Sieci oparte o okablowanie koncentryczne

Sieci oparte o okablowanie koncentryczne są jednymi z pierwszych rodzajów lokalnych "pajęczyn" zgodnych ze standardem Ethernet. Konstruuje się je w oparciu o topologię magistrali. Jej podstawy zostały opracowane w 1980 roku, więc jest to technologia leciwa i niestosowana już dziś do profesjonalnych rozwiązań. Niemniej jednak do małych blokowych sieci jest w sam raz, ze względu na kilka nie zaprzeczalnych zalet.

Zalety sieci opartej na kablu koncentrycznym

• Jest relatywnie tania w instalacji i utrzymaniu

• Bardzo prosta w montażu.

• Brak potrzeby używania (w podstawowych zastosowaniach) elementów aktywnych prócz karty sieciowej.

• Doskonale nadaje się do instalacji zewnętrznych ze względu na odporność na zakłócenia, szumy, uszkodzenia mechaniczne oraz na warunki atmosferyczne.

Wady sieci opartej na kablu koncentrycznym

• Ograniczona przepustowość do 10Mb/s

• Średnia elastyczność kabla

• Daje małe możliwości rozbudowy (brak modularnej budowy)

• Awaria kabla w jednym miejscu unieruchamia cały segment sieci.

• Trudności przy lokalizowaniu usterki

Oto stosowane jeszcze dziś standardy Ethernetu oparte na kablu koncentrycznym:

• 10 Base-2 - tak zwany cienki ethernet. Do łączenia stacji roboczych stosuje się tu kabel koncentryczny o impedancji falowej 50 Ohm, o wojskowym oznaczeniu RG-S8A/U lub kompatybilny RG-58/U (dla niewtajemniczonych jest on bardzo podobny od kabla od anteny telewizyjnej). Jego grubość określa się na 1/4" (cala). Maksymalna (bezpieczna) długość segmentu wynosi 185m. Maksymalna przepustowość takiej sieci wynosi 10 Mb/s (Maga-bitów/sekundę).

• 10 Base-5 - rzadko dziś stosowany gruby ethernet (RG-8/U). Parametry elektryczne kabla są bardzo zbliżone do standardu opisanego wyżej, oporność także wynosi 50 Ohm. Zmienia się grubość kabla na 1/2". Ze względu na dość duży maksymalny zasięg (do 500m) oraz wyjątkowo dużą odporność na zakłócenia stosowany czasem jako rdzeń sieci. Szczytowa przepustowości podobnie 10Mb/s

Istnieje także zapomniany standard sieci ARCNET (parametry w skrócie : 93 Ohm, 1/3", 300m, 2Mb/s).

Sieć 10Base-2

Ten rodzaj ethernet-u jest dziś najczęściej używany do konstrukcji małych blokowych sieci, gdzie ważna jest cena oraz prostota a nie ogólny transfer. Stosuje się go także w małych firmach gdzie komputery są ustawione w jednej linii i obsługują np. proste, nie wymagające dużych transferów programy fiskalne.

Sama idea budowy jest bardzo prosta. Każdy adapter sieciowy jest wyposażony w tzw. trójnik-T. Konektory (trójniki) zainstalowane w poszczególnych komputerach łączymy ze sobą przy pomocy kabla zakończonego z obu stron specjalnymi wtyczkami BNC (tworząc schemat lampek na choinkę). Końce magistrali zakańczamy terminatorami o oporności 50 Ohm (w ten sposób, że w końcowych komputerach do trójnika z jednej strony przyłącza się przewód biegnący do poprzedniego urządzenia a z drugiej terminator). Terminatory są tylko 2 w sieci, zapobiegają powstawaniu fali stojącej i odbiciom sygnału. Trójnik przyłącza się bezpośrednio do karty sieciowej, nie można tu stosować żadnych dodatkowych kabli (jak ma to miejsce np. w sieciach 10Base-5). W jednym i tylko jednym miejscu w sieci można zainstalować uziemienie. Podłącza się je do jednego z terminatorów (po to są te fajne łańcuszki). Jednak jest to czynność konieczna dopiero gdy sieć połączy więcej niż kilkanaście urządzeń, stąd jeśli nie Wiesz jak to dokładnie wykonać lepiej się za to nie zabieraj. Sposób łączenia komputerów w sieci BNC został przedstawiony na ilustracji poniżej, a opisane elementy pasywne na ilustracjach po prawej (podpis dostępny jest po wskazaniu obrazka).

Zakres między końcami tak powstałej "pajęczyny" (terminatorami) nazywamy segmentem i to jego długość nie może przekraczać 185m a nie jak czasami mylnie się podaje odległość między komputerami. Mówiąc inaczej maksymalna długość przewodu użyta w jednym segmencie (podsieci) wynosi 185 metrów. W jednym segmencie może się znaleźć do 30 komputerów, niemniej jednak już przy współdzieleniu kabla przez kilkanaście stacji, sieć będzie działać bardzo wolno (komfort praktycznie zerowy). Stąd zalecam zmniejszyć tą liczbę do 20 stacji na segment, a do podłączania kolejnych segmentów zastosować urządzenia zmniejszające ruch w sieci. W innym przypadku będą miały miejsce bardzo częste kolizje, sieć zacznie się zapchać, w konsekwencji nie nadając się nawet do gierek :-(. Do łączenia kolejnych segmentów używa się specjalnych urządzeń - repeatorów i mostków. Norma dopuszcza max 5 segmentów z których 3 są wypełnione, uzyskując w ten sposób całkowity zasięg rzędu 925m. Do zespalania podsieci można się pokusić o zastosowanie routera (softwarowego) zbudowanego z komputera wyposażonego w kilka kart sieciowych oraz z pracującym odpowiednim oprogramowaniem routującym pakiety pomiędzy kolejnymi podsieciami (polecam system Linux, NT lub program WinRoute PRO).

Ostatnio dostaje dużo listów z pytaniem czy można połączyć dwie sieci BNC wpinając w środek jednej trójnik i w ten sposób je rozgałęziać. Niektórzy się wykłócają że nawet po spleceniu 3 kabli sieć działa jak złoto. Tu śpieszę wytłumaczyć iż takie praktyki są niedozwolone, może sieć przez chwilę będzie działać lecz na dłuższą metę jest to bez sensu i może to się źle dla sprzętu skończyć. Łączyć podsieci można tylko i wyłącznie za pomocą wyżej opisanych urządzeń.

Istnieje jeszcze jeden sposób na przedłużenie magistrali, mianowicie użycie drogich kart 3COM-u, umożliwiających zwiększenie zasięgu LAN-u do ok. 300 metrów. W tym przypadku nie trzeba stosować żadnych innych urządzeń prócz samego adaptera. Opcja ta jest dość kosztowna, stosowana w przypadku braku możliwości zainstalowania mostka itp.
Co do innych producentów nie jestem już taki pewien. Zdarzają się bowiem noname-owe trzy-setki które ledwo zipią już przy 100m, więc tu należy uważać.

Sposób łączenia komputerów w sieciach BNC

Co trzeba mieć

Aby zbudować prostą sieć 10Base-2 należy zakupić następujące komponenty:

• Karta Podczas wyboru karty sieciowej nie należy zbytnio szaleć z pieniędzmi, ponieważ ich wydajność wzrasta nie proporcjonalnie wolniej niż ich cena. Wystarczy tu zwykła karta popularnej firmy noname z jednym złączem BNC lub w wersji combo (BNC+UTP). Ceny są teraz śmiesznie niskie. Za najtańszy model zapłacimy 40zł w sklepie i 10-20 zeta na giełdzie (chociaż tego ostatniego nie polecam). Jeśli chodzi o wybór slotu ISA/PCI, to nie ma tu żadnej różnicy w wydajności, lecz ze względu na wycofywanie standardu ISA lepiej zdecydować się na nowszą wersję. Ważna jest zgodność ze standardem PnP (PlugandPray:-)) oraz NE2000. Gwarantuje to bezproblemowe ustalenie przerywania, adresu oraz umożliwia użycie jej w każdym znanym systemie operacyjnym (nawet DOS-ie).
  Dobrym pomysłem jest zakup wszystkich kart tego samego producenta. Dzięki temu w bardzo łatwy sposób można testować sieć. Ponadto mamy pewność iż wszystko zadziała bez żadnych kombinacji alpejskich.

• Kabel Na początku należy zmierzyć sznurkiem odległości pomiędzy komputerami. Otrzymaną długość mnożymy przez 1,15 , aby zminimalizować prawdopodobieństwo zakupienia za krótkiego kabla.
  Podczas zakupu przewodu należy zwrócić uwagę czy jego parametry i rodzaj są zgodne z zaleceniami (pytajcie w sklepach z akcesoriami komputerowymi) Cena ok. 150zł /100 metrów. Nie dajcie sobie tu wcisnąć zwykłego koncentryka (dostępnego w każdym sklepie RTV), taka sieć będzie co prawda działać lecz nigdy nie uzyska żądanej przepustowości.
  Prawidłowy przewód koncentryczny składa się z metalowego rdzenia wytworzonego z jednolitego drutu miedzianego lub plecionki - stanowi przewód transmisyjny, dalej znajduje się warstwa izolacji wewnętrznej wykonanej z tworzywa sztucznego, kolejną warstwą jest oplot ekranujący poprawiający odporność kabla na zakłócenia i szumy i na końcu izolacja zewnętrzna.
  Spotykane są także kable podwójnie ekranowane świetnie nadające się do instalacji zewnętrznych, jednak ich cena jest o 1/3 wyższa od zwykłego koncentryka

Dla kontrastu załączam zdjęcie kabla, który przez 2 lata działał (i nadal by działał gdybym nie zmienił okablowania) bez zarzutu na dwóch Acorp-ach. Są to 2 różne "zesztukowane" ze sobą kable od anteny o różnych niezgodnych ze specyfikacją opornościach. Oczywiście do połączenia obu kabli można by użyć I-connector-a (zob. ilustracja po prawej) ale po co:)
Nie polecam stosowania takich patentów w rozległych magistralach lecz w małych 2 - 3 osobowych LAN-ach może to być wystarczające (lecz nie przyszłościowe) rozwiązanie.

Prowizoryczne połączenie kabli

• Złącza Należy się zaopatrzyć w trójniki-T (jeśli nie zostały dołączone do karty) w ilości zgodnej z liczbą kart sieciowych, 2 terminatory o oporności 50Ohm, oraz złącza BNC w liczbie wyznaczonej ze wzoru Z=2n-2 gdzie n oznacza liczbę "sieciówek" a Z wynikową liczę wtyczek. Złącza BNC są dostępne w 3 typach starzeniowe, śrubowe i (najczęściej używanie) zaciskane. Dwa pierwsze gwarantują łatwość instalacji i małą trwałość. Złącza zaciskane są nieco trudniejsze w montażu lecz w pełni rekompensuje to ich trwałość. W skład złącza powinna wchodzić właściwa końcówka, sworzeń (igła) - do nasadzenia na kabel transmisyjny i tulejka do zaciśnięcia kabla na wtyczce. Wszystkie te elementy kupujcie w sklepach komputerowych. Gwarantuje to ich zgodność ze standardem Ethernet.

• Zaciskarka i Przycinarka Są to elementy opcjonalne, nie mniej jednak znacznie ułatwiają sam proces zaciskania końcówek BNC i zapewniają precyzję ich wykonania. Koszt takiego sprzętu plasuje się w granicach od 50 do 150 zł, nie jest to rzecz tania lecz bardzo przydatna. Jeśli macie taką możliwość to je pożyczcie!

Instalacja

Instalacja okablowania w tzw. sieci "BNC" jest bardzo prosta. Polega ona na właściwym przycięciu kabla i zamieszczeniu na nim wtyczek BNC. Dalej pozostaje już podłączenie karty sieciowej i gotowe. Samo przycięcie kabla i zamontowanie wtyczek można zlecić w sklepie lub zrobić samemu. Mankament tej pierwszej alternatywy polega na tym, iż nigdy nie uda się dokładnie wymierzyć pożądanej długości kabla oraz mogą powstać problemy z przeciskaniem wtyczek przez dziury w oknach. Dlatego zalecam wykonanie instalacji we własnym zakresie.

Budowę magistrali należy rozbić na drobne części. Najpierw łączymy 2 komputery (zakładamy terminator) i sprawdzamy czy działają. Dalej dołączamy następny, sprawdzamy i tak w trupa.
Kabel przycinamy dopiero po przeprowadzeniu go od jednego komputera do drugiego. Należy tu zostawić 1-3 metrów luzu, tak aby łatwo było przesunąć komputer z jednego miejsca na drugie oraz aby kabel nie był zbyt napięty.
Po wymierzeniu i odcięciu kabla, należy go odpowiednio przygotować do założenia złącza BNC (tą czynność wykonujemy na obu końcach kabla). Można to zrobić za pomocą noża i/lub nożyczek lub za pomocą specjalnej przycinarki. Prawidłowe przycięcie przewodu koncentrycznego przedstawiono na rys. poniżej.

Prawidłowe przycięcie kabla

Kolejnym krokiem jest nasadzenie wtyczki BNC na uprzednio przygotowany kabel. Powinna się ona składać z zaciskającej tulejki, igły nakładanej na przewód transmisyjny i właściwej wtyczki.

• Na początku nakładamy tulejkę na kabel (w/g rys. powyżej)

• Dalej należy się upewnić czy kabelki składające się na przewód transmisyjny są ze sobą dokładnie splecione i żaden z nich nie odstaje (chyba że jest to jednolity kabel miedziany) (w/g rys. nr.1).

• Kolejnym krokiem jest nałożenie walcowatego sworznia na owe kabelki, tak aby dotykał wewnętrzną izolację kabla i żadna z żyłek przewodu transmisyjnego nie wystawała poza ową "igłę".

• Teraz należy zacisnąć sworzeń na owych kablach za pomocą krawędzi kombinerek lub wyżej wymienionego urządzenia (zaciskarki) (w/g rys. nr.2). Jeśli urzywacie do tego kombinerek radzę nie używać całej siły gdyż w ten sposób łatwo przeciąć cały swożeń w pół.

• Na tak sporządzony przewód nakładamy wtyk BNC, zwracając przy tym uwagę aby igła zakleszczyła się w środku (tzn. tak aby nie dało się wyjąć kabla z wtyczki). Żaden z kabelków stanowiących oplot ekranujący nie może wejść do środka złącza (w/g rys. nr.3)

• Na koniec należy nasunąć tulejkę na oplot ekranujący (kabelki nie powinny wystawać na zewnątrz, w razie czego można je nieco przyciąć) i mocno zacisnąć podobnie jak igłę (w/g rys. nr.4).

Przygotowanie złącza BNC za pomocą kombinerek.

Oczywiście niech nikt nie myśli iż za pierwszym razem wyjdzie super. Ja na przykład nauczyłem się dopiero po skopaniu paru końcówek.

Gdy kabel jest już przygotowany wkładamy do komputerów i instalujemy w systemie karty sieciowe (jeśli nie zostało to uczynione wcześniej), przyłączamy trójniki do złącz BNC (na adapterze) i na nie nakładamy uprzednio przygotowany kabel z zarobionymi wtyczkami BNC (nie zapomnijcie tylko o podłączeniu terminatorów na obu końcach sieci). Nasza magistrala powinna działać jak złoto.

Instalacja końcówek na karcie sieciowej

Sprawdzanie sieci

Jeśli o zgrozo sieć nie działa, wpierw trzeba ja podzielić na jak najmniejsze części (podsieci). W ten sposób określisz dokładnie na którym jej odcinku istnieje problem, ułatwiając sobie znacznie zadanie. Należy tu szukać wszelkich anomalii które nie powinny mieć miejsca, np.: obluzowanych wtyczek, dziurawych czy wyrwanych ze ścian przewodów itd. Z doświadczenia wiem, iż problem zazwyczaj leży w źle zamocowanej końcówce. Możliwe jest także, iż sieciówka jest przepalona, można to łatwo sprawdzić montując w komputerze inny adapter.

A oto już garść sposobów (tipsów) pomocnych w wykrywaniu usterek.
Zakładam, że nie posiadacie żadnych profesjonalnych testerów sieci czy oscyloskopów i innych urządzeń o enigmatycznych nazwach o których nawet nie mam pojęcia. Dlatego podaję 3 najprostsze metody, które w zupełności nam wystarczą.

• Pierwsza metoda umożliwia sprawdzenie poprawności zainstalowania końcówek BNC. Do przeprowadzenia tego testu niezbędny będzie omomierz - dostępny w każdym sklepie z elementami elektrycznymi i elektronicznymi. Ponadto do testu potrzebne będą : karta sieciowa zainstalowana w komputerze, trójnik-T przyłączony do złącza BNC adaptera sieciowego i terminator zatknięty na jednym z końców trójnika.
  Po przygotowaniu wyżej opisanych elementów należy podłączyć jeden koniec sprawdzanego kabla do trójnika. Następnie z drugiej strony koncentryka (do wtyczki BNC) przykładamy końcówki omomierza, jedna do przewodu transmisyjnego a druga do ekranu. Na omomierzu powinna wyskoczyć wartość 50 Ohm. Jeśli jest inna oznacza to, iż gdzieś powstało zwarcie i należy sprawdzić kabel oraz wtyczki.

• Teraz opiszę mój patent. Stosuje się go do sprawdzania poprawności zarobienia końcówek i wykrycia zwarcia w krótkich kablach. Na pewno każdy z nas posiada jakiś wzmacniacz (np od głośników komputerowych) lub pożądaną latarkę.
  Sposób polega na podłączeniu w obwód (czy to od baterii do żarówki, czy kabla od wzmacniacza do głośnika) kabla sieciowego (np + do ekranu a - do sygnału). Jeśli latarka świeci i muzyka gra oznacza to, iż wszystko jest ok.

• Ostatni już "trik" opiera się na oprogramowaniu, graficznie monitoruje nam działanie sieci. W ten sposób można sprawdzić czy wszystkie komputery zostały poprawnie podłączone itp. Polecam programik

---