Домашняя, офисная локальная сеть и оборудование - что необходимо знать

 

За сорок лет развития локальных и глобальных сетей было изобретено множество разнообразных технологий. Некоторые очень быстро работали, другие допускали масштабирование телекоммуникационной системы в больших пределах, третьи обеспечивали передачу данных без потерь на огромные расстояния. Но все решили деньги. Если одна технология в два раза хуже, чем другая, зато в десять раз дешевле, что вы выберете? Рынок выбрал второй вариант, и многие технологии скончались в лабораториях.

Витая пара. Почти заводская разделка. Примерно так и должен выглядеть каждый грамотно обжатый кабель.

На сегодняшний день в живых остались коаксиал, витая пара (от 10 до 1000 Мбит/с) и волоконно-оптические кабели. Об этой троице расскажу подробнее. Самое главное отличие коаксиала от витой пары и оптики - это топология. В данном случае используется одна очень длинная цепочка, на которую навешиваются компьютеры. Витая пара и оптика позволяют соединять только два устройства, поэтому требуют применения концентраторов (хабов) или свитчей. Первые проще: они транслируют пришедшие пакеты сразу на все остальные свои порты. Вторые запоминают, какому порту соответствует определенный адрес или диапазон адресов. При большой нагрузке хаб существенно тормозит сеть, наполняя ее ненужными пакетами. То же самое происходит и в коаксиальной сети: для передачи пакета данных сетевая карта должна ждать, пока не освободится эфир.

Оптические кабели, как нетрудно догадаться, передают данные только в одну сторону. Поэтому они всегда сдвоенные.

Физически коаксиал представляет собой достаточно толстый экранированный кабель с одной центральной жилой. Его сопротивление (волновое) на рабочей частоте составляет 50 Ом. Причем не важно, какова длина куска кабеля: волновое сопротивление от нее не зависит. В первых сетях кабель был один (в смысле - один кусок провода без разрывов и соединений). Большой и толстый, он проходил по всем комнатам помещения. Когда надо было подключить к нему компьютер, делали врезку специальным устройством - так называемым вампирным разъемом. Он протыкал изоляцию и доходил до центральной жилы, к нему-то и подключался отвод. Потом кабель стали резать. Концы обжимали BNC-разъемами и через тройник насаживали на сетевую карту. Края цепочки в обязательном порядке должны быть закрыты терминаторами (пятидесятиомными резисторами). Так что просто воткнуть конец кабеля в сетевую карту нельзя: нужны тройник и терминатор (если мы наращиваем цепочку по длине).

Хотя коаксиал постепенно отмирает, но, как это обычно бывает, конвульсии продолжаются и продолжаются. Вам охота ползать и заново прокладывать всю сеть? Особенно когда надо вместо одного кабеля тащить несколько? К тому же у коаксиала есть еще одно достоинство: крысам трудно его перегрызть, да и к индустриальным помехам он устойчив. Так что не удивляйтесь и не падайте в обморок при виде коаксиального провода: эта технология покинет нас не скоро.

От самого медленного варианта перейдем к самому быстрому - оптическим сетям. Слышу: "Оптика - это круто!" А вот и нет. Каждому кабелю в нашем жестоком рыночном мире отведена своя ниша, и в частности ценовая. Да, оптике нет конкурентов в чистом поле или на трансокеанской магистрали. Дорого, но обычно выбора нет.

Наше будущее - за беспроводными сетями. Правда, влияние мощных электромагнитных полей на здоровье пока плохо изучено.

Тактико-технические характеристики оптики впечатляют: еще в 2001 году был принят стандарт, предусматривающий передачу данных на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 65 км по одномодовому (передающему только один поток сигналов. - Прим. ред.) кабелю. Если задействовать повторители-усилители, это расстояние можно увеличить до тысяч километров. Именно так связаны через Атлантический океан Европа и Америка. Чаще всего в таких случаях применяется пакетный кабель: до 72 отдельных световодов в единой бронированной оболочке. Но такой кабель использовать в городе достаточно сложно. При толщине от 3 до 20 мм у оптоволоконного кабеля радиус изгиба составляет 45-400 мм. Почему же нельзя обойтись тонким кабелем и перевести офис на оптику? Тонкий кабель - это одномодовое волокно, которое требует дорогих лазерных передатчиков. Более дешевые многомодовые передатчики изготавливают из светодиодов, но им нужен толстый кабель. И дальность связи сокращается до 50-60 м.

Мало того что оптическое оборудование дорогое, очень трудно заделывать концы кабеля в коннекторы. Обрезанный торец нужно отполировать и вклеить в разъем. Малейшая ошибка - и пиши пропало, разделанный кабель пришел в негодность. Так что, выбирая оптику, десять раз подумайте, так ли оно вам нужно и сколько будет стоить прокладка сети под ключ. Учтите, имеет смысл обращаться не к мальчикам по вызову, а в серьезную контору. Только качественно проложенная оптическая сеть будет хорошо работать.
Так что для домашне-офисного применения оптимальный вариант - витая пара. Точнее, не одна - от двух до четырех свитых друг с другом пар медного провода в одной оплетке. Из них рабочими являются две пары, чаще всего оранжевая и зеленая. По остальным можно передавать постоянное напряжение для питания PoE-устройств, но об этом позже.

На бюджетных сетевых картах очень часто распаивают всего четыре контакта. Какого-то особого криминала в этом нет.

Изначально витая пара подразделялась на восемь категорий, с первой по седьмую, плюс дополнительная - 5E. Первая категория - это советская телефонная "лапша". Годится для передачи голоса и с трудом тянет модем. Вторая немногим лучше первой, позволяет использовать ADSL-модемы (к ним я тоже вернусь позже). Выглядит как обычный телефонный провод под обжим, две или четыре жилы в общей плоской изоляции.
Третья категория проводов - это две перекрученные пары в одной оплетке. Именно скрученность позволяет существенно уменьшить влияние наводок от внешних источников и от самих пар проводов. Предельно допустимая пропускная способность такого провода (в теории) - 10 Мбит/с. Предельная дальность (опять-таки в теории) - 100 м. При хорошем раскладе на небольших расстояниях удается получить и 100 Мбит/с. Или наоборот, 10 Мбит/с, но на 300 м. Причем предпочтительно использовать дорогие, возможно даже гигабитные, адаптеры. Но лучше поставить репитеры-усилители и не рисковать.

Витая пара четвертой категории не прижилась, ее мало где встретишь. Зато "пятерку" продают на каждом углу. Это самый распространенный сегодня на рынке вид кабеля. Дополнительный стандарт (5E) предполагает чуть более высокие характеристики. Не путайте его с экранированной "пятеркой". Предельная скорость работы сети, проложенной с использованием такого провода, - 100 Мбит/с при расстоянии до 100 м. 5Е и "шестерка" поддерживают гигабитные скорости. "Семерка" пока не получила широкого распространения. Видимо, ей уготовано применение в десятигигабитных сетях будущего. Если их создание вообще будет оправданно экономически.

Ну, с кабелем мы разобрались, переходим к коннекторам и прокладке сети. Это самый простой, с точки зрения монтажника, способ создания локалки. Кабель хоть узлом завязывай (но не советую), с изгибами и заделкой концов проблемы возникают редко. Обжимные клещи и мешочек коннекторов можно купить за несколько сотен рублей. На то, чтобы научиться разделывать кабель, нужно часа два-три. Пять-десять раз обжал коннектор под руководством опытного монтажника - и смело идти сам прокладывать сеть.

Главное - помнить следующее: каждая сетевая карточка передает данные по первому и второму контактам, а принимает по третьему и шестому. На концентраторе - наоборот. Если мы хотим соединить две сетевые карты, обжимать кабель надо кроссом: с одной стороны - БО-О-БЗ-С-БС-З-БК-К (О - оранжевый, БО - бело-оранжевый, З - зеленый, С - синий, К - коричневый), с другой - БЗ-З-БО-С-БС-О-БК-К. Синяя и коричневая пары вроде как не важны, но лучше не изобретать велосипед и делать все по стандарту. Чтобы потом не возникло путаницы. Настоящий монтажник должен помнить эту раскладку наизусть. Нумерация контактов на разъеме - слева направо, если держишь его вертикально, контактами к себе и кабелем вниз.
Для соединения концентраторов подойдет и обычный кабель. На каждом из них есть один порт Uplink, то есть такой же, как и на сетевой карте. Этот порт может быть разведен к двум розеткам (использовать их одновременно нельзя!) или переключаться кнопочкой.

Свитчи допускается ставить один за другим для увеличения дальности прокладки сетевого канала, но помните: не более пяти сегментов кабеля между крайними сетевыми картами! В последнее время получили распространение полностью автоматические свитчи: они сами разбираются, откуда данные приходят и куда уходят. Такие позволяют задействовать даже кроссовые кабели в соединениях "компьютер - свитч". Рекомендую по возможности ставить именно такие: случается, порт на концентраторе выгорает. И если накроется аплинковый порт, то кабель придется переобжимать на кросс. Вам оно надо?

Экранированный кабель применяется при прокладке сети в условиях сильных помех. Например, если вы протягиваете пару рядом с электросетью, предпочтителен именно такой вариант. При наружной прокладке (по улице) лучше применить железную гофру и стальной трос. Главное - заземлить ее только в одном месте! Экранированная витая пара заземляется с двух сторон: ее экран прижимается к корпусу компьютера и свитча. Так что, если рядом ударит молния, разность потенциалов на концах экрана может оказаться очень большой: выгорит все подчистую.

К гигабитным сетям каких-либо особых требований не предъявляется, даже расстояние по стандарту то же - 100 м. Но гигабитные сетевые карточки гораздо умнее своих предков и способны динамически снижать скорость передачи данных при плохой связи или при сильных помехах. Плюс с помощью таких девайсов можно найти обрыв или повреждение кабеля по эхо-сигналу. Для этого к гигабитке прилагаются специальные утилиты. Десятигигабитных сетей нам ждать еще очень долго. Для того чтобы нагрузить такой адаптер, потребуется минимум PCIE х4 (гигабайт в секунду, однако). Да и что через такой адаптер передавать? Винчестеры выдают на-гора 100 Мбайт/с, даже несжатый видеопоток со следующими характеристиками: разрешение картинки - 1024 х 768 пикселей, цвет - 24-битный, частота обновления изображения - 30 кадров в секунду, - требует пропускной способности всего 65 Мбайт/с. Простейшая компрессия даст нам 60 кадров при вдвое меньшем потоке.

Перейду к антеннам. Тут все куда веселее. В смысле - руками надо работать меньше, а головой больше. И беспроводные сети гораздо капризнее. Особенно когда их много и сосредоточены они в одном месте. Но начну я с малораспространенных решений - WiMAX и спутников. О первом я писал подробную статью, она была опубликована в UPgrade #15 (208) за апрель 2005 года. С тех пор мало что изменилось, стандарт испытывают в некоторых городах, принимаются уточнения и дополнения спецификаций. Полагаю, еще лет пять эта технология будет чисто "теоретической". WiMAX-оборудование можно поставить и запустить, но на деле это пока невыгодно и сложно.

И спутниковый интернет в России не прижился. Хотя он стал доступен широким массам, но и у него полно ограничений и недостатков. Вот первый и наиболее существенный: дуплексная связь стоит очень дорого. Гораздо дешевле симплекс: то есть от провайдера мы принимаем информацию на тарелку, а чтобы послать запрос, используем еще один способ связи - модемное или GPRS-соединение. Второй удобнее, ведь объем трафика невелик. А dial-up - это деньги за время на линии.

читать далее...>>>