Pasivní prvky: kabely 1
Předmět: Počítačové sítě a systémy Téma hodiny: Pasivní prvky kabely část III. Třída: 3. a 4. ročník SŠ technické Autor: Ing. Fales Alexandr Software: SMART Notebook 11.0.583.0 2
Připomenutí: Hlavními prvky počítačové sítě jsou klientské stanice a server, dále tiskárny, scannery a další HW vč SW. Počítačová síť vznikne vzájemným propojiením těchto prvků, k tomu nám slouží prvky sítí. Pasivní prvky představují prvky sítí, které pouze přenášený signál předávají dál bez žádné úpravy ani zesílení, používají se pro propojení aktivních prvků. Mezi pasivní prvky patří metalické a optické kabey, konektory, zásuvky, patch panely, rackové skříně a jednotky záložního napájení UPS. 3
Kabeláž: Jedná se o pasivní prvek počítačových sítí, tzv. přenosové médium, sloužící k fyzickému přenosu dat (jednotlivých bitů). Umožňuje fyzické propojení všech zařízení v síti. Přenáší digitální i analogové signály. Do této skupiny patří UTP kabel (nestíněná kroucená dvoulinka), což je nejčastěji používané přenosové médium v sítích LAN a MAN. Další kabeláží jsou STP kabel (stíněná kroucená dvoulinka), ScTP kabel (částečně stíněná kroucená dvoulinka), optické kabely pro sítě MAN a WAN, dnes i páteře LAN, koaxiální kabely, dnes zejména pro přenos internetu v domácnostech po kabelové televizi, a event. sem lze zařadit bezdráty WiFi, BT, WiMAX, laser a infra. 4
Optický kabel: Optický kabel "fiber optic " FO datové signály (informace) jsou přenášeny prostřednictvím světla. Pro svoji funkci vyžaduje optický vysílač světelného paprsku (laser a infra LED dioda) a optický přijímač (fotodioda a jiné detektory). Optický kabel se skládá z jednoho nebo více optických vláken. Liší se ve svých rozměrech, složení, použitých vlnových délkách světla, uložení a aplikaci. Data se přenáší v infračerveném spektru, kdy "1" je světlo a "0" pauza. Světlo použité pro přenos dat v optickém kabelu sice není ve viditelné oblasti, ale i přesto může vážným způsobem poškodit zrak, proto se nikdy nedíváme do koncovky optického kabelu (vlákna). 5
Optický kabel: Pro přenos světelného signálu je definován přenosový řetězec. Ve vysílači se nejprve převede el. signál na světelný pomocí LED diody (levnější, 600 Mbps) či laseru (dražší, 10 Tbps) a zesílí se. Pak se přenáší optickou trasou (kabelem). Následně se v přijímači opět zesílí a pomocí fotodiody, fototranzistoru či detektorů převede ze světla na el. signál. 6
Optický kabel: Infra LED dioda pracuje se světelným signálem s vlnovou délkou 850 nm a 1310 nm, aplikace je vhodná pro mnohovidová vlákna sítí LAN. Laser pracuje se světelným signálem s vlnovou délkou 1310 nm a 1550 nm, aplikace je vhodná pro jednovidová vlákna sítí MAN a WAN či páteřích. Většina přenosových optických zařízení je SIMPLEX jednosměrná, tzn. že buď vysílá, nebo přijímá. Proto je pro DUPLEX, resp. obousměrný přenos potřeba dvou optických vláken a z toho důvodu jsou kabely často párové. Samozřejmě existují drahá vlákna s podporou duplexu. Obecně může být v kabelu více vláken (1 36), neboť se vzájemně neruší. Počet je většinou sudý, kvůli duplexnímu přenosu dat. 7
Optický kabel složení: Vlákno jádro s obalem, plast či sklo. Obal obklopuje jádro a jde o tenkou vrstvu skla s nižším indexem lomu, což zajišťuje vnitřní odraz světla zpět do jádra, resp. brání vysvícení světla ven. Vlákno je číselně definováno průměr vlákna/průměr obalu 62,5/125 μm. 8
Optický kabel složení: Primární ochrana chrání vlákno před vlhkostí, zvyšuje pevnost a zlepšuje manipulaci, nejčastěji jde o akrylátový lak, má průměr 250 μm. Sekundární ochrana chrání vlákno před mechan. namáháním a poškozením, brání mikroohybům. Jsou 2 druhy, a to těsná, nabalující se přímo na primární ochranu s průměrem 900 μm, je k plášti přilepená, kabely se označují jako suché a volná, používající ochranný gel nebo volné uložení, kdy je několik vláken jen s primární ochranou uloženo v trubce s ochranným gelem, kabely vykazují zvýšenou odolnost proti vnějším vlivům a označují se jako gelové. 9
Optický kabel složení: Tahové prvky, někdy označováno jako konstrukční vrstva slouží ke zvětšení pevnosti kabelu z hlediska tahu, čímž brání poškození skleněného vlákna uvnitř kabelu. Nejčastějším materiálem této izolace je kevlar, aramidová příze, ocelové struny nebo skelná příze. Ochranný plášť představuje vnější ochrana celého kabelu, je vždy neprůhledný a barevný. Zpravidla je vícevrstvý. Chrání vlákno uvnitř kabelu proti tlaku, UV záření, teplotě, chemickému poškození, apod. Materiálem je plast (PVC nebo PE) v závislosti na přísnosti požárních předpisů (LSZH). Může být hliníkový či ocelový ve formě armování, čímž se zvyšuje odolnost mechanická, ale i proti bleskům. 10
Optický kabel: Výhody: obrovská přenosová kapacita až 10tky Tbps a velká šíře přenášeného pásma zhruba 10 14 Hz velké použitelné vzdálenosti (sklo SMF až 40 km) odolnost proti elektromagnetickému rušení, lze instalovat vedle silnoproudé kabeláže nekradou se, horší odposlech sklo malý útlum, nízká cena, dlouhá životnost galvanické oddělení sítí (vysílače a přijímače) Nevýhody: plast výrazný útlum a cenově nepříznivé (dražší) u skleněných kabelů horší manipulace náročnější výroba 11
Optický kabel typy: Mnohovidové (MMF multi mode fiber) více vidů (světelných paprsků), menší vzdálenost do stovek metrů, levnější, snazší manipulace, vhodný pro LAN, označení vlákna 50/125 a 62,5/125, má skokový index lomu, přenosová rychlost 1 Gbps. Jednovidové (SMF single mode fiber) jeden světelný paprsek, minimum ohybů a lomů, větší vzdálenost do desítek km, dražší, vhodný pro WAN, označení vlákna 9/125, přenosová rychlost 10 Gbps. Gradientní vlákno speciální druh MMF světelné paprsky se šíří rychleji a dorazí na konec vlákna prakticky ve stejný čas bez ohledu na délku uražené trasy, má plynulou změnu indexu lomu. 12
Optický kabel: Obr. 1 Mrzeon typy optických kabelů 13
Optický kabel kategorie: podle vlnové délky (nm): 1) 850 mnohovidová vlákna 2) 1300 mnohovidová a 1310 jednovidová vlákna 3) 1550 jednovidová vlákna podle vlákna a rychlosti: 1) OM1 50/125 a 62,5/125 100Base FX 2) OM2 50/125 a 62,5/125 1000Base SX 3) OM3 50/125 10GBase SR 4) OS1 9/125 10GBase SR Použití: v LAN, MAN a WAN sítích, v automobilovém a leteckém průmyslu, v telekomunikačních sítích, pro osvětlení a v hybridních kabelech (obsahují současně optická vlákna a měděné vodiče). 14
Pasivní prvky kabely III. 15
Pasivní prvky kabely III. 16
Pasivní prvky kabely III. 17
Pasivní prvky kabely III. 18
Pasivní prvky kabely III. 19
Pasivní prvky kabely III. 20
Charakterizujte optickou kabeláž v PC sítích: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 21
Přiřaďte správné popisy k jednotlivým částem: Vlákno (jádro s obalem) Vnitřní izolace (sekundární ochrana) Vnější izolace Vnitřní izolace (ochranný Nad plášť) výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. (tahové prvky) Vnitřní izolace (primární ochrana) 22
Definujte výhody a nevýhody optické kabeláže: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 23
Napište a porovnejte typy optické kabeláže: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 24
Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr 25
Zdroje informací Literární publikace: TRULOVE, J. ZNAMEŇÁČEK, T. Sítě LAN. 1. vyd. Praha: Grada, 2009. ISBN: 978 80 247 2098 2. s. 384 SPURNÁ, I. Počítačové sítě praktická příručka správce sítě. Kralice na Hané: Computer Media, 2010. ISBN: 978 80 7402 036 0. s. 182 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není li uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr Obr. 1 MRZEON. commons.wikimedia.org: File:Optical fiber types.svg [online]. 2007 09 21 [cit. 2012 10 20]. Dostupný pod licencí: Creative Commons Uveďte autora Zachovejte licenci 3.0 Unported na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:optical_fiber_types.svg>. 26