Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου. Πρόλογος

Transcript

1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Περιγραφή μελέτης & υλοποίησης δομημένης καλωδίωσης, για τις ανάγκες του μαθήματος του project της Β ΕΠΑ.Λ, με την σύμπραξη των τομέων Ηλεκτρολογίας & Πληροφορικής. ΔΟΜΗΜΕΝΗ ΚΑΛΩΔΙΩΣΗ Σχολικό έτος: Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Ομάδα Θοδωρής Βαρδίκος Γιάννης Κλώθος Νίκος Μαυρής Έλλη Μαυρομιχάλη Αλέκος Στάμος Νίκος Στάμος Βαγγέλης Στάντζος Εύη Χατζησταματίου Καθηγητές: Τσιαγκλής Δημήτριος ΠΕ17.03 Σίκαλος Εμμανουήλ ΠΕ20

2 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Πρόλογος Είμαστε μαθητές της Β Λυκείου από τα τμήματα Πληροφορικής και Ηλεκτρολόγων οι οποίοι έχουμε αναλάβει μία ερευνητική εργασία σχετικά με την μελέτη και εγκατάσταση δομημένης καλωδίωσης σε κτίριο. Αρχικά είχαμε μαζέψει πληροφορίες και φτιάξαμε το θεωρητικό μέρος της εργασίας μας και στη συνέχεια το υλοποιήσαμε στο Εργαστήριο Αυτοματισμών του σχολείου μας. Από το τμήμα Πληροφορικής έχουμε τους μαθητές Χατζησταματίου Εύη, Νίκο Μαυρή και Νίκο Στάμο και από τους Ηλεκτρολόγους τον Αλέκο Στάμο, τον Γιάννη Κλώθο, τον Βαγγέλη Στάντζο, τον Θοδωρή Βαρδίκο και την Έλλη Μαυρομιχάλη. Σελίδα 1

3 Δομημένη Καλωδίωση Πίνακας Περιεχομένων Πρόλογος Εισαγωγή Ιστορική αναδρομή Εφαρμογές Πλεονεκτήματα Δομημένης Καλωδίωσης Πρότυπα Δομημένης Καλωδίωσης Καλώδια Υλικά Κατασκευής Καλωδίων Αγωγοί Χαλκού Οπτικές ίνες Μόνωση Αγωγών Κατηγορίες καλωδίων Συνεστραμμένα ζεύγη Καλώδια UTP Καλώδια STP Καλώδια FTP Καλώδια S/FTP, S/STP Ομοαξονικά καλώδια Οπτική Ίνα Συσκευές Δρομολογητής (router) Γέφυρα (bridge) Πύλη (gateway) Μεταγωγέας (switch) Επαναλήπτης (repeater) Συγκεντρωτής (hub) Οριολωρίδα Μετόπη μικτονόμησης (patch panel) Μετόπη διευθέτησης καλωδίων Ικρίωμα (rack) Κύρια μέρη δομημένης καλωδίωσης Σελίδα 2

4 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 4.1 Κατανεμητές Οριζόντια Καλωδίωση Κατακόρυφη Καλωδίωση Υποσύστημα Θέσης Εργασίας Τοπολογίες Δικτύων Τοπολογία Αρτηρίας (Bus) Τοπολογία Δακτυλίου (ring) Τοπολογία Αστέρα (Star) Τοπολογία Πλέγματος (Mesh) Γραμμική τοπολογία (Linear) Συνδοιασμοί Τοπολογία δέντρου (Tree) Φωτογραφικό Υλικό υλοποίησης Δικτυακές ρυθμίσεις & εγκατάσταση λογισμικού Πηγές Ιστοσελίδες Εργασίες Σελίδα 3

5 Δομημένη Καλωδίωση Πίνακας Εικόνων Εικόνα 1 (αγωγός χαλκού)... 9 Εικόνα 2 (οπτική ίνα)... 9 εικόνα 3 (καλώδια utp) Εικόνα 4 (αντιστοίχηση κατηγορίας καλωδίου & εφαρμογής) Εικόνα 5 (χαρακτηριστικά καλωδίων για ποικίλους τύπους) Εικόνα 6 (καλώδιο stp) Εικόνα 7 (σύγκριση καλωδίων utp και stp) Εικόνα 8 (καλώδιο ftp) εικόνα 9 (S/STP καλώδιο) Εικόνα 11 (ομοαξονικό καλώδιο) Εικόνα 12 (διατομή οπτικής ίνας) Εικόνα 13 (παράδειγμα λειτουργίας δρομολογητών) Εικόνα 14 (παράδειγμα χρήσης bridge) Εικόνα 15 (παράδειγμα χρήσης gateway) Εικόνα 16 (συσκευή switch) Εικόνα 17 (κανόνας χρήσης μεταγωγέων) Εικόνα 18 (hub) εικόνα 19 (οριολωρίδα & εργαλείο τερματισμού της) Εικόνα 20 (μετόπη μικτονόμησης καλωδίων) Εικόνα 21 (μετόπη διευθέτησης καλωδίων) Εικόνα 22 (ικρίωμα) Εικόνα 23 (διασύνδεση δικτύων με repeaters, bridges και routers & το μοντέλο) Εικόνα 24 (οριζόντια καλωδίωση) Εικόνα 25 (ταχείας σφηνωτής σύνδεσης) Εικόνα 26 (ταχείας σύνδεσης με στρέψη) Εικόνα 27 (κατακόρυφη καλωδίωση) Εικόνα 28 (θέση εργασίας & οριζόντια καλωδίωση) Σελίδα 4

6 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Εικόνα 29 (δίκτυο αρτηρίας) Εικόνα 30 (δίκτυο δακτυλίου) Εικόνα 31 (δίκτυο διπλού δακτυλίου) Εικόνα 32 (δίκτυο αστέρα) Εικόνα 33 (δίκτυο πλήρους διασύνδεσης & διασύνδεσης πλέγματος) Εικόνα 34 (γραμμικό δίκτυο) Εικόνα 35 (δίκτυο δέντρου) εικόνα 36 (χώρος εργαστηρίου πριν την εγκατάσταση) εικόνα 37 (εγκατάσταση rack) εικόνα 38 (εγκατάσταση καναλιών ασθενών ρευμάτων) εικόνα 39 (τοποθέτηση καλωδίων) εικόνα 40 (συρμάτωση/τερματισμός καλωδίων) εικόνα 41 (εγκατάσταση καναλιών ισχυρών ρευμάτων) εικόνα 42 (τοποθέτηση συσκευών & διευθέτηση rack) εικόνα 43 (συνδέσεις στις θέσεις εργασίας) εικόνα 44 (τακτοποίηση εργαστηρίου) εικόνα 45 (χώρος εργαστηρίου μετά την εγκατάσταση) Σελίδα 5

7 Δομημένη Καλωδίωση 1 Εισαγωγή Η δομημένη καλωδίωση συνδυάζει όλες τις καλωδιώσεις για ανταλλαγή δεδομένων, σημάτων, και έλεγχο επικοινωνιών σε ένα σπίτι σε ένα ενιαίο παγιωμένο σύστημα καλωδίωσης. Αυτό σημαίνει ότι όλη η καλωδίωση, συμπεριλαμβανομένου του δικτύου, του τηλεφώνου, του βίντεο, του ήχου, της ασφάλειας, του ελέγχου θέρμανσης και ψύξης, του φωτισμού, και οτιδήποτε άλλο σε ένα σπίτι, προγραμματίζεται, σχεδιάζεται, εγκαθίσταται, και ρυθμίζεται ως ένα ενιαίο σύστημα. Μία εγκατάσταση δομημένης καλωδίωσης αποτελείται από ένα σύνολο καλωδίων και υλικών (πρίζες, κατανεμητές, κλπ.) το οποίο πραγματοποιεί την μετάδοση φωνής και δεδομένων σε ένα κτήριο. Προσπαθώντας να αποδώσουμε την έννοια της δομημένης καλωδίωσης θα λέγαμε ότι χαρακτηρίζουμε μία σειρά κανονισμών / προτύπων, διεθνώς αναγνωρισμένων, που εφαρμόζονται για το σχεδιασμό, τη μελέτη, την εγκατάσταση και την παράδοση ενός συστήματος καλωδιώσεων ασθενών ρευμάτων, για τη μεταφορά όλων των πληροφοριών (δεδομένα, φωνή, εικόνα) σε ένα δίκτυο. 1.1 Ιστορική αναδρομή Η άναρχη τοποθέτηση καλωδίων παντού σε ένα χώρο γραφείου, πολύ σύντομα άρχισε να αναδεικνύει την έλλειψη μιας τυποποίησης που θα επέτρεπε από τη μια τη σωστή εγκατάσταση και από την άλλη θα έδινε την δυνατότητα της επεκτασιμότητας σε αυτήν. Με τον τρόπο αυτό η μετακίνηση ενός υπαλλήλου σε άλλο γραφείο ή ακόμα και σε άλλο όροφο δεν θα ήταν μία επώδυνη διαδικασία, η οποία θα περιελάβανε κανάλια και γυμνά τηλεφωνικά και δικτυακά καλώδια, όπου και αν αυτά πρόχειρα εξυπηρετούσαν τις ανάγκες μας. Η μέχρι πρότινος δυνατότητα της δικτύωσης των υπολογιστών είχε μετατραπεί σε ένα φιάσκο, μιας και ο διαμοιρασμός των πόρων ήταν πλέον δυνατός, αλλά όχι παράλληλα λειτουργικός. Να σημειώσουμε το γεγονός ότι η ασύρματη δικτύωση, είναι μια τεχνολογία σχετικά πρόσφατη, που οι εταιρείες δεν την έχουν οικειοποιηθεί εξαιτίας των αδυναμιών της σε κόστος και ασφάλεια. Μονόδρομος σε αυτό το πρόβλημα αποτέλεσε η υιοθέτηση της δομημένης καλωδίωσης, ενός τρόπου λοιπόν που με την κατάλληλη και έγκαιρη μελέτη εγκατάστασης στον χώρο προσέδιδε μία ενιαία και οργανωμένη καλωδίωση, μέσω της οποίας παρέχονταν όχι απλά μία, αλλά πολλές υπηρεσίες. Η προτυποποίηση της καλωδίωσης ήταν άμεσο επακόλουθο, με το πρότυπο EIA/TIA 568B να αποτελεί την σημερινή επιλογή σε κάθε νέα εγκατάσταση. Σελίδα 6

8 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 1.2 Εφαρμογές Οι συνηθέστερες από τις εφαρμογές της δομημένης καλωδίωσης παρουσιάζονται στην συνέχεια. Ωστόσο επειδή είναι μια τεχνολογία που συνεχώς εξελίσσεται, ο πίνακας αυτός αυξάνεται μέρα με την ημέρα. Πυρασφάλεια πυρανίχνευση Σύστημα ασφαλείας και ελέγχου πρόσβασης Σύστημα ελέγχου και εξοικονόμησης ενέργειας Σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας και εξαερισμού Μεταφορά δεδομένων (Δίκτυο Η/Υ) Μεταφορά φωνής (Τηλέφωνο τηλεφωνικό κέντρο) Μεταφορά εικόνας (Ψηφιακή τηλεόραση) 1.3 Πλεονεκτήματα Δομημένης Καλωδίωσης Συμβατότητα: Η δομημένη καλωδίωση χτίζει μια γέφυρα μεταξύ των συσκευών από τους διαφορετικούς κατασκευαστές επειδή παρέχει μια κοινή και συνεπή πλατφόρμα για τις επικοινωνίες και την αλληλεπίδραση. Τα προϊόντα που δεν είναι σύμφωνα με τα πρότυπα επικοινωνιών και καλωδίωσης που υποστηρίζουν ή απαιτούν τη δομημένη καλωδίωση δεν πρέπει να συμπεριληφθούν στα σχεδιαζόμενα συστήματα. Συνέπεια: Επειδή η καλωδίωση εγκαθίσταται ως ενιαίο σύστημα, όλη η καλωδίωση μπορεί να εγκατασταθεί για να αποφευχθεί η παρεμβολή ηλεκτρικών σημάτων και να παρέχει έναν συνεπέστερο ήχο, βίντεο, τηλέφωνο, ή μετάδοση στοιχείων. Ευελιξία: Επειδή η καλωδίωση ενός ολόκληρου σπιτιού συνδέεται με ένα κεντρικό κέντρο διανομής, η καλωδίωση μπορεί εύκολα να ξαναρυθμιστεί για άλλες εφαρμογές και τα συστήματα στο σπίτι μπορούν να αλλάξουν. Ακεραιότητα: Επειδή δεν υπάρχει καμία συναρμογή καλωδίων στο σύστημα, δεν υπάρχει κανένα σημείο αποτυχίας όπως μια θέση βαθιά σε έναν τοίχο όπου σε ένα καλώδιο μπορεί να υπάρξει παρεμβολή. Συντήρηση και διαχείριση: Κάθε καλώδιο στο σπίτι είναι χωριστά προσιτό για τη δοκιμή και την ανίχνευση λαθών. Σελίδα 7

9 Δομημένη Καλωδίωση Όπως κάθε τεχνολογία, έτσι και η δομημένη καλωδίωση παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα, με το σημαντικότερα εξ αυτών να είναι το κόστος. Ωστόσο μέρα με την ημέρα το κόστος μειώνεται δραματικά, πόσο μάλιστα αν το δούμε σαν μία εγκατάσταση εξ αρχής, όπου η επένδυση των χρημάτων αποσβένεται γρήγορα και με το παραπάνω. Όπως επίσης είναι προφανές ότι η καλύτερη χρήση της δομημένης καλωδίωσης προϋποθέτει συνήθως την εξ ολοκλήρου εγκατάσταση από την αρχή και όχι την χρήση κάποιας υπάρχουσας υποδομής. Για το λόγο αυτό η μελέτη και η εγκατάστασή της προτιμάται να γίνεται παράλληλα με την κατασκευή του εν λόγω κτιρίου/χώρου. 1.4 Πρότυπα Δομημένης Καλωδίωσης Τα πρότυπα ANSI/TIA/EIA 568 Α οργανώνονται σύμφωνα με τα υποσυστήματα καλωδιώσεων, τα οποία αποτελούνται από τα εξής τμήματα: Η backbone (κατακόρυφη) καλωδίωση Η οριζόντια καλωδίωση Ο χώρος εργασίας Το δωμάτιο τηλεπικοινωνίας Το δωμάτιο εξοπλισμού Σημείο εισόδου Διαχείριση Το έτος 2001 δημιουργήθηκε η νέα έκδοση με όνομα ANSI/TIA/EIA 568 Β, η οποία στην ουσία αποτελούνταν από τρία πρότυπα: Το ANSI/TIA/EIA 568 Β.1 Το ANSI/TIA/EIA 568 Β.2 Το ANSI/TIA/EIA 568 Β.3 Οι πιο πρόσφατες εκδόσεις των προτύπων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: Το ANSI/TIA/EIA 569 A Το ANSI/TIA/EIA 606 A Σελίδα 8

10 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 2 Καλώδια 2.1 Υλικά Κατασκευής Καλωδίων Αγωγοί Χαλκού Ο αγωγός που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ενός καλωδιακού συστήματος πρέπει να είναι συμπαγής ή πλέγματος σύμφωνα με το πρότυπο IEC και πρέπει κατά κανόνα να έχει διάμετρο 0,4mm 0,65mm.. Οι αγωγοί πλέγματος πρέπει να έχουν κατά προτίμηση εφτά πλέγματα, ενώ αγωγοί διαμέτρου μεγαλύτερης από 0,8mm είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν αν είναι συμβατοί με τους συνδέσμους. Ο αγωγός είναι δυνατόν να αποτελείται από ένα ή περισσότερα υλικά, από λεπτό χαλκό ή από λωρίδες διαφόρων μεταλλικών κραμάτων, τα οποία πρέπει να είναι τοποθετημένα ελικοειδώς γύρω από μία συμπαγή ίνα Οπτικές ίνες Εικόνα 1 (αγωγός χαλκού) Στην προσπάθεια απεξάρτησης από τις χώρες παραγωγής χαλκού οι ερευνητές ωθήθηκαν στο να προτείνουν πιο συμφέρουσες εναλλακτικές λύσεις οι οποίες και θα υποστήριζαν την μεταφορά μεγαλύτερου όγκο πληροφοριών. Εικόνα 2 (οπτική ίνα) Σελίδα 9

11 Δομημένη Καλωδίωση Έτσι οδηγηθήκαμε στην κατασκευή των οπτικών ινών. Οι οπτικές ίνες είναι πολύ λεπτές κυλινδρικές ίνες γυαλιού ή πλαστικού με διάμετρο κάτω των 8μm (δηλαδή πιο λεπτές από μια τρίχα). Είναι διαφανείς και εύκαμπτες. Κατασκευάζονται από εξαιρετικά καθαρό γυαλί, με τρόπο ώστε να αντανακλούν το φως προς τον άξονά τους να το κρατούν στο εσωτερικό τους. Έτσι,οι δέσμες φωτός μεταδίδονται εύκολα και γρήγορα. Με τις ακτίνες λέιζερ, ένα σήμα μπορεί να μεταδοθεί δια μέσου οπτικών ινών σε απόσταση μεγαλύτερη από 50 χλμ. Χωρίς ενδιάμεση ενίσχυση. Αυτό σημαίνει ότι οι οπτικές ίνες είναι πιο αποτελεσματικές από τα χάλκινα καλώδια. Με ένα μόνο ζεύγος οπτικών ινών μπορούν να πραγματοποιηθούν ταυτόχρονα εκατοντάδες τηλεφωνικές συνδιαλέξεις 2.2 Μόνωση Αγωγών Ο αγωγός πρέπει να είναι μονωμένος με το κατάλληλο θερμοπλαστικό υλικό. Μερικά παραδείγματα κατάλληλων υλικών είναι: Polyolefin Fluoropolymer Low smoke and low alogon Η μόνωση μπορεί να είναι συμπαγής ή πορώδης, με ή χωρίς συμπαγή διηλεκτρική κάλυψη. Επίσης πρέπει να είναι συνεχόμενη και λεπτή ώστε το συνολικό πάχος του καλωδίου να είναι σύμφωνο με τις απαιτήσεις των προτύπων και συμβατό με το υλικό και τη μέθοδο τερματισμού. 2.3 Κατηγορίες καλωδίων Όλοι οι τύποι των καλωδίων ανάλογα με το τύπο του μέσου που χρησιμοποιούν για την μετάδοση του σήματος πληροφορίας (ηλεκτρικά σήματα ή φως), το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο (π.χ. χαλκός ή ίνα) και κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά (π.χ. συστροφή αγωγών), μπορούμε να τα εντάξουμε στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες: Συνεστραμμένα ζεύγη Ομοαξονικό καλώδιο Οπτική ίνα Σελίδα 10

12 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 2.4 Συνεστραμμένα ζεύγη Ο αγωγός που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ενός καλωδιακού συστήματος πρέπει να είναι συμπαγής ή πλέγματος σύμφωνα με το πρότυπο IEC και πρέπει κατά κανόνα να έχει διάμετρο 0,4mm 0,65mm. Οι αγωγοί πλέγματος πρέπει να έχουν κατά προτίμηση εφτά πλέγματα, ενώ αγωγοί διαμέτρου μεγαλύτερης από 0,8mm είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν αν είναι συμβατοί με τους συνδέσμους. Ο αγωγός είναι δυνατόν να αποτελείται από ένα ή περισσότερα υλικά, από λεπτό χαλκό ή από λωρίδες διαφόρων μεταλλικών κραμάτων, τα οποία πρέπει να είναι τοποθετημένα ελικοειδώς γύρω από μία συμπαγή ίνα. Στην πράξη η χρήση των αγωγών χαλκού έχει γίνει η πιο συνηθισμένη λόγω κυρίως του χαμηλού κόστους αλλά και της εύκολης εγκατάστασης τους. Τα πιο διαδεδομένα καλώδια χαλκού που χρησιμοποιούνται στην δομημένη καλωδίωση είναι τα εξής : UTP STP FTP Καλώδια UTP Τα Καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair) είναι αθωράκιστα καλώδια συνεστραμμένων ζευγών και χρησιμοποιούνται κατά κόρον τόσο για μετάδοση φωνής, όσο και για μετάδοση δεδομένων. Αποτελούνται από 2 ως 1800 ζευγάρια αγωγών τα οποία περιβάλλονται από πλαστικό μανδύα. εικόνα 3 (καλώδια utp) Επίσης τα Καλώδια UTP χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με την απόδοση και τη χρησιμότητά τους. Συνοπτικά περιγράφουμε τις δυνατότητες της κάθε κατηγορίας μέσω των ακόλουθων πινάκων : Σελίδα 11

13 Δομημένη Καλωδίωση Κατηγορία Εφαρμογή για την οποία σχεδιάστηκε αρχικά Κατηγορία 3 Φωνή, 10Base T Κατηγορία 4 Token Ring 16 Mb/s Κατηγορία 5 100Base TX (Fast Ethernet) Κατηγορία 5E 1000Base T (Gigabit Ethernet) για νέα εγκατάσταση Κατηγορία 6 & 7 Gigabit Ethernet full dupplex κ.α. Εικόνα 4 (αντιστοίχηση κατηγορίας καλωδίου & εφαρμογής) Τύπος καλωδίου Ομοαξονικό Thinnet Ομοαξονικό Thicknet STP Σελίδα 12 Κόστος Εγκατάστασ η <STP Φθηνή / Εύκολη >STP Εύκολη <Οπτικ ή Ίνα >UTP Αρκετά < εύκολη Thickn et UTP << Φθηνή / Εύκολη Οπτική Ίνα >> Ακριβή / Δύσκολη Χωρητικότητ α 10Mbps τυπική 10Mbps τυπική 16Mbps τυπική μέχρι 500Mps 10Mbps τυπική μέχρι 100Mbps 100Mbps τυπική μέχρι 200,000 Mbps Εύρος Ηλεκτρομαγνητικ ή Ευαισθησία 185 m < UTP 500 m < UTP 100 m τυπική 100 m τυπική Δεκάδε ς km Εικόνα 5 (χαρακτηριστικά καλωδίων για ποικίλους τύπους) Τυπικά Χαρακτηριστικά Κατηγοριών: < UTP >> Αναίσθητη Σύμφωνα με την EIA/TIA τα χαρακτηριστικά των κατηγοριών των καλωδίων UTP είναι τα ακόλουθα: Κατηγορία 1 = Κανένα κριτήριο απόδοσης Κατηγορία 2 = Καθορίστηκε στο 1 MHz (για χρήση σε τηλεφωνικά καλώδια) Κατηγορία 3 = Καθορίστηκε στα 16 MHz (για χρήση στο Ethernet 10 Base T) Κατηγορία 4 = Καθορίστηκε στα 20 MHz (για χρήση σε Token ring, 10 Base T) Κατηγορία 5 = Καθορίστηκε στα 100 MHz (για χρήση σε 100 Base T, 10 Base T) Κατηγορία 6 = Καθορίστηκε στα 250 MHz (για χρήση σε 10GBASE T Ethernet)

14 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Κατηγορία 6 Α = Καθορίστηκε στα <= 500 MHz (για χρήση σε 10GBASE T Ethernet) Κατηγορία 7 = Καθορίστηκε στα <=600 MHz (για χρήση σε 10GBASE T Ethernet) Κατηγορία 7 Α = Καθορίστηκε στα <=1000 MHz (για χρήση σε 10GBASE T Ethernet) Καλώδια STP Τα Καλώδια STP (Shielded Twisted Pair) είναι θωρακισμένα καλώδια συνεστραμμένων ζευγών. Οι κατασκευαστές θωρακίζοντας κάθε ζευγάρι του καλωδίου κατάφεραν να ελαχιστοποιήσουν την ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή. Εικόνα 6 (καλώδιο stp) Μία σύγκριση μεταξύ των δύο καλωδίων που έχουμε εξετάσει ήδη (UTP και STP) μπορούμε να έχουμε με ακόλουθη εικόνα: Εικόνα 7 (σύγκριση καλωδίων utp και stp) Σελίδα 13

15 Δομημένη Καλωδίωση Καλώδια FTP Τα καλώδια FTP (Foiled Twisted Pair) είναι καλώδια συνεστραμμένων ζευγών θωρακισμένα με τη χρήση αλουμινίου. Αποτελούνται από τέσσερα ζεύγη συνεστραμμένων αγωγών καλυπτόμενων από μονωτικό περίβλημα. Κάτω από το εξωτερικό περίβλημα υπάρχει ένα φύλλο αλουμινίου για τη θωράκιση του καλωδίου. Σε επαφή με το περίβλημα αλουμινίου υπάρχει γυμνό καλώδιο από συνεστραμμένες ίνες, το οποίο πραγματοποιεί τη γείωση του φύλλου αλουμινίου και καλείται καλώδιο γείωσης. Εικόνα 8 (καλώδιο ftp) Καλώδια S/FTP, S/STP Υπάρχουν ακόμα και άλλοι τύποι θωρακισμένων καλωδίων, στους οποίους χρησιμοποιείται συνδυασμός των παραπάνω θωρακίσεων ή θωράκιση σε κάθε ζεύγος. Παραδείγματα τέτοιον καλωδίων είναι το S/FTP (Shielded/Foiled Twisted Pair), το οποίο χρησιμοποιεί και τα δύο είδη θωρακίσεων και το S/STP (Screened/Shielded Twisted Pair), το οποίο χρησιμοποιεί θωράκιση πλέγματος συνολικά και θωράκιση αλουμινίου σε κάθε ζεύγος. εικόνα 9 (S/STP καλώδιο) εικόνα 10 (S/FTP καλώδιο) Σελίδα 14

16 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 2.5 Ομοαξονικά καλώδια Τα ομοαξονικά καλώδια αποτελούνται από μία κεντρική μονωμένη ίνα, έναν αγωγό συνήθως πλέγματος ο οποίος περιβάλλει την ίνα και το εξωτερικό περίβλημα, το οποίο περικλείει τα δύο παραπάνω στοιχεία. Χρησιμοποιούνται στα καλωδιακά συστήματα μεταφοράς δεδομένων, στην καλωδιακή τηλεόραση (CATV) καθώς επίσης και στα κλειστά κυκλώματα παρακολούθησης. Ο όρος ομοαξονικό προέρχεται εξ αιτίας του ότι ο εσωτερικός αγωγός και το εξωτερικό συρμάτινο πλέγμα έχουν τον ίδιο γεωμετρικό άξονα. Το ομοαξονικό καλώδιο εφευρέθηκε από τον Άγγλο μηχανικό και μαθηματικό Oliver Heaviside, ο οποίος δημιούργησε το σχέδιο το Το ομοαξονικό καλώδιο διαφέρει από τα άλλα θωρακισμένα καλώδια και χρησιμοποιείται για την διέλευσης ηλεκτρικών σημάτων μεγάλου εύρους συχνοτήτων. Για παράδειγμα μπορεί να μεταφέρει ηχητικά σήματα από ένα ακουστικό ενισχυτή μέχρι και ηλεκτρικά σήματα πολλών Mega Hertz ( βλέπε σήμα τηλεοπτικό, δορυφορικό, κ.α.). Εικόνα 10 (ομοαξονικό καλώδιο) Σελίδα 15

17 Δομημένη Καλωδίωση 2.6 Οπτική Ίνα Χρησιμοποιείται κυρίως όπου οι αποστάσεις είναι μεγάλες και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το καλώδιο συνεστραμμένων ζευγών και όπου οι απαιτήσεις σε ρυθμούς μετάδοσης είναι αρκετά αυξημένες. Σκεφτείτε, ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οπτική ίνα για να καλύψουμε απόσταση 5Km και οι ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων φθάνουν τα 10 Gb/s. Τα καλώδια οπτικών ινών τα οποία, συνήθως περιέχουν δεσμίδες οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται, κυρίως, από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς για επίγειες και υποθαλάσσιες συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων, αντικαθιστώντας τόσο τις γραμμές ομοαξονικών καλωδίων, όσο και τις επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις. Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται επίσης από ιδιωτικές εταιρίες σε τοπικά δίκτυα, σε πανεπιστημιακά δίκτυα κορμού, σε δίκτυα ευρείας περιοχής, σε δίκτυα καλωδιακής τηλεόρασης, σε εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις σε ασφάλεια μετάδοσης, όπως οι στρατιωτικές και τέλος σε βιομηχανικές εφαρμογές, όπου υπάρχει υψηλός βιομηχανικός θόρυβος, στον οποίο οι οπτικές ίνες παρουσιάζουν ανοσία. Εικόνα 11 (διατομή οπτικής ίνας) Σελίδα 16

18 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 3 Συσκευές 3.1 Δρομολογητής (router) Ως δρομολογητή θεωρούμε ένα ειδικού σκοπού υπολογιστή ο οποίος κατευθύνει τα πακέτα δεδομένων στο δίκτυο. Είναι συσκευές που μπορούν να ανιχνεύσουν εάν μέρος του δικτύου δεν λειτουργεί ή βρίσκεται σε συμφόρηση και να επανακατευθύνουν την πληροφορία. Οι δρομολογητές επιτρέπουν την διασύνδεση δικτύων με διαφορετικά πρωτόκολλα επικοινωνίας. Ο δρομολογητής είναι η μόνη συσκευή που ουσιαστικά βλέπει κάθε μήνυμα που αποστέλλεται και από τις δύο πλευρές του δικτύου. Διασφαλίζει ότι η πληροφορία θα φτάσει στον προορισμό της και απαγορεύει την πρόσβαση από το ένα δίκτυο στο άλλο, απαγορεύοντας μη αναγκαία πληροφορία να μεταφέρεται από δίκτυο σε δίκτυο. Οι δρομολογητές συνδέουν πολλαπλά δίκτυα LAN και έχει πρόσβαση στις network addresses. Εικόνα 12 (παράδειγμα λειτουργίας δρομολογητών) Ένας πίνακας απόφασης είναι ένα από τα βασικά εργαλεία του router για να γνωρίζει που θα αποσταλούν τα πακέτα. Αυτός ο πίνακας είναι μια συλλογή από πληροφορίες πάνω σε ποιες συνδέσεις οδηγούν σε ποια ομάδα διευθύνσεων, ποιες είναι οι προτεραιότητες των συνδέσεων καθώς και κανόνες για τη διαχείριση λειτουργιών ρουτίνας και εκτάκτων περιπτώσεων. Στην σύνθεση ενός router περιέχονται και κανόνες για τη διασφάλιση του δικτύου οι οποίοι όμως δεν είναι αρκετοί και για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται και firewalls. Υπάρχουν δυο τύποι routing, o στατικός και ο δυναμικός. Στατικό ονομάζουμε το routing όταν υπάρχει ένας σταθερός τρόπος που δρομολογούνται τα δεδομένα ανεξάρτητα από την κατάσταση του δικτύου. Αντίθετα, στον δυναμικό τρόπο, λαμβάνεται υπόψιν η κατάσταση δικτύου και υπάρχει επαναδρομολόγηση εάν αυτό κριθεί απαραίτητο. Σελίδα 17

19 Δομημένη Καλωδίωση 3.2 Γέφυρα (bridge) Μία γέφυρα (bridge) είναι μία συσκευή δικτύου η οποία ουσιαστικά κάνει αυτό που περιγράφει το όνομά της: γεφυρώνει μεταξύ τους δύο τοπικά δίκτυα. Η διαφορά μεταξύ μιας γέφυρας και ενός router (δρομολογητή) έγκειται στον τρόπο με τον οποίο συνδέουν τα δίκτυα. Σε ένα τηλεπικοινωνιακό δίκτυο, μία γέφυρα είναι είτε μία συσκευή, είτε λογισμικό το οποίο αντιγράφει πακέτα στο Επίπεδο 2 (δείτε την σημείωση που ακολουθεί από ένα δίκτυο σ' ένα άλλο. Για παράδειγμα, δύο τοπικά δίκτυα μπορούν να συνδεθούν με μία γέφυρα, μία ψηφιακή τηλεφωνική γραμμή και μία άλλη γέφυρα στο άλλο άκρο. Η γέφυρα συνδέει τα δίκτυα σε επίπεδο hardware. Εάν χρησιμοποιήσετε γέφυρες για την σύνδεση δύο δικτύων, αυτά ουσιαστικά θα αποτελούν έναν κλάδο με πολύ αργή σύνδεση. Η χρήση γεφυρών δεν είναι ο καλύτερος τρόπος για να χειρίζεστε τις συνδέσεις δικτύων WAN, εκτός κι αν είναι απόλυτα απαραίτητο, επειδή οι γέφυρες επιτρέπουν την διέλευση της "κυκλοφορίας πολλαπλής εκπομπής" (broadcast) δηλαδή, μηνύματα τα οποία στέλνονται σε κάθε μηχανή ενός συγκεκριμένου δικτύου. Τα μηνύματα broadcast μπορούν να σπαταλήσουν πολύ από το (συνήθως περιορισμένο) εύρος ζώνης ενός δικτύου WAN. Οι bridges κατηγοριοποιούνται με διάφορους τρόπους. Ένας σύνηθες τρόπος διαχωρισμού είναι βάσει τις έκτασης της περιοχής που εξυπηρετούν. Έτσι, υπάρχουν bridges που διασυνδέουν LAN σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές και αποκαλούνται Remote Bridges καθώς και bridges που παρέχουν άμεση επικοινωνία μεταξύ δικτύων που βρίσκονται στην ίδια περιοχή. Αυτές ονομάζονται Local Bridges. Υπάρχουν επίσης και άλλου είδους bridges. Transparent, χρησιμοποιούνται συνήθως με Ethernet, Source Route και κυρίως με Token Ring. Translational, που παρέχουν μεταφραστικές υπηρεσίες μεταξύ διαφορετικών τύπων αρχείων, και Source Route Transparent, που επιτρέπουν επικοινωνία μεταξύ πρωτοκόλλων Token Ring και Ethernet. Γενικά, μία γέφυρα είναι ένας router (δρομολογητής) ο οποίος έχει διαμορφωθεί ώστε να γεφυρώνει δύο δίκτυα στο Επίπεδο 2 του OSI, αντί για το Επίπεδο 3 στο οποίο λειτουργούν συνήθως οι routers. Όταν μία γέφυρα συνδέει δίκτυα, για όλους τους πρακτικούς σκοπούς οι χρήστες βλέπουν μία μεγαλύτερη έκδοση του τρέχοντος δικτύου τους μπορούν να προσπελάσουν απομακρυσμένους πόρους χρησιμοποιώντας τις ίδιες μεθόδους που χρησιμοποιούν και στο τοπικό τους δίκτυο. Το μειονέκτημα που παρουσιάζουν οι γέφυρες είναι ότι το ότι είναι αργές και καταναλώνουν πολλούς πόρους για τον λόγο αυτό, σήμερα πια χρησιμοποιούνται κυρίως routers και όχι γέφυρες για την σύνδεση τοπικών δικτύων. Σελίδα 18

20 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Εικόνα 13 (παράδειγμα χρήσης bridge) 3.3 Πύλη (gateway) Χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση τοπικών δικτύων σε επίπεδο υψηλότερο του τρίτου επιπέδου δικτύου του μοντέλου OSI. Οι gateway αποτελούνται από software μετατροπής πρωτοκόλλων ικανού να επεξεργαστεί την πληροφορία με τρόπο που να γίνεται κατανοητή από τον παραλήπτη. Αυτό σημαίνει πως οι πύλες μπορούν και διασυνδέουν διαφορετικά τμήματα δικτύων (π.χ. δίκτυο οπτικών ινών με δίκτυο ομοαξονικού καλωδίου). Αντίστοιχες δυνατότητες έχουν, βέβαια, και όλοι οι σύγχρονοι δρομολογητές. Παρ όλο που αυτό θεωρείται μεγάλο πλεονέκτημα, οι gateway είναι πολύ αργές συσκευές στην μετάδοση δεδομένων. Εικόνα 14 (παράδειγμα χρήσης gateway) Σελίδα 19

21 Δομημένη Καλωδίωση 3.4 Μεταγωγέας (switch) O switch είναι μια μικρή συσκευή που επιτυγχάνει διασύνδεση υπολογιστών σε χαμηλό επίπεδο. Τεχνικά, οι switches λειτουργούν στο επίπεδο 2 (Data Layer) του OSI Model. Τα Switches είναι σχεδόν όμοια εξωτερικά με τα Hubs,ο τρόπος λειτουργίας τους όμως είναι πολύ πιο έξυπνος. Το Switch όταν τοποθετείται σε ένα LAN και προγραμματίζεται, καταχωρεί τις MAC Address των χρηστών που είναι συνδεδεμένοι στις πόρτες του, σε ένα πίνακα. Όταν ένας από τους χρήστες ζητήσει να στείλει ένα πακέτο σε έναν άλλο, το Switch ελέγχει τον πίνακα αυτό, βρίσκει ποιος είναι ο παραλήπτης, την πόρτα στην οποία είναι συνδεδεμένος και αποστέλλει το πακέτο μόνο σε αυτόν. Έτσι, σε μια δεδομένη στιγμή, μπορούν να επικοινωνούν ταυτόχρονα περισσότεροι από δύο χρήστες. Εικόνα 15 (συσκευή switch) Εικόνα 16 (κανόνας χρήσης μεταγωγέων) Σελίδα 20

22 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Υπάρχουν δύο ειδών Switches,τα unmanageable και τα manageable : Τα unmanageable λειτουργούν ως κανονικά Switches, μη έχοντας περαιτέρω δυνατότητες διαχείρισης. Τα manageable ενσωματώνουν πολλές δυνατότητες διαχείρισης. Η διαχείριση αυτή μπορεί να γίνεται "remotely" είτε με ειδικό γραφικό πρόγραμμα, είτε με telnet στο IP του switch. Ο διαχειριστής ενός τέτοιου switch μπορεί να δημιουργήσει πολλά VLANs κάτω από αυτό, να παρακολουθήσει την κίνηση του δικτύου με MRTG (διάφορα στατιστικά στοιχεία), να κλείσει και να ανοίξει πόρτες και να προγραμματίσει το κλείδωμα κάποιας πόρτας σε περίπτωση που αλλάξει η MAC address του συνδεδεμένου χρήστη. 3.5 Επαναλήπτης (repeater) Οι επαναλήπτες (repeaters) χρησιμοποιούνται όταν η καλωδίωση του δικτύου γίνει πολύ μεγάλη, δυσχεραίνοντας την μεταφορά των δεδομένων μεταξύ των σταθμών εργασίας. Είναι δηλαδή απλοί ενισχυτές του σήματος.. Οι συσκευές αυτές έχουν να κάνουν, προφανώς, με το πρώτο επίπεδο του μοντέλου του OSI Συγκεντρωτής (hub) Το hub είναι ενεργή κομβική συσκευή που βοηθάει στην επέκταση ενός τοπικού δικτύου υπολογιστών με τη χρήση καλωδίωσης.η συσκευή αυτη έχει συγκεκριμένο αριθμό θυρών στις οποίες μπορούν να συνδεθούν ισότοπες συσκευές περιφεριακών, όπως server,υπολογιστές,εκτυπωτές.σε κάθε κατανεμητή υπάρχει ένα hub που τοποθετείται συνήθως στο κάτω μέρος. Εικόνα 17 (hub) Σελίδα 21

23 Δομημένη Καλωδίωση 3.6 Οριολωρίδα Είναι εξαρτήματα τερματισμού των καλωδίων (συνήθως των τηλεφωνικών) με τον τρόπο της ταχείας σφηνωτής σύνδεσης. Από την μία πλευρά των οριολωρίδων τερματίζονται τα καλώδια και από την άλλη αναχωρούν (όπως στις κλέμες) για την ίδια ή για άλλες κατευθύνσεις π.χ. από κάθετη σε οριζόντια καλωδίωση. εικόνα 18 (οριολωρίδα & εργαλείο τερματισμού της) 3.7 Μετόπη μικτονόμησης (patch panel) Αντί των οριολωρίδων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις μετόπες μικτονόμησης (Patch panel). Οι μετόπες μικτονόμησης είναι εξαρτήματα στα οποία καταλήγουν και σταθεροποιούνται τα καλώδια του οριζόντιου και κατακόρυφου δικτύου. Οι μετόπες μικτονόμησης πρακτικά δείχνουν την προέλευση και τον προορισμό κάθε καλωδίου και διακρίνονται σε καλωδίων χαλκού συνεστραμμένων ζευγών και οπτικών ινών. Εικόνα 19 (μετόπη μικτονόμησης καλωδίων) Σελίδα 22

24 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 3.8 Μετόπη διευθέτησης καλωδίων Χρησιμεύουν για την καλή οργάνωση και κυκλοφορία των καλωδίων μικτονόμησης (patch cord). Με τις μετόπες διευθέτησης των καλωδίων γίνεται πιο εύκολη η κατακόρυφη, οριζόντια ή εγκάρσια διέλευση Εικόνα 20 (μετόπη διευθέτησης καλωδίων) 3.9 Ικρίωμα (rack) Είναι τυποποιημένο χαλύβδινο μεταλλικό κιβώτιο το οποίο επίσης καλείται καμπίνα ή rack κατάλληλης βαφής και με διαφανή γυάλινη πόρτα η οποία φέρει κλειδαριά. Οι διαστάσεις του εξαρτώνται από το μέγεθος του δικτύου. Το εσωτερικό του είναι κατάλληλα διαμορφωμένο ώστε να στηρίζει με ευκολία όλα τα εξαρτήματα του κατανεμητή ορόφου. Εικόνα 21 (ικρίωμα) Σελίδα 23

25 Δομημένη Καλωδίωση 4 Κύρια μέρη δομημένης καλωδίωσης 4.1 Κατανεμητές Εικόνα 22 (διασύνδεση δικτύων με repeaters, bridges και routers & το μοντέλο) Ένας κατανεμητής θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον ανά όροφο. Πρόσθετοι κατανεμητές είναι δυνατόν να υπάρχουν όταν η εξυπηρετούμενη επιφάνεια του ορόφου υπερβαίνει κάποια όρια, τυπικά τα 1000τ.μ. ή η απόσταση του κατανεμητή από την πιο ακραία θέση εργασίας υπερβαίνει τα 90μ. Ο τοπικός κατανεμητής, στον οποίο καταλήγει η οριζόντια καλωδίωση του ορόφου πολλές φορές αναφέρεται και σαν «κατανεμητής ορόφου». Αν υπάρχουν περισσότεροι του ενός κατανεμητές στον όροφο, πρέπει να προβλεφθεί τουλάχιστον ένας καλωδιακός δρόμος σύνδεσης μεταξύ τους, κατά προτίμηση ο συντομότερος.. Κάθε κατανεμητής πρέπει να περιλαμβάνει απαραίτητα τα ακόλουθα παθητικά στοιχεία: Μεταλλικό ικρίωμα με διαστάσεις επαρκείς για τη στέγαση των στοιχείων, που προορίζονται να αναρτηθούν σ αυτό και με δυνατότητα ασφάλισης. Σύνθετα πλαίσια μεικτονόμησης (modular patch panels) για τον τερματισμό της οριζόντιας καλωδίωσης. Οπτικό κατανεμητή για τη σύνδεση οπτικών ινών της κατακόρυφης καλωδίωσης Οριολωρίδες για τον τερματισμό πολύζευγων UTP κάθετων καλωδίων Οδηγούς καλωδίων για την οργάνωση των καλωδίων μεικτονόμησης. Σελίδα 24

26 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Ο κατανεμητής γενικά είναι ένας χώρος σε κάθε όροφο ενός κτιρίου που προορίζεται για τη διασύνδεση της οριζόντιας καλωδίωσης με την κατακόρυφη καλωδίωση, ενώ μπορεί να αποτελεί ένα ενδιάμεσο ή το κύριο σημείο μικτονόμησης για διαφορετικά τμήματα του συστήματος κατακόρυφης καλωδίωσης. συσκευές τηλεπικοινωνιακών και γενικά ασθενών ρευμάτων. Κάθε κτίριο πρέπει να διαθέτει τουλάχιστον ένα κατανεμητή, χωρίς να υπάρχει άνω όριο στο πλήθος των κατανεμητών που μπορεί να υπάρχουν. Είναι προτιμητέο οι κατανεμητές να τοποθετούνται στο μέσον του ορόφου και του κτιρίου, έτσι ώστε να μειώνονται οι οριζόντιες αποστάσεις των καλωδίων. 4.2 Οριζόντια Καλωδίωση Είναι το τμήμα του δικτύου που συνδέει τις τηλεπικοινωνιακές πρίζες των χώρων εργασίας, με τους κατανεμητές ορόφου. Περιλαμβάνει τον κατανεμητή ορόφου, τις καλωδιώσεις μεταξύ αυτού και των τηλεπικοινωνιακών πριζών, τις τηλεπικοινωνιακές πρίζες, τις διατάξεις τερματισμού των καλωδίων στους κατανεμητές ορόφου και τις πρίζες και την μικτονόμηση με ενεργό εξοπλισμό. Εικόνα 23 (οριζόντια καλωδίωση) Η τοπολογία της Οριζόντιας Καλωδίωσης Ορόφου είναι ιεραρχικού αστέρα, με κέντρο τον κατανεμητή ορόφου. Σε περιπτώσεις ορόφων με πολύ λίγες πρίζες, αυτές μπορούν να συνδεθούν στους κατανεμητές του προηγούμενου ή επόμενου ορόφου. Συνήθως τοποθετείται ένας τουλάχιστον κατανεμητής ανά όροφο ή επιφάνεια ορόφου 1000 τ.μ. Σελίδα 25

27 Δομημένη Καλωδίωση Ο τερματισμός του καλωδίου στην πρίζα γίνεται με συγκεκριμένο τρόπο και μπορεί να είναι, όπως φαίνεται στα ακόλουθα σχήματα: Εικόνα 24 (ταχείας σφηνωτής σύνδεσης) Εικόνα 25 (ταχείας σύνδεσης με στρέψη) Σελίδα 26

28 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 4.3 Κατακόρυφη Καλωδίωση Η κατακόρυφη καλωδίωση προορίζεται να παρέχει διασυνδέσεις μεταξύ κατανεμητών ορόφων, χώρου τηλεπικοινωνιακών συσκευών και σημείου εισαγωγής στο κτίριο. Η κατακόρυφη καλωδίωση αποτελείται από τα καλωδιακά μέσα μετάδοσης, τα ενδιάμεσα και το κύριο σημείο μικτονόμησης και τους μηχανικούς τερματισμούς των καλωδίων κορμού. Επίσης η κατακόρυφη καλωδίωση περιλαμβάνει και τα καλωδιακά μέσα μεταξύ κτιρίων, στην περίπτωση που οι κατανεμητές, η αίθουσα επικοινωνιακού εξοπλισμού και η εισαγωγή κτιρίου βρίσκονται σε διαφορετικά κτίρια Σε κάθε κτίριο μπορεί να υπάρχουν περισσότερα του ενός συστήματα κατακόρυφης καλωδίωσης. Κατά την χάραξη των διόδων της κατακόρυφης καλωδίωσης πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να αποφεύγεται η γειτνίαση με πηγές υψηλού επιπέδου ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Σε περίπτωση που αυτό είναι αδύνατο, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται καλώδιο οπτικών ινών. Εικόνα 26 (κατακόρυφη καλωδίωση) 4.4 Υποσύστημα Θέσης Εργασίας Τα στοιχεία που αποτελούν τη θέση εργασίας, εκτείνονται από το τέλος της οριζόντιας καλωδίωσης, που είναι η πρίζα, ως τον εξοπλισμό της θέσης εργασίας, που μπορεί να είναι οποιοσδήποτε τύπος συσκευών, όπως τηλέφωνα, τερματικά και υπολογιστές. Επειδή η καλωδίωση της θέσης εργασίας (από την πρίζα στη συσκευή) είναι συνήθως προσωρινή, πρέπει να σχεδιάζεται έτσι ώστε να μπορεί εύκολα να αλλαχθεί. Η πρακτική που συνίσταται εδώ είναι το ελεύθερο καλώδιο. Σελίδα 27

29 Δομημένη Καλωδίωση Το μέγιστο μήκος του καλωδίου της θέσης εργασίας έχει καθοριστεί στα 3μ. Όμως το όριο αυτό μπορεί να αυξηθεί αρκεί να μην καταστρατηγείται ο περιορισμός για μέγιστη απόσταση 100μ. ( απόσταση πρίζας κατανεμητή ορόφου +μήκος καλωδίου θέσης εργασίας) και να έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με το οριζόντιο καλώδιο. Όταν στη θέση εργασίας απαιτούνται προσαρμογές, αυτές πρέπει να γίνονται εξωτερικά στην πρίζα. Αυτό διευκολύνει την τήρηση ομοιομορφίας στην οριζόντια καλωδίωση και παρέχει τη δυνατότητα χρήσης της για διαφορετικούς τύπους συνδέσεων. Πρέπει πάντως να αναφερθεί ότι οι προσαρμογές δεν θεωρούνται μέρος του προτύπου και σε κάθε περίπτωση πρέπει να αποτελούν την εξαίρεση και όχι τον κανόνα. Ο ελάχιστος αριθμός τηλεπικοινωνιακών παροχών είναι και δυο ανά θέση εργασίας και επαρκεί για την κάλυψη των αναγκών των γραφειακών χώρων. Για περιπτώσεις χώρων ειδικής χρήσης πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να τοποθετηθούν περισσότερες εκτιμώμενες κατά περίπτωση. Εικόνα 27 (θέση εργασίας & οριζόντια καλωδίωση) Σελίδα 28

30 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 5 Τοπολογίες Δικτύων Οι συνηθέστερες τοπολογίες δικτύων είναι οι ακόλουθες: αρτηρίας (bus) δακτυλίου (ring) αστέρα (star) Πλέγματος (Mesh) Γραμμική (Linear) 5.1 Τοπολογία Αρτηρίας (Bus) Η τοπολογία αρτηρίας είναι από της πιο διαδεδομένες στο χώρο των τοπικών δικτύων. Όλοι οι σταθμοί συνδέονται πάνω στο μοναδικό μέσο μετάδοσης, την αρτηρία. Κάθε σταθμός έχει μια μοναδική ταυτότητα (διεύθυνση). Ένας σταθμός για να επικοινωνήσει με κάποιον άλλον τοποθετεί τη διεύθυνση του παραλήπτη στο μήνυμα και το αποστέλλει στην αρτηρία. Οι υπόλοιποι σταθμοί ακούνε το μήνυμα αλλά μόνο αυτός που έχει τη διεύθυνση του παραλήπτη κάνει χρήση των δεδομένων του εκτός αν η διεύθυνση προσδιορίζει πολλούς παραλήπτες (broadcast και multicast). 5.2 Τοπολογία Δακτυλίου (ring) Εικόνα 28 (δίκτυο αρτηρίας) Στην τοπολογία δακτυλίου οι κόμβοι συνδέονται μεταξύ τους με συνδέσεις σημείο προς σημείο. Τα δύο άκρα του καλωδίου ενώνονται ώστε να σχηματίσουν ένα κλειστό βρόχο. Οι κόμβοι συνδέονται στο δίκτυο μέσω μιας διάταξης που ονομάζεται αναμεταδότης. Παράδειγμα δακτυλίου φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα. Σελίδα 29

31 Δομημένη Καλωδίωση Εικόνα 29 (δίκτυο δακτυλίου) Ο αναμεταδότης είναι μια απλή διάταξη που λαμβάνει το σήμα του δικτύου, το ενισχύει και το μεταδίδει ξανά στο δίκτυο. Ο αναμεταδότης λαμβάνει τα δυαδικά ψηφία από την είσοδο του, αναδημιουργεί το σήμα του δικτύου, και το μεταδίδει ξανά στην έξοδο του, με τον ίδιο ρυθμό μετάδοσης που τα έλαβε. Ο αναμεταδότης δεν έχει δυνατότητα προσωρινής αποθήκευσης. Η ροή των πακέτων στο δακτύλιο ακολουθεί συγκεκριμένη και από πριν συμφωνημένη φορά η οποία μπορεί να είναι είτε αυτή των δεικτών του ρολογιού ή αντίστροφη. Τα πακέτα μεταδίδονται από κόμβο σε κόμβο χωρίς ιδιαίτερη καθυστέρηση. Δεν υπάρχουν πληροφορίες δρομολόγησης. Κάθε πακέτο περιέχει την διεύθυνση του παραλήπτη. Όλοι οι κόμβοι βλέπουν όλα τα πακέτα και αυτός για τον οποίο προορίζεται το αντιγράφει. Επειδή όλοι οι κόμβοι μεταδίδουν και μοιράζονται το ίδιο φυσικό μέσο, χρειάζεται κάποιο είδος ελέγχου πρόσβασης ώστε να αποφασίζεται κάθε φορά ποιος κόμβος έχει δικαίωμα μετάδοσης. Ο έλεγχος μπορεί να είναι κεντρικός ή κατανεμημένος. Αν ένας κόμβος παρουσιάσει πρόβλημα δεν σημαίνει απαραίτητα και διακοπή του δικτύου, μιας και υπάρχουν μηχανισμοί για την επίλυση του προβλήματος, οι οποίοι και δεν θα αναφερθούν μιας και ξεπερνούν το αντικείμενο αυτής της εργασίας. Σελίδα 30

32 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Η τοπολογία δακτυλίου είναι καλή επιλογή όταν: Απαιτείται ισοκατανομή της χωρητικότητας του δικτύου στους κόμβους. Ισοκατανομή σημαίνει ότι κάθε κόμβος έχει δυνατότητα να στείλει με ίδιους ρυθμούς μετάδοσης με τους υπόλοιπους και η καθυστέρηση μετάδοσης του είναι επίσης η ίδια. Όταν ο αριθμός κόμβων είναι μικρός και σε μικρή απόσταση ο ένας από τον άλλο, αλλά απαιτείται υψηλός ρυθμός μετάδοσης. Όταν κάθε κόμβος πρέπει να μεταδώσει οπωσδήποτε πριν από κάποιο συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Γενικά τα δίκτυα δακτυλίου: Παρουσιάζουν καθυστέρηση μετάδοσης η οποία μπορεί να είναι σημαντική ακόμα και σε μικρό φορτίο κίνησης. Η μέση καθυστέρηση μετάδοσης δεν αυξάνει ανάλογα με το φορτίο του δικτύου. Υπάρχει σταθερή χρήση του καναλιού ακόμα και κάτω από μεγάλα φορτία κίνησης. Το δίκτυο δακτυλίου υπάρχει και σε παραλλαγή με διπλό δακτύλιο όπου τα δεδομένα κινούνται με αντίθετη κατεύθυνση σε κάθε δακτύλιο. Ο διπλός δακτύλιος χρησιμοποιείται στα δίκτυα υψηλών επιδόσεων Εικόνα 30 (δίκτυο διπλού δακτυλίου). Αυτή η τοπολογία μοιάζει πολύ με την απλή τοπολογία δακτυλίου με τη διαφορά ότι δύο δακτυλίους αντί για έναν. Ο δεύτερος δακτύλιος μένει ανενεργός μέχρι να γίνει κάποιο σφάλμα στην επικοινωνία. Τότε ο τελευταίος «καλός» κόμβος ενώνει τους δύο δακτυλίους και το μήνυμα συνεχίζει στο δεύτερο πηγαίνοντας αντίθετα και φτάνοντας έτσι στον κόμβο από την ανάποδη μεριά. Σελίδα 31

33 Δομημένη Καλωδίωση 5.3 Τοπολογία Αστέρα (Star) Η τοπολογία αστέρα τείνει να υποκαταστήσει τις περισσότερες μορφές τοπικών δικτύων. Όλοι οι σταθμοί εργασίας συνδέονται με τον κεντρικό κόμβο του αστέρα, που συνήθως είναι ένας κατανεμητής καλωδίων. Η μετάδοση από οποιονδήποτε κόμβο σε κάποιον άλλο γίνεται μέσω του κεντρικού κόμβου. Αν υπάρχει πρόβλημα σε οποιονδήποτε περιφερειακό κόμβο, το δίκτυο συνεχίζει ομαλά τη λειτουργία του. Το πρόβλημα δημιουργείται αν καταρρεύσει ο κεντρικός κόμβος, οπότε έχουμε πλήρη διακοπή της επικοινωνίας. Φυσικά η απόδοση του αστέρα εξαρτάται από τις δυνατότητες του κεντρικού κόμβου, που σε αρκετές περιπτώσεις μπορεί να είναι ένας μεταγωγέας (PBX Private Branch extension) με δυνατότητα μεταφοράς και δεδομένων και φωνής με μεταγωγή μηνύματος ή μεταγωγή κυκλώματος. Εικόνα 31 (δίκτυο αστέρα) 5.4 Τοπολογία Πλέγματος (Mesh) Σε αυτήν την τοπολογία οι κόμβοι συνδέονται μεταξύ τους με «τυχαίο» τρόπο. Η ακραία περίπτωση αυτής της τοπολογίας είναι η τοπολογία πλήρους διασύνδεσης (fully connected). Σε αυτήν την περίπτωση συνδέονται όλοι με όλους. Αυτό είναι το ακριβότερο μοντέλο αλλά και το πιο ασφαλές όσον αφορά το ότι ένα μήνυμα πάει μόνο στο σωστό παραλήπτη αλλά και ότι όσοι κόμβοι και να χαλάσουν δεν επηρεάζονται καθόλου οι υπόλοιποι. Σελίδα 32 Εικόνα 32 (δίκτυο πλήρους διασύνδεσης & διασύνδεσης πλέγματος)

34 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 5.5 Γραμμική τοπολογία (Linear) Είναι η πιο απλή τοπολογία, σύμφωνα με την οποία συνδέονται όλοι οι κόμβοι σειριακά, ο ένας μετά τον άλλο. Είναι μια πλήρως ασύμφορη τοπολογία καθώς μοιάζει με αυτήν του δακτυλίου χωρίς τον τελευταίο σύνδεσμο. Αυτό κάνει την ανίχνευση λαθών πολύ πιο δύσκολη διατηρώντας όλα τα μειονεκτήματα της τοπολογίας δακτυλίου. Εικόνα 33 (γραμμικό δίκτυο) 5.6 Συνδοιασμοί Τοπολογία δέντρου (Tree) Στην τοπολογία δέντρου υπάρχει μόνο ένα μονοπάτι από ένα κόμβο σε έναν άλλο και δεν υπάρχουν κύκλοι. Χρησιμοποιείται ο ελάχιστος αριθμός συνδέσμων για τη σύνδεση όλων των κόμβων, αλλά δεν προσφέρει εναλλακτικό τρόπο επικοινωνίας αν χαλάσει ένας κόμβος στους κόμβους που εξαρτώνται από αυτόν. Εικόνα 34 (δίκτυο δέντρου) Σελίδα 33

35 Δομημένη Καλωδίωση 6 Φωτογραφικό Υλικό υλοποίησης Η ενότητα αυτή περιέχει φωτογραφικό υλικό από την υλοποίηση/εγκατάσταση δικτύου δομημένης καλωδίωσης στο Εργαστήριο Αυτοματισμών του τομέα Ηλεκτρολογίας. Το υλικό αυτό παρουσιάζει τα κυριότερα στάδια της εγκατάστασης με την σειρά που αυτά πραγματοποιήθηκαν. Αρχικά γίνεται μία διερεύνηση του χώρου και λαμβάνονται αποφάσεις για την τοποθέτηση των επιμέρους εξαρτημάτων: εικόνα 35 (χώρος εργαστηρίου πριν την εγκατάσταση) Στην συνέχεια αφού έχει ληφθεί μέριμνα για την σωστή θέση (στρατηγικής σημασίας) τοποθέτησης του rack, αναλαμβάνουμε την εγκατάστασή του: εικόνα 36 (εγκατάσταση rack) Σελίδα 34

36 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Εγκαθιστούμε τα κανάλια μέσα από τα οποία θα διέλθουν όλα τα καλώδια που θα μεταφέρουν τα δεδομένα μας (utp cat5e δικτυακά καλώδια): εικόνα 37 (εγκατάσταση καναλιών ασθενών ρευμάτων) Στην συνέχεια τοποθετούμε τα καλώδιά μας εντός των καναλιών ισχυρών ρευμάτων: εικόνα 38 (τοποθέτηση καλωδίων) Σελίδα 35

37 Δομημένη Καλωδίωση Αναλαμβάνουμε τον σωστό τερματισμό (συρμάτωση) των καλωδίων), ακολουθώντας τους χρωματικούς κώδικες που διέπουν τα πρότυπα της δομημένης καλωδίωσης για τις μονές δικτυακές πρίζες RJ 45: εικόνα 39 (συρμάτωση/τερματισμός καλωδίων) Εγκαθιστούμε τα κανάλια για την διέλευση των ηλεκτρικών καλωδίων που θα τροφοδοτήσουν τα εξαρτήματα των σταθμών εργασίας και του rack: εικόνα 40 (εγκατάσταση καναλιών ισχυρών ρευμάτων) Σελίδα 36

38 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου Τοποθετούμε το σύνολο των συσκευών εντός του rack, αφού προηγουμένως έχουμε οργανώσει την σειρά και την θέση εγκατάστασης, ώστε να διασφαλίζουμε και τον σωστό εξαερισμό των μηχανημάτων. Στην συνέχεια τερματίζουμε τα utp καλώδια που καταλήγουν από το σταθμό εργασίας προς το patch panel, συνδέουμε τα patch cords και διευθετούμε το σύνολο των καλωδίων στο εν λόγω εξάρτημα: εικόνα 41 (τοποθέτηση συσκευών & διευθέτηση rack) Συνδέουμε τα utp καλώδια των σταθμών εργασίας με τις αντίστοιχες δικτυακές πρίζες ώστε να εντάξουμε τους σταθμούς ενεργά στο δίκτυο, λαμβάνοντας μέριμνα για τις αντίστοιχες ρυθμίσεις και το απαραίτητο λογισμικό σε κάθε ένα από αυτούς: εικόνα 42 (συνδέσεις στις θέσεις εργασίας) Σελίδα 37

39 Δομημένη Καλωδίωση Φροντίζουμε για την τακτοποίηση του χώρου όπου εργαστήκαμε, ώστε να παραδοθεί στην καλύτερη δυνατή κατάσταση: εικόνα 43 (τακτοποίηση εργαστηρίου) Μία τελευταία επισκόπηση του χώρου, ώστε να επαληθεύσουμε την σωστή εγκατάσταση αλλά και λειτουργία της δομημένης καλωδίωσης: εικόνα 44 (χώρος εργαστηρίου μετά την εγκατάσταση) Σελίδα 38

40 Μαυρογένειο ΕΠΑ.Λ Βαθέος Σάμου 7 Δικτυακές ρυθμίσεις & εγκατάσταση λογισμικού Οι σταθμοί εργασίας μετά την ενεργοποίησή τους δικτυακά, λήφθηκαν οι απαραίτητες ενέργειες ώστε να εξυπηρετούν τις εκπαιδευτικές ανάγκες του εργαστηρίου. Πιο συγκεκριμένα: Αντιστοίχηση των σταθμών εργασίας με στατικές IP δικτυακές διευθύνσεις (ver.4), σύμφωνα με τον δικτυακό χάρτη του σχολείου (network map). Δημιουργία ομάδας εργασίας «WORKGROUP (workgroup name) και ένταξη όλων σταθμών εργασίας σε αυτήν. Εγκατάσταση του λογισμικού ανοικτού κώδικα italk για την διαχείριση των υπολογιστών της ομάδας εργασίας (clients) από τον υπολογιστή του εκπαιδευτικού (master). Η επεξήγηση των εν λόγω ενεργειών δεν αποτελούν μέρος της εργασίας, μιας και ξεφεύγουν από τον βασικό της σκοπό. Παρόλα αυτά στο κεφάλαιο 8, γίνονται αναφορές σε ιστοσελίδες που παρέχουν επιπλέον πληροφορίες. Σελίδα 39

41 Δομημένη Καλωδίωση 8 Πηγές 6.1 Ιστοσελίδες domhmenhkalodiosh.html &Itemid= gr/windows vista/join or create aworkgroup 6.2 Εργασίες Εργασία «Δομημένη Καλωδίωση», Θεοδωρίδης Ιωάννης Βασίλειος, Γιαννούλης Γεώργιος, Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πάτρας, έτος Εργασία «Σύγχρονες εγκαταστάσεις δικτύων σε κτίρια», Καλφόπουλος Απόστολος, Τμήμα Ηλεκτρολογίας, ΑΤΕΙ Χαλκίδας, έτος 2005 Σελίδα 40