Глава 24: Типы и использование электрических разъемов
Для сетей характерно использование различных типов разъемов при построении многочисленных соединений (контактов). Одним из самых важных моментов компьютерных сетей, выстроенных с использованием кабеля, является именно способ соединения, затем - место такого соединения. По ходу эксплуатации и на этапе создания такой сети может возникнуть разбалансировка из-за расплетения витых пар. Компенсировать такие потери значительно сложнее сокращения перекрестных наводок. Чем больше кабель будет иметь различных разъемов и соединений, тем хуже будут его параметры.
Основные понятия
Начнем с определения основных понятий. Разъем - это окончание кабеля для подключаемого разъемного соединения различных типов (электрическое, оптическое). Второе определение - коннектор. Коннектером называется участок кабельного разъема, с помощью которого осуществляется подключение проводников. Коннектор обеспечивает два вида контакта: первый - неразъемный, предназначенный для соединения проводников кабеля в разъеме, второй - разъемный, служит для соединения кабелей между собой.
Разъемное соединение кабелей так же может быть двух видов - симметричным и ассиметричным. Для несимметричных кабельных разъемов характерно отсутствие необходимости использования дополнительных стыковочных элементов. Данный вид стыковки бывает штекерным или гнездовым. Самым наглядным примером ассиметричных разъемов служит витая пара. В свою очередь, для подключения симметричных разъемов, необходимо использовать специальные соединители - I-коннекторы. Примером этого вида соединения является BNC.
Фирмами-производителями сетевого оборудования в настоящий момент производится огромное число различных модификаций разъемов. Из-за этого разнообразия часто затруднительно однозначно дать название тому или иному разъему.
Сами проводники можно подключить различными способами. Одним из самых востребованных является - КСИ (врезной контакт сквозь изоляцию), его используют, когда хотят создать неразъемное подключение. Второй - это подпружиненные контакты, которые используют для разъемного соединения.
IDC (КСИ) была изобретена еще в далеком прошлом и применялась в телефонных линиях и сетях слабого тока. Данный способ соединения отличает высокая степень надежности и технологичности. Особенно ее преимущество заметно на фоне обычной пайки. Показателем качества этого типа соединения так же выступает тот факт, что к нему ограничен доступ воздуха. Благодаря этому на него не влияет перепад температур и он не окисляется. Следует указать еще на один момент: материал проводника (медь) и коннектора подвержены процессу диффузии. Этот процесс обуславливает проникновение металлов один в другой, что значительно увеличивает площадь контакта. Такое соединение выгодно применять для сетей, которые будут эксплуатироваться десятки лет - электрические параметры врезных соединений с течением времени улучшаться.
В настоящее время КСИ это самый популярный способ создания неразъемных соединений.
Чтобы объяснить, как выглядят двойные пружинящие контакты, которые призван объединить коннектор, достаточно представить гребенку. Только здесь вместо зубцов тонкие электропроводные лезвия. Когда соединитель подключается, проводники пропускаются между двух соседних зубцов. Электрический контакт появляется, когда ножи одой из половинок гребенки перерезают изоляцию проводника.
Производители сетевых кабелей (витая пара) разработали специальную конструкцию, с помощью которой при подключении витая пара расплетается на необходимый минимум длины. Это позволяет сократить разбалансировку, связанную с нарушением скрутки витых пар. Для устранения разбалансировки при гнездовом типе разъема используют печатные платы.
Методы создания канала
Как для оптической, так и для электрической среды передачи данных приведенный здесь материал будет актуальным. Для этих двух сред общими будут являться основные понятия, но в деталях они будут различаться.
Еще один момент, требующий внимания - это коммутация пакетов и механическая коммутация кабельных сетей. Первый вид - подробно рассматривался в начале книги, второй - будет рассмотрен в этом разделе.
Как, в целом, выглядит кабельный канал, иллюстрирует следующий рисунок:
Создание канала
Пояснения к рисунку:
АК - абонентский кабель
КК - коммутационный кабель
СК - сетевой кабель
ТР - телекоммуникационный разъем
РП - распределительная панель
ПП - промежуточная панель
ТП - точка перехода
В результате мы видим, что для подключения оборудования используются абонентский кабель, телекоммуникационный разъем, две панели и два соединительных кабеля - сетевой и коммутационный (обычно они не отличаются друг), и соединение точки перехода.
Обратите внимание, что стандартом TIA/EIA-568A предусмотрено 2 типа создания канала: interconnection - при помощи подключения (не предусмотрена промежуточная панель и коммутационный кабель) и cross connection - коммутация. Так же оговорено, что первый тип подключения - это частный случай коммутации.
Итак, теперь рассмотрим составные части канала.
Пример телекоммуникационного разъема
Тelecommunication outlet (телекоммуникационный разъем) располагают в любой удобно точке рабочей области (стена, пол и др.). Обычно, в одной розетке на рабочем месте пользователя находится два разъема - под телефон и компьютер.
Подключение осуществляется тогда, когда штекер вставляется в гнезда розетки. Образуется "контактная шина" с большой длиной поверхности, которая обладает высокими электрическими показателями. Обычно коннекторы изготавливают из берилловой бронзы с золотым напылением.
Чтобы изменить подключение не нужно обладать особыми умениями. Тип использованного разъема влияет на число проводки - оно может составлять величину от 750 до 10000 раз. Производиться разводка с помощью сетевых или коммуникационных кабелей.
Оба типа панелей (распределительные и промежуточные) бывают трех видов:
Первый - коммутационные панели (распределительные панели, patch panels). Этот вид панелей используют для размещения сетевых окончаний симметричных электропроводных кабелей. Здесь подключение производится при помощи модульных гнездовых разъемов на лицевой стороне. На тыльной стороне находятся врезные коннекторы - к ним подключаются проводники кабелей. В целом, что бы представить себе, как выглядит данная панель, достаточно представить себе плоский прямоугольный объект, который объединяет множество телекоммуникационных разъемов.
Коммутационная панель
Второй вид - interconnect panels (соединительные панели). Их основная функция - предоставлять разъемные соединения коаксиальных кабелей (BNC) или оптических волокон. Эта панель так же имеет 2 рабочие поверхности: лицевая сторона служит для подключения разъемов соединительных кабелей, тыльная - для подключения разъемов линии связи. На них более подробно мы остановимся в следующих главах.
Третий вид - distribution frames (кросс панели). Выглядит как поле с врезными контактами. Эти панели часто крепят на лицевой стороне конструктивного блока. В такой конструкции соединение производят с помощью коммутационного кабеля. Этот кабель содержит специальные разъемы или перемычки (перемычками выступают одиночные витые пары без разъемов).
Кросс (Lucent)
Не смотря на то, что модульные панели имеют красивый внешний вид, кроссовые панели с врезными контактами позволяют располагать контакты более плотно, с повышенной гибкостью, их цена значительно ниже. Но существует некоторое ограничение: во-первых, для работы с этим типом панелей необходимы некоторые навыки и специальный инструмент.
Так же если необходимо перекоммутировать электрические цепи, то накладывается ограничение на количество таких повторных заделок проводов в контакты. Обычно число использования каждого из контактов не превышает 250 раз. Укажем, что за редким исключением, этого количества оказывается не достаточно.
Для эффективной работы всех типов панелей необходимы соответствующие условия - обогрев и вентиляция, электропитание, рабочее пространство. Для этого панели помещают в специальные шкафы, не редко под эти нужды отводят целое помещение.
Для обычных коммутационных, сетевых и абонентских кабелей существует единое название - шнур (или корд, patch cord). Связано это, в первую очередь, с тем, что во всех этих соединениях применяется одинаковый тип кабелей. Существует единственное исключение - это коммутационный кабель для кроссов 110 типа. Он имеет один или два (на двух концах) специальные разъемы.
Абонентский кабель и разъемы
Для образования абонентского (коммутационного и сетевого) канала используют кабель не более десяти метров длиной. Использование более длинного отрезка не эффективно, т.к. в гибком кабеле величина затухания значительно превышает аналогичную величину в обычном кабеле.
В этом случае применяют разъем RJ45. Он представляет собой контактную пластину, запрессованную в прозрачный пластиковый корпус. У разъема есть острые выступы, они нужны для того, чтобы при обжиме соединение по способу "врезной контакт через изоляцию" было надежным. В настоящее время производится несколько видов контактных пластин. В зависимости от типа проводника используют разъем либо с лезвиями, охватывающими проводник сверху и с разных сторон (монолитный проводник), либо с лезвием, проходящим между проволоками (многопроволочный проводник). Техниками разработаны и универсальные разъемы, подходящие под оба вида проводников.
RJ45 имеет гибкую пластиковую защелку - она обеспечивает крепление разъема в гнезде.
Точками перехода (Transition Point) называют то место, в котором соединяются два разных типа кабеля или то место, где необходимо разветвить многопарный кабель на отдельные пары. В местах, где установлена Transition Point не разрешается установка сетевого оборудования и переключателей.
Кроме подключения разъемы необходимо зафиксировать. Для этих целей служат короба, панели, лестницы, розетки и др. Более подробно на этих элементах мы остановимся в последующих главах.