כבילה ברשת.

Post date: May 5, 2013 9:24:42 AM

כבילה ברשת

זוג שזור Twisted-Pair

השימוש בכבל המוגדר כ: כבל שזור החל בעיקר עבור תקשורת קולית .

בשלב מאוחר יותר הפך הכבל השזור לטכנולוגית החיווט הנפוצה ביותר ברשתות מקומיות .

תקן ה Ethernet המקורי התייחס לשימוש בכבל מסוג COAX אולם בשלב מאוחר יותר הוגדר מפרט ה Ethernet לשימוש עם כבלים מסוג – כבל שזור . הזוג שזור כדי לספק הגנה מCROSSTALK שזה הרעש הנוצר מקרבה של כבלי מידע. זוגות של כבלים ארוזים בתוך בידוד צבעוני ושזורים ביחד, הכיסוי החיצוני מגן על הזוגות השזורים.כאשר שני הגידים שזורים יחד שדה מגנטי של אחד מבטל את השדה המגנטי של השני , זה ניקרא אפקט הביטול.

ישנם סוגים רבים ושונים של כבל המוגדר כ: כבל שזור .

החל מכבלים הכוללים זוג חוטים יחיד באיכות המשמשת להעברת תקשורת קולית ועד כבלים ראשים המכילים 600 זוגות .

הבדלים בין סוגים שונים של כבל שזור מתבטאים במספר גורמים כגון : מספר הגידים הנכללים , עובי המוליך , קצב הליפוף של הזוג השזור וכו' .

מבנה

· מורכב מ : חוט מתכת - Wire (ליבת נחושת ) אשר מוקפת בשכבה מבודדת מחומר פלסטי .

חוטי המתכת מופיעים בתצורה של : זוגות .

· כל זוג של חוטי מתכת משולבים אחד בשני ע"י שזירה (twisted ) של הכבלים .

זוג הכבלים השזור יוצרים מעגל שדרכו ניתן להעביר מידע .

· כבל מסוג : twisted pair מורכב מ 2-4 זוגות של כבלים שזורים . ( 4-8 גידי נחושת ) .

זוגות הכבלים נעטפים במבודד נוסף אשר מורכב מחומר כגון : PVC או Teflon .

המטרה של תצורת העבודה המתבססת על הגדרת זוגות של כבלים השזורים אחד סביב השני נועדה כדי לבטל הפרעות אלקטרומגנטיות הנגרמות מהמידע האלקטרו מגנטי העובר בכול אחד מן הכבלים הנכללים בזוג .

לפוף הכבלים יוצר למעשה תופעה הפוכה ע"י יצירת קרינה הפוכה בעלת עוצמה דומה בין שני הגידים השזורים זה בזה .

סוגים של כבל שזור

בסביבת עבודה של תקשורת לרשת מקומית נעשה שימוש ב 2 סוגים של כבל שזור :

UTP Unshielded twisted-pair

כבל מסוג UTP בנוי מזוגות של גידים שזורים . לכבל זה יש 2-4 זוגות שזורים.

כפי שמשתמע מהשם שהוענק לכבל (Unshielded ) , כבל מסוג UTP אינו כולל אריג או רדיד חיצוני אשר עוטף את גידי התקשורת .

השיטה שבה נעשה שימוש היא : שזירה של גידי התקשורת .

שזירת גידי התקשורת יוצרת אפקט של סיכוך הדדי בין גידי התקשורת . מסתץמך רק על אפקט הביטול,המבטל הפרעות EMI ו- RFI.

למרות ששיטת השזירה מקטינה את היקף הקליטה והקרינה של אנרגיה חשמלית , היא פחות יעילה מאריג מבודד חיצוני .

כבל זה מגיע לאורך 100 מטר (328FT ) .

STP Shielded Twisted Pair

כל זוג חוטים עטוף ברדיד אלומיניום כדי להגן על הזוג מרעשים .

תפקידו של חומר הסיכוך הוא – למנוע הפרעות אלקטרומגנטיות – EMI או הפרעות של תדר רדיו – RFI

מקטין את כמות ההפרעות לא רק בתוך הכבל אלא גם מחוץ לכבל.

*יקר יותר

*עבה יותר

*יש להאריק את הסיכוך המתכתי משני הקצוות של הכבל. אם לא מוארק טוב הסיכוך עובד כמו אנטנה וקולט אותות לא רצויים.(בשימוש באמריקה צפונית)

קטגוריות:

קטגוריה 3 – כבלי טלפון 11-RJ , 4 זוגות שזורים ו6 פינים ומהירות העברה 10MBPS .

קטגוריה 5 – 5e – כבלי רשת 45-RJ , 4 זוגות שזורים ו8 פינים ומהירות העברה 100MBPS . נפוצים ביותר בשימוש ברשתות. בכבל 5e יש יותר שזירות לכל FOOT (TPF ) השזירה הנוספת הזאת מספקת הגנה ממקורות חיצוניים.

קטגוריה 6 – כבל רשת 45-RJ ישנה מעטפת פלסטיק לכל זוג שזור,המונעת הפרעות. יש יותר שזירות לFOOT (TPF ). ארבע זוגות שזורים ו8 פינים.

10BASE-T הוא תקן יישומי של טכנולוגיית ה־Ethernet אשר מאפשר לתחנות קצה להתחבר זו לזו באמצעות כבל זוגות שזורים.

הכינוי 10BASE-T מורכב ממספר מאפיינים פיזיים של האמצעי:

• המספר 10 מצביע על מהירות העברת הנתונים בכבל - 10 מיליון סיביות לשנייה.

• המילה BASE היא למעשה קיצור של המילה baseband, המסמלת את שיטת השידור בה האות מועברת בצורה דיגיטלית ללא אפנון. כמו כן, בצורת שידור זו, בניגוד לשיטת broadband, לא ניתן להעביר מידע בשני הכיוונים בו-זמנית.

• האות T היא קיצור של המילה הלועזית Twisted pair (זוג שזור) - סוג הכבל בו משתמשים.

· יש גם כבלים 100BASE-T, 1000BASE-T.

מחברים

ממשק החיבור בין כרטיס הרשת לכבל שזור נקרא : RJ-45 .

ממשק ה RJ-45 דומה מאוד לממשק ה RJ-11 אשר משמש כממשק עבור טלפונים אולם למרות הדמיון אלו הם ממשקים שונים .

ממשק ה RJ-45 גדול ממשק ה RG-11 . ממשק ה RJ-45 יכול להכיל 8 גידים , לעומת ממשק ה RJ-11 אשר כולל 4 גידים .

כבל קואקס

Coaxial cable

הפרוש המילולי של המושג – Coaxial הוא – ציר שיתופי .

השם – Coaxial ניתן לסוג הכבל הנ"ל מכיוון שכבל מסוג – Coaxial מורכב

מ 2 " צינורות תקשורת " ( חומר מוליך ) אשר מתחברים בסופו של דבר לציר משותף .

משמש חברות כבלים (טלויזיה).

הוא כבל תקשורת חשמלי המכיל שתי שכבות מוליכות המבודדות זו מזו, כאשר אחת מהן היא בצורת גליל חלול והשנייה, שצורתה גליל אטום, מושחלת בתוך הראשונה. לשני הגלילים יש ציר משותף. מבנה זה מאפשר ביטול השדה האלקטרומגנטי שיוצרת זרימת החשמל בכל אחת מהשכבות, בתנאי שבשכבות עובר אותו אות חשמלי, בכיוונים מנוגדים.

מאפיינים של כבל COAX

מבנה :

כבל COAX בסיסי מורכב מ 4 שכבות .

2 שכבות משמשות כ: חומר מוליך להעברת המידע .

2 השכבות הנותרות משמשות ל- בידוד בין שכבות המולכים .

השכבה הראשונה מוגדרת כ- מוליך מרכזי - Conductor Core .

המוליך המרכזי מיושם ע"י שימוש בכבל נחושת ( Copper ) .

השכבה השניה משמשת כשכבת בידוד .

בד"כ נעשה שימוש באחד משני סוגי החומרים הבאים : Teflon או PVC .

השכבה השלישית מוגדרת כ: מוליך חיצוני - Outer Conductor

החומר שממנו עשויה השכבה מוגדר כ: אריג מתכת קלוע ( Braided metal ) .

תפקידה של השכבה השלישת היא לשמש כ: הארקה ( Ground ) ולמנוע הפרעות המשפיעות על כבל הנחושת הפנימי המשמש להעברת המידע .

הפרעות כגון : Crosstalk .

המושג – Crosstalk מתאר הפרעה חשמלית הנגרמת במקרה ובו שני כבלי תקשורת נמצאים בסמוך אחד לשני . המידע העובר בכל אחד מן כבלי התקשורת " מפריע " למידה העובר בכבל הסמוך .

Thicknet or 10BASE5 - 10MBPS מהירות העברה, 500 מטר אורך מקסימלי.

Thinnet 10BASE2 – 10MBPS מהירות העברה, 182 מטר אורך מקסימלי.

RG-59 - כבלים באמריקה.

RG-6 - יותר רוחב פס מ59-RG.בשימוש של צבא אר"הב.

AUI

המונח AUI מורכב מראשי התיבות : Attachment Unit Interface.

ה AUI משמש כ: ממשק חיבור בין כרטיס הרשת לבין ה (מַקְלֵט מַשְׁדֵר ) Transceiver .

( המראה של ממשק ה AUI דומה מאוד לממשק חיבור של כרטיס מסך )

סיבים אופטיים

השימוש בסיבים אופטיים נכנס יותר ויותר למערכות החדשות וזאת בנוסף לשימושו הרחב במערכות אזרחיות .כבל סיב אופטי מבוסס על מוליך אותות אופטי אשר מוגדר כ: סיב ( Fiber ) .

החומר שממנו עשוי הסיב הוא : זכוכית , חומרים פלסטים בעלי מוליכות אופטית או חומרים המשלבים זכוכית ופלסטיק .

כל כבל סיב אופטי מורכב מ 2 סיבים העטופים בחומר מבודד .

כבלי סיב אופטי מיוצרים מסיבי זכוכית ולא מחוטי חשמל .

כבל של סיב אופטי מובנה בתצורה הבאה:

סיב אופטי העשוי מזכוכיות או פלסטיק .

שכבה מבודדת עשויה מזכוכיות או פלסטיק .

חומר מבודד פלסטי .

בגלל שעשוי מזכוכית או סיבים אופטיים לא מושפע מ RFI ו EMI .כל האותות מומרים לאותות אור כדי לעבור בכבל וכשמגיעים ליעד הופכים חזרה לפולסים חשמליים.

יתרונות סיבים אופטיים: האותות נקיים יותר משודרים רחוק יותר ורוחב הפס רחב יותר מכבל רגיל.

מהירות :

כבל סיב אופטי מאפשר באופן תאורטי העברת מידע במהירות של GB 10 .

ברוב המקרים מהירות המידע הממוצעת היא : 100MB .

מרחק :

היתרון הגדול של שימוש בסיב אופטי הוא : הגדלת המרחק .

לעומת כבלי COAX או UTP אשר מוגבלים מבחינת המרחק בין רכיב לרכיב ( במרחקים גדולים יש להשתמש במגברי אותו וכו' ) .

למרות שאותות חשמלים ופעימות של אור נעים במהירות דומה האור נתקל בפחות התנגדות בדרכו לכם אותות עוברים מרחק גדול תוך שמירה על איכות .

חיבור אופטי יכול להגיע למרחק של 2 ק"מ ללא ציוד נוסף ( כגון מגברי אותות ) .

טיאורטית מגיע למרחקים של מאות מטרים

אמינות :

כבלים מבוססי נחושת משתמשים בבידוד וסיכוך אולם למרות אמצעי הזהירות , כבלי נחושת הופכים לאנטנות . ככול שהם ארוכים יותר רמת ההפרעות תגדל עקב השראות חשמליות שיווצרו

לעומתם כבלי של סיב אופטי חסינים לכל השדות החשמליים ולכן נושאים תמיד אותות נקיים .

אבטחת מידע

רשתות תקשורת אשר מקושורות בעזרת כבלים מסיב אופטי מציעות אבטחת מידע גבוהה .

במקרה שגורם זדוני מבקש לצוטט למידע אשר עובר ברשת אשר משתמשת בכבלים מבוססי נחושת , ניתן להתחבר לכל התקשורת ולצוטט למידע או אף ניתן להשתמש בשיטות שבהם אין צורך להתחבר לקבל אלא פשוט להשתמש בציוד אשר קולט את הקרינה אשר נוצרת מאותות החשמל אשר עוברים בכל הנחושת .

לעומת כבלי הנחושת , כבלי מבוססי סיב אופטי מציעים אבטחת מידע "מושלמת " .

המידע אשר עובר בסיב אופטי מוקרן אך ורק ב 2 הקצוות : התחנה השולחת

והתחנה המקבלת .

במקרה שגורם חיצוני ינסה להתחבר לכבל מבוסס סיב אופטי תתבצע נפילה של מתח אשר תגרום באופן מידי להפסקת העברת המידע בקו .

מעבר האור בסיב האופטי

ידוע כי האור נע בקווים ישרים הנקראים קרניים .

כאשר האור עובר מתווך אחד לתווך אחר הוא משנה את זוויתו ,

לדוגמא כאשר מכניסים כפית לכוס מים נראה כי הכפית שינתה זוית .

האור המגיע בזוית מסוימת בתווך אחד "נשבר" ויוצא בזווית שונה

בתווך השני .

ישנו מצב בו מזווית מסוימת בה יגיע האור הוא יוחזר ו"יקלע" לתווך בו הוא נמצא ולא יעבור לתווך הבא .

סוגים של כבל אופטי:

Multimode – הליבה של הכבל עבה יותר , עובד על לדים. יותר קל לייצר, יכול לשדר למרחקים של כמה מאות מטרים.(300-500 מטרים).

Single-mode – הליבה של הכבל הזה קדה מאד, יותר קשה לייצר (יקר יותר) משתמש בלייזר לשידור המידע יכעול לשדר מידע למרחקים של כמה קילומטרים (עד 100 קילומטר).

כבל ישר או כבל מוצלב:

מתי כל אחד מהם נדרש?

קיימים שני סוגים עיקריים של כבלי אינטרנט – כבלים ישרים (Straight) וכבלים מוצלבים (Cross). על מנת לחבר ציודי רשת שונים נדרש ברוב המקרים כבל ישר, אבל ישנם מקרים – במיוחד כאשר מחברים שני מחשבים אחד לשני – בהם נדרש כבל מוצלב.

כאשר יש צורך להרחיב את הרשת ונדרש שימוש ב-hub-ים או switch-ים, השאלה הופכת למורכבת יותר. במקרים אלה סוג הכבל הנדרש הופך להיות תלוי בסוג הנקודה אליה הוא מתחבר -- נקודה רגילה או נקודת uplink.

uplink היא נקודה מיוחדת, שקיימת על חלק מה-hub-ים וה-switch-ים שמיועדת לשימוש במקרה ויש צורך לשרשר את הציוד לציוד רשת אחר. בדרך כלל נקודת uplink מצוינת במפורש על הציוד. במקרים אחרים, יש על הציוד מפסק שהופך את אחת מנקודות החיבור הרגילות לנקודת uplink.

בהקשר זה יש לציין שחלק מה-router-ים וה-switch-ים תומכים במנגנון המכונה Auto MDI-X. מנגנון זה הופך את הציוד לאדיש לסוג הכבל שבאמצעותו נעשה החיבור. במידת הצורך מנגנון זה "הופך" את קוטביות הכבל על מנת שיתאים לסוג הציוד אליו הוא מתחבר.

כבל ישר (straight) הינו כבל שבו כל הגידים מחוברים בסדר המקורי. כבל זה מכיל את אותה סדרת גידים צבעוניים בכל קצה כאשר אוחזים בהם זה לצד זה. רוב חיבורים נועדו לשימוש בכבל ישר.

איור 4: חיווט כבל רשת ישר (4 גידים)

כבל מוצלב (crossover) הוא כבל שבו אנו מחברים את גידי השידור בצד אחד לגידי הקליטה בצד השני תוך הקפדה על הקוטביות: (+) ל (+) ו (-) ל (-). כבל זה מכיל סדרת גידים צבעוניים שונה בכל קצה כאשר אוחזים בהם זה לצד זה. כמו כן, מקובל לסמן כבלים מוצלבים בצבע אדום (או כיסויי הפלסטיק בקצוות או הכבל כולו). כבל מוצלב משמש במקרים בהם כבל ישר אינו מתאים. הסבר מדוייק יותר ינתן בהמשך.

איור 5: חיווט כבל רשת מוצלב (4 גידים)

הטבלה הבאה מציגה את סוגי החיבור הנפוצים ואת סוג הכבל הנדרש בכל אחד מהם, מתוך הנחה שמנגנון ה-Auto MDI-X אינו נתמך בהם.

* בטבלה זו נעשה שימוש במילה hub אך לצורך העניין ניתן להחליפה על פי הצורך ב-switch.

מקור: http://www.netcheif.com/Articles/Cabeling/cabeling.htm#DEF