mb/s częstotliwość 5 GHz;
● 802.11b – 11 Mb/s częstotliwość 2,4 GHz ma zasięg ok. 30 m w pomieszczeniu i 120 m w otwartej przestrzeni;
● 802.11g – 54 Mb/s częstotliwość 2,4 GHz, standard Wi-Fi, w praktyce osiągalne są transfery do 20-22 Mb/s przy transmisji w jedną stronę,
● 802.11n – 300 Mb/s częstotliwość 5 GHz oraz 150 Mb/s w częstotliwości 2,4 GHz, obecnie najpopularniejszy, który został wprowadzony na rynek w 2007 roku
● 802.11ac – do 1 Gb/s, standard zaprezentowany w 2012 roku.




Tryb Ad-Hoc

źródło

Rodzaj bezprzewodowej sieci o zdecentralizowanej strukturze, w której przyłączone mobilne urządzenia mogą pełnić funkcje zarówno klienta (terminala końcowego), jak i punktu dostępu. Do przekazywania danych nie jest wymagane istnienie żadnej infrastruktury sieciowej (brak punktów zarządzających), gdyż komunikacja między poszczególnymi jednostkami podsieci następuje w sposób bezpośredni.



WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

źródło

technika bezprzewodowej, radiowej transmisji danych. Została oparta na standardach IEEE 802.16 i ETSI HiperLAN. Standardy te stworzono dla szerokopasmowego, radiowego dostępu na dużych obszarach. Standardy te określają informacje dotyczące konfiguracji sprzętu tak, aby urządzenia różnych dostawców pracowały na tych samych konfiguracjach, tj. aby wzajemnie ze sobą współpracowały. W 2009 roku pojawiły się informacje, że największe światowe sieci komórkowe rezygnują z tej techniki na rzecz stopniowej migracji do sieci standardu LTE.




Bluetooth – standard bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu pomiędzy różnymi urządzeniami elektronicznymi, takimi jak klawiatura, komputer, laptop, telefon komórkowy i wieloma innymi. Jest to otwarty standard opisany w specyfikacji IEEE 802.15.1. Jego specyfikacja techniczna obejmuje trzy klasy mocy nadawczej ERP 1-3 o zasięgu 100, 10 oraz 1 metra w otwartej przestrzeni. Najczęściej spotykaną klasą jest klasa druga. Standard korzysta z fal radiowych w paśmie ISM 2,4 GHz. Pasmo jest podzielone na 79 kanałów, po 1 MHz każdy Urządzenie umożliwiające wykorzystanie tego standardu to adapter Bluetooth. Zawiera patenty, z których można korzystać bezpłatnie w produktach zakwalifikowanych jako zgodne z Bluetooth. Kwalifikacja kosztuje 5-10 tys. USD, za to potencjalni klienci-użytkownicy mogą łatwo znaleźć nowy produkt na opublikowanej w tym celu liście.





Zasięg urządzenia Bluetooth determinowany jest przez klasę mocy:

● klasa 1 (100 mW) ma największy zasięg, teoretycznie do 100 m
● klasa 2 (2,5 mW) jest najpowszechniejsza w użyciu, teoretyczny zasięg do 10 m
● klasa 3 (1 mW) rzadko używana, z teoretycznym zasięgiem do 1 m




Wersje standardu i przepustowość:

źródło

● Bluetooth 1.0 – 21 kb/s
● Bluetooth 1.1 – 124 kb/s
● Bluetooth 1.2 – 328 kb/s
● Bluetooth 2.0 + EDR – wprowadzenie Enhanced Data Rate zwiększyło transfer teoretyczny do 2,1 Mb/s
● Bluetooth 2.1 + EDR - uproszczenie i ujednolicenie procesu parowania urządzeń BT, zmniejszenie zużycia energii
● Bluetooth 3.0 + HS (High Speed) – 24 Mb/s
● Bluetooth 3.1 + HS (High Speed) – 40 Mb/s
● Bluetooth 4.0 + LE (Low Energy) – 1 Mb/s, znacząco ograniczono pobór energii, zwiększono realny zasięg działania do 100 m.
● Bluetooth 4.1 - standard opracowany do zastosowania w tzw. "internecie rzeczy" (urządzenia typu "wearables"), umożliwiający bezpośrednią łączność przedmiotów z internetem.
● Bluetooth 4.2 - w stosunku do poprzednich wersji: szybszy transfer, wyższy poziom bezpieczeństwa, łatwiejsze nawiązanie łączności z urządzeniami
● Bluetooth 5.0 - ujednolicenie wersji, szybszy transfer – 2 Mb/s dla urządzeń typu "wearables" i 50 Mb/s do normalnych, realny zasięg działania do 140 m




LTE (Long Term Evolution) – standard bezprzewodowego przesyłu danych będący następcą systemów trzeciej generacji 3G, rozwijany przez konsorcjum 3GPP. Głównymi celami nowego standardu jest zwiększenie możliwości telefonii komórkowej poprzez zwiększenie prędkości przesyłania danych, zmniejszenie opóźnień, zwiększenie efektywności spektralnej łączy radiowych, zmniejszenie kosztów transmisji danych, uproszczenie architektury.

źródło

Specyfikacja LTE:

● maksymalna szybkość pobierania w warstwie radiowej 150 Mb/s przy szerokości kanału 20 MHz
● maksymalna szybkość wysyłania – 50 Mb/s przy szerokości kanału 20 MHz
● co najmniej 200 użytkowników w każdej komórce
● opóźnienie małych pakietów mniejsze niż 5 ms
● optymalny promień komórki do 5 km
● zachowanie wysokich parametrów dla użytkowników w ruchu do 120 km/h (funkcjonalnie do 350 km/h)




Telefonia komórkowa trzeciej generacji 3G, znana także pod nazwą UMTS
(Universal Mobile Telecommunications Service)

●Telefoniczna sieć cyfrowa telefonii komórkowej bazująca na rozwiniętych w stosunku do 2.5G standardach i trzeciej generacji rodziny standardów IMT-2000. Dzięki poszerzonej pojemności sieci umożliwia ona wprowadzenie dodatkowych usług wykorzystujących transmisję wideo oraz transmisję pakietową. System telefonii trzeciej generacji (3G) umożliwia nieograniczony dostęp radiowy do globalnej infrastruktury telekomunikacyjnej za pośrednictwem segmentu naziemnego, zarówno dla użytkowników stacjonarnych jak i ruchomych. Z założenia ma oferować zaawansowane usługi wideotelefonii, interaktywnej telewizji oraz szybkiej transmisji danych dochodzącej do 2 Mb/s.

źródło

Telefonia komórkowa drugiej generacji 2G - technologia telefonii bezprzewodowej drugiej generacji. Jest to sieć cyfrowa, w odróżnieniu od wcześniejszej sieci analogowej 1G. Pozwala na przesyłanie dźwięku cyfrowego (rozmowa telefoniczna) oraz wiadomości tekstowych (SMS).





Dla telefonii 2G zostały określone podstawowe cechy komunikacji:

● transmisja danych - 9,6 kb/s
● transmisja mowy - kodowanie z przepływnością 13 kb/s
● przesyłaniem SMS-ów
● realizacja połączeń alarmowych

źródło

IrDA (Infrared Data Association) – powstała w 1993 r. grupa, skupiająca kilkudziesięciu producentów sprzętu komputerowego. Celem powstania było stworzenie i kontrolowanie międzynarodowych standardów transmisji danych w zakresie podczerwieni. Grupa ta opracowała firmowy system bezprzewodowej transmisji danych cyfrowych z wykorzystaniem promieniowania podczerwonego. Dzisiaj Forum IrDA specyfikuje trzy standardy komunikacji za pośrednictwem wspomnianych fal podczerwonych: IrDA-Data, IrDA-Control oraz nowy - AIr (Advanced Infrared). Na razie IrDA zapewnia transmisję typu punkt-punkt na odległość do 1 m w zakresie falowym 850-900 nm. Osiągane przepływności dochodzą do 16 Mb/s, a kąt transmisji nie przekracza 30°. Po obniżeniu szybkości transmisji do 75 kb/s można komunikować się na odległość ponad 5 m.

Złącza

8P8C (ang. 8 Position 8 Contact; bardzo popularnie ale błędnie nazywane RJ-45) – rodzaj ośmiostykowego złącza używanego najczęściej do zakończenia przewodów elektrycznych. Wykorzystywane w różnego rodzaju sprzęcie telekomunikacyjnym i komputerowym. Najbardziej rozpowszechnione jako podstawowe złącze do budowy przewodowych sieci komputerowych w standardzie Ethernet. 8P8C oznacza złącze o ośmiu miejscach na styki i ośmiu stykach.


RJ-11 - 4-pinowa wtyczka telefoniczna przeznaczona do łączenia urządzeń telekomunikacyjnych. Najczęściej stosowana do łączenia aparatu telefonicznego z gniazdkiem lub podłączenia linii telefonicznej do modemu.



RJ-45 - 8-pinowa wtyczka używana najczęściej do zakończenia skrętki. Powszechnie stosowana w sieciach komputerowych

źródło

Rodzaje złącz światłowodowych:


LC – złącze małe, stabilne z systemem zatrzaskowym, występuje w wersji simplex i duplex oraz w awersji jednomodowej i wielomodowej - używane w modułach SF .



ST – podobne do złącza koncentrycznego BNC, używane w starszych instalacjach na kablach wielomodowych.


SC – dużo stabilniejsze niż ST, małe wymiary, występuje w wersji simplex oraz duplex, mechanizm zatrzaskowy poprawiający pewność połączenia (bardzo popularne).



FC - złącze posiada gwintowane zakończenie dzięki temu zapewnia niezawodne połączenie.



E2000 - sposób łączenia zapewniająca symetryczność połączenia, złącze dodatkowy wyposażone jest zasłonkę chroniącą przed zabrudzeniem, występują w wersji wielomodowej i jednomodowej.

źródło

Złącza do kabli koncentrycznych:
Złącza BNC (Bayonette Neill Concelman) - używane są do łączenia kabli do transmisji sygnałów analogowych lub radiowych, a także do transmisji sygnałów video. Najczęściej spotykane są w zakresie montażu sieci internetowej.




Fot. Złącze TNC BKL Electronic 405172

Złącza SMA - złącze subminiaturowe, służące do łączenia urządzeń wykorzystujących okablowanie koncentryczne. W sieciach bezprzewodowych stosowane w gniazdach anten, bezprzewodowych kartach sieciowych oraz antenach punktów dostępowych.

źródło

Elementy konstrukcyjne

Rack (pol. szafa rack, szafa teleinformatyczna) – szafy stanowią strategiczny elementy okablowania strukturalnego. W stelażu szafy zainstalowane są urządzenia aktywne wraz ze sprzętem pasywnym. Jej przeznaczeniem jest zapewnienie fizycznego bezpieczeństwa sprzętu w nim zawartego, a także utrzymanie logicznego porządku elementów. Dodatkowo szafy zapewniają zasilanie i przewiew powietrza dla sprzętu aktywnego. Szafy rack mają zastosowanie głównie w serwerowniach komputerowych, teletechnice, energetyce a także w studiach nagraniowych oraz pomieszczeniach przemysłowych.

źródło

Panel krosowniczy lub panel krosowy, panel rozdzielczy (ang. patch panel) – pasywny element sieci komputerowych i telekomunikacyjnych. Montowany jest w szafach rackowych i składa się z szeregu (najczęściej 12, 16, 24 lub 48) gniazd 8P8C. Stanowi on zakończenie okablowania strukturalnego. Z tyłu na stałe przyłączane są do niego przewody prowadzące do gniazdek 8P8C w budynku. Z przodu przy pomocy kabli krosowych gniazda te przyłączane są do urządzeń sieciowych.

źródło