Despite advances in wireless technologies, many computer networks still rely on cables as a physical medium for devices to transfer data. Several standard types of network cable exist, including coaxial cable, twisted pair cable, USB cable, crossover cable, patch cable, fiber optic cable , etc. Among these different types of network cable, many people may be unfamiliar with patch cable and crossover cable. In fact, patch cable and crossover cable are two types of Ethernet cable, and they have the same physical characteristics. But what on earth is the difference between patch cable and crossover cable?

Before talking about patch cable and crossover cable, it’s very necessary to learn about the T-568A and T-568B standard. With regard to these two network cable wiring schemes, there are two different connectivity forms. The T-568B wiring scheme is by far the most common, though many devices support the T-568A wiring scheme as well. If both ends of the patch cords are wired on the basis of one standard, it is a straight through connection. Both the standards can be used for straight through cable. If not, it is a crossover connection. Some networking applications require a Ethernet crossover cable, which has a T-568A connector on one end and a T-568B connector on the other. This type of cable is typically used for direct computer-to-computer connections. The following section will introduce the straight through cable (or patch cable) and crossover cable in details.

Для двух устройств, чтобы осуществлять передачу через кабель, который непосредственно их соединяет, терминал передачи одного устройства должен быть соединен с терминалом получения другого устройства.

Кабель должен быть обжат так, что контакт передачи, Tx, беря сигнал от устройства А на одном конце, соединялся проводом с контактом получения, Rx, на устройстве B. Точно так же контакт Tx устройства В должен быть соединен с контактом Rx устройства А. Если контакт Tx на устройстве имеет номер 1, а контакт Rx имеет номер 2, кабель соединяет контакт 1 на одном конце с контактом 2 на другом конце. Эти "перекрестные" соединения контактов дают этому типу кабеля его название - перекрестный кабель.

Чтобы получить этот тип соединения с UTP кабелем, один конец должен быть обжат согласно расположению контактов EIA/TIA T568A, а другой конец должен быть обжат согласно схеме T568B.

Чтобы подвести итог, перекрестные кабели непосредственно соединяют следующие устройства в LAN:

Коммутатор с коммутатором

Коммутатор с концентратором

Концентратор с концентратором

Маршрутизатор с маршрутизатором (соединение портов Ethernet)

Компьютер с компьютером

Компьютер к портом Ethernet маршрутизатора

На рисунке идентифицируйте используемый тип кабеля, основываясь на соединяемых устройствах.

В качестве напоминания, ниже еще раз перечислено, когда какой кабель применяется:

Используйте прямой кабель для того, чтобы соединить:

Коммутатор с маршрутизатором

Компьютер с коммутатором

Компьютер с концентратором

Используйте перекрестный кабель для того, чтобы соединить:

Коммутатор с коммутатором

Коммутатор с концентратором

Концентратор с концентратором

Маршрутизатор с маршрутизатором

Компьютер с компьютером

Компьютер с маршрутизатором

Выбор MDI/MDIX

Многие устройства позволяют порту UTP Ethernet быть установленным в MDI или MDIX. Это может быть сделано одним из трех способов, в зависимости от функций устройства:

1. На некоторых устройствах у портов может быть механизм, который электрически меняет пары передачи и получения. Порт может быть изменен с MDI на MDIX, применяя этот механизм.

2. Во время конфигурации некоторые устройства позволяют выбирать, как должен функционировать порт - как MDI, или как MDIX.

3. У многих более новых устройств есть автоматическая функция перекрещивания. Эта функция позволяет устройству обнаруживать необходимый тип кабеля и конфигурирует интерфейсы соответственно. На некоторых устройствах это автоматическое обнаружение выполняется по умолчанию. Другие устройства требуют команды конфигурирования интерфейса для того, чтобы включить автоматическое обнаружение MDIX.

Витая пара - это тип медного кабеля, который используется в телефонной связи и в большинстве сетей Ethernet. Пара проводов образует цепь, по которой можно передавать данные. Провода пары переплетены для защиты от перекрестных помех, представляющих собой шумы, генерируемые соседними парами проводов кабеля. Пары медных проводов заключены в цветную пластиковую изоляцию и сплетены воедино. Пучки витых пар защищает внешняя оплетка.

Когда по медному проводу протекает электричество, вокруг провода создается магнитное поле. Цепь состоит из двух проводов, каждое из которых имеет магнитное поле противоположного заряда. Если два провода цепи находятся близко друг к другу, магнитные поля подавляют друг друга. Это называется эффектом взаимной компенсации. Без него сетевая связь была бы медленной вследствие интерференции, вызванной магнитными полями.

Существует два основных типа кабелей "витая пара":

Неэкранированная витая пара (НВП) - кабель, состоящий из двух или четырех пар проводов. Кабель такого типа функционирует исключительно благодаря эффекту взаимной компенсации, создаваемому парами витых проводов, который ограничивает искажение сигнала, возникающее вследствие электромагнитных и радиопомех. НВП чаще всего используется в качестве кабельной проводки в сетях. Кабели НВП имеют диапазон 100 м (328 футов).

Экранированная витая пара (ЭВП) - каждая пара проводов оплетена металлической фольгой для лучшего экранирования проводов от шумов. Кроме того, четыре пары проводов обернуты металлической оплеткой или фольгой. ЭВП уменьшает электрический шум изнутри кабеля. Кроме того, она снижает электромагнитные и радиопомехи снаружи кабеля.

Несмотря на то что ЭВП снижает помехи лучше НВП, она является более дорогостоящей за счет дополнительного экранирования и более сложной для установки вследствие большей толщины.

Кроме того, металлический экран должен быть заземлен на обоих концах. При неправильном заземлении экран действует подобно антенне, улавливающей нежелательные сигналы.

ЭВП используются в основном за пределами Северной Америки.

количества проводов в кабеле,

количества витков в этих проводах.

Кабели категории 5 и 5е состоят из четырех пар проводов со скоростью передачи данных 100 Мбит/с. В проводах категории 5е больше витков на один фут по сравнению с проводами категории 5. Эти дополнительные витки препятствуют помехам, наводимым внешними источниками и другими проводами в пределах кабеля.

Кабели категорий 5 и 5е выглядят одинаково, но кабель 5е производится в соответствии с более высокими стандартами для того, чтобы обеспечивать более высокие скорости передачи данных. Кабель 6е создается в соответствии с еще более высокими стандартами по сравнению с категорией 5e. В кабеле категории 6е может присутствовать даже центральный разделитель, который отделяет пары внутри кабеля.

Наиболее распространенным кабелем, используемым в сети, является кабель категории 5е. Он подходит для стандарта Fast Ethernet, а его длина составляет до 100 м. В некоторых офисах и домах устанавливают кабель 6е для того, чтобы в будущем можно было без проблем увеличить пропускную способность. Некоторые приложения, такие как видео, видеоконференции и игры, требуют большой пропускной способности.

Самой последней разновидностью кабелей типа витая пара является кабель категории 6А. По нему можно передавать сигналы Ethernet на скорости 10 Гбит/с. Сокращением для 10-гигабитного Ethernet по кабелю типа витая пара является спецификация 10GBase-T, которая описана в стандарте IEEE 802.3an-2006. Клиенты, которым требуются сети с большой пропускной способностью, могут выиграть от установки кабеля, поддерживающего стандарт Gigabit Ethernet или 10 Gb Ethernet.

Кабели на основе витой пары

В зависимости от наличия защиты - электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии: незащищенная витая пара

(UTP - Unshielded twisted pair) - отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары;

фольгированная витая пара (FTP - Foiled twisted pair) - также известна как F/UTP (см.: Screened Shielded Twisted Pair (S/STP)), присутствует один общий внешний экран в виде фольги;

защищенная витая пара (STP - Shielded twisted pair) - присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;

фольгированная экранированная витая пара (S/ FTP - Screened Foiled twisted pair) - внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;

незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP - Screened Foiled Unshielded twisted pair) - двойной внешний экран из медной оплетки и фольги, каждая витая пара без защиты.

Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля. В зависимости от структуры проводников - кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы, а во втором - из нескольких. Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим терминированием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше. В свою очередь многожильный кабель плохо переносит «врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручивании. Кроме того, многожильный провод обладает бо́льшим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (англ. patchcord), соединяющих периферию с розетками.

Стандарты по разводке цветов

Существует два наиболее распространенных стандарта по разводке цветов по парам:

На разъеме RJ45(правильно 8P8C ) цвета проводников располагаются так:

Как правильно обжимать кабель "витая пара"?

Кабель UTP обжимается в соответствии с установленными стандартами цветовых маркировок 568А и 568В. В качестве коннектора используется разъем RJ - 45, имеющий 8 контактов.

Реально используется только 4 из них: 1 и 2 - передающие (Tx) и 3 и 6 - приемные (Rx).

На практике были случаи, когда некоторые устройства с POE питанием отказывались работать с витой парой обжатой по стандарту EIA/ TIA -568A. Поскольку большинство производителей ориентируется на стандарт EIA/ TIA -568B, мы рекомендуем использовать именно его .

MDI, MDIX, Auto-MDIX

Medium Dependent Interface (англ. интерфейс, зависящий от передающей среды) или MDI - порт Ethernet абонентского устройства (например, сетевых карт ПК). Позволяет таким устройствам, как сетевые концентраторы или коммутаторы подключаться к другим концентраторам без использования кроссоверного кабеля или нуль-модема. MDI немного отличается подключением контактов от своей вариации MDIX. Контакты 1 и 2 используются для передачи (Tx) информации (сигналов), 3 и 6 - для приема (Rx).

Чтобы соединить один концентратор с MDI-портом с MDIX-портом компьютера или другого концентратора используется обычный кабель. Однако, чтобы соединить MDI-порт с MDI-портом другого устройства нужен кроссоверный кабель (так же, как и для соединения двух MDIX-портов).

Некоторые производители сетевого оборудования (Planet, Danpex, Level One, Zelax и др.) используют обозначение MPR и DTE, что соответствует MDI и MDI-X

И к чему может привести произвольный обжим?

В принципе, витую пару можно обжимать произвольно, лишь бы контакты с обоих сторон совпадали. Однако, делать это не рекомендуется. По стандарту, в кабеле жилы обжимаются таким образом, чтобы передающие и приемные провода были свиты вместе (оранжевый с оранжево-полосатым и зеленый с зелено-полосатым), для защиты от помех. На расстоянии 5-6 метров разница не будет чувствоваться, но вот на большем расстоянии, обжатый не по стандарту кабель, будет непригодным для использования. При оконцовывании главное что бы пары распологались в порядке:

1 и 2 контакты - вторая пара. 3 и 6 контакты - третья пара 4 и 5 контакты - первая пара 7 и 8 контакты - четвёртая пара

Принятая цветовая последовательность такая:

Синий - первая пара Оранжевый - 2 Зелёный - 3 Коричневый - 4

Хотя от перемены цветов абсолютно ничего не изменится.

Если недообжать или обжать неправильно (провода не из тех пар), то скорость передачи данных заметно падает. В случае использования хаба производительность падает во всей сети при обращении к данной станции. Хаб является широковещательным повторителем - любое обращение слышат все сетевые станции, подключенные к хабу. Соответственно, повторно посланные пакеты, не дошедшие в целости до места назначения, и загружают трафик.

Перекрёстный кабель (crossover cable)

Перекрёстный кабель (crossover cable) - предназначен для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако большинство современных сетевых устройств способно автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него (Auto MDI/MDI-X ), и перекрёстный кабель сегодня потерял свою актуальность.

Оптоволоконный кабель

Волоконно-оптический кабель (Оптоволокно) - это стеклянный или пластиковый проводник, передающий информацию при помощи световых волн. Волоконно-оптический кабель состоит из одного или нескольких оптоволокон, заключенных в оплетку или оболочку. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель изготовлен из стекла, он не подвержен электромагнитным или радиопомехам. На входе в кабель все сигналы преобразовываются в световые импульсы, а на выходе они преобразовываются обратно в электрические сигналы. Это означает, что сигналы, передаваемые по волоконно-оптическому кабелю, являются более четкими, могут передаваться на большие расстояния и имеют большую пропускную способность по сравнению с кабелем из меди или других металлов.

Волоконно-оптический кабель может иметь длину в несколько километров до того, как сигнал потребуется регенерировать. Волоконно-оптический кабель обычно более дорогостоящий в использовании по сравнению с медным кабелем, а разъемы тоже более дорогие и более сложные для сборки. Наиболее распространенными для оптоволоконных сетей являются разъемы SC, ST и LC. Эти три типа оптоволоконных разъемов являются полудуплексными , что позволяет данным двигаться только в одном направлении. Следовательно, необходимо два кабеля.

Существует два типа волоконно-оптических кабелей:

Многомодовый - кабель, у которого сердечник толще, чем у одномодового. Его легче изготовить, с ним можно использовать более простые источники света (светодиоды), и он хорошо работает на расстояниях не более нескольких километров. Многомодовое волокно имеет больший диаметр - 50 или 62,5 микрона. Этот тип оптоволокна чаще всего применяется в компьютерных сетях. Большее затухание во многомодовом волокне объясняется более высокой дисперсией света в нем, из-за которой его пропускная способность существенно ниже - теоретически она составляет 2,5 Гбит/с.

Одномодовый - кабель с очень тонким сердечником. Его тяжелее изготовить, в качестве источника света используются лазеры, а сигнал может легко передаваться на расстояния в десятки километров. Одномодовое волокно очень тонкое, его диаметр составляет порядка 10 микрон. Благодаря этому световой импульс, проходя по волокну, реже отражается от его внутренней поверхности, что обеспечивает меньшее затухание. Соответственно одномодовое волокно обеспечивает большую дальность без применения повторителей. Теоретическая пропускная способность одномодового волокна составляет 10 Гбит/с. Его основные недостатки - высокая стоимость и высокая сложность монтажа. Одномодовое волокно применяется в основном в телефонии.

Монтаж соединителей на оптоволоконный кабель - очень ответственная операция, требующая опыта и специального обучения, поэтому не стоит заниматься этим в домашних условиях, не будучи специалистом. Если уж вам “приспичило” строить сеть с использованием оптоволокна, легче приобрести кабели с соединителями. Впрочем, учитывая стоимость кабеля, соединителей, а также активного оборудования для оптики, можно предположить, что в домашних и небольших ЛВС это оборудование будет использоваться еще нескоро.

Аннотация: В работе ниже мы выполним обжим перекрестного кабеля, предназначенного для соединения двук ПК и проверим правильность обжима. К данной работе имеется видеоролик. Далее мы изучим вопрос доступа в Интернет для нескольких ПК через одно подключение.

Монтируем кроссовер

Если на одном конце кабеля проводники расположены по стандарту 568A, а на другом - по стандарту 568В, то это будет перекрестный кабель - кроссовер ( рис. 5.1).

Обратите внимание на то, какой контакт первый ( рис. 5.2).

Обжатая таким образом витая пара может вам понадобиться в 2 случаях: для соединения ПК-ПК или ХАБ-ХАБ.

Проверка правильности обжима витой пары ПК-ПК

Давайте после опрессовки проверим сделанный нами перекрестный кабель (кроссовер). Вставьте один коннектор в порт LAN первого компьютера так, чтобы раздался щелчок. Коннектор на другом конце кабеля вставьте в порт LAN сетевой карты второго компьютера. Вот и всё, физически компьютеры уже соединены в сеть . Переходим к настройке соединения двух ПК в ОС Windows XP.

Шаг 1.

На ПК1 щелкните правой кнопкой мыши по значку Мой компьютер на рабочем столе и выберите Свойства . В открывшемся окне выберите вкладку Имя компьютера и нажмите на кнопку Изменить . Введите имя компьютера (например, 408-1) и имя рабочей группы, например, 408. Нажмите на кнопку "ОК" в этом и в следующем окне. Затем перезагрузите компьютер , чтобы изменения вступили в силу. То же самое проделайте со вторым компьютером. Рабочая группа на обоих компьютерах должна быть одинаковой - 408. По окончании настройки, второй компьютер также нужно перезагрузить.

Шаг 2.

На ПК1 проделайте команду Пуск - Настройка и дважды щелкните мышью по пункту Сетевые подключения . Далее выполните команду Подключение по локальной сети-Свойства-Протокол Интернета TCP/IP и нажмите кнопку Свойства . Отметьте пункт Использовать следующий IP-адрес . В поле IP-адрес введите адрес вашего компьютера (от 192.168.0.100 до 192.168.0.110). Щелкните мышью по полю Маска подсети - там появится соответствующая адресу компьютера величина. Нажмите кнопку "ОК" в этом окне и "Закрыть" в следующем. Подождите несколько секунд, пока настройки вступят в силу. Закройте окно Сетевых подключений.

Шаг 3.

Для проверки связи между ПК откройте меню Пуск -Выполнить . В поле команд введите cmd и нажмите "ОК". Откроется командный интерпретатор Windows . Мы будем пинговать ПК1 с адресом 192.168.0.100 . Введите ping 192.168.0.100 и нажмите на клавиатуре Enter . Процесс пошел, мы видим как ПК2 отправляет пакеты, а ПК1 отвечает на них ( рис. 5.3). Значит, связь есть, сеть работает, провод обжат правильно.

Можете теперь сесть за ПК1 и пропинговать, например, ПК6 командой ping 192.168.0.6

Доступ в Интернет для нескольких ПК через одно подключение

Ниже мы рассмотрим два варианта настройки Интернета на два компьютера через одно подключение. Работы выполним в ОС Windows XP.

Вариант 1. Раздаем компьютерам Интернет через сетевой мост

Постановка задачи такова: у нас есть розетка с одним гнездом. Надо к ней подключиться двумя компьютерами с целью получения на обоих Интернет . Для решения соединим эти два ПК перекрестным кабелем и разведем одно Интернет подключение на два ПК. Потребуется создать сетевой мост .

Сетевой мост представляет собой программное или аппаратное обеспечение , объединяющее две или более сетей. Приведем пример. Предположим, есть две сети: в одной компьютеры соединены кабелями, в другой - по беспроводной технологии. Компьютеры проводной сети могут взаимодействовать только с другими компьютерами проводной сети, а компьютеры беспроводной сети - только с компьютерами беспроводной. С помощью сетевого моста все компьютеры могут взаимодействовать друг с другом.

Программный сетевой мост , встроенный в Windows XP, не требует покупки дополнительного оборудования. На компьютере можно создать только один сетевой мост , но в его состав может входить любое число сетевых подключений.

Итак, мы соединили два ПК перекрестным кабелем. Для создания моста между такой локальной сетью и Интернет откройте компонент Сетевые подключения , выполнив команду Пуск-Панель управления-Сеть и Интернет-Центр сети и общего доступа-Управление сетевыми подключениями . Удерживая нажатой клавишу Ctrl , выберите все сетевые подключения, добавляемые в мост – рис. 5.4 .

Щелкните правой кнопкой мыши одно из выбранных сетевых подключений и затем в меню найдите строчку Подключения типа мост ( рис. 5.5 и рис. 5.6).

Все – теперь Интернет будет работать на обоих ПК.

Примечание

Если мост не работает, то установите IP не фиксированный, а получаемый автоматически. Брандмауэр также лучше выключить.

Однако, наша практическая работа имеет два существенных недостатка. Во-первых, для выхода в сеть второго компьютера необходимо, чтобы в сети был так же и первый компьютер . Во-вторых, если у вас подключение к Интернет идет по сетевой карте, то необходима дополнительная сетевая карта для подключения второго компьютера к первому, т.к. встроенная сетевая карта уже занята (она принимает Интернет ).

Примечание

Для удаления программного сетевого моста откройте компонент Сетевые подключения , щелкните правой кнопкой мыши на значок удаляемого сетевого моста и в меню встаньте на строчку Удалить . Введите пароль администратора, если появится соответствующий запрос.