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.

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[Author:MP] .

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 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.

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 [Author:MP] 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 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[Author:MP] .

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. 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 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 [Author:MP] 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 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 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:

• 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 robocizny dochodzących do 1000 USD za jedno stanowisko sieciowe, jednak średnia cena
w typowych miejscowościach wynosi około 150 USD za „punkt”.

W roz --> [Author:MP] dziale 5. opisano karty sieciowe i ich charakterystyki elektryczne. Topologie fizyczne i logiczne omówiono w rozdziale 7.

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.

K --> [Author:MP] oncentryki 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.

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
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 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 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.

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.

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.

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 „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.

	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 [Author:MP] podłączania przewodów skrętki UTP do wtyczki RJ-45. Należy używać standardu 10Base-T, chyba, że okablowanie jest przeznaczone dla firmowego niestandardowego systemu telefonicznego

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).

Rysunek 6.11. Kabel typu 2

Kable zgodne ze --> specyfikacją [Author:MP] 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.

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.

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.

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.

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 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.

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 [Author:MP] 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 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.

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.

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”.

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 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 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 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.

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 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.

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 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.

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.

-->

134 Sieci komputerowe dla każdego

Rozdział 6. ♦ Przewodowo i bezprzewodowo 133

134 F:\Helion\Sieci komp dla każdego\06.doc

F:\Helion\Sieci komp dla każdego\06.doc 133

F:\Helion\Sieci komp dla każdego\06.doc 97

MERYTORYCZNE: 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.

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

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

Przeniosłem ramkę

j.w.

j.w.

podpis z oryginału dobrze komponuje się z tekstem

j.w.

uzupełniłem podpis

proszę ten tekst sformatować jako tekst listy wypunktowanej

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

proszę ten tekst sformatować jako tekst listy wypunktowanej

uzupełniłem podpis

przeniosłem ramkę

dopisałem See Also

j.w.

uzupełniłem See Also

[Author:MP]

---