Εργαστήριο 6 ΑΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΑ Η/Υ Μέσα Μετάδοσης-Κατασκευή καλωδίου τύπου CAT 5 1. Στόχος Στόχος της παρούσης εργαστηριακής συνάντησης είναι αφενός η εξοικείωση των σπουδαστών με τις βασικότερες έννοιες που σχετίζονται με τα μέσα μετάδοσης κι αφετέρου η εξάσκηση στην κατασκευή καλωδίου τύπου CAT 5 (το οποίο είναι αυτό που χρησιμοποιείται περισσότερο στη δικτύωση ηλεκτρονικών υπολογιστών-τοπικά δίκτυα υπολογιστών). 2. Διάκριση Μέσων Μετάδοσης Το μέσο μετάδοσης αποτελεί τη φυσική διασύνδεση του αποστολέα με τον παραλήπτη της πληροφορίας. Είναι ο δρόμος που διανύει το σήμα από το πομπό έως το δέκτη ενός συστήματος επικοινωνίας. Εναλλακτικά αναφέρεται ως γραμμή ή κανάλι μετάδοσης. Τα μέσα μετάδοσης διακρίνονται σε ενσύρματα και ασύρματα. Στα ενσύρματα μέσα μετάδοσης περιλαμβάνονται τα χάλκινα καλώδια, τα ομοαξονικά καλώδια και οι οπτικές ίνες. Στα ασύρματα μέσα μετάδοσης ανήκουν οι επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας. 3. Χάλκινα Καλώδια Ο χάλκινος αγωγός αποτελείται είτε από συμπαγές χάλκινο σύρμα είτε από νήματα χάλκινου σύρματος, τοποθετημένα σε πλαστικό περίβλημα. Το χάλκινο καλώδιο αποτελείται από συνεστραμμένους ανά ζεύγη χάλκινους αγωγούς. Εικόνα 1 : Χάλκινο Καλώδιο Σελίδα -1/5-
4. Ομοαξονικά Καλώδια Το ομοαξονικό καλώδιο αποτελείται από δύο αγωγούς (κεντρικός και εξωτερικός) οι οποίοι έχουν τον ίδιο άξονα. Το σήμα μεταφέρεται στον εσωτερικό αγωγό (που δέχεται πολύ μικρό ποσοστό θορύβου) και μεταξύ των δύο αγωγών υπάρχει διηλεκτρικό υλικό για την απομόνωσή τους. Γύρω από τον εξωτερικό αγωγό υπάρχει προστατευτικό και μονωτικό περίβλημα. Το ομοαξονικό καλώδιο προσφέρει υψηλό εύρος ζώνης συχνοτήτων (Bandwidth) με αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται υψηλές ταχύτητες μετάδοσης. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκε στις υπεραστικές συνδέσεις του τηλεφωνικού δικτύου και στην καλωδιακή τηλεόραση. Εικόνα 2 : Ομοαξονικό καλώδιο 4. Οπτικά Καλώδια Η αρχή των οπτικών καλωδίων στηρίζεται στη χρήση οπτικών ινών ως μέσου μετάδοσης και του φωτός ως φορέα μετάδοσης της πληροφορίας. Οι οπτικές ίνες κατασκευάζονται από γυαλί ή πλαστικό και έχουν την ιδιότητα να εγκλωβίζουν τη δέσμη φωτός (ολική ανάκλαση του φωτός) και να την οδηγούν μέχρι το τέλος της. Αποτελούνται από τρία ομόκεντρα στρώματα διηλεκτρικού αγωγού : τον πυρήνα, την επίστρωση και το κάλυμμα. Σελίδα -2/5-
Εικόνα 3 : Καλώδιο οπτικών ινών Εικόνα 4 : Αρχή λειτουργίας οπτικής ίνας Διακρίνουμε δύο βασικούς τρόπους μετάδοσης : την μονότροπη (single mode ή monomode), με τυπική διάσταση πυρήνα ινών 9 μm, επίστρωσης 125 μm και καλύμματος 250 μm, την πολύτροπη (multimode), με τυπική διάσταση πυρήνα ινών 62,5 μm, επίστρωσης 125 μm και καλύμματος 250 μm. 5. Καλώδιο Κατηγορίας 5 Το καλώδιο κατηγορίας 5 (category 5) είναι ένας τύπος καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σήματος υψηλής πιστότητας μεταξύ ηλεκτρονικών συσκευών και συσκευών τηλεπικοινωνίας. Είναι φτιαγμένο από τέσσερα ζεύγη μονωμένων χάλκινων αγωγών που περιβάλλονται από έναν κοινό μανδύα καλωδίων. Τα ζεύγη είναι συνεστραμμένα για να αλληλοεξουδετερώνεται το μαγνητικό πεδίο των δύο αγωγών. Με τον τρόπο αυτό εξουδετερώνεται ο θόρυβος μεταξύ των αγωγών αλλά έχουμε και ελαχιστοποιημένη εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να επηρεάσει το περιβάλλον (γειτονικούς αγωγούς - γειτονικά συνεστραμμένα ζεύγη). Η απαραίτητη προδιαγραφή καθορίστηκε από την επιτροπή ANSI (American National Standards Institute) με τον κανονισμό TIA/EIA-568-A. Υποστηρίζει ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων 100 Mbps, καλύπτει αποστάσεις μέχρι 100 μέτρα και χρησιμοποιείται ευρύτατα σε δίκτυα 100 BASE-T X Ethernet. Ο τύπος καλωδίου CAT 5 έχει εκτοπιστεί από το νεότερο CAT 5e (Category 5 enhanced), ο οποίος υποστηρίζει ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων 1000 Mbps (Gigabit Ethernet) και καλύπτει αποστάσεις έως 350 μέτρα για δίκτυα 100 BASE-T. Σελίδα -3/5-
Μπορούμε να διακρίνουμε τις παρακάτω τρεις διαφορετικές συνδεσμολογίες των καλωδίων CAT 5 με τους ακροδέκτες RJ-45 : 1. Straight trough : Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή και ενός Switch Εικόνα 5 : Wiring of a Straight through cat 5 cable 2. Cross over : Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση δύο ηλεκτρονικών υπολογιστών μεταξύ τους, Εικόνα 6 : Σύνδεση δύο ηλεκτρονικών υπολογιστών Σελίδα -4/5-
Εικόνα 7 : Wiring of a Cross over cat 5 cable 3. Roll-over : Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή και ενός Router. Εικόνα 8 : Wiring of a Roll over cat 5 cable Οι σύγχρονες συσκευές έχουν τη δυνατότητα να ανιχνεύουν αυτόματα τον τύπο του καλωδίου και να δρομολογούν κατάλληλα τα σήματα από τα αντίστοιχα ζεύγη. Εικόνα 9 : Συνδεσμολογία ακροδεκτών σύμφωνα με τα πρότυπα TIA/EIA 6. Κατασκευή καλωδίου Κατηγορίας 5 Στην παρούσα εργαστηριακή άσκηση θα κατασκευαστούν από κάθε σπουδαστή ένα καλώδιο Straight Through και ένα καλώδιο Cross Over σύμφωνα με τις οδηγίες που υπάρχουν στις διευθύνσεις www.lanshack.com/make-cat5e.aspx www.wikihow.com/make-a-network-cable και θα αναλυθούν από τους καθηγητές του εργαστηρίου. Σελίδα -5/5-